Новые данные показывают, как рыбы проходят через плотины
Учёные Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) опубликовали уникальный набор данных, содержащий более 5 миллионов необработанных точек данных о перемещении, поведении и местоположении молоди чавычи во время её миграции вниз по реке Колумбия через гидроэлектростанции к Тихому океану.
PNNL решила поделиться данными с научным сообществом, чтобы расширить понимание поведения рыб вблизи плотин.
«Мы считаем, что этот уникальный набор данных может быть очень полезен научному сообществу для целей, выходящих за рамки того, что мы сделали до сих пор, — сказал инженер-механик PNNL Даниэль Денг. — Его можно использовать для разработки гипотез о моделях биологического поведения рыб при прохождении через плотины».
Новые открытия могут привести к проектированию более безопасных для рыб плотин и улучшению выживаемости сокращающихся популяций лосося и других видов.
Файл данных доступен для скачивания в журнале Scientific Data.
Данные акустической телеметрии JSATS могут быть ценны для восстановления популяции лосося
Данные были собраны с помощью Системы акустической телеметрии для молоди лосося (JSATS) — инновационной системы сбора информации о перемещении меченых рыб, разработанной в PNNL. JSATS использует крошечный инъекционный акустический передатчик размером не более двух рисовых зёрен — это самая маленькая коммерчески доступная технология мечения рыб.
Именно размер передатчика и метод имплантации делают этот набор данных особенно ценным, отметил инженер-механик PNNL Джейсон Мартинес. Это единственная в своём роде система, которую можно имплантировать с помощью инъекции или небольшого разреза, не требующего хирургических швов.
До создания JSATS в 2006 году размер доступных меток ограничивал минимальный размер рыб, которые можно было успешно изучать, что делало данные о более мелкой или молодой рыбе относительно скудными. С тех пор технология JSATS совершенствовалась, а метки становились всё меньше, что позволило изучать даже более мелких рыб.
JSATS изначально была разработана для Инженерного корпуса армии США для изучения поведения и выживаемости молоди лосося, мигрирующей мимо плотин. С тех пор она используется для изучения многочисленных видов рыб по всему миру. Система может обнаруживать и отслеживать местоположение рыбы с точностью до метра.
«Вы можете изучать перемещение рыбы до того, как она пройдёт через плотину, — пояснил Мартинес. — Можно выяснить, плывёт ли она прямо через плотину или вдоль берегов, пытаясь найти путь вокруг, проводит ли она большую часть времени на одной стороне плотины или на другой. Можно увидеть, на какой глубине или мелководье плывёт рыба, или как долго она задерживается, пытаясь пройти через плотину».
Визуализация прохода рыбы в 3D с помощью HBET
Данные были собраны в 2015 году в рамках полевого исследования для оценки влияния новой миниатюризированной JSATS на рыб. Почти 700 особей молоди чавычи были помечены инъекционным передатчиком и выпущены выше по течению от плотины Литл-Гуз на реке Снейк в штате Вашингтон.
Затем PNNL развернула кабельные акустические приёмные массивы JSATS на плотинах Литл-Гуз и Лоуэр-Монументал для 3D-отслеживания, что позволило определить маршрут прохождения через плотину для каждой меченой рыбы. В дополнение к кабельным массивам, в свободно текущих участках рек Снейк и Колумбия были развернуты автономные приёмные массивы JSATS для оценки уровня выживаемости молоди лосося во время миграции к Тихому океану.
«Другим было бы сложно получить такие данные без больших затрат», — сказал Мартинес.
Более 5 миллионов обнаружений были импортированы в Набор инструментов для биологической оценки гидроэнергетики (HBET) для генерации более 400 000 3D-позиций меченых рыб.
HBET изначально был создан для анализа данных, собранных Sensor Fish — небольшим автономным устройством, использующим множество датчиков для измерения физических стрессоров (ускорение, давление, скорость вращения, ориентация), которые испытывает рыба при прохождении через плотины и вокруг них.
В 2019 году возможности HBET были расширены за счёт включения акустической телеметрии, что позволяет исследователям соотносить физическую среду с биологическим поведением рыб.
В рамках публикации набора данных команда также включила исходный код, необходимый для визуализации данных в HBET.