Interactive Effects of Water Diversion and Climate Change for Juvenile Chinook Salmon in the Lemhi River Basin (U.S.A.)

Authors

  • ANNIKA W. WALTERS,

    1. Conservation Biology Division, Northwest Fisheries Science Center, National Marine Fisheries Service, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, WA, U.S.A.
    2. Current address: U.S. Geological Survey, Wyoming Cooperative Fish and Wildlife Research Unit, Dept. 3166, 1000 East University Avenue, University of Wyoming, Laramie, WY, U.S.A.
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  • KRISTA K. BARTZ,

    1. Conservation Biology Division, Northwest Fisheries Science Center, National Marine Fisheries Service, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, WA, U.S.A.
    Current affiliation:
    1. Southwest Alaska Network, Inventory and Monitoring Program, National Park Service, Anchorage, U.S.A.
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  • MICHELLE M. MCCLURE

    1. Fishery Resource Analysis and Monitoring Division, Northwest Fisheries Science Center, National Marine Fisheries Service, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, WA, U.S.A.
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Abstract

The combined effects of water diversion and climate change are a major conservation challenge for freshwater ecosystems. In the Lemhi Basin, Idaho (U.S.A.), water diversion causes changes in streamflow, and climate change will further affect streamflow and temperature. Shifts in streamflow and temperature regimes can affect juvenile salmon growth, movement, and survival. We examined the potential effects of water diversion and climate change on juvenile Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha), a species listed as threatened under the U.S. Endangered Species Act (ESA). To examine the effects for juvenile survival, we created a model relating 19 years of juvenile survival data to streamflow and temperature and found spring streamflow and summer temperature were good predictors of juvenile survival. We used these models to project juvenile survival for 15 diversion and climate-change scenarios. Projected survival was 42–58% lower when streamflows were diverted than when streamflows were undiverted. For diverted streamflows, 2040 climate-change scenarios (ECHO-G and CGCM3.1 T47) resulted in an additional 11–39% decrease in survival. We also created models relating habitat carrying capacity to streamflow and made projections for diversion and climate-change scenarios. Habitat carrying capacity estimated for diverted streamflows was 17–58% lower than for undiverted streamflows. Climate-change scenarios resulted in additional decreases in carrying capacity for the dry (ECHO-G) climate model. Our results indicate climate change will likely pose an additional stressor that should be considered when evaluating the effects of anthropogenic actions on salmon population status. Thus, this type of analysis will be especially important for evaluating effects of specific actions on a particular species.

Efectos Interactivos de la Desviación del Agua y el Cambio Climático en Individuos Juveniles de Salmón Chinook en la Cuenca del Río Lemhi (E.U.A.)

Resumen

Los efectos combinados de la desviación del agua y el cambio climático son un gran obstáculo para la conservación de los ecosistemas de aguas continentales. En la cuenca del río Lemhi, Idaho (E.U.A.), la desviación del agua causa cambios en el caudal, y el cambio climático afectará más al caudal y a la temperatura. Los cambios en el caudal y en los regímenes de la temperatura pueden afectar al crecimiento, al movimiento y a la supervivencia de salmones juveniles. Examinamos los efectos potenciales de la desviación del agua y el cambio climático sobre salmones Chinook juveniles (Oncorhynchus tshawytscha), una especie enlistada como amenazada bajo el Acta Estadunidense de Especies en Peligro (ESA, en inglés). Para examinar los efectos para la supervivencia de juveniles, creamos un modelo relacionando 19 años de información de supervivencia con el caudal y la temperatura y encontramos que el caudal en primavera y la temperatura en verano son buenos indicadores de la supervivencia juvenil. Usamos estos modelos para proyectar la supervivencia de los juveniles para 15 desviaciones y escenarios de cambio climático. La supervivencia estimada estuvo entre 42-58% más baja cuando los caudales fueron desviados que cuando permanecieron sin desvíos. Para los caudales desviados, 2040 escenarios de cambio climático (ECHO-G y CGCM3.1 T47) resultaron en una disminución adicional de 11-39% en la supervivencia. También creamos modelos relacionando la capacidad de carga de los hábitats con el caudal e hicimos proyecciones para la desviación y escenarios de cambio climático. La capacidad de carga de los hábitats estimada para caudales desviados fue de 17-58% más baja que para los caudales sin desvíos. Los escenarios de cambio climático resultaron en una disminución adicional en la capacidad de carga para el modelo de clima seco (ECHO-G). Nuestros resultados indican que el cambio climático probablemente será un estresante adicional que debería considerarse cuando se evalúen los efectos de las acciones antropogénicas sobre el estado poblacional de los salmones. Por esto, este tipo de análisis será realmente importante para evaluar los efectos de acciones específicas sobre especies particulares.

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