Processes that influence the early life stages of fishes can significantly impact population dynamics, yet they continue to be poorly understood. This dissertation examined relationships between the environment, early life history traits (ELHTs), behavior, and post-settlement survival for a coral reef fish, Stegastes partitus, in the upper Florida Keys, to elucidate how they influence juvenile demography. Otolith analysis of settlers and recruits coupled with environmental data revealed that S. partitus surviving the early juvenile period settled at larger sizes and grew slower post-settlement. Water temperature also influenced the ranges of these and other ELHTs as well as the intensity and direction of selective mortality processes acting on some of these traits (i.e., pelagic larval duration, mean larval growth). Otolith analysis was paired with behavioral observations of newly settled juvenile S. partitus in the field to reveal that the relationship between size-at-settlement, early juvenile growth and survival is behaviorally-mediated. Individuals that were larger at settlement were more active (i.e., spent less time sheltered, swam farther from shelters) and grew more slowly post-settlement. Likewise, slower juvenile growth was associated with greater activity, more conspecific aggression, and faster escape swimming speeds. A six-year time series of recruitment densities revealed substantial temporal (interannual, seasonal, lunar) and spatial (by microhabitat, conspecific density) variability in recruitment which influenced the composition of recruits. For instance, larvae settling during the darkest phases of the moon were larger at settlement, but selective mortality processes during brighter periods removed more of the smallest settlers, resulting in juveniles with similar sizes-at-settlement regardless of when they arrived to the reef. Because recruitment strength and composition varied temporally, genetic markers (6 microsatellite and 1 mitochondrial loci) were used to determine if the genetic composition of monthly cohorts of settling larvae and juveniles also varies interannually, monthly, or across life stages. A lack of genetic structure suggested that S. partitus has a large effective population size and variation in ELHTs is not likely the result of successful spawning of a disproportionately small group of adults. As a whole, these results reveal processes associated with larval supply and post-settlement life that collectively shape juvenile demography.

A primary goal of marine ecology is to understand the physical and biological mechanisms that drive patterns of larval dispersal and population connectivity. The larvae of many marine organisms develop in the pelagic environment before settling on benthic habitat. Early efforts to predict dispersal patterns assumed that larvae are passive particles dispersed by currents for 10s to 100s of kilometers (km). However, recent studies using parentage analyses to observe dispersal patterns reveal that peak dispersal occurs within 1 – 2 km, and declines exponentially with increasing distance from the natal reef. This gap between predicted and observed dispersal patterns suggests that other factors, such as larval behavior, may play an important role in shaping patterns of dispersal. However, due to challenges associated with obtaining larvae early in development, there is little information on the ontogeny of behavior from hatching through settlement. In this dissertation, I begin to address these challenges by developing a protocol for rearing the larvae of two species of sponge-dwelling neon gobies, Elacatinus lori and E. colini. Using lab-reared specimens, I provide the first description of larval development for both species. Then, I investigate the ontogeny of swimming ability in larvae of E. lori, E. colini and the model species Amphiprion percula. Remarkably, A. percula were capable of swimming twice as fast and three orders of magnitude longer than E. lori near settlement. Relating swimming speed to published dispersal patterns for E. lori, A. percula and another species Plectropomus leopardus, I show there is a positive association between swimming speed and the median and maximum dispersal distance. This finding suggests that swimming abilities may influence the extent of long distance dispersal. Finally, I investigate the role of habitat preferences and post-settlement persistence in establishing the distribution of E. lori settlers on sponge habitat. I demonstrate that E. lori settlers are more abundant, persist longer, and prefer to settle on large Aplysina fistularis, suggesting that settling E. lori choose sponge habitats that confer the highest relative fitness. This dissertation indicates the importance of larval and settler behaviors in determining the dispersal patterns and distribution of fishes on coral reefs.

The supply of coral reef fish larvae from the open ocean to reefs is vital for the persistence of local fish populations. Whether larvae are dispersed over hundreds of km or only few km depends on biophysical interactions between larvae and their environment. Relationships between environmental variables, larval swimming behavior, and larval transport were examined for reef fish larvae in the Florida Straits. In a series of research cruises, the upper 100 m of the water column was sampled with plankton nets fishing at four different depths. Variability in the vertical distributions of most larvae was not consistently related to measured environmental variables. Relative densities of larvae were predictably related to sampling depth in five taxa. In seven taxa, more developed larvae were distributed significantly deeper than less developed larvae, revealing ontogenic vertical migrations. In three taxa, vertical distributions varied significantly between day and night, revealing diel migrations. Since the Florida Current was strongest near the surface, observed vertical distributions and migrations resulted in reduced larval transport relative to surface currents. To identify cues involved in regulating vertical distributions, behavioral experiments were conducted with larvae from four reef fish families. All four groups showed significant responses to pressure cues, swimming up in response to high pressure and down in response to low pressure. In two families there was a significant correlation between capture depth and experimental pressure preference, suggesting that larvae use similar behavior to regulate depth in situ. To study horizontal swimming behavior, late-stage larvae of one species were caught in light-traps and observed by SCUBA divers ~1 km offshore of the Florida Keys barrier reef. All larvae swam remarkably straight, but their swimming directions were distributed randomly. A simulation model was used to generate swimming trajectories of longer duration than could be observed directly. Observed and simulated trajectories indicated that horizontal swimming by larvae with or without an external reference frame was important at spatial scales of several km. Overall, some larvae exercised a strong influence on transport, either by vertical or horizontal swimming. Behaviors varied between species and families, highlighting the need for more species-specific data.

Marine protected areas (MPAs) are important conservation tools that can support the resilience of marine ecosystems. Many countries, including Canada, have committed to protecting at least 10% of their marine areas under the Convention on Biological Diversity’s Aichi Target 11, which includes connectivity as a key aspect. Connectivity, the movement of individuals among habitats, can enhance population stability and resilience within and among MPAs. This thesis aimed to understand regional spatial patterns of marine ecological connectivity, specifically through the mechanism of adult movement, and how these patterns may be affected by climate change. I used the Northern Shelf Bioregion in British Columbia, Canada, as a case study for four objectives: (1) evaluate potential connectivity via adult movement for the entire bioregion, using habitat proxies for distinct ecological communities; (2) assess potential connectivity via adult movement among existing and potential MPAs, using the same habitat proxies; (3) model potential connectivity via adult movement among marine protected areas for two focal species (Metacarcinus magister and Sebastolobus alascanus) and predict how this interconnectedness may shift based on projected ocean temperature changes; and (4) contribute the results of these analyses to the MPA technical team’s ongoing planning process so that connectivity may be considered in the implementation of a new MPA network in the bioregion. This thesis developed an approach to assess and design MPA networks that maximize inferred connectivity within habitat types for adult movement when ecological data are limited. It applied least-cost theory and circuit theory to model MPA suitability and interconnectedness, finding that these are projected to decrease for Sebastolobus alascanus but increase for Metacarcinus magister. I showcased some methods that may be used in MPA design and evaluation, with lessons for other contexts. Importantly, this thesis informed an ongoing MPA planning process, enabling ecological connectivity to be considered in the establishment of a new MPA network in the bioregion. Overall, this work provided examples for incorporating connectivity and climate change into MPA design, highlighting what is possible even when data are limited. / Graduate

Nearly all deep-sea cephalopod life history studies have been completed by examination of specimens collected in the wild. Much of this work is like piecing together a puzzle; knowledge of the life history of many species remains fragmented and hence, taxonomically and phylogenetically confused. Molecular approaches and sequencing technologies are powerful tools for deciphering wild-type cephalopod life history and population dynamics. Use of molecular markers offers additional certainty for identifying specimens damaged during deep-sea collections and can elucidate often cryptic, intra- and interspecific diversity. The research presented in this study assessed broad genetic patterns of biodiversity in deep-sea cephalopods from the Gulf of Mexico and northwestern Atlantic Ocean. This study has two key objectives: [1] to examine intraspecies variation among regionally disjunct subpopulations, comparing collections separated by the Florida Peninsula, and [2] to examine intraspecies variation within deep-sea cephalopods in the Gulf of Mexico. Through Sanger sequencing marker genes COI, 16S rRNA, and 28S rRNA, this study has generated a genetic baseline characterization of deep-sea cephalopods in the Gulf of Mexico, assessed intraspecies genetic variation, and linked morphological identification with DNA barcodes, testing morphological hypotheses of species identification and naming. Results of investigating intraspecies variation within regionally disjunct subpopulations reveal there is no regional distinction between the Gulf of Mexico subpopulations of Vampyroteuthis infernalis, Pyroteuthis margaritifera, and Cranchia scabra, and the Bear Seamount subpopulations in the northwestern Atlantic Ocean. Results of investigating intraspecies variation within the Gulf of Mexico displayed potential for cryptic species, novel sequence records, and large expansions to sequence records for species known to inhabit the Gulf of Mexico. Analysis of intraspecies variation within the Gulf of Mexico facilitated identification of damaged specimens used for this study, but also revealed GenBank database issues of misidentified records, and outdated nomenclature in accession records. Because cephalopods play a central role in most oceanic ecosystems, characteristics like a short average life span and a rapid growth rate mean that cephalopod populations have the potential to serve as an invaluable reflection of ecosystem change.

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Echinocardium cordatum (Pennant 1777) oursin irrégulier abondant des zones côtières tempérées a longtemps été considéré comme une espèce cosmopolite dont la vaste aire de distribution était la conséquence directe des capacités de dispersion de sa larve planctotrophe. L’étude couplée des caractéristiques génétiques [génomes mitochondrial et nucléaire (introns+microsatellites)], morphologiques (étude basée sur 20 indices morphométriques) et écologiques (distribution géographique à petite ou grande échelle, et cycle de maturation gonadique) a révélé la présence d’un complexe d’espèces jumelles dont la différenciation génétique est accompagnée d’une différenciation morphologique statistique ainsi que de différenciations écologiques plus ou moins fines. Ces espèces occupent des aires de distribution limitées (clade A : Atlantique, clade SP : Pacifique Sud, clade NP : Pacifique Nord, clade B2 : Méditerranée, et clade B1 : Méditerranée et côtes atlantiques de l’Ibérie). D’après la reconstruction de l’histoire évolutive de ce complexe, à partir des données paléontologiques et moléculaires, ces espèces auraient divergé il y a 3 (B1-B2) à 10 (A-reste) millions d’années sous l’effet de perturbations géologiques et paléoclimatiques (fermeture de la Téthys, crise messinienne de salinité et glaciations Plio-Pléistocène). Le polymorphisme morphologique et moléculaire apparaît réduit chez B1 suggérant un effectif efficace historique de cette espèce réduit. L’analyse des flux géniques contemporains révèle que les clades A et B1 échangent toujours des gènes, alors que les clades B1 et B2, ont mis en place un isolement reproducteur efficace empêchant l’hybridation. Par ailleurs, les capacités de dispersion des espèces de ce complexe sont importantes (plus de 3000 km), mais moindres comparées à d’autres espèces du genre, notamment E. mediterraneum, qui bien qu’ayant subi les mêmes évènements géologiques n’a pas formé d’espèce depuis son apparition il y aurait 28 millions d’années. D’un point de vue évolutif, les taxons à forte capacité de dispersion présenteraient des tailles efficaces de populations importantes, ainsi qu’une aire de répartition étendue et peu de différentiation génétique entre localités ; autant de caractéristiques qui devraient ralentir la vitesse de spéciation dans ces taxons. Si cette hypothèse semble se vérifier chez E. mediterraneum, il n’en est pas de même chez E. cordatum qui malgré des effectifs efficaces apparemment importants et une différenciation des populations à l’échelle régionale faible, présente une dynamique se spéciation plus rapide. Il faut envisager que d’autres caractéristiques soient à l’origine de cette différence de dynamique de spéciation, et la comparaison des exigences écologiques des deux taxons ainsi que l’isolement de la molécule responsable de la réaction acrosomique, la bindine, pourraient apporter des éléments de réponse aux nouvelles questions soulevées. / Echinocardium cordatum (Pennant 1777) an abundant irregular sea urchin from the coastal temperate zones has long been considered as a cosmopolitan species which wide distribution area was the direct consequence of its planktotrophic larvae high dispersal abilities. A combined study of the genetic [mitochondrial and nuclear genomes (introns+microsatellites)], morphologic (based on 20 morphometric indices) and ecologic (geographic distribution at fine or large scale, and gonad maturation cycle) characteristics reveals that this taxon is a complex of cryptic species for which genetic differentiations concurred with morphological and ecological ones. The different species each occupy a limited geographic areas (clade A : Atlantic, clade SP : South Pacific, clade NP : North Pacific, clade B2 : Mediterranean sea, et clade B1 : Mediterranean sea and Atlantic coasts of Iberia). According to the complex species evolutionary history reconstruction, based on fossils and molecular data, the different species diverged between 3 (B1-B2) and 10 (A-rest) million years ago, driven by geologic and paleoclimatic perturbations (Tethys closure, messinian salinity crisis, Plio-Pleistocene glaciations). Molecular and morphologic polymorphisms appear reduced in B1, suggesting a reduced historical effective size. The contemporaneous genetic flux analysis reveals that clades A and B1 exchange genes whereas clades B1 and B2 developed an efficient reproductive isolation preventing hybridization. Though dispersal abilities of the complex species are high (more than 3000 km), they appear to be smaller than those of other species of the same genera, particularly E. mediterraneum which undergone the same geological perturbations without splitting into several species since its appearance some 28 million years ago. From an evolutionary point of view, taxa with high dispersal abilities should exhibit important population effective sizes, wide distribution areas and weak genetic differentiation between localities, properties that should slow species formation within these taxa. If this hypothesis seems verified in E. mediterraneum, it is not the case in E. cordatum for which the apparent high effective size and weak regional structure contrast with the fast speciation dynamics. It seems that other characteristics might be responsible for the speciation dynamic differences, and the comparison of the two taxa ecological requirements, as well as the isolation of the gene coding for the protein responsible of the sperm specific attachment, the bindin, should bring elements to answer these questions.

