Thermalschutzgebiete helfen Forellen, der Hitze bei heißem Wetter zu trotzen

Was machen Fische, wenn das Wasser zu heiß wird?

Da der Klimawandel dazu führt, dass Hitzewellen auf der ganzen Welt häufiger auftreten, auch hier in Connecticut, wird das Verständnis dieser Frage immer wichtiger.

Kaltwasserfische wie Forellen haben eine Strategie, um extreme Hitze zu überleben: Sie ziehen in Thermalschutzgebiete. Thermalschutzgebiete sind Bereiche in einem Fluss, in denen kälteres Wasser in wärmeres Bachwasser mündet und so einen „Kaltwasserfleck“ bildet. Dies kann dadurch verursacht werden, dass an bestimmten Stellen Grundwasser in den Bach eindringt oder sogar, wenn ein kleinerer, gut beschatteter Bach in einen größeren Fluss mündet und eine Wolke kälteren Wassers entsteht.

Jason Vokoun, Professor und Leiter der Abteilung für natürliche Ressourcen und Umwelt am College of Agriculture, Health and Natural Resources und Ph.D. Der Student Christopher Sullivan untersucht Forellen in Thermalschutzgebieten entlang des Housatonic River, um dieses Phänomen besser zu verstehen.

Ihre jüngsten Erkenntnisse wurden in veröffentlicht Ökosphäre und stellte fest, dass nicht alle Thermalschutzgebiete gleich sind.

„Das wirklich Interessante an Thermalschutzgebieten ist, dass die Menschen sie vor einigen Jahren nur als Kaltwassergebiete betrachteten“, sagt Sullivan. „Was wir jedoch herausfinden, ist, dass ihre Konfiguration und andere Eigenschaften neben langfristigen Wettermustern tendenziell wichtige Determinanten dafür sind, wie Fische (und wie viele) sie nutzen.“

Das ideale Thermalrefugium ist groß, tief und hat eine deutlich niedrigere Temperatur als das umgebende Wasser. Mithilfe von Unterwasserkameras beobachteten die Forscher, dass diese Schutzgebiete während einer sommerlichen Hitzewelle im Jahr 2022 den höchsten Fischreichtum aufwiesen.

Während der Hitzewelle erreichten die Temperaturen im Hauptlauf des Flusses tagsüber 30 Grad Celsius. Forellen vertragen problemlos Wassertemperaturen von bis zu 17 Grad Celsius, müssen aber bei Temperaturen über 23–24 Grad Celsius oder 73–75 Grad Fahrenheit Thermalschutzgebiete nutzen.

Die Schutzhütten waren im Durchschnitt ein bis drei Grad Celsius kühler als das umgebende Flusswasser und schwankten zwischen einem halben und sechs Grad Fahrenheit. Die Fläche der Schutzhütten reichte von eher klein bis groß (11 bis 352 Quadratmeter).

Die Forscher fanden auch heraus, dass das Flussgefälle, also wie stark die Wasseroberflächenhöhe innerhalb des Hauptflusses in der Nähe des Thermalschutzgebiets abfällt, ebenfalls eine Rolle spielt. Ein Fluss mit höherem Gefälle erzeugt turbulenteres Wasser, das für hitzegestresste Forellen möglicherweise weniger attraktiv ist.

Die Studie ergab, dass der Fischbestand in den Thermalschutzgebieten während der Hitzewelle stark schwankte, was darauf hindeutet, dass die Fische das Schutzgebiet häufig verließen. Angesichts der Tatsache, dass Thermalschutzgebiete in der Regel nur sehr wenig Beute für Forellen bieten, erklärt Sullivan, dass sie diese verlassen könnten, um im Hauptfluss nach Nahrung zu suchen.

„Es stützt die Hypothese, dass Fische das Refugium trotz unwirtlicher Haupttemperaturen verlassen können und werden“, sagt Sullivan. „Die Schutzhütten sind wahrscheinlich überlebensnotwendig, aber die Fische sind dort möglicherweise nicht so oft gefangen, wie man zunächst denken könnte. Aber mit der Zeit könnte sich die Schlinge aufgrund des sich ändernden Klimas sprichwörtlich enger werden.“

In einer anderen Studie veröffentlicht in Ökologie und Evolutionuntersuchte das Team Landraubtiere, die die Schutzhütten besuchen und sich dort ernähren, was sich auch darauf auswirkt, wie Fische die Schutzhütten nutzen.

Zu den beobachteten terrestrischen Raubtieren gehörten Füchse, Kojoten, Rotluchse, Graureiher, Gänsesäger, Flussotter, Waschbären, Weißkopfseeadler, Fischadler sowie Menschen, die angeln, Kajak fahren und die Schutzhütten besuchen.

Die Forscher haben den Menschen in diese Liste aufgenommen, weil wir wie andere Tiere Einfluss auf die Ökosysteme haben, mit denen wir interagieren.

Tatsächlich gab es in diesen Schutzgebieten Probleme mit der illegalen Fischerei. Und selbst diejenigen, die nicht fischen, können Auswirkungen auf diese wichtigen Gebiete haben. Fische verlassen das Refugium, wenn sie glauben, dass sich ein Raubtier in der Nähe befindet. Wenn Menschen kommen, um die Fische zu beobachten, interpretieren die Fische sie möglicherweise als Raubtiere und fliehen aus dem Schutzgebiet in wärmere Gewässer.

„Wenn Leute herunterkommen und dieses Phänomen der Wärmeregulierung von Fischen in Schutzhütten beobachten, kann das einige indirekte Auswirkungen haben“, sagt Sullivan. „Mein Gedanke war, dass die Quantifizierung der Häufigkeit, mit der neben Anglern auch Schutzhütten besucht werden, einen Hinweis auf das Ausmaß dieser indirekten Auswirkungen geben kann.“

Sullivan sagt, er sei überrascht gewesen, wie viele Menschen das Schutzgebiet besuchten, um die Fische zu beobachten, eine Tatsache, die künftige Outreach- und Bildungsprogramme unterstützen kann.

„Dies ist ein bekanntes Phänomen, das als Hilfsmittel zum Verständnis der Bedeutung des Fischereimanagements und der Erhaltung von Lebensräumen genutzt werden kann“, sagt Sullivan.

Manchmal tummeln sich Hunderte von Fischen im seichten Wasser der Schutzhütten, was sie anfällig für Raubtiere macht. Dennoch beobachteten die Forscher nur sehr wenige Fälle tatsächlicher Raubtiere in den Schutzhütten. Von den 2.500 Beobachtungen von Landraubtieren, die die Schutzhütten besuchten, gab es nur 22 Raubversuche.

„Für mich ist das der wirklich interessante Teil der Studie“, sagt Sullivan. „Es gab einige Fälle von [predation]. Aber weit weniger, als wir erwartet hatten.

Sullivan sagt, dass zwar nicht so viele Fische gefressen werden wie erwartet, die Folgen jedoch schwerwiegend sein können, wenn man das Schutzgebiet häufig verlassen muss, um nicht gefressen zu werden.

Diese Studien untermauern die Notwendigkeit, diese Zufluchtsorte zu schützen und Untersuchungen zur Wirksamkeit von Schutzstrategien durchzuführen.

„Wir wissen seit einiger Zeit, dass die Thermalschutzgebiete für das Überleben der Forellen in mehreren Wassereinzugsgebieten in Connecticut wichtig sind, aber dieses Projekt hilft der Fischereigemeinschaft, Managern und Anglern gleichermaßen, sich auf das Verständnis zu konzentrieren, wie dieser begrenzte Thermallebensraum für Forellen in unserem Land erhalten werden kann.“ Erwärmung der Flüsse“, sagt Vokoun.