Evaluation of fish trap and guiding fence efficiency in the River Tana in 2023

Abstract

Domaas, S., Orell, P., Kytökorpi, M., Myklebost, M.R., Erkinaro, J., Gjelland, K.Ø. 2024. Evaluation of fish trap and guiding fence efficiency in the River Tana in 2023. NINA Report 2387. Norwegian Institute for Nature Research. Pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) is an anadromous species which spawns in rivers and whose fry migrate to sea shortly after emergence from the gravel. It is native to the Pacific Ocean but was repeatedly translocated to the White Sea during the latter half of the 20th century. Pink salmon has a strict 2-year life cycle, and odd-year populations have in recent years become invasive in the Eastern Atlantic. In the River Tana/Teno, a large Norwegian-Finnish watercourse and one of the world’s most important rivers for Atlantic salmon (Salmo salar), the spawning run was estimated at more than 50 000 pink salmon in 2021.The Norwegian Environmental Agency therefore decided to install a large trap-fence system in the river in 2023 to remove as much pink salmon as possible whilst letting native salmonids through. The Norwegian Institute for Nature Research (NINA) in co-operation with Natural Resources Institute Finland (Luke) was given the task to monitor how the ascending and descending fish responded to the trap and guiding fences. A suite of sonars, camera systems with and without artificial intelligence (AI) capable of recognising fish, snorkelling, and drones were used for the fish monitoring. The results were compared to sonar counts of migrating fish further upstream in the watercourse. A rapid build-up in fish numbers and activity was seen in the area immediately downstream to the trap following the trap installation. However, after a short dip, increasing numbers of fish passing the Polmak fish counting station (about 20 km upstream the trap) indicated that the guiding fences were “leaking” fish. Daily numbers of migrating fish observed in the western channel at Seidaholmen corresponded well to daily numbers observed at Polmak, indicating that this was the main route for fish bypassing the trap. During the trap operation period, at least 108 700 fish migrated past Polmak, most of these pink salmon. Whilst there was such a large trap bypass migration, the trap catch numbers were moderate 7 666 (6.6% catch efficiency). This large discrepancy made it clear that: 1) both pink salmon and native migratory fish species showed a low willingness to enter the trap, and 2) the flexible fences used in both channels were not capable of stopping the pink salmon from migrating further up the River Tana. However, it was evident that native salmonids were held back from their normal upstream migration for some time, and it is not known to what extent this may have had negative consequences for the following migration and spawning period. Better entrance positioning and more trap entrances is needed to improve the willingness to enter the trap and bypass solutions. Some kelts were observed holding positions on the upstream side of the fences, but none used the downstream migration openings. Smolt schools swam back and forth along the upstream side of the fence and only used the downstream migration solutions to a limited extent. It is not known for how long kelts and smolts were held back. The Tana/Teno Atlantic salmon populations are considered as vulnerable populations. Successful return of native anadromous spawners as well as good smolt and kelt survival are all critical to population recovery. It is not known if these factors were negatively influenced by the trap with flexible fences in 2023, but future solutions with fixed fences have potential for significant negative effects. In the case of future use of in-river fish traps aimed to eliminate pink salmon, uttermost care must be taken to reduce the impact on the native salmonids. There is a large knowledge gap about realized trap effects on native salmonids. Further studies are thus needed to investigate trap and guiding fence effects on e.g. individual holding times and mortality risk, as well as migration behaviour and spawning success.