Mongolia is currently undergoing a rapid socioeconomic transition with extensive development driven by increased mineral resource extraction and large scale agriculture and pastoral expansion. There has also been unprecedented urbanisation and continued population growth that has placed added pressure on the ageing public infrastructure including power stations and waste water treatment plants. As a result, the country’s pristine landscapes, including its vast freshwater ecosystems, are now facing widespread degradation, contamination and species losses in the most impacted regions. The proposed large-scale dams and imminent climate change effects will further damage these fragile ecosystems. With a number of rivers and lakes deteriorating, resident aquatic communities, including unique fish species, have suffered significant population declines. However, a more substantial threat currently facing these fish populations is the rapid and largely unregulated rise in fishing activities within an emerging recreational fishery. Although historically fish capture and consumption has not been a traditional part of the Mongolian diet or culture, this is changing rapidly. Therefore a comprehensive set of research projects were developed and implemented across Mongolia, to gather essential information on this new fishery, while also addressing existing knowledge gaps regarding the spatial ecology and genetic structure of the main target species. In addition, a potential human health risk was evident due to the increased consumption of locally caught fish species from a heavily impacted river basin, and thus this was also investigated. Overall, the collective aim of this fisheries research was to increase the scientific understanding and knowledge across a range of issues and ultimately advise authorities on improving current management regulations and conservation strategies. It is hoped that the recommendations can assist in safeguarding the future sustainability and resilience of the threatened fish populations and the emerging recreational fishery across Mongolia for the future. A total of five fisheries related research projects were completed between 2011 and 2014, with the results from each used to formulate the conservation and management recommendations presented in this thesis. Due to the lack of knowledge regarding the emerging recreational fishery, roving creel surveys were conducted across three river basins and covered five key topics including angler demographics, fishing practices, current fishing trip data, fishing gear and costs, and angler knowledge and opinions. Fifty-eight fishing groups (n = 154 anglers) were interviewed and two angler types were identified: rural anglers with no or low incomes, who reside in the basin, fish alone or in smaller groups, fish frequently for shorter periods, and consumed fish more regularly; and urban anglers who have medium to high incomes, live in larger cities, spent more money on fishing gear / trips and fished for multiple days at a time. B. lenok was identified as the most targeted and caught species in the fishery. The results of the creel surveys confirmed increased fish consumption in the Kharaa River basin, which was identified as a potential human health risk due to the widespread heavy metal contamination from both past and present mining activities. Thus heavy metal contaminates in river water, sediment and five consumed fish species were examined at 11 sites across the basin. Heavy metals were evident in all five sampled species, with maximum muscle contents of chromium (Cr), arsenic (As), mercury (Hg) and lead (Pb) detected in fish from the middle and lower reaches, while zinc (Zn) was highly elevated in B. lenok from the upper tributaries. Elevated median contents of Cr, copper (Cu), Hg and Pb increased with trophic level, with the bioaccumulation of Hg posing the greatest threat to human health with over 10 % of all fish sampled exceeded the internationally recommended threshold for Hg in consumable fish tissue (> 0.5 µg g-1 ww). This bioaccumulation in resident fish species could lead to chronic toxicity in people who consume them regularly and have additional exposure to other sources of contamination e.g. gold mining. A further two projects were conducted that utilised passive acoustic telemetry to describe the spatial and temporal autecology, habitat use and behaviour of B. lenok in the Eroo River and H. taimen in the Onon/Balj rivers under Mongolia’s extreme seasonal conditions. The maximum longitudinal movements (home ranges) detected were more extensive than previously reported for both species with 45.3 km for B. lenok and 126.1 km for H. taimen. Increased movements were recorded in spring and summer, with individuals entering surrounding tributaries and remaining there for between four and 85 days before returning to the main river channel. The results highlighted the importance of maintaining the integrity and connectivity of tributary habitats for spawning, feeding and overwintering, as well as hydrological and thermal refuges, which will be increasingly important for these species in the region with the pending impacts of climate change. This increased knowledge relating to the spatial ecology of these threatened species can guide the design and implementation of new protective measures such as the introduction of Freshwater Protected Areas (FPAs) across Mongolia. Further research was conducted to gain a broader, multigenerational understanding of the interconnectedness between conspecific populations of H. taimen, B. lenok and T. baicalensis across the major river basins. Both molecular and nuclear markers were used to demarcate the population’s genetic structure and define Evolutionary Significant Units (ESUs) and priority populations for these species across their Mongolian distributions. Across all species, the most prominent pattern was a strong differentiation among major basins with low differentiation and weak patterns of isolation by distance within basins, which indicates high within-basin connectivity between populations, although exact patterns were not completely concordant among species. The extensive results produced from the current scientific research has facilitated the development of a comprehensive set of key recommendations for implementing new, and enhancing existing, management and conservation measures relating to Mongolia’s threatened salmonid species and its emerging recreational fishery. These recommendations include: 1. Establishing a series of Freshwater Protected Areas (FPAs) throughout Mongolia’s major river basins, with their design and location based upon the spatial ecology and genetic population structure determined by the current research results; 2. Shifting the opening date of the fishing season to encompass the entire spawning period of B. lenok (the fishery’s main target species), which appears to currently not be the case; 3. Adding the blunt-snouted lenok (B. sp.) to the prohibited species list, as it has been genetically proven to be an independent species and has a restricted distribution and low abundance in Mongolia; and 4. Introducing minimum (and potentially maximum) size limits for B. lenok and T. baicalensis, to better protect immature and pre-spawning individuals from being removed from the population. In addition, it is highly recommended to commence fisheries dependent and independent assessments in key river basins and conduct biomonitoring programs (using a bioindicator species) to track toxic heavy metal contamination and identify potential human health risks associated with consuming resident fish species from the more heavily impacted regions. The lack of knowledge of the current fishing regulations by anglers as well as the observed and reported widespread illegal fishing activities demands a wide-ranging angler education program to improve understanding and compliance within the fishery. The future survival of these threatened salmonids and the sustainability of the emerging recreational fishery in Mongolia currently hangs in the balance. However, if these scientifically based recommendations are implemented in full, and can be adequately enforced, then the responsible authorities can take a huge step forward towards reversing the current trends and preserving the country’s imperilled freshwater fish populations and their valuable aquatic ecosystems. Mongolia can be a model for freshwater species conservation and management throughout the region and the world. / Die Mongolei befindet sich derzeit in einem rasanten sozioökonomischen Übergang mit tiefgreifenden Veränderungen, die v.a. durch eine Zunahme bergbaulicher Aktivitäten sowie einen Ausbau ackerbaulicher Nutzungen wie auch der Viehwirtschaft angetrieben werden. Derzeit vollzieht sich eine noch nie dagewesene Urbanisierung und ein weiteres Bevölkerungswachstum, das auf die alternde öffentliche Infrastruktur, einschließlich Kraftwerke und Abwasserbehandlungsanlagen, einen zusätzlichen Druck ausübt. Infolgedessen zeigen sich in den weitgehend unberührten Landschaften des Landes, einschließlich seiner riesigen Süßwasser-Ökosysteme, deutliche Anzeichen von Übernutzung natürlicher Ressourcen, Umweltverschmutzung und Artenverlusten. Zukünftig geplante große Staudämme werden neben den bevorstehenden Auswirkungen des Klimawandels die Hydrologie deutlich verändern. So sind bereits deutliche Beeinträchtigungen der Fluss-und See-Ökosysteme erkennbar, insbesondere in Hinblick auf ihre aquatischen Lebensgemeinschaften. Einige der weltweit einzigartigen Fischarten haben bereits erhebliche Bevölkerungsrückgänge erlitten. Eine weitere existenzielle Bedrohung für diese Fischpopulationen ist der rasche und weitgehend un-regulierte Anstieg der Fischereitätigkeiten aus einer aufstrebenden Freizeitfischerei. Obwohl Fischfang und -konsum keine traditionellen Elemente der mongolischen Ernährung oder Kultur darstellen, vollziehen sich diesbezüglich derzeit tiefgreifende Veränderungen. Daher wurden in der Mongolei umfangreiche Forschungsprojekte geplant und durchgeführt, um wesentliche Informationen über diese neue Art der Fischerei zu sammeln und gleichzeitig bestehende Wissenslücken in Bezug auf die räumliche Ökologie und die Metapopulationsstruktur der wichtigsten Zielarten zu schließen. