Fish volitional and non-volitional swimming performance for fishway design: an evidence-based review
Die systematische Übersicht wertet 167 Veröffentlichungen zur Schwimmleistung von Fischen für die Planung von Fischaufstiegsanlagen aus. Erzwungene Versuche wie im Schwimmtunnel wurden häufiger eingesetzt (84 %) als freiwillige, lieferten aber vorsichtigere Schätzwerte.
Kurzantwort
Die systematische Übersicht wertet 167 Veröffentlichungen zur Schwimmleistung von Fischen für die Planung von Fischaufstiegsanlagen aus. Erzwungene Versuche wie im Schwimmtunnel wurden häufiger eingesetzt (84 %) als freiwillige, lieferten aber vorsichtigere Schätzwerte.
Wissenschaftliche Einordnung & Kernaussagen
1. Fragestellung & Forschungsfokus
Die Autoren fragten, wie vielfältig Studien und Methoden zur Schwimmleistung sind, wie die Leistungsmaße zusammenhängen und welchen Einfluss Körperlänge und Temperatur haben. Daraus leiteten sie Empfehlungen für künftige Schwimmleistungsversuche ab.
2. Methodik & Versuchsaufbau
Die Autoren durchsuchten am 23. Juni 2023 Web of Science und Scopus und werteten Literatur von 1990 bis 2023 aus. Es blieben 167 Veröffentlichungen mit lebenden Süßwasserfischen oder diadromen Wanderfischen, die das Schwimmvermögen beziffern. Den Einfluss von Wassertemperatur und Körperlänge prüften sie je vorherrschender Fischordnung.
3. Zentrale Erkenntnisse
Erzwungen gemessene Kenngrößen lagen im Mittel durchweg unter den freiwillig gemessenen. Selbst die höchste von ihnen, die Sprintgeschwindigkeit („burst speed“) mit 0,49 m/s, blieb deutlich unter der freiwillig gezeigten „prolonged speed“ mit 1,37 m/s. Bei Karpfenartigen (Cypriniformes) ergaben freiwillige Ausdauerversuche höhere Geschwindigkeiten und kürzere Ermüdungszeiten. Durchgängig signifikante Einflüsse von Temperatur und Körperlänge auf die aerobe Leistung zeigten sich vor allem bei erzwungen gemessenen „sustainable speeds“.
4. Bedeutung für Praxis, Hege & Gewässerschutz
Die Autoren empfehlen, beide Versuchsarten zu verbinden. Freiwillige Versuche liefern nach ihrer Einschätzung ein realistischeres Maß der Leistung; