Biogeochemical rates within streams vary with ecosystem properties including the distribution of fishes. While many studies investigate the singular effect of fishes on ecosystem components, there is a limited understanding of how fish presence interacts with other ecosystem properties to affect ecosystem structure and function. Here, we used path analyses to elucidate direct and indirect effects of fish presence, and other ecosystem properties on ecosystem respiration (ER), gross primary production (GPP), and ammonium uptake. Experimental responses of fish removal on patch scale (300 cm 2 ) benthic rates of ER, GPP, and ammonium uptake were measured at two sites in a prairie stream. The effect of fish was determined by comparing substrata from field exclosures with fish absent to substrata exposed to fish. Total path model-explained variance was greatest for ER (R 2 = 0.55) and least for ammonium uptake (R 2 = 0.36) and GPP (R 2 = 0.34). Fish decreased algal biomass and directly increased all biogeochemical rates. The relative importance of the different abiotic ecosystem properties varied by process; however, FBOM and substrata size were important for most rates. This study provides evidence for predominantly direct effects of fish on both stream structure and function in a prairie stream. Our results emphasize that interactions between biotic and abiotic factors should be considered when determining drivers of biogeochemical activity. We suggest that simple linear food webs that consist of top–down or bottom–up control are not always sufficient to describe animal effects on ecosystem rates.

中文翻译：

---

使用路径分析确定生物和非生物因素对草原河流斑块尺度生物地球化学速率的相互作用影响

溪流内的生物地球化学速率随生态系统特性而变化，包括鱼类的分布。虽然许多研究调查了鱼类对生态系统组成部分的单一影响，但对鱼类的存在如何与其他生态系统特性相互作用以影响生态系统结构和功能的了解有限。在这里，我们使用路径分析来阐明鱼类的存在以及其他生态系统特性对生态系统呼吸 (ER)、初级生产总值 (GPP) 和铵吸收的直接和间接影响。在草原溪流中的两个地点测量了在斑块尺度 (300 cm 2 ) 底栖速率的 ER、GPP 和铵吸收率上去除鱼的实验响应。鱼的影响是通过比较来自没有鱼的田间围栏的基质与暴露于鱼的基质来确定的。ER (R 2 = 0.55) 的总路径模型解释方差最大，铵吸收 (R 2 = 0.36) 和 GPP (R 2 = 0.34) 最小。鱼类减少了藻类生物量并直接增加了所有生物地球化学速率。不同非生物生态系统特性的相对重要性因过程而异；然而，FBOM 和基质大小对大多数利率都很重要。这项研究为鱼类对草原河流中的河流结构和功能的主要直接影响提供了证据。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。55) 和最低的铵吸收 (R 2 = 0.36) 和 GPP (R 2 = 0.34)。鱼类减少了藻类生物量并直接增加了所有生物地球化学速率。不同非生物生态系统特性的相对重要性因过程而异；然而，FBOM 和基质大小对大多数利率都很重要。这项研究为鱼类对草原溪流中的溪流结构和功能的主要直接影响提供了证据。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。55) 和最低的铵吸收 (R 2 = 0.36) 和 GPP (R 2 = 0.34)。鱼类减少了藻类生物量并直接增加了所有生物地球化学速率。不同非生物生态系统特性的相对重要性因过程而异；然而，FBOM 和基质大小对大多数利率都很重要。这项研究为鱼类对草原河流中的河流结构和功能的主要直接影响提供了证据。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。不同非生物生态系统特性的相对重要性因过程而异；然而，FBOM 和基质大小对大多数利率都很重要。这项研究为鱼类对草原河流中的河流结构和功能的主要直接影响提供了证据。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。不同非生物生态系统特性的相对重要性因过程而异；然而，FBOM 和基质大小对大多数利率都很重要。这项研究为鱼类对草原河流中的河流结构和功能的主要直接影响提供了证据。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。我们的结果强调，在确定生物地球化学活动的驱动因素时，应考虑生物和非生物因素之间的相互作用。我们建议由自上而下或自下而上控制的简单线性食物网并不总是足以描述动物对生态系统速率的影响。