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Forecasting the Spread of Invasive Rainbow Smelt in the Laurentian Great Lakes Region of North America

Authors


email mercadosilva@wisc.edu

Abstract

Abstract: Rainbow smelt (Osmerus mordax) have invaded many North American lakes, often resulting in the extirpation of native fish populations. Yet, their invasion is incipient and provides the rationale for identifying ecosystems likely to be invaded and where management and prevention efforts should be focused. To predict smelt presence and absence, we constructed a classification-tree model based on habitat data from 354 lakes in the native range for smelt in southern Maine. Maximum lake depth, lake area, and Secchi depth (surrogate measure of lake productivity) were the most important predictors. We then used our model to identify lakes vulnerable to invasion in three regions outside the smelt's native range: northern Maine (52 of 244 lakes in the non-native range), Ontario (4447 of 8110), and Wisconsin (553 of 5164). We further identified a subset of lakes with a strong potential for impact (potential–impact lakes) based on the presence of fish species that are affected by rainbow smelt. Ninety-four percent of vulnerable lakes in the non-native range in Maine are also potential–impact lakes, as are 94% and 58% of Ontario and Wisconsin's vulnerable lakes, respectively. Our modeling approach can be applied to other invaders and regions to identify invasion-prone ecosystems, thus aiding in the management of invasive species and the efficient allocation of invasive species mitigation and prevention resources.

Abstract

Resumen:  Osmerus mordax ha invadido muchos lagos de Norteamérica, a menudo provocando la extirpación de poblaciones de peces nativos. No obstante, su invasión es incipiente y proporciona fundamentos para identificar los ecosistemas que pueden ser invadidos y hacia donde se deben enfocar los esfuerzos de gestión y prevención. Para pronosticar la presencia y ausencia de O. mordax, construimos un modelo de árbol de clasificación basado en datos de hábitat de 354 lagos en el rango de distribución nativo de O. mordax en el sur de Maine. Los predictores más importantes fueron la profundidad máxima del lago, la superficie, y la profundidad Secchi (medida sustituta de la productividad del lago). Posteriormente utilizamos nuestro modelo para identificar lagos vulnerables a la invasión en tres regiones fuera del rango nativo: norte de Maine (52 de 244 lagos en el rango no nativo), Ontario (4,447 de 8,110) y Wisconsin (553 de 5,164). Luego identificamos un subconjunto de lagos con un fuerte potencial de impacto (lagos de impacto potencial) con base en la presencia de especies de peces que son afectadas por O. mordax. Noventa y nueve por ciento de los lagos vulnerables en el rango no nativo en Maine también fueron lagos de impacto potencial, como lo fueron 94% y 58% de los lagos vulnerables de Ontario y Wisconsin, respectivamente. Nuestro método de modelaje puede ser aplicado a otros invasores y regiones para identificar ecosistemas propensos a la invasión, ayudando por lo tanto a la gestión de especies invasoras y a la asignación eficiente de recursos para la mitigación y prevención de especies invasoras.

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