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen, dass sich aufgrund des erhöhten Konsums von lokal gefangenen Fischarten aus einem stark beeinträchtigten Einzugsgebiet ein potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit ergibt. Insgesamt ist das übergeordnete Ziel dieser Fischereiforschung, das wissenschaftliche Verständnis und Wissen zu erweitern und letztlich die derzeitigen Managementinstrumente zu verbessern und neue Erhaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der bedrohten Fischartenpopulationen und die aufkommende Erholung zu sichern. Insgesamt wurden zwischen 2011 und 2014 insgesamt fünf fischereibiologische Forschungsprojekte abgeschlossen, wobei die Ergebnisse dieser Arbeiten in Erhaltungs- und Managementempfehlungen münden. Wegen des Mangels an Wissen über die aufkommende Freizeitfischerei wurden Anglerbefragungen in drei Einzugsgebieten durchgeführt, welche fünf wichtige Themen wie Angler-Demographie, Fischereipraktiken, Reisetätigkeiten, Fanggeräte und Kosten sowie Anglerwissen und Meinungen umfassten. Fünfundsechzig Angelgruppen (n = 154 Angler) wurden interviewt und zwei Anglertypen identifiziert: ländliche Angler ohne oder niedrige Einkommen, die in dem Becken wohnen, alleine oder in kleineren Gruppen fischen, häufig für kürzere Zeiten fischen und regelmäßig Fisch verzehren; und städtische Angler, die mittlere bis hohe Einkommen haben, in größeren Städten leben, mehr Geld für Fanggeräte / Ausflüge ausgegeben und typischerweise für mehrere Tage am Stück fischen. B. lenok wurde als die bevorzugte und am meisten gefangene Zielarten der Fischerei identifiziert. Die Ergebnisse der Anglerbefragungen bestätigten den erhöhten Fischkonsum im Kharaa-Einzugsgebiet, das aufgrund der weit verbreiteten Schwermetallverunreinigung aus der Vergangenheit und den gegenwärtigen Bergbauaktivitäten als potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit identifiziert wurde. So wurden Schwermetallverunreinigungen im Flusswasser, Sediment und fünf konsumierten Fischarten an 11 Standorten im Einzugsgebiet untersucht. Schwermetalle zeigten sich in allen fünf Stichprobenarten, wobei der maximale Muskelgehalt von Cr, As, Hg und Pb in Fischen aus dem Mittel- und Unterlauf festgestellt wurde, während Zn in B. lenok in den Oberlaufregionen stark erhöht war. Der erhöhte mediane Gehalt an Cr, Cu, Hg und Pb nahm mit trophischer Ebene zu, wobei die Bioakkumulation von Hg die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellte, wobei über 10% aller Fischproben den international empfohlenen Schwellenwert für Hg im verzehrbaren Fischgewebe überstiegen (> 0,5 μg g-1 ww). Diese Bioakkumulation in residenten Fischarten könnte zu chronischen Intoxikationen bei Menschen führen, die sie regelmäßig konsumieren und zusätzliche Exposition gegenüber anderen Kontaminationsquellen haben, z.B. im Goldbergbau. Es wurden weitere zwei Projekte durchgeführt, die eine passive akustische Telemetrie zur Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Autökologie, des Lebensraumnutzens und des Verhaltens von B. lenok im Eroo River und H. taimen in den Flüssen Onon und Balj unter den extremen Klimabedingungen der Mongolei verwendeten. Die maximalen Längsbewegungen (Heimatbereiche) wurden -umfangreicher als bisher angenommen- für beide Arten wurden auf 45,3 km für B. lenok und 126,1 km für H. taimen ermittelt. Im Frühjahr und Sommer wurden erhöhte Bewegungen aufgezeichnet, wobei die Individuen in die umliegenden Nebenflüsse eintraten und dort zwischen 4 und 85 Tagen verblieben, bevor sie zum Hauptfluss des Flusses zurückkehrten. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Integrität und der Konnektivität von Nebenflüssen für Laichen, Nahrungssuche und Überwinterung sowie hydrologische und thermische Schutzräume, die für diese Arten in der Region mit den anstehenden Auswirkungen des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die verbesserten Kenntnisse der räumlichen Ökologie dieser bedrohten Arten kann die Gestaltung und Umsetzung neuer Schutzmaßnahmen wie Süßwasser-Schutzgebiete in der Mongolei wissenschaftlich fundieren und leiten. Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, um ein breiteres, multigenerationales Verständnis der Zusammenhänge zwischen den konkreten Populationen von H. taimen, B. lenok und T. baicalensis über die großen Flusseinzugsgebiete zu gewinnen. Sowohl molekulare als auch nukleare Marker wurden verwendet, um die genetische Struktur abzugrenzen und definieren, so z.B. evolutionär signifikante Einheiten (ESUs) und eigenständige Populationen für diese Arten einschließlich ihrer räumlichen Verteilung in der Mongolei. Über alle Arten hinweg war das deutlichste Muster eine starke Differenzierung zwischen den großen Becken mit geringer Differenzierung. Dem gegenüber stehen schwache Muster der Isolation durch die Distanz in den Becken, die eine hohe einzugsgebietsinterne Konnektivität anzeigen, obwohl exakte Muster nicht vollständig unter allen Arten übereinstimmten. Die Prioritäten der Erhaltung müssen sich auf die Verbesserung des Schutzes der vorrangigen Bevölkerungsgruppen innerhalb jeder Art und ESU konzentrieren, um die begrenzten verfügbaren Ressourcen für die Arten- und Populations-Erhaltung und fischereiliche Bewirtschaftung in der Mongolei zu maximieren. Die umfangreichen Ergebnisse aus der aktuellen wissenschaftlichen Forschung ermöglichten die Ableitung umfassender Empfehlungen für die Umsetzung neuer und die Verbesserung der bestehenden Management- und Erhaltungsmaßnahmen in Bezug auf die bedrohten Lachsarten der Mongolei und die aufkommende Freizeitfischerei. Diese Empfehlungen beinhalten 1.die Gründung einer Reihe von Süßwasser-Schutzgebieten (FPA) in den großen Flussgebieten der Mongolei auf der Grundlage der räumlichen Ökologie und der genetischen Bevölkerungsstruktur, die durch die aktuellen Forschungsergebnisse untermauert wird; 2. Eine Verschiebung des Eröffnungstermins der Fangsaison, welche im Gegensatz zur aktuellen Praxis die gesamte Laichzeit von B. lenok (die Hauptzielspezies der Fischerei); umfassen sollte; 3. Hinzufügen des Stumpfschnauzen-Lenok (B. sp.) zur Liste der besonders geschützten Arten, da er sich als eine genetisch unabhängige Spezies erwiesen hat, welche eine begrenzte räumliche Verteilung und geringe Populationsdichte in der Mongolei hat; und 4. Einführung von minimalen (und potentiell maximalen) Körpergrößenbeschränkungen für B. lenok und T. baicalensis, um die unreifen und heranwachsenden Individuen besser vor menschlichen Einflüssen zu schützen. Darüber hinaus empfiehlt es sich dringend, in den wichtigsten Flussgebieten fischereilich genutzte und nicht genutzte Fischpopulationen zu erfassen und Biomonitoring-Programme (unter Verwendung von Bioindikator-Spezies) zu implementieren, um toxische Schwermetallverunreinigungen zu verfolgen und potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit zu identifizieren, die mit dem Verzehr Fischen aus beeinträchtigten Regionen einhergehen. Schließlich verlangt das Fehlen von Kenntnissen über die derzeitigen Fischereiverordnungen durch Angler sowie die beobachteten und gemeldeten weitverbreiteten illegalen Fischereitätigkeiten ein weitreichendes Angler-Bildungsprogramm, um das Verständnis und die Einhaltung fischereilicher Regelungen zu verbessern. Das künftige Überleben der bedrohten Salmoniden und die Nachhaltigkeit der aufkommenden Freizeitfischerei in der Mongolei sind eng miteinander verbunden. Sofern die hier dargestellten wissenschaftlich fundierten Empfehlungen in vollem Umfang umgesetzt werden und hinreichend kontrolliert werden können, würden die zuständigen Behörden einen großen Schritt in Richtung der Umkehrung der aktuellen Trends machen und die gefährdeten Süßwasserfischpopulationen des Landes und ihre wertvollen aquatischen Ökosysteme bewahren. Die Mongolei könnte dann ein Modell für die Erhaltung und Bewirtschaftung von Süßwasserarten in der ganzen Region und der Welt werden.

Mongolia is currently undergoing a rapid socioeconomic transition with extensive development driven by increased mineral resource extraction and large scale agriculture and pastoral expansion. There has also been unprecedented urbanisation and continued population growth that has placed added pressure on the ageing public infrastructure including power stations and waste water treatment plants. As a result, the country’s pristine landscapes, including its vast freshwater ecosystems, are now facing widespread degradation, contamination and species losses in the most impacted regions. The proposed large-scale dams and imminent climate change effects will further damage these fragile ecosystems. With a number of rivers and lakes deteriorating, resident aquatic communities, including unique fish species, have suffered significant population declines. However, a more substantial threat currently facing these fish populations is the rapid and largely unregulated rise in fishing activities within an emerging recreational fishery. Although historically fish capture and consumption has not been a traditional part of the Mongolian diet or culture, this is changing rapidly. Therefore a comprehensive set of research projects were developed and implemented across Mongolia, to gather essential information on this new fishery, while also addressing existing knowledge gaps regarding the spatial ecology and genetic structure of the main target species. In addition, a potential human health risk was evident due to the increased consumption of locally caught fish species from a heavily impacted river basin, and thus this was also investigated. Overall, the collective aim of this fisheries research was to increase the scientific understanding and knowledge across a range of issues and ultimately advise authorities on improving current management regulations and conservation strategies. It is hoped that the recommendations can assist in safeguarding the future sustainability and resilience of the threatened fish populations and the emerging recreational fishery across Mongolia for the future. A total of five fisheries related research projects were completed between 2011 and 2014, with the results from each used to formulate the conservation and management recommendations presented in this thesis. Due to the lack of knowledge regarding the emerging recreational fishery, roving creel surveys were conducted across three river basins and covered five key topics including angler demographics, fishing practices, current fishing trip data, fishing gear and costs, and angler knowledge and opinions. Fifty-eight fishing groups (n = 154 anglers) were interviewed and two angler types were identified: rural anglers with no or low incomes, who reside in the basin, fish alone or in smaller groups, fish frequently for shorter periods, and consumed fish more regularly; and urban anglers who have medium to high incomes, live in larger cities, spent more money on fishing gear / trips and fished for multiple days at a time. B. lenok was identified as the most targeted and caught species in the fishery. The results of the creel surveys confirmed increased fish consumption in the Kharaa River basin, which was identified as a potential human health risk due to the widespread heavy metal contamination from both past and present mining activities. Thus heavy metal contaminates in river water, sediment and five consumed fish species were examined at 11 sites across the basin. Heavy metals were evident in all five sampled species, with maximum muscle contents of chromium (Cr), arsenic (As), mercury (Hg) and lead (Pb) detected in fish from the middle and lower reaches, while zinc (Zn) was highly elevated in B. lenok from the upper tributaries. Elevated median contents of Cr, copper (Cu), Hg and Pb increased with trophic level, with the bioaccumulation of Hg posing the greatest threat to human health with over 10 % of all fish sampled exceeded the internationally recommended threshold for Hg in consumable fish tissue (> 0.5 µg g-1 ww). This bioaccumulation in resident fish species could lead to chronic toxicity in people who consume them regularly and have additional exposure to other sources of contamination e.g. gold mining. A further two projects were conducted that utilised passive acoustic telemetry to describe the spatial and temporal autecology, habitat use and behaviour of B. lenok in the Eroo River and H. taimen in the Onon/Balj rivers under Mongolia’s extreme seasonal conditions. The maximum longitudinal movements (home ranges) detected were more extensive than previously reported for both species with 45.3 km for B. lenok and 126.1 km for H. taimen. Increased movements were recorded in spring and summer, with individuals entering surrounding tributaries and remaining there for between four and 85 days before returning to the main river channel. The results highlighted the importance of maintaining the integrity and connectivity of tributary habitats for spawning, feeding and overwintering, as well as hydrological and thermal refuges, which will be increasingly important for these species in the region with the pending impacts of climate change. This increased knowledge relating to the spatial ecology of these threatened species can guide the design and implementation of new protective measures such as the introduction of Freshwater Protected Areas (FPAs) across Mongolia. Further research was conducted to gain a broader, multigenerational understanding of the interconnectedness between conspecific populations of H. taimen, B. lenok and T. baicalensis across the major river basins. Both molecular and nuclear markers were used to demarcate the population’s genetic structure and define Evolutionary Significant Units (ESUs) and priority populations for these species across their Mongolian distributions. Across all species, the most prominent pattern was a strong differentiation among major basins with low differentiation and weak patterns of isolation by distance within basins, which