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Swimming performance of upstream migrant fishes in open-channel flow: a new approach to predicting passage through velocity barriers

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Abstract:

The ability to traverse barriers of high-velocity flow limits the distributions of many diadromous and other migratory fish species, yet very few data exist that quantify this ability. We provide a detailed analysis of sprint swimming ability of six migratory fish species (American shad (Alosa sapidissima), alewife (Alosa pseudoharengus), blueback herring (Alosa aestivalis), striped bass (Morone saxatilis), walleye (Stizostedion vitreum), and white sucker (Catostomus commersoni)) against controlled water velocities of 1.5–4.5 m·s–1 in a large, open-channel flume. Performance was strictly voluntary: no coercive incentives were used to motivate fish to sprint. We used these data to generate models of maximum distance traversed, taking into account effects of flow velocity, body length, and temperature. Although the maximum distance traversed decreased with increasing velocity, the magnitude of this effect varied among species. Other covariate effects were likewise variable, with divergent effects of temperature and nonuniform length effects. These effects do not account for all of the variability in performance, however, and behavioral traits may account for observed interspecific differences. We propose the models be used to develop criteria for fish passage structures, culverts, and breached dams.

Bien que la capacité de traverser des barrières de débits très rapides limite la répartition de plusieurs poissons diadromes et autres poissons migrateurs, il existe peu de données quantitatives sur le sujet. Nous présentons une analyse détaillée de la capacité de nage en sprint de six espèces de poissons migrateurs (l'alose savoureuse Alosa sapidissima, le gaspareau Alosa pseudoharengus, l'alose d'été Alosa aestivalis, le bar rayé Morone saxatilis, le doré Stizo stedion vitreum et le meunier noir Catostomus commersoni) dans des courants de vitesse contrôlée de 1,5–4,5 m·s–1 dans une grande canalisation ouverte. La performance y était totalement volontaire; il n'y avait pas de stimulation coercitive pour pousser les poissons à la nage rapide. Ces données nous ont servi à mettre au point des modèles de la distance maximale traversée, en fonction des effets de la vitesse du courant, de la longueur du corps et de la température. Bien que la distance maximale traversée diminue avec l'augmentation de la vitesse du courant, l'importance de cet effet varie d'une espèce à l'autre. Les autres effets qui sont en covariation avec les premiers, comme les effets de la température et ceux des longueurs non uniformes, sont aussi variables. Ces effets n'expliquent pas, cependant, toute la variabilité de la performance; les caractéristiques comportementales expliquent peut-être les différences observées entre les espèces. Nous suggérons que nos modèles soient utilisés pour mettre au point des critères pour l,aménagement de passes migratoires de poissons, de canaux et de barrages comportant des brèches.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2004

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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