Termiska helgedomar hjälper öring att stå emot värmen i varmt väder

Vad gör fiskar när vattnet blir för varmt?

Eftersom klimatförändringar gör att värmeböljor blir vanligare runt om i världen, inklusive här i Connecticut, blir det allt viktigare att förstå denna fråga.

Kallvattenfiskar som öring har en strategi för att överleva extrem värme: De flyttar till termiska tillflyktsorter. Termiska skyddade områden är områden i en flod där kallare vatten rinner in i varmare bäckvatten och bildar en “kallvattenfläck”. Detta kan orsakas av att grundvatten kommer in i bäcken på vissa platser eller till och med när en mindre, välskuggad bäck rinner ut i en större flod och skapar en plym av kallare vatten.

Jason Vokoun, professor och chef för institutionen för naturresurser och miljö vid College of Agriculture, Health and Natural Resources och Ph.D. Student Christopher Sullivan studerar öring i termiska tillflyktsorter längs Housatonicfloden för att bättre förstå detta fenomen.

Deras senaste resultat publicerades i Ekosfär och noterade att inte alla termiska skyddade områden är desamma.

“Det riktigt intressanta med termiska skyddade områden är att för några år sedan såg man dem som bara kallvattenområden”, säger Sullivan. “Vad vi emellertid finner är att deras konfiguration och andra egenskaper, förutom långsiktiga vädermönster, tenderar att vara viktiga bestämningsfaktorer för hur fiskar (och hur många) använder dem.”

Den idealiska termiska tillflyktsorten är stor, djup och har en betydligt lägre temperatur än det omgivande vattnet. Med hjälp av undervattenskameror observerade forskare att dessa skyddade områden hade det högsta fisköverflödet under en sommarvärmebölja 2022.

Under värmeböljan nådde temperaturen i flodens huvudsträckor 30 grader Celsius under dagen. Öring kan lätt tolerera vattentemperaturer upp till 17 grader Celsius, men måste använda termiska helgedomar när temperaturen överstiger 23-24 grader Celsius eller 73-75 grader Fahrenheit.

Skyddsrummen var i genomsnitt en till tre grader Celsius kallare än det omgivande flodvattnet och varierade från en halv grad till sex grader Fahrenheit. Fristadsområdena varierade från små till stora (11 till 352 kvadratmeter).

Forskarna fann också att flodgradienten, eller hur mycket vattenytans höjd sjunker inom huvudfloden nära det termiska skyddade området, också spelar en roll. En flod med högre gradient skapar mer turbulent vatten, vilket kan vara mindre attraktivt för värmestressad öring.

Studien fann att fiskpopulationer i de termiska skyddade områdena fluktuerade kraftigt under värmeböljan, vilket tyder på att fisk ofta lämnade det skyddade området. Med tanke på att termiska tillflyktsorter vanligtvis ger väldigt lite byte för öring, förklarar Sullivan att de kan lämna dem för att söka föda i huvudfloden.

“Det stöder hypotesen att fisk kan och kommer att lämna fristaden trots ogästvänliga kärntemperaturer”, säger Sullivan. – Fristaden är förmodligen nödvändig för att överleva, men fisken kanske inte fångas där så ofta som man först kan tro. Men med tiden kan snaran bokstavligen dra ihop sig på grund av det förändrade klimatet.”

I en annan studie publicerad i Ekologi och evolutionTeamet studerade landlevande rovdjur som besöker och livnär sig i tillflyktsorterna, vilket också påverkar hur fiskar använder tillflyktsorterna.

Landlevande rovdjur som observerades inkluderar rävar, prärievargar, bobcats, stora blåhäger, gåsand, flodutter, tvättbjörnar, örnar, fiskgjuse, såväl som människor som fiskar, paddlar kajak och besöker tillflyktsorterna.

Forskarna inkluderade människor på denna lista eftersom vi, precis som andra djur, påverkar de ekosystem vi interagerar med.

Det har faktiskt varit problem med illegalt fiske i dessa skyddade områden. Och även de som inte fiskar kan påverka dessa viktiga områden. Fiskar lämnar fristaden när de tror att ett rovdjur är i närheten. När människor kommer för att observera fisken kan fisken tolka dem som rovdjur och fly det skyddade området till varmare vatten.

“Om folk kommer ner och observerar detta fenomen med värmereglering av fisk i tillflyktsorter, kan det få indirekta effekter”, säger Sullivan. “Min tanke var att kvantifiering av frekvensen med vilka tillflyktsorter besöks tillsammans med sportfiskare kan ge en indikation på omfattningen av dessa indirekta effekter.”

Sullivan säger att han var förvånad över hur många människor som besökte helgedomen för att se fisken, ett faktum som kan stödja framtida uppsökande och utbildningsprogram.

“Det här är ett välkänt fenomen som kan användas som ett verktyg för att förstå vikten av fiskeförvaltning och bevarande av livsmiljöer”, säger Sullivan.

Ibland finns det hundratals fiskar i flyktingarnas grunda vatten, vilket gör dem sårbara för rovdjur. Fortfarande observerade forskare väldigt få fall av faktiska rovdjur i fristaden. Av de 2 500 observationerna av marklevande rovdjur som besökte tillflyktsorterna fanns det bara 22 försök till rovdjur.

“För mig är det den riktigt intressanta delen av studien”, säger Sullivan. “Det har varit några fall av [predation]. Men mycket mindre än vi förväntade oss.

Sullivan säger att även om det inte äts så många fiskar som förväntat, kan konsekvenserna bli allvarliga om man ofta måste lämna det skyddade området för att undvika att bli uppäten.

Dessa studier förstärker behovet av att skydda dessa tillflyktsorter och bedriva forskning om effektiviteten av bevarandestrategier.

“Vi har vetat under en tid att termiska tillflyktsorter är viktiga för öringens överlevnad i flera vattendelare i Connecticut, men det här projektet hjälper både fiskesamhället, chefer och sportfiskare att fokusera på att förstå hur denna begränsade termiska livsmiljö påverkar öringen i vårt land kan bevaras.” Uppvärmning av floderna”, säger Vokoun.