Domaas, S., Orell, P., Kytökorpi, M., Myklebost, M.R., Erkinaro, J., Gjelland, K.Ø. 2024. Evaluation of fish trap and guiding fence efficiency in the River Tana in 2023. NINA Rapport 2387. Norsk institutt for naturforskning. Pukkellaks (Oncorhynchus gorbuscha) er en anadrom fiskeart som gyter i elv mens yngelen drar på beitevandring i havet straks etter at den kommer opp av gytegropen. Opprinnelig utbredelsesområde er i Stillehavet, men den ble gjentatte ganger introdusert til Kvitsjøen i andre halvdel av 1900-tallet. Pukkellaks har en streng toårig livssyklus fra den selv blir lagt som egg til den returnerer fra havet for å gyte. Generasjoner som gyter i oddetallsår har hatt en kraftig økning i Øst-Atlanteren i de senere år og arten er blitt en invasjonsart. I Tanavassdraget, et av verdens viktigste laksevassdrag, ble det i 2021 registrert mer enn 50 000 pukkellaks. Miljødirektoratet bestemte seg derfor for å installere en fiskefelle i Tanaelva i 2023 for å fjerne så mye pukkellaks som mulig mens lokale fiskearter skulle slippes forbi. Norsk institutt for naturforskning (NINA) fikk i samarbeid med det Finske Naturressursinstituttet (Luke) i oppdrag å overvåke hvordan oppvandrende og nedvandrende fisk ble påvirket av fella og ledegjerdene. For å gjennomføre dette ble det brukt et arsenal av sonarer, videokameraer med og uten innebygd kunstig intelligens, observasjon ved snorkling og filming med drone. Resultatene fra overvåkingen ble sammenlignet med resultater fra sonarovervåking lenger oppe i vassdraget. En rask økning i fiskemengde og aktivitet ble observert nedstrøms fella og ledegjerdene like etter at disse kom på plass. Fiskeoppgangen forbi Polmak (20 km oppstrøms fella) ble redusert i noen dager, men tok seg deretter kraftig opp. Dette indikerte at ledegjerdene til fella ikke holdt igjen all fisk. Daglige tall fra sonar- og videoovervåking for oppvandring i det vestre elveløpet ved Seidaholmen var i godt samsvar med daglige tall for oppvandring ved Polmak, og indikerte at det var i det vestre elveløpet det meste av fisk passerte fella. I perioden fella var i bruk passerte det minst 108 700 oppvandrende fisk forbi Polmak, de fleste av disse var pukkellaks. I samme perioden ble det kun fanget 7 666 fisk i fella, noe som gir en fangsteffektivitet på 6,6 %. Denne store skjevheten indikerte at 1) pukkellaks og stedegne arter var lite villige til å gå inn i fella, og 2) de fleksible plastikkrørgjerdene som ble brukt i vestre og delvis østre løp ikke hindret pukkellaks fra å vandre videre opp i vassdraget. Det var likevel klart at atlanterhavslaks ble holdt tilbake fra sin naturlige oppvandring i noe tid, men det er ikke kjent i hvor stor grad dette hadde negative konsekvenser for påfølgende gytesuksess. Flere og bedre plasserte felleinnganger er nødvendig for å sikre at oppvandrende laks og andre stedegne fiskearter vil gå inn i fella, og dermed bli sluppet gjennom. Støinger ble observert på oversiden av ledegjerdene, men ingen ble observert i nedvandringsåpningene. Smoltstimer ble observert svømmende fram og tilbake langs ledegjerdet, og disse brukte i noen, men liten grad nedvandringsåpningen. Det er ukjent hvor lenge vinterstøinger og smolt ble holdt tilbake av ledegjerdet. Å sperre en elv med fiskefelle har stort potensiale for negativ påvirkning, men vi vet lite om de faktiske effektene. Oppkonsentrasjon av smolt ovenfor gjerdet kan tiltrekke seg predatorer og dermed øke smoltdødeligheten her. Laksebestandene i Tanavassdraget er sårbare bestander. Suksessfull gyting, samt god overlevelse og vekst hos smolt og støinger er alle sentrale faktorer for å bygge opp igjen laksestammene. Hvorvidt disse faktorene ble negativt påvirket av fella med fleksible ledegjerder i 2023 er ukjent, men fremtidige løsninger basert på faste ledegjerder har vesentlig skadepotensiale. Dersom det igjen skal bygges fiskefelle i Tanavassdraget, må det derfor legges stor vekt på gode løsninger som sikrer minimal påvirkning på vandringen til stedlige arter. Det er en stor kunnskapsmangel om fellepåvirkning på stedegne arter, og studier av felle og ledegjerders påvirkning på blant annet oppholdstid, overlevelse, vandringsadferd og gytesukksess er nødvendig.