indicates high within-basin connectivity between populations, although exact patterns were not completely concordant among species. The extensive results produced from the current scientific research has facilitated the development of a comprehensive set of key recommendations for implementing new, and enhancing existing, management and conservation measures relating to Mongolia’s threatened salmonid species and its emerging recreational fishery. These recommendations include: 1. Establishing a series of Freshwater Protected Areas (FPAs) throughout Mongolia’s major river basins, with their design and location based upon the spatial ecology and genetic population structure determined by the current research results; 2. Shifting the opening date of the fishing season to encompass the entire spawning period of B. lenok (the fishery’s main target species), which appears to currently not be the case; 3. Adding the blunt-snouted lenok (B. sp.) to the prohibited species list, as it has been genetically proven to be an independent species and has a restricted distribution and low abundance in Mongolia; and 4. Introducing minimum (and potentially maximum) size limits for B. lenok and T. baicalensis, to better protect immature and pre-spawning individuals from being removed from the population. In addition, it is highly recommended to commence fisheries dependent and independent assessments in key river basins and conduct biomonitoring programs (using a bioindicator species) to track toxic heavy metal contamination and identify potential human health risks associated with consuming resident fish species from the more heavily impacted regions. The lack of knowledge of the current fishing regulations by anglers as well as the observed and reported widespread illegal fishing activities demands a wide-ranging angler education program to improve understanding and compliance within the fishery. The future survival of these threatened salmonids and the sustainability of the emerging recreational fishery in Mongolia currently hangs in the balance. However, if these scientifically based recommendations are implemented in full, and can be adequately enforced, then the responsible authorities can take a huge step forward towards reversing the current trends and preserving the country’s imperilled freshwater fish populations and their valuable aquatic ecosystems. Mongolia can be a model for freshwater species conservation and management throughout the region and the world.:DECLARATION OF CONFORMITY I TABLE OF CONTENTS II ACKNOWLEDGMENTS V LIST OF ABBREVIATIONS VI LIST OF FIGURES VII LIST OF TABLES VIII SUMMARY IX SUMMARY IN GERMAN / ZUSAMMENFASSUNG AUF DEUTSCH XII SUMMARY IN MONGOLIAN / ХУРААНГУЙ XVI INTRODUCTION 1 1 RESEARCH OBJECTIVES AND HYPOTHESES 1 1.1 OVERALL THESIS OBJECTIVES 6 2 MONGOLIA’S NATURAL ENVIRONMENT 7 2.1 GEOGRAPHIC ECOREGIONS 7 2.2 CLIMATIC CONDITIONS 7 2.3 HYDROLOGICAL NETWORKS 8 2.4 FRESHWATER FISH FAUNA 9 3 ANTHROPOGENIC FORCINGS 11 3.1 CURRENT SOCIOECONOMIC TRANSITIONS 11 3.2 INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 11 3.3 CONTAMINATION OF AQUATIC ECOSYSTEMS 12 3.4 IMMINENT THREATS 15 RESEARCH CHAPTERS 17 4 AN EMERGING RECREATIONAL FISHERY IN MONGOLIA’S URBANISING SOCIETY: A THREAT TO ITS PRISTINE FISH STOCKS? 17 4.1 ABSTRACT 17 4.2 INTRODUCTION 18 4.3 MATERIALS AND METHODS 20 4.4 RESULTS 22 4.5 DISCUSSION 29 5 REGIONAL PATTERNS OF HEAVY METAL EXPOSURE AND CONTAMINATION IN THE FISH FAUNA OF THE KHARAA RIVER BASIN (MONGOLIA) 36 5.1 ABSTRACT 36 5.2 INTRODUCTION 37 5.3 MATERIALS AND METHODS 39 5.4 RESULTS 43 5.5 DISCUSSION 49 6 MOVEMENTS AND BEHAVIOUR OF AN ARCHAIC TROUT, BRACHYMYSTAX LENOK (PALLAS, 1773) UNDER EXTREME ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN MONGOLIA 57 6.1 ABSTRACT 57 6.2 INTRODUCTION 57 6.3 MATERIALS AND METHODS 60 6.4 RESULTS 64 6.5 DISCUSSION 71 7 SEASONAL HOME RANGE SHIFTS OF THE SIBERIAN TAIMEN (HUCHO TAIMEN; PALLAS, 1773): EVIDENCE FROM PASSIVE ACOUSTIC TELEMETRY IN THE ONON RIVER AND BALJ TRIBUTARY (AMUR RIVER BASIN, MONGOLIA) 78 7.1 ABSTRACT 78 7.2 INTRODUCTION 79 7.3 MATERIALS AND METHODS 81 7.4 RESULTS 84 7.5 DISCUSSION 88 8 FISH CONSERVATION IN THE LAND OF STEPPE AND SKY: EVOLUTIONARY SIGNIFICANT UNITS OF THREATENED SALMONID SPECIES IN MONGOLIA MIRROR MAJOR RIVER BASINS 95 8.1 ABSTRACT 95 8.2 INTRODUCTION 95 8.3 MATERIALS AND METHODS 98 8.4 RESULTS 101 8.5 DISCUSSION 108 DISCUSSION 115 9 SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE FISHERIES IN MONGOLIA 115 9.1 OVERVIEW AND LINKAGES OF KEY RESEARCH FINDINGS 115 9.2 FRESHWATER FISH CONSERVATION IN A TRANSITIONAL SOCIETY 118 9.3 ADDRESSING MANAGEMENT SHORTFALLS TO CURB INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 119 9.4 BIOMONITORING TO MITIGATE HUMAN HEALTH RISKS 122 9.5 IMPROVING ANGLER COMPLIANCE WITH INCREASED EDUCATION 123 9.6 PRESERVING HYDROLOGICAL CONNECTIVITY AND RIVER INTEGRITY IN THE FACE OF IMMINENT THREATS 124 9.7 MANAGEMENT AVOIDANCES 127 9.8 TRANSFERABILITY OF RESEARCH METHODS, RESULTS AND RECOMMENDATIONS 127 9.9 FUTURE RESEARCH AND MANAGEMENT PRIORITIES 129 10 REFERENCES 132 APPENDIX 1 I APPENDIX 2 II APPENDIX 3 VI APPENDIX 4 VIII APPENDIX 5 XXI APPENDIX 6 XXII APPENDIX 7 XXIV 11 REFERENCES TO OWN PUBLISHED / SUBMITTED MANUSCRIPT IN THE PRESENT THESIS XXV 12 INDIVIDUAL CONTRIBUTIONS TO THE CURRENT THESIS XXVI 13 NOTE ON THE COMMENCEMENT OF THE DOCTORAL PROCEDURE XXVIII 14 CURRICULUM VITAE XXIX 15 LIST OF PUBLICATIONS XXXI / Die Mongolei befindet sich derzeit in einem rasanten sozioökonomischen Übergang mit tiefgreifenden Veränderungen, die v.a. durch eine Zunahme bergbaulicher Aktivitäten sowie einen Ausbau ackerbaulicher Nutzungen wie auch der Viehwirtschaft angetrieben werden. Derzeit vollzieht sich eine noch nie dagewesene Urbanisierung und ein weiteres Bevölkerungswachstum, das auf die alternde öffentliche Infrastruktur, einschließlich Kraftwerke und Abwasserbehandlungsanlagen, einen zusätzlichen Druck ausübt. Infolgedessen zeigen sich in den weitgehend unberührten Landschaften des Landes, einschließlich