Biologiczne wymagania ryb jako wytyczne projektowania urządzeń służących ich migracji

Transkrypt

1 Biologiczne wymagania ryb jako wytyczne projektowania urządzeń służących ich migracji Wiesław Wiśniewolski Instytut Rybactwa Śródlądowego im. S. Sakowicza Zakład Rybactwa Rzecznego w Żabieńcu

2 Na początek pytanie o sens zajęcia się tym problemem?

3 ODPOWIEDŹ W ZACHOWANIACH MIGRACYJNYCH RYB

4 Wędrówki diadromiczne Wędrówki potamodromiczne (dwu środowiskowe) (jedno środowiskowe) Wędrówki katadromiczne Wędrówki anadromiczne Wędrówki amfidromiczne Tarliska w Morzu Żerowiska w Morzu pomiędzy wodami słodkimi i słonymi (żerowiska/zimowiska) Tarliska i miejsca wychowu młodzieży w rzekach Żerowiska w wodach śródlądowych

5 Rodzaje wędrówek podejmowanych przez ryby w ekosystemach rzecznych. Czynne Bierne (ryby młode i dorosłe) (ikra, larwy) Koncentrujące (tarłowe, zimowiskowe) Dyspersyjne (pokarmowe, wzrostowe) Kompensacyjne i losowe (powódź, susza, zmętnienie, zanieczyszczenie, brak pokarmu)

6 Migracje ryb odbywają się z różnym nasileniem w ciągu całego roku.

7 Pora migracji tarłowych (miesiące) Gatunek I Aloza Boleń Brzana Certa Ciernik Głowacica Głowacz Jazgarz Jelec Karaś Kiełb Kleń Krąp Leszcz Lipień Łosoś Miętus Minóg morski Minóg rzeczny Minóg strumieniowy Okoń Płoć Pstrąg potokowy Różanka Sandacz Słonecznica Stornia Strzebla potokowa Stynka Sum Szczupak Śliz Świnka Troć wędrowna Węgorz zstępujący Wzdręga II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

8 RÓŻNE SIEDLISKA, RÓŻNE PRZYSTOSOWANIA

9 KRAINA PSTRĄGA i LIPIENIA (wg Błachuta 2011, zmienione)

10 KRAINA BRZANY (wg Błachuta 2011, zmienione)

11 KRAINA LESZCZA i JAZGARZA (wg Błachuta 2011, zmienione)

12 RYBY DIADROMICZNE Jesiotr ostronosy Źródło: commons.wikimedia.org Łosoś atlantycki Troć wędrowna Certa Źródło: Węgorz europejski Minóg rzeczny Źródło: asv-waldorf.org

13 MOŻLIWOŚCI PŁYWACKIE GATUNKÓW SĄ SILNIE ZRÓŻNICOWANE Decydują: budowa ciała, osiągane rozmiary, siedlisko.

14 Motorem napędowym, decydującym o możliwościach pokonywania przez ryby prądu wody są ich mięśnie Mięśnie białe: Wytwarzanie energii w warunkach rozkładu beztlenowego. Energia wytwarzana w sytuacjach zwiększonego jej zapotrzebowania. DUŻY MOŻE WIĘCEJ!!! Mięśnie czerwone: stałe wytwarzanie energii w warunkach rozkładu tlenowego. Energia służy normalnemu, bez wysiłkowemu poruszaniu.

15 Poglądowy schemat możliwości i wytrzymałości pływania ryb (wg. Pavlov 1989, zmienione) V (m/s) Prędkość maksymalna (Vrybymax.) Prędkość wzrastająca (Vrybyw.) Prędkość normalna (Vrybyn.) 1200 Czas pływania (s)

16 Prędkość pływania ryb Vrybyn. Vrybyw. - prędkość normalna pływania - prędkość wzrastająca pływania Vrybymax. Vryby m/s lub nlryby/s - prędkość maksymalna pływania Vrybyrelat. prędkość relatywna ryby w stosunku do prędkości wody nlryby/s - droga przpłynięta w ciągu 1 sekundy wyrażana krotnością (n) całkowitej długości ryby (L) REOTAKSJA DODATNIA CECHĄ RYB

17 Prędkość relatywna (Vrybyrel.) prędkość odpowiadająca drodze równej wielokrotności długości ciała ryby, pokonywanej przez nią w czasie 1 sekundy. (Wg. DWA 2005) Vrybyrelat. = (0,6 do 0,8) x Lryby x fogona 0,6-0,8 Lryby - droga pokonana w następstwie uderzenia płetwy ogonowej f ogona liczba uderzeń płetwy ogonowej w ciągu 1 sekundy

