Sampling Design for Early Detection of Aquatic Invasive Species in Great Lakes Ports

Abstract

We evaluated a pilot aquatic invasive species (AIS) early detection monitoring program in Lake Superior that was designed to detect newly introduced fishes. We established survey protocols for three major ports (Duluth-Superior, Sault Ste. Marie, Thunder Bay) and designed an adaptive cycle for routine evaluation of survey performance. Among the three ports, we found both similarities (species richness) and differences (introduced species detectability, species detection efficiency) with respect to AIS survey performance. Despite those differences, our analysis indicated potential for increasing detection efficiency at all three ports by exploiting differences in fish assemblages and sampling gears to increase rare species encounters. Using this information in the adaptive cycle, we demonstrate the ability to improve AIS detection efficiency. Our pilot monitoring program with its adaptive cycle of assessment, refinement, and implementation provides a performance-based approach to increase AIS detection efficiency over the course of a survey and within practical resource constraints.

Se evaluó un programa piloto de monitoreo para la detección temprana de especies acuáticas invasivas (EAI) en el lago Superior, mismo que fue diseñado para detectar peces recién introducidos. Se establecieron protocolos de muestreo en tres puertos importantes (Duluth-Superior, Sault Ste. Marie y Thunder Bay) y se diseñó un circuito adaptativo para evaluar de forma rutinaria el desempeño del muestreo. Con respecto al desempeño del EAI, se encontraron similitudes (riqueza de especies) y diferencias (capacidad de detección de especies introducidas y eficiencia en la detección de especies) entre los tres puertos. Pese a dichas diferencias, los análisis indicaron que existe potencial en los tres puertos para incrementar la eficiencia en la detección de especies si se aprovechan las diferencias entre ensambles ícticos y entre artes de pesca para el muestreo con el fin de incrementar el encuentro de especies raras. Al utilizar esta información en el circuito adaptativo, se corrobora la habilidad para mejorar la detección del EAI. Nuestro programa de monitoreo piloto, el circuito adaptativo de evaluación, su refinamiento e implementación representan un enfoque basado en el desempeño, cuyo objetivo es incrementar la eficiencia en la detección de EAI en el curso de un muestreo y con limitaciones realistas de recursos.

Nous avons évalué un programme pilote de surveillance de la détection précoce d'une espèce aquatique invasive (EAI) [Aquatic invasive species (AIS)] dans le Lac Supérieur, conçu pour détecter les poissons nouvellement introduits. Nous avons établis des protocoles de surveillance pour trois ports majeurs (Duluth-Superieur, Sault Ste. Marie, Thunder Bay), et créé un cycle adaptatif pour l'évaluation habituelle des résultats de la surveillance. Parmi les trois ports, nous avons trouvé des similitudes (diversité des espèces) mais aussi des différences (détéctabilité des espèces introduites, le rendement de la détection des espèces) concernant les résultats de la surveillance des EAI. Malgré ces différences, notre analyse a indiqué le potentiel pour augmenter le rendement de détection dans les trois ports en exploitant les différences dans les communautés de poissons et les équipements d'échantillonnage afin d'augmenter les rencontres des espèces rares. En utilisant cette information dans le cycle adaptatif, nous démontrons la capacité d'améliorer le rendement de détection des EAI. Notre programme pilote avec son cycle adaptatif d'évaluation, amélioration et implémentation fournit une approche basée sur la performance afin d'augmenter le rendement de la détection des EAI sur la durée d'une surveillance et dans les limites des ressources pratiques.

ACKNOWLEDGMENTS

Field sampling was conducted by the U.S. Fish and Wildlife Service and U.S. Environmental Protection Agency in partnership with the Ontario Ministry of Natural Resources, the Fond Du Lac Tribe Resource Management Agency, and the 1854 Treaty Authority, with supporting individuals including N. Bogyo, B. Borkholder, C. Butterworth, S. Chong, T. Corry, G. Czypinski, A. Edwards, S. Greenwood, T. Kaspar, R. McNeely, D. Montgomery, K. Schmidt, B. Sederberg, I. Senecal, and J. Van Alstine. We thank E. O'Malia for GIS assistance, A. Olsen for the survey design, M. Starry for map production, and. B. Nagle (University of Minnesota Bell Museum) for outside expertise on fish taxonomy. The views expressed in this article are those of the authors and do not necessarily reflect the views or policies of the U.S. Fish and Wildlife Service or the U.S. Environmental Protection Agency.