seiner riesigen Süßwasser-Ökosysteme, deutliche Anzeichen von Übernutzung natürlicher Ressourcen, Umweltverschmutzung und Artenverlusten. Zukünftig geplante große Staudämme werden neben den bevorstehenden Auswirkungen des Klimawandels die Hydrologie deutlich verändern. So sind bereits deutliche Beeinträchtigungen der Fluss-und See-Ökosysteme erkennbar, insbesondere in Hinblick auf ihre aquatischen Lebensgemeinschaften. Einige der weltweit einzigartigen Fischarten haben bereits erhebliche Bevölkerungsrückgänge erlitten. Eine weitere existenzielle Bedrohung für diese Fischpopulationen ist der rasche und weitgehend un-regulierte Anstieg der Fischereitätigkeiten aus einer aufstrebenden Freizeitfischerei. Obwohl Fischfang und -konsum keine traditionellen Elemente der mongolischen Ernährung oder Kultur darstellen, vollziehen sich diesbezüglich derzeit tiefgreifende Veränderungen. Daher wurden in der Mongolei umfangreiche Forschungsprojekte geplant und durchgeführt, um wesentliche Informationen über diese neue Art der Fischerei zu sammeln und gleichzeitig bestehende Wissenslücken in Bezug auf die räumliche Ökologie und die Metapopulationsstruktur der wichtigsten Zielarten zu schließen. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen, dass sich aufgrund des erhöhten Konsums von lokal gefangenen Fischarten aus einem stark beeinträchtigten Einzugsgebiet ein potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit ergibt. Insgesamt ist das übergeordnete Ziel dieser Fischereiforschung, das wissenschaftliche Verständnis und Wissen zu erweitern und letztlich die derzeitigen Managementinstrumente zu verbessern und neue Erhaltungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der bedrohten Fischartenpopulationen und die aufkommende Erholung zu sichern. Insgesamt wurden zwischen 2011 und 2014 insgesamt fünf fischereibiologische Forschungsprojekte abgeschlossen, wobei die Ergebnisse dieser Arbeiten in Erhaltungs- und Managementempfehlungen münden. Wegen des Mangels an Wissen über die aufkommende Freizeitfischerei wurden Anglerbefragungen in drei Einzugsgebieten durchgeführt, welche fünf wichtige Themen wie Angler-Demographie, Fischereipraktiken, Reisetätigkeiten, Fanggeräte und Kosten sowie Anglerwissen und Meinungen umfassten. Fünfundsechzig Angelgruppen (n = 154 Angler) wurden interviewt und zwei Anglertypen identifiziert: ländliche Angler ohne oder niedrige Einkommen, die in dem Becken wohnen, alleine oder in kleineren Gruppen fischen, häufig für kürzere Zeiten fischen und regelmäßig Fisch verzehren; und städtische Angler, die mittlere bis hohe Einkommen haben, in größeren Städten leben, mehr Geld für Fanggeräte / Ausflüge ausgegeben und typischerweise für mehrere Tage am Stück fischen. B. lenok wurde als die bevorzugte und am meisten gefangene Zielarten der Fischerei identifiziert. Die Ergebnisse der Anglerbefragungen bestätigten den erhöhten Fischkonsum im Kharaa-Einzugsgebiet, das aufgrund der weit verbreiteten Schwermetallverunreinigung aus der Vergangenheit und den gegenwärtigen Bergbauaktivitäten als potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit identifiziert wurde. So wurden Schwermetallverunreinigungen im Flusswasser, Sediment und fünf konsumierten Fischarten an 11 Standorten im Einzugsgebiet untersucht. Schwermetalle zeigten sich in allen fünf Stichprobenarten, wobei der maximale Muskelgehalt von Cr, As, Hg und Pb in Fischen aus dem Mittel- und Unterlauf festgestellt wurde, während Zn in B. lenok in den Oberlaufregionen stark erhöht war. Der erhöhte mediane Gehalt an Cr, Cu, Hg und Pb nahm mit trophischer Ebene zu, wobei die Bioakkumulation von Hg die größte Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellte, wobei über 10% aller Fischproben den international empfohlenen Schwellenwert für Hg im verzehrbaren Fischgewebe überstiegen (> 0,5 μg g-1 ww). Diese Bioakkumulation in residenten Fischarten könnte zu chronischen Intoxikationen bei Menschen führen, die sie regelmäßig konsumieren und zusätzliche Exposition gegenüber anderen Kontaminationsquellen haben, z.B. im Goldbergbau. Es wurden weitere zwei Projekte durchgeführt, die eine passive akustische Telemetrie zur Beschreibung der räumlichen und zeitlichen Autökologie, des Lebensraumnutzens und des Verhaltens von B. lenok im Eroo River und H. taimen in den Flüssen Onon und Balj unter den extremen Klimabedingungen der Mongolei verwendeten. Die maximalen Längsbewegungen (Heimatbereiche) wurden -umfangreicher als bisher angenommen- für beide Arten wurden auf 45,3 km für B. lenok und 126,1 km für H. taimen ermittelt. Im Frühjahr und Sommer wurden erhöhte Bewegungen aufgezeichnet, wobei die Individuen in die umliegenden Nebenflüsse eintraten und dort zwischen 4 und 85 Tagen verblieben, bevor sie zum Hauptfluss des Flusses zurückkehrten. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Integrität und der Konnektivität von Nebenflüssen für Laichen, Nahrungssuche und Überwinterung sowie hydrologische und thermische Schutzräume, die für diese Arten in der Region mit den anstehenden Auswirkungen des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die verbesserten Kenntnisse der räumlichen Ökologie dieser bedrohten Arten kann die Gestaltung und Umsetzung neuer Schutzmaßnahmen wie Süßwasser-Schutzgebiete in der Mongolei wissenschaftlich fundieren und leiten. Weitere Untersuchungen wurden durchgeführt, um ein breiteres, multigenerationales Verständnis der Zusammenhänge zwischen den konkreten Populationen von H. taimen, B. lenok und T. baicalensis über die großen Flusseinzugsgebiete zu gewinnen. Sowohl molekulare als auch nukleare Marker wurden verwendet, um die genetische Struktur abzugrenzen und definieren, so z.B. evolutionär signifikante Einheiten (ESUs) und eigenständige Populationen für diese Arten einschließlich ihrer räumlichen Verteilung in der Mongolei. Über alle Arten hinweg war das deutlichste Muster eine starke Differenzierung zwischen den großen Becken mit geringer Differenzierung. Dem gegenüber stehen schwache Muster der Isolation durch die Distanz in