18 Prędkość rzeczywista pływania ryb Vp.w. prędkość prądu (przepływu) wody w rzece Vrybyrelat. Vp.w. Vryby Vryby ponad dnem ponad dnem Vryby ponad dnem = Vrybyrelat. /+ Vp.w. prędkość rzeczywista poruszania się ponad dnem

19 Prędkość rzeczywista pływania ryb - możliwości MIGRACJA ZSTĘPUJĄCA Vryby ponad dnem > Vrybyrelat. + Vp.w. Vp.w. Vryby ponad dnem (Vrybyrelat.= Vp.w.) Vryby ponad dnem = 0 Vryby ponad dnem < Vrybyrelat. + Vp.w. MIGRACJA WSTĘPUJĄCA Vryby ponad dnem Spływanie aktywne = Vrybyrelat. - Vp.w. > 0 Pozostawanie w jednej pozycji Dryf

20 PRĘDKOŚĆ KRYTYCZNA (Vrybykryt.) Najniższa prędkość, przy której ryby zaczynają być znoszone przez prąd wody (Pawlov et a. 2000) Jako żelazną zasadę przyjąć należy dla poszczególnych grup ryb następujące wartości prędkości krytycznej: 1.Dorosłe łososiowate, karpiowate i okoniowate - 10 Lryby/s. 2.Ryby mniejsze - 15 do 20 Lryby/s. 3.Gatunki specyficzne, nie poruszające się dzięki uderzeniom płetwy ogonowej (np. węgorz) 0,9 do 1,7 Lryby/s. (wg. Blaxter & Dickson 1959, Beamish 1978, Jens et al. 1997) Vrybykryt. = Vrybyw. Vrybyw. x Lryby - prędkość wzrastająca = 40-50% wartości prędkość maksymalnej (Vrybymax.) ( wg. Bainbridge 1960, Jens et al. 1997)

21 DOPUSZCZALNE MAKSYMALNE SZYBKOŚCI PRZEPŁYWU WODY W PRZEPŁAWCE ryby łososiowate (łosoś, troć, pstrągi, głowacica), lipień - 2,0 m/sek, reofilne ryby karpiowate (boleń, brzana, brzanka, certa, jaź, kleń, świnka) - 1,5 m/sek, pozostałe gatunki - 1,0 m/sek, (Wg. Gebler 1991)

22 Nieco o zachowaniach Podczas migracji ryby trzymają się głównego nurtu. W zależności od zasiedlanej strefy poszczególne grupy gatunków trzymają się: pelagiczne toń wodna, bez powiązania ze strukturami dna (np. ukleja, boleń); bentoniczne bezpośrednio przy dnie (głowacz, kiełb, brzana, śliz, węgorz); pozostałe pośrednio pomiędzy strefami denną i toni wodnej. Wg. DWA 2005)

23 Wg. DWA 2005) Nie unikają obszarów o wzmożonej turbulencji turbulencja je przyciąga! Turbulencyjny przepływ nie ma istotnego negatywnego wpływu na ryby do momentu, gdy wielkość turbulencyjnego wiru osiąga lub przekracza wielkość ryby!!! (wg. Pavlov et al. 2000)

24 Przepływ wody w komorach przepławki nie może być zbyt turbulentny - miarą współczynnik rozproszenia energii E (wg DWA-M 509, 2010) Kraina rybna Maksymalne wartość współczynnika rozproszenia energii E W/m3 Konstrukcje komorowe Konstrukcje seminaturalne ryglowe Górna kraina pstrąga Dolna kraina pstrąga Kraina lipienia Kraina brzany Kraina leszcza Kraina jazgarza i stynki

25 MOŻLIWOŚĆ POKONANIA PRZESZKODY SKOKIEM JEST BARDZO SILNIE OGRANICZONA Fot. W. Polakowski

26 (fot. J. Ligięza)

27 Scharakteryzowane ogólnie zachowania migracyjne oraz możliwości pokonywania przez ryby prądu wody jednoznacznie określają wysokie kryteria, które muszą być spełnione przy projektowaniu urządzeń służących migracji ryb. Jest to warunkiem osiągnięcia celu zachowania/odtworzenia drożności migracyjnej rzek dla ryb i innych organizmów, a tym samym ich dobrego stanu ekologicznego.

28 Fot. W. Polakowski DZIĘKUJĘ