Fisk til gavn, hvis store dæmninger vedtager ny driftsmetode

Tusindvis af dæmninger bygget langs amerikanske floder og vandløb i løbet af det sidste århundrede leverer nu elektricitet til hjem, opbevare vand til landbruget og støtte rekreation for mennesker. Men de har også betydelige nedstrømspåvirkninger:De reducerer mængden og ændrer tidspunktet for strømmende vand, som fisk er afhængige af for at gyde, fodring og migration.

I erkendelse af, at mange store dæmninger er kommet for at blive, et team fra University of Washington er ved at undersøge en ny løsning, der kan hjælpe med at nå målene for bevaring af ferskvand ved at genoverveje de måder, hvorpå vand frigives fra dæmninger. Håbet er, at "designerstrømme" nedstrøms fra dæmninger kan skræddersyes til at opfylde menneskers vandbehov og samtidig fremme succes for indfødte fisk frem for uønskede invasive fiskearter.

Holdets tilgang er beskrevet i et papir, der udkommer 18. december Naturkommunikation .

"Hurtigt skiftende vandtilgængelighed kræver nye dæmningsforvaltningsstrategier for at levere vand nedstrøms, der balancerer menneskelige og økosystemers behov, "sagde seniorforfatter Julian Olden, en UW professor i akvatiske og fiskerividenskab. "Så, Spørgsmålet er, om designerstrømme kan konstrueres til at opfylde menneskelige vandbehov, og drage fordel af uoverensstemmelser mellem indfødte og ikke -native arts reaktioner på flow for at give den største bevaringsfordel. "

Forskerne undersøgte designflow-konceptet i San Juan-floden, en stor biflod til Colorado-floden, der løber gennem dele af Utah, Colorado, Arizona og New Mexico. Hver dråbe vand er vigtig i dette tørre landskab, og langs flodens omkring 380-mile længde, den mægtige 402 fods Navajo Dam er umulig at ignorere. Floden er hjemsted for mindst otte hjemmehørende fiskearter, men gennem årene har en række invasive fiskearter også taget ophold, herunder rovkat, rød shiner og almindelig karpe.

Ved at integrere flere årtiers data om dæmningsdrift, flodhydrologi og overflod af fiskearter til en multi-objektiv model, forskerne var i stand til at identificere specifikke vandudsætningsplaner, der gavnede indfødte fisk frem for de invasive fisk – mens de stadig sikrede, at alle de husholdnings- og landbrugsbehov, der er afhængige af San Juan-flodens vand, bliver opfyldt.

"Vi var også glade for at opdage, at vores model forudsiger, at de økologiske fordele ved designerflowudslip ikke fordamper i tørketider, sagde Olden.

Denne metode kan vejlede vandforvaltning i enhver flod med store dæmninger, sagde Olden. Det er især relevant i mere tørre regioner i det amerikanske sydvest, hvor vandet er en præmie, men store floder som Columbia eller Mississippi, som på samme måde er krydret med dæmninger, også kunne få deres dæmninger programmeret til at frigive vand på måder, der har til formål at gavne både mennesker og ferskvandsøkosystemer.

Nøglen til forskernes tilgang er at udnytte det faktum, at invasive fisk kun har en nyere evolutionær historie i disse flodsystemer. Følgelig, vigtige livsbegivenheder for invasive fisk - såsom gydning og brug af levesteder - viser lidt forskellige forhold til mønstre i strømningsstrømmen sammenlignet med indfødte fisk. Designerstrømmene i deres undersøgelse udnyttede disse små forskelle til at identificere dæmningsudsætninger på bestemte tidspunkter af året, hvilket ville gavne indfødte fisk og være skadeligt for invasive fisk.

Disse skræddersyede vandudledninger forsøger ikke at efterligne den naturlige strømning af en flod, før den blev opdæmmet, men understreger snarere de vigtigste strømningsbegivenheder for indfødte fisk i et ændret flodsystem, forklarede forskerne. Ifølge deres model, vandudslip i San Juan-floden bør ske sidst på vinteren, sensommeren og midten af ​​efteråret for at få de bedste resultater for indfødte fisk frem for invasive.

Mens både designer og naturlige strømme blev forudsagt at være gavnlige for indfødte fisk, de fandt ud af, at designerstrømme kunne føre til det dobbelte tab af invasive fisk i floden, sammenlignet med et dæmningsscenario, der efterlignede naturlige vandstrømme, før dæmningen eksisterede. Lejlighedsvis, opdæmmede floder vil skylle en syndflod af vand nedstrøms, forsøger at efterligne naturlige flodstrømme - men med blandet succes for fisk. Denne undersøgelse tyder på, at en sådan indsats kunne optimeres bedre.

Dette arbejde er stadig i modelleringsfasen, og forskerne ønsker dernæst at se på, hvordan disse metoder til frigivelse af vand potentielt kan gavne andre aspekter af opdæmmede flodsystemer, såsom at genoprette kystlinjevegetation, til gavn for akvatiske insekter og endda styrkelse af flodens rekreation ved at manipulere vandudledningerne for at fremme dannelsen af ​​store sandbanker. Ultimativt, forskerne håber at teste deres designerstrømme i et rigtigt flodsystem, i samarbejde med dæmningsoperatører, ingeniører og vandbrugere.

"Lad os være ærlige:En omhyggelig tilpasning af dæmningsdriften hele året rundt for at implementere et designerflow-regime ville kræve et kæmpe spring i troen, men alt nyt, vi gør inden for vandressourceforvaltning, indebærer en vis risiko, " sagde Olden. "Hvis vi ikke prøver, vi vil aldrig vide, hvor meget bedre vi rent faktisk kunne gøre."