den Becken, die eine hohe einzugsgebietsinterne Konnektivität anzeigen, obwohl exakte Muster nicht vollständig unter allen Arten übereinstimmten. Die Prioritäten der Erhaltung müssen sich auf die Verbesserung des Schutzes der vorrangigen Bevölkerungsgruppen innerhalb jeder Art und ESU konzentrieren, um die begrenzten verfügbaren Ressourcen für die Arten- und Populations-Erhaltung und fischereiliche Bewirtschaftung in der Mongolei zu maximieren. Die umfangreichen Ergebnisse aus der aktuellen wissenschaftlichen Forschung ermöglichten die Ableitung umfassender Empfehlungen für die Umsetzung neuer und die Verbesserung der bestehenden Management- und Erhaltungsmaßnahmen in Bezug auf die bedrohten Lachsarten der Mongolei und die aufkommende Freizeitfischerei. Diese Empfehlungen beinhalten 1.die Gründung einer Reihe von Süßwasser-Schutzgebieten (FPA) in den großen Flussgebieten der Mongolei auf der Grundlage der räumlichen Ökologie und der genetischen Bevölkerungsstruktur, die durch die aktuellen Forschungsergebnisse untermauert wird; 2. Eine Verschiebung des Eröffnungstermins der Fangsaison, welche im Gegensatz zur aktuellen Praxis die gesamte Laichzeit von B. lenok (die Hauptzielspezies der Fischerei); umfassen sollte; 3. Hinzufügen des Stumpfschnauzen-Lenok (B. sp.) zur Liste der besonders geschützten Arten, da er sich als eine genetisch unabhängige Spezies erwiesen hat, welche eine begrenzte räumliche Verteilung und geringe Populationsdichte in der Mongolei hat; und 4. Einführung von minimalen (und potentiell maximalen) Körpergrößenbeschränkungen für B. lenok und T. baicalensis, um die unreifen und heranwachsenden Individuen besser vor menschlichen Einflüssen zu schützen. Darüber hinaus empfiehlt es sich dringend, in den wichtigsten Flussgebieten fischereilich genutzte und nicht genutzte Fischpopulationen zu erfassen und Biomonitoring-Programme (unter Verwendung von Bioindikator-Spezies) zu implementieren, um toxische Schwermetallverunreinigungen zu verfolgen und potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit zu identifizieren, die mit dem Verzehr Fischen aus beeinträchtigten Regionen einhergehen. Schließlich verlangt das Fehlen von Kenntnissen über die derzeitigen Fischereiverordnungen durch Angler sowie die beobachteten und gemeldeten weitverbreiteten illegalen Fischereitätigkeiten ein weitreichendes Angler-Bildungsprogramm, um das Verständnis und die Einhaltung fischereilicher Regelungen zu verbessern. Das künftige Überleben der bedrohten Salmoniden und die Nachhaltigkeit der aufkommenden Freizeitfischerei in der Mongolei sind eng miteinander verbunden. Sofern die hier dargestellten wissenschaftlich fundierten Empfehlungen in vollem Umfang umgesetzt werden und hinreichend kontrolliert werden können, würden die zuständigen Behörden einen großen Schritt in Richtung der Umkehrung der aktuellen Trends machen und die gefährdeten Süßwasserfischpopulationen des Landes und ihre wertvollen aquatischen Ökosysteme bewahren. Die Mongolei könnte dann ein Modell für die Erhaltung und Bewirtschaftung von Süßwasserarten in der ganzen Region und der Welt werden.:DECLARATION OF CONFORMITY I TABLE OF CONTENTS II ACKNOWLEDGMENTS V LIST OF ABBREVIATIONS VI LIST OF FIGURES VII LIST OF TABLES VIII SUMMARY IX SUMMARY IN GERMAN / ZUSAMMENFASSUNG AUF DEUTSCH XII SUMMARY IN MONGOLIAN / ХУРААНГУЙ XVI INTRODUCTION 1 1 RESEARCH OBJECTIVES AND HYPOTHESES 1 1.1 OVERALL THESIS OBJECTIVES 6 2 MONGOLIA’S NATURAL ENVIRONMENT 7 2.1 GEOGRAPHIC ECOREGIONS 7 2.2 CLIMATIC CONDITIONS 7 2.3 HYDROLOGICAL NETWORKS 8 2.4 FRESHWATER FISH FAUNA 9 3 ANTHROPOGENIC FORCINGS 11 3.1 CURRENT SOCIOECONOMIC TRANSITIONS 11 3.2 INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 11 3.3 CONTAMINATION OF AQUATIC ECOSYSTEMS 12 3.4 IMMINENT THREATS 15 RESEARCH CHAPTERS 17 4 AN EMERGING RECREATIONAL FISHERY IN MONGOLIA’S URBANISING SOCIETY: A THREAT TO ITS PRISTINE FISH STOCKS? 17 4.1 ABSTRACT 17 4.2 INTRODUCTION 18 4.3 MATERIALS AND METHODS 20 4.4 RESULTS 22 4.5 DISCUSSION 29 5 REGIONAL PATTERNS OF HEAVY METAL EXPOSURE AND CONTAMINATION IN THE FISH FAUNA OF THE KHARAA RIVER BASIN (MONGOLIA) 36 5.1 ABSTRACT 36 5.2 INTRODUCTION 37 5.3 MATERIALS AND METHODS 39 5.4 RESULTS 43 5.5 DISCUSSION 49 6 MOVEMENTS AND BEHAVIOUR OF AN ARCHAIC TROUT, BRACHYMYSTAX LENOK (PALLAS, 1773) UNDER EXTREME ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN MONGOLIA 57 6.1 ABSTRACT 57 6.2 INTRODUCTION 57 6.3 MATERIALS AND METHODS 60 6.4 RESULTS 64 6.5 DISCUSSION 71 7 SEASONAL HOME RANGE SHIFTS OF THE SIBERIAN TAIMEN (HUCHO TAIMEN; PALLAS, 1773): EVIDENCE FROM PASSIVE ACOUSTIC TELEMETRY IN THE ONON RIVER AND BALJ TRIBUTARY (AMUR RIVER BASIN, MONGOLIA) 78 7.1 ABSTRACT 78 7.2 INTRODUCTION 79 7.3 MATERIALS AND METHODS 81 7.4 RESULTS 84 7.5 DISCUSSION 88 8 FISH CONSERVATION IN THE LAND OF STEPPE AND SKY: EVOLUTIONARY SIGNIFICANT UNITS OF THREATENED SALMONID SPECIES IN MONGOLIA MIRROR MAJOR RIVER BASINS 95 8.1 ABSTRACT 95 8.2 INTRODUCTION 95 8.3 MATERIALS AND METHODS 98 8.4 RESULTS 101 8.5 DISCUSSION 108 DISCUSSION 115 9 SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE FISHERIES IN MONGOLIA 115 9.1 OVERVIEW AND LINKAGES OF KEY RESEARCH FINDINGS 115 9.2 FRESHWATER FISH CONSERVATION IN A TRANSITIONAL SOCIETY 118 9.3 ADDRESSING MANAGEMENT SHORTFALLS TO CURB INTENSIFYING FISHING ACTIVITIES 119 9.4 BIOMONITORING TO MITIGATE HUMAN HEALTH RISKS 122 9.5 IMPROVING ANGLER COMPLIANCE WITH INCREASED EDUCATION 123 9.6 PRESERVING HYDROLOGICAL CONNECTIVITY AND RIVER INTEGRITY IN THE FACE OF IMMINENT THREATS 124 9.7 MANAGEMENT AVOIDANCES 127 9.8 TRANSFERABILITY OF RESEARCH METHODS, RESULTS AND RECOMMENDATIONS 127 9.9 FUTURE RESEARCH AND MANAGEMENT PRIORITIES 129 10 REFERENCES 132 APPENDIX 1 I APPENDIX 2 II APPENDIX 3 VI APPENDIX 4 VIII APPENDIX 5 XXI APPENDIX 6 XXII APPENDIX 7 XXIV 11 REFERENCES TO OWN PUBLISHED / SUBMITTED MANUSCRIPT IN THE PRESENT THESIS XXV 12 INDIVIDUAL CONTRIBUTIONS TO THE CURRENT THESIS XXVI 13 NOTE ON THE COMMENCEMENT OF THE DOCTORAL PROCEDURE XXVIII 14 CURRICULUM VITAE XXIX 15 LIST OF PUBLICATIONS XXXI