A dam passage performance standard model for American shad

Objectives for recovery of alosines commonly involve improving fish passage at dams during migration. However, a quantitative basis for dam passage performance standards is largely absent. We describe development of a stochastic life-history-based simulation model for American shad, Alosa sapidissima, to estimate effects of dam passage and migratory delay on abundance, spatial distribution of spawning adults, and demographic structuring in space and time. We used the Penobscot River, Maine, USA, as a case study to examine sensitivity of modeled population metrics and probability of achieving specific management goals to inputs. Spawner abundance and percentage of repeat spawners were most sensitive to survival and migration delay at dams, marine survival, and temperature cues for migratory events. Recovery objectives related to abundance and spatial distribution of spawners were achievable under multiple scenarios, but high rates of upstream and downstream passage were necessary. The simulation indicated trade-offs between upstream and downstream passage efficacy whereby increased downstream passage was required to maintain or increase population abundance in conjunction with increased upstream passage. This model provides a quantitative support tool for managers to inform ecologically based decisions about a suite of management scenarios to facilitate recovery and sustainability of diadromous fish populations. Les objectifs concernant le retablissement d'alosines comprennent souvent l'amelioration du passage de poissons aux barrages durant la migration. Il y a toutefois quasi absence de fondement quantitatif pour l'etablissement de normes de performance de passage de barrages. Nous decrivons l'elaboration d'un modele de simulation stochastique base sur le cycle biologique pour l'alose savoureuse, Alosa sapidissima, afin d'estimer les effets du passage de barrages et le retard de la migration sur l'abondance, la repartition spatiale d'adultes geniteurs et la structuration demographique dans l'espace et le temps. Nous utilisons l'exemple du fleuve Penobscot (Maine, Etats-Unis) comme etude de cas pour examiner la sensibilite aux intrants de parametres demographiques modelises et la probabilite d'atteinte d'objectifs de gestion precis. L'abondance des geniteurs et le pourcentage de geniteurs a reproductions anterieures sont les parametres les plus sensibles a la survie et au retard de la migration aux barrages, a la survie en mer et aux signaux de temperature pour les evenements migratoires. Les objectifs de retablissement associes a l'abondance et a la repartition spatiale des geniteurs sont atteignables pour differents scenarios, mais des frequences elevees de passages en amont et en aval sont necessaires. La simulation indique des compromis entre l'efficacite des passages en amont et en aval, une augmentation des passages en aval etant necessaire pour maintenir ou accroitre l'abondance de la population, de concert avec de plus nombreux passages en amont. Ce modele fournit un outil de soutien quantitatif aux gestionnaires pour eclairer des decisions basees sur l'ecologie concernant un ensemble de scenarios de gestion visant a faciliter le retablissement et la perennite des populations de poissons diadromes. [Traduit par la Redaction]
Introduction The American shad, Alosa sapidissima, is an anadromous fish that spawns in the main-stem of coastal rivers on the Atlantic coastal drainage of North America from the St. Johns [...]