Новая модель предсказывает реакцию популяций рыб на плотины и другие экологические факторы

Исследователи разработали модель для оценки влияния плотин на жизнеспособность проходных видов рыб, которым необходимо преодолевать плотины, используя как пресные, так и морские воды в течение жизни. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) в лице Северо-восточного научного центра рыболовства (NEFSC) и Регионального управления рыболовства Большой Атлантики (GARFO) сотрудничали в этом проекте, чтобы проверить, как различная эффективность прохода через плотины связана с выживаемостью этих видов.

Используя в качестве примера модель популяции находящегося под угрозой исчезновения атлантического лосося в реке Пенобскот (Мэн, США), исследователи NOAA обнаружили, что численность, распространение и количество рыб в верховьях реки увеличились после удаления плотин на основных нижних участках реки (так называемых "магистральных плотин") или повышения выживаемости рыб при проходе через них. Результаты недавно были опубликованы в ICES Journal of Marine Science.

Подобные модели, анализирующие жизнеспособность популяции на основе биологических, экологических и функциональных факторов, могут использоваться для прогнозирования экологических реакций популяций рыб. Они также предоставляют способ оценки и определения приоритетов управленческих и восстановительных мероприятий для рыб, мигрирующих между пресной и соленой водой.

Модель анализа воздействия плотин (Dam Impact Analysis Model) позволяет увидеть, что происходит при изменении одного фактора, например, выживаемости в морской или пресной воде. Численность лосося увеличивалась при повышении выживаемости как в море, так и в пресной воде, однако рост был больше при увеличении морской выживаемости. Модель также позволяет изменять коэффициент выживаемости и эффективность прохода на отдельных или нескольких плотинах, чтобы оценить влияние на численность и распределение лосося по всей речной системе.

Плотины и низкая выживаемость в море — две основные угрозы для многих проходных рыб. Плотины могут препятствовать или затруднять миграцию, ухудшать среду обитания выше по течению, а также убивать и травмировать рыб. Прямая гибель происходит при проходе через турбины, рыбоходы или обходные каналы. Косвенная смертность возникает из-за усиления хищничества в измененных местообитаниях, рисков для здоровья от травм и кумулятивного эффекта стресса от преодоления нескольких плотин.

Эти эффекты можно уменьшить путем установки или улучшения рыбоходных сооружений, изменения режима работы плотин в периоды пиковой миграции, модификации конструкции плотин для снижения травматизма и смертности, а также путем демонтажа плотин.

В реке Пенобскот (вторая по величине река в Новой Англии) проход рыб на нижних участках был улучшен благодаря:

• Удалению плотины Грейт-Уоркс в 2012 году и плотины Визи в 2013 году.
• Созданию естественного обходного русла вокруг плотины Хауленд в 2015 году в рамках проекта восстановления реки Пенобскот.

Доступ к местам обитания вдоль реки и её притоков улучшился для проходных рыб, включая атлантического лосося, американского шэда, речную сельдь, полосатого окуня, атлантического и тупорылого осетра. Кроме того, в рамках лицензионных требований Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC) были введены повышенные стандарты выживаемости атлантического лосося на многих оставшихся плотинах.

В 2014 году на вновь установленном рыбоподъёмнике на плотине Милфорд (первая магистральная плотина на реке) ученые насчитали более 800 американских шэдов и 180 000 речной сельди. До 2014 года выше Милфорда не было известно о наличии американского шэда и почти не было речной сельди. Проходные рыбы, преодолевшие рыбоподъёмник в Милфорде, получают доступ к историческим нерестилищам, питомникам и нагульным площадям, которые были недоступны с начала 1900-х годов.

Проход через оставшиеся плотины на реке Пенобскот будет важен для восстановления популяций проходных рыб. Модель может помочь оценить, какие показатели прохода необходимы, чтобы не ставить эти популяции под угрозу.

Исследователи NOAA использовали модель для оценки воздействия 15 гидроэнергетических плотин, лицензированных FERC, в бассейне реки Пенобскот. Результаты показали, что количество и расположение плотин влияют на численность и распределение взрослого лосося, а также на долю диких рыб, использующих различные части бассейна. Численность лосося увеличивалась по мере уменьшения количества гидроэнергетических плотин. Магистральные плотины оказывали большее влияние, чем плотины на притоках. Численность лосося также снижалась по мере увеличения косвенной смертности от необходимости преодолевать плотины и подниматься по рыбоподъёмникам. FERC обязана консультироваться со службой NOAA Fisheries, чтобы обеспечить, чтобы работа плотин не препятствовала восстановлению атлантического лосося.

Модель анализа воздействия плотин предоставляет управленцам способ оценить необходимые уровни выживаемости атлантического лосося на нескольких крупных магистральных плотинах в нижнем течении Пенобскота. В дальнейшем она станет крайне важным инструментом для определения стандартов выживаемости лосося на других плотинах в бассейне реки Пенобскот в рамках работы по восстановлению вида в Мэне.

Остается много работы по улучшению доступа проходных рыб к историческим речным местообитаниям. Сотни плотин и тысячи пересечений рек с дорогами (водопропускных труб) остаются барьерами для миграции рыб в бассейне Пенобскота. Модель может помочь планировать восстановительные и управленческие действия для повышения выживаемости и численности многих проходных видов рыб, включая находящиеся под угрозой исчезновения.