The impact of trophic changes over 45 years on the Eurasian perch, Perca fluviatilis, population of Lake Geneva

Impact des changements trophiques sur les populations de perche, Perca fluviatilis, du lac Léman, durant 45 ans

¹ INRA, UMR CARRTEL, Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Ecosystèmes Limniques, 75 avenue de Corzent, BP 511, 74203 Thonon-les-Bains Cedex, France
² UMR Analyse des Systèmes et Biométrie, ENSAM–INRA, 2 place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 1, France

Corresponding author: dubois@thonon.inra.fr

Received: 11 December 2007
Accepted: 12 September 2008

Abstract

The change in catches and mean size of one-year-old perch (Perca fluviatilis) in Lake Geneva was studied between 1957 and 2005, and related to trophic changes and average temperature. The status of Lake Geneva, assessed on the basis of total phosphorus concentrations, switched from being oligotrophic before 1960 to eutrophic, with total phosphorus concentration reaching nearly 90 µg L⁻¹ in 1976-1979. In response to management measures, the trophic status then returned to mesotrophy in the early 2000s. Zooplankton is the main food consumed by young perch, and quantities present (annual biovolumes of zooplankton) were recorded throughout the study period. The lake water temperature was also recorded. Data obtained from perch catches and perch spawns enabled eleven strong cohorts of perch to be identified. Strong cohorts dominated the stock for three years, until they were massively caught by fishermen. Yields have fluctuated widely, increasing rapidly until 1975, and subsequently decreasing, with an exceptional decline between 1976 and 1981. During the period 1977-1981, unfavourable climatic conditions in spring were probably the main cause of this fall in perch yields. For the other periods, perch yields and the mean size of one-year-old perch were significantly correlated with trophic parameters, total phosphorus concentration and zooplankton biovolume. Correlations are higher if only strong cohorts are taken into account. As a result of the re-oligotrophication process, perch growth has been progressively reduced, age at first maturity delayed and strong cohorts become less frequent; the mean size of 0+ individuals in strong cohorts is significantly smaller than in the other cohorts, suggesting a population density effect in the context of a limited supply of zooplankton. During the study period, trophic changes in Lake Geneva have had more impact on perch growth and yield than has temperature, since no significant correlation could be detected between water temperature and perch growth.

Résumé

Entre 1960 et 2005, l'évolution des captures totales et celle de la taille moyenne des perches (Perca fluviatilis) âgées d'un an du lac Léman ont été étudiées en relation avec l'évolution trophique et la température moyenne du milieu. Le statut trophique du lac, estimé à partir des concentrations en phosphore total, a évolué de l'oligotrophie avant 1960 jusqu'à l'eutrophie, le phosphore total atteignant près de 90 µg L⁻¹ en 1976-1979. Suite aux mesures d'assainissement, le lac est redevenu mésotrophe dès 2001. Les quantités de zooplancton, principale nourriture des jeunes perches, ont été mesurées (biovolume annuel de zooplancton). La température a également été mesurée. En se basant sur les analyses faites sur les captures et sur les études menées lors de la reproduction, onze fortes cohortes de perches ont été identifiées. D'une manière générale, les fortes cohortes constituent l'essentiel du stock de perches pendant trois ans, jusqu'à ce que les pêcheurs les aient décimées. Les captures présentent d'importantes variations inter-annuelles ; les quantités pêchées ont augmenté rapidement jusqu'en 1975 et diminuent depuis, avec une chute exceptionnelle entre 1976 et 1982. De 1977 à 1981, une succession de mauvaises conditions climatiques printanières explique probablement cette chute des captures. Pour les autres périodes, les quantités de perches capturées et la taille moyenne des perches à 1 an sont corrélées aux paramètres trophiques (concentration en phosphore total et biovolume de zooplancton). Les corrélations sont plus élevées si seules les fortes cohortes sont prises en compte. Avec le processus de ré-oligotrophisation, la croissance des perches diminue, l'âge de la maturité sexuelle est retardé et les fortes cohortes sont plus espacées ; la taille moyenne des individus 0+ des fortes cohortes est significativement plus petite que celle des autres cohortes, traduisant un effet marqué de densité-dépendance vis-à-vis de la ressource limitée de zooplancton. Durant la période étudiée, les changements trophiques du lac Léman ont eu un effet plus marqué que la température sur la croissance et les captures de perches, puisque aucune corrélation positive n'a pu être mise en évidence entre la température de l'eau et la croissance ou les rendements de la pêche des perches.