Understanding the drivers and patterns of biological diversity has been a central tenet for ecologists over the past century. Aquatic ecosystems appear to be particularly sensitive to biodiversity declines and thus comprehending the causes of these biodiversity losses has become a pressing issue. The objectives of this thesis are twofold. First, I wanted to investigate the effect of phosphorus, a surrogate for productivity in aquatic ecosystems, on the diversity of two taxonomic groups across broad spatial and temporal scales. Secondly, I wanted to quantitatively assess the use of biodiversity indicators in aquatic ecosystems, with particular emphasis on the role of body size. In the first chapter of this thesis, I took a palaeolimnological approach to investigate how the species richness of subfossil diatoms and cladocera varies in response to phosphorus. From both our spatial and temporal analyses, a significant decline in species richness of diatoms and cladocera was observed as phosphorus increased. When subdivided according to habitat preference, only the littoral species richness showed a decline in species richness. We attribute this decline in species richness in the littoral taxa to the interplay of nutrients on littoral habitat heterogeneity. At low levels of phosphorus, the littoral zone is thought to be more productive and harbor a greater abundance of submerged macrophytes and is thus able to maintain a more diverse community. The second chapter of this thesis investigated the efficiency of cross-taxon congruence as a method for estimating biodiversity in aquatic ecosystems. I approached this subject by performing a spatial field study coupled to a meta-analysis of the published literature. The field survey and meta-analysis show that organisms of similar size tended to exhibit more congruent diversity patterns. I argue that this pattern arises because organisms of similar body size have similar life history traits and thus similar biodiversity responses to environmental gradients. I demonstrate that cross-taxon biodiversity indicators are most effective when estimating the diversity of communities of most similar body size. Overall, this research has expanded our understanding of patterns, drivers and similarities of biodiversity across trophic levels in aquatic ecosystems. / Au cours du siècle dernier, plusieurs écologistes ont tenté de comprendre les caractéristiques ainsi que les facteurs qui contrôlent la diversité biologique. Les écosystèmes aquatiques semblent être particulièrement sensibles au déclin de la biodiversité et donc en découvrir les causes devient alors une question pertinente. Cette thèse possède deux objectifs. Tout d'abord, je souhaite étudier l'effet du phosphore, un substitut de productivité dans les écosystèmes aquatiques, sur la diversité de deux groupes taxonomiques à travers de grandes échelles spatiales et temporelles. Deuxièmement, je désire évaluer, de façon quantitative, les indicateurs de biodiversité dans les écosystèmes aquatiques, et ce, en mettant l'emphase sur le rôle de la dimension des organismes. Dans le premier chapitre de cette thèse, j'ai utilisé une approche paléolimnologique pour étudier comment la richesse spécifique des diatomées et des cladocères fossilisés varie en fonction du taux de phosphore. Grâce à mes analyses temporelles et spatiales, j'ai noté une baisse significative de la richesse spécifique des diatomées et des cladocères avec une augmentation du phosphore. De plus, lorsque les communautés étaient divisées par leurs préférences d'habitat, seules les richesses spécifiques littorales ont démontré un déclin en fonction du phosphore. J'attribue ce déclin de la richesse spécifique dans les groupes littoraux à l'effet des nutriments sur l'hétérogénéité des habitats littoraux. À de bas niveaux de phosphore, la zone littorale est plus productive et peut accueillir de grandes abondances de macrophytes qui fournissent plus de niches écologiques pour les espèces, donc une plus grande diversité.Le deuxième chapitre de cette thèse porte sur l'utilisation de la richesse spécifique d'une communauté d'organismes pour estimer la richesse spécifique d'une autre. Cette méthode de substitution est utilisée pour estimer la biodiversité dans les écosystèmes aquatiques. J'ai abordé ce sujet en effectuant une étude spatiale jumelée à une méta-analyse des écrits. Mon analyse spatiale et ma méta-analyse illustrent que les groupes taxonomiques ayant des dimensions similaires ont tendance à présenter des patrons de diversité plus conformes. Je suppose que les organismes de tailles similaires démontrent plus de similarité en ce qui concerne leurs traits de vie et à leurs patrons de diversité lors de gradients environnementaux. Je démontre que les indicateurs utilisés pour prédire la biodiversité sont plus efficaces lorsque leurs tailles sont plus similaires. Conséquemment, cette recherche a permis d'agrandir nos connaissances des patrons, des processus et des similitudes de la richesse spécifique dans les écosystèmes aquatiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106467 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Velghe, Katherine |
| Contributors | Irene Gregory-Eaves (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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