Yagi antenna used to study the movement of radio-tagged Atlantic salmon at the Edsforsen hydropower dam in the River Klarälven.

On 12-13 December, Theodore Castro-Santos from Conte Anadromous Fish Research Center (USGS) will give a course titled “Advanced Telemetry Techniques – Data Management and Analysis for Fish Passage Studies” at Karlstad University, Sweden. The two-day course is described further:

“Fish passage is about movement, and fish passage effectiveness can only be understood by measuring rates at which fish move past barriers. Telemetry is often the best tool for measuring effectiveness. Many studies, however fail to make optimal use of available data, and over-simplistic analyses can often lead to inaccurate conclusions. In this course we will discuss the three principle types of telemetry data (PIT, radio, acoustic), reviewing their common characteristics and challenges associated with managing the very large datasets these technologies can produce.

On the first day we will review study design concepts, and students will learn about relational database structure, optimal database design, and extraction of basic passage metrics (proportion entering, proportion passing). 

On the second day, we will delve deeper into analysis methods, with an overview and rationale for applying time-to-event analysis to passage data. This approach allows researchers to explicitly account for environmental covariates that change over time, address the problems associated with fish that are exposed to multiple and changing conditions, and show how these factors can be incorporated into metrics of passage performance without incurring bias. We will conclude by analyzing an actual fish passage dataset, exploring the strengths and limitations of the approach.

The course will be in English. Attendees should have decent computer skills and should come prepared with a laptop loaded with Microsoft Access and R (packages: Survival, Dplyr, Coxme, Ggplot2). These will be our primary tools as we move through the course material. Attendees are also encouraged to bring their own data and/or descriptions of previous or planned studies. We can use these as part of a discussion and critique of study design concepts.”

Schedule for the course:

Monday 12 Dec kl 8:30 -12:00 i room 5F323

Monday  12 Dec kl 13:00 -16:00 i room 5F416

Tisday  13 Dec kl 8:30 – 12:30 i room 5F 416.

The course is free to attend but requires registration. Registrate by e-mail to Larry Greenberg (larry.greenberg@kau.se).

The hydroelectric dam in the study. Turbine intakes and bypass entrances to the left, open spill gates to the right. Photo from Google Maps.

The paper “Migratory delay leads to reduced passage success of Atlantic salmon smolts at a hydroelectric dam” by Daniel Nyqvist (Kau), Larry Greenberg (Kau), Elsa Goerig (INRS, Quebec) , Olle Calles (Kau) , Eva Bergman (Kau), William Ardren (US Fish and Wildlife), and Theodore Castro-Santos (USGS) was recently published in the journal Ecology of Freshwater Fish. The paper presents a study on the behavior of landlocked Atlantic salmon smolts in the Winooski River in Vermont, USA.

In the abstract the authors write:“Passage of hydropower dams is associated with mortality, delay, increased energy expenditure and migratory failure for migrating fish and the need for remedial measures for both upstream and downstream migration is widely recognized. A functional fish passage must ensure safe and timely passage routes that a substantial portion of migrating fish will use. Passage solutions must address not only the number or percentage of fish that successfully pass a barrier, but also the time it takes to pass. Here we used radio telemetry to study the functionality of a fish bypass for downstream-migrating wild-caught and hatchery-released Atlantic salmon smolts. We used time to event analysis to model the influence of fish characteristics and environmental variables on the rates of a series of events associated with dam passage. Among the modeled events were approach rate to the bypass entry zone, retention rates in both the forebay and the entry zone and passage rates. Despite repeated attempts, only 65% of the tagged fish present in the forebay passed the dam. Fish passed via the bypass (33%), via spill (18%) and, via turbines (15%). Discharge was positively related to approach, passage, and retention rates. We did not detect any differences between wild and hatchery fish. Even though individual fish visited the forebay and the entry zone on multiple occasions, most fish passed during the first exposures to these zones. This study underscores the importance of timeliness to passage success and the usefulness of time to event analysis for understanding factors governing passage performance.”

Read the abstract and access the paper here. If you don’t have access to the journal’s content, email any of the authors.

Last week, Theodore Castro-Santos from Conte Anadromous Fish Research Center (USGS) gave a webinar titled “Safe, Timely, and Effective: toward a unified metric of passage performance” on the World Fish Migration Platform. The webinar was also streamed live at the Congress of the Iberian Society of Ichthyology, The webinar is now available online (after free registration) at the World Fish Migration Platform here (follow the link at the bottom of the page).

