Motorvägar och korsningar: hjälper sötvattensdjur att hantera klimatförändringarna

MSU-forskare undersökte hur djurlivet i sötvatten navigerar i vattendrag inför klimatförändringar och människor som förändrar landskapet.

Som många andra har du kanske tagit semester i sommar. Om du har kört bil är chansen stor att du har rest längs stora motorvägar. Om du flög passerade du förmodligen en stor flygplats, troligen ett nav för ett stort flygbolag. Faktum är att motorvägar och knutpunkter i allmänhet är de mest effektiva långdistansvägarna till populära destinationer.

Det visar sig att detsamma i stort sett gäller för vilda djur. Under ett föränderligt klimat försöker vilda djur vanligtvis att flytta till svalare platser längre norrut eller till högre höjder, så kallade “range shifts”. Många arter vandrar också långa sträckor för att häcka, som många bakgårdsfåglar och fiskar som lax.

En av de största utmaningarna för vilda djur är dock att ta sig till sin destination, med tanke på hur mycket människor har förändrat landskap och vattendrag. Kanske ironiskt nog skapar den infrastruktur som människor använder för att ta sig runt, såsom vägar, järnvägar och flygplatser, såväl som städer, staket och andra konstgjorda strukturer, barriärer för vilda djur.

Sötvattennav dec 2022
Även om de flesta större sötvattensystem (ca A) visas The Hoover Dam vid Coloradofloden (Arizona/Nevada), ett av de största sötvattensystemen i USA, och B) Slate Lake, en central sjö i Upper National Forest , Minnesota. Fotokrediter: A) Katelyn King, B) Ian McCullough.

En typ av barriär som kan vara särskilt svår för vilda djur att passera är de tiotusentals dammar i de nedre 48 delstaterna i USA. Även om dammar hjälper till att kontrollera vattenförsörjningen och genererar elektricitet, förhindrar dammar fisk och annat sötvattensdjur från att simma till andra områden, vilket kan vara viktigt för lek eller för att fly till svalare platser som svar på klimatförändringarna.

Innan dammarna byggdes var USA hem för hundratals stora nätverk av sammankopplade bäckar, floder och sjöar. Strukturellt är sötvattennätverk som motorvägs- eller flygnät. De innehåller ofta många grenar som avviker i olika riktningar från centraliserade nav. Utan dessa nav kan nätverk lätt kollapsa.

“Vad skulle hända om Delta Airlines, till exempel, plötsligt förlorade Detroit Metro Airport? Deras vägnät skulle kollapsa”, säger huvudförfattaren Ian McCullough, forskare vid Michigan State University. “Vi ser en liknande situation i sötvattennätverk. Dammar kan verkligen störa den naturliga förbindelsen mellan olika floder, bäckar och sjöar om vi lägger dem på fel ställe.

I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Ekosfär, McCullough och ett team av forskare bedömde den nuvarande förmågan hos sötvattensystem i de lägre 48 tillstånden att fungera som naturliga vägar för sötvattensdjur. De tilldelade varje nätverk ett “anslutningspoäng” baserat på en kombination av nätverksstorlek, norr-sydlig sträcka, förekomst av dammar och känslighet för nätverksfragmentering.

Kanske inte överraskande fick 68 % av de 385 bedömda nätverken låga anslutningspoäng. Däremot uppnådde endast 3 % av nätverken höga anslutningspoäng, vilket tyder på att endast ett fåtal nätverk kan underlätta långdistansmigrationer och skiftningar av arter under klimatförändringar.

Sammantaget fann studien att de flesta system är små, spänner över en median på 5-6 km från norr till söder och innehåller en median på 3 sjöar. Å andra sidan är stora nät relativt sällsynta: endast 10 % av näten innehåller minst 50 sjöar och endast 8 % sträcker sig över mer än 100 km från norr till söder.

“De få nätverk som är tillräckligt stora för att stödja långdistansmigrationer och räckviddsförskjutningar tenderar att vara de mest fördämda”, säger medförfattaren Katelyn King, som har en doktorsexamen. examen från MSU och nu postdoktor vid University of Michigan.

Till exempel är det största och högst rankade systemet i Mellanvästern Red River System, som ligger i Minnesota, North Dakota och delar av Kanada. I USA innehåller detta nätverk 754 sjöar och sträcker sig 380 km från norr till söder, men har också 250 dammar. Av alla nätverk fick Colorado River Network den högsta poängen för nätverksanslutning. Även om detta nätverk sträcker sig 1 330 km från norr till söder och innehåller 2 027 sjöar, har det också 954 dammar. Mississippiflodsystemet är så stort (nästan 33 000 sjöar och 25 000 dammar) att det ansågs vara sin egen kategori.

Eftersom det är opraktiskt att ta bort dammar eller omdirigera vattenvägar över hela landet, sökte studien också efter sötvattennätverkscentra, i huvudsak sjöar som fungerar som centraliserade punkter i de större nätverken. Totalt identifierade studien 2 080 centrala sjöar i de lägre 48 staterna, inklusive 131 i Michigan. Även om dessa pivotala sjöar endast representerar 2 % av alla sjöar i systemet i de lägre 48 sjöarna, är de oproportionerligt viktiga för att bibehålla intakta sötvattensystem och därför för att underlätta förflyttning av vilda djur. Därför kan upprätthålla centra inom sötvattensystem vara mycket användbart för att bevara vilda djur.

Studien fann dock att de centrala sjöarna inte var mer sannolikt att vara i skyddade områden än någon given sjö. Detta kanske inte heller är förvånande med tanke på att de flesta skyddade områden (t.ex. nationalparker) i USA är designade för landlevande arter och livsmiljöer. Att fokusera på att öka den naturliga förbindelsen mellan dessa centrala sjöar, till exempel med fisktrappor eller modifiera eller ta bort dammar, kan dock vara en effektiv strategi för att återställa sötvattensystem och vilda djurpopulationer, särskilt med tanke på de begränsade resurserna för restaurering och bevarande.

Ett viktigt nästa steg är att övervaka djurlivet i pivotala sjöar för att studera i vilken utsträckning de fungerar som naturliga nav i större sötvattennätverk.

“Det finns egentligen bara ett begränsat antal möjliga vägar för vilda djur, särskilt när man vill resa långa sträckor,” tillade McCullough. “Därför skulle det vara förvånande om arter, inklusive invasiva arter, inte använde nätverkshubbar. Vart skulle de annars ta vägen?

Open access-artikeln kan laddas ner gratis här: https://doi.org/10.1002/ecs2.4326.

Leave a Comment