I början av förra sommaren besökte jag Conte Lab vid Turner Falls, Massachusetts, USA. Labbet ligger vid Connecticut River och här sker en mängd forskning på vandrande fisk och fisk-passage i kraftverksmiljö, både i naturen och i laboratorium. Inomhus har de en enorm ränna, stor som en mindre å. Utomhus fanns en alldeles nybyggd plexiglasränna. I den nyggbyggda ränna undersökte bland andra Elsa Goerig och Theodore Castro-Santos “sprinting performance and swimming behavior/kinematics of American shad, brown trout and smallmouth bass”. Det kan till exempel handla om mot vilka vattenhastigheter kan de simma, hur långt och hur länge. Nedan visas några bilder från experimenten:

Rännan sedd ovanifrån. Fisken befinner sig i bassängen närmast i bild och kan, när den själv väljer, fritt simma uppströms in i rännan.

Rännan sedd från sidan.

American shad (Alosa sapidissima) i rännan. (Foto: Elsa Goerig)

Fisken märktes med pit-tags för att registerar deras rörelser i rännan. Märkena var  fastlimmade vid en krok som fästes i ryggfenan. Fisken filmades också vid vissa positioner i rännan.

Smallmouth bass (Micropterus dolomieu) sedd underifrån (och filmad) med hjälp av en spegel placerad under rännan. (Foto: Elsa Goerig)

Jag har tidigare berättat om ett projekt för att undersöka nedströmsvandringen hos lax smolt i Winooski River, Vermont, USA med hjälp av radiotelemetri.

För att övervaka de radiomärkta fiskarnas rörelser har vi antenner och loggrar utplacerade längs älven och runt kraftverken. Dessa tar emot och registerar radiosignaler som fiskens radiomärke sänder ut. Vid första kraftverket som smolten möter på sin nedströmsvandring har vi totalt 7 loggrar kopplade till 12 antenner (både vanliga antenner i luften och nedsänkta undervattensantenner). Målet är att se fiskens vägval och uppehållstider/delays vid olika delar av dammen. Vid de två övriga kraftverken som skiljer uppväxtområdena från sjön nöjer vi oss med att kolla på ankomst, passage-tid och överlevnad – och har alltså antenner-loggrar uppströms och nedströms kraftverken. Ytterliggare logger-stationer är utplacerade högre upp i systemet och vid älvens mynning.

Vi använder loggrar som läser av flera frekvenser samtidigt och radiomärken som sänder ut en programmerad kod. Detta gör att vi, i bästa fall, kan registrera en närvarande radiomärkt fisks position (i form av signalstyrka) var tredje sekund. För att få en bättre uppfattning om relationen mellan signalstyrka och position, samt för att testa systemet, har vi fört runt ett radio-märke på olika platser i älven och registrerat signalstyrkor.. Vi har också utforskat störningsmiljön för att, om möjligt, undvika att programmera radiomärkena med koder som ändå flyger runt i luften. Mycket fixande och trixande har det varit men nu känns systemet relativt stabilt och vi är redo för fiskarnas ankomst.

Förra veckan togs smoltfällan i drift och vi har redan märkt de första fiskarna. Mer om detta i en annan blogg-post…

Ted Castro-Santos kastar ett radiomärke uppströms gallret framför turbin-intaget. Öppningen till en by-pass för nedströmsvandrande laxfisk anas vid gallret (som över vattnet är en vägg) och ytspill syns i bakgrunden.

Elsa Goerig, doktorand vid Institut national de la recherche scientifique Centre – Eau Terre Environnement, Quebec, klockar och tar positionsangivelser med hjälpsam övervakning från Bob från Greeen Mountain Power.

Lite rörigt kan det te sig i logger-boxen. Mottagare (loggrar), antennsladdar, sladdar för signalförstärkare (som vi använder när antennsladden mellan antenn och logger är så lång att vi annars riskerar att förlora signlaler), batteri och elkablar,

Och till sist en radiomärkt smolt med antennen släpandes under kroppen.

Under våren kommer vi undersöka nedströmsvandring av landlocked lax i Winooski River, Vermont, USA. Vi ska under maj månad radiomärka smolt och följa deras migrationshastighet, vägval och överlevnad förbi de tre nedersta kraftverken i systemet. Det är dessa tre kraftverk som skiljer tillgängliga (via fisklift och transport) lekplatser från sjön, Lake Champlain. Det finns by-passes installerade vid kraftverken men kunskap om deras funktion saknas. Efter årets smoltvandring vet vi förhoppningsvis mer!

Detta är ett delprojekt där U.S. Fish and Wildlife Service, the Conte Anadromous Fish Research Center i Turners Falls och the Vermont Fish and Wildlife Department deltar. Det är en del av ett större projekt där målet är att återfå ett livskraftigt vilt bestånd av Atlantlax lax i Winooski River och Lake Champlain.

Hittills har vi varit upptagna med att installera och testa antenner och loggrar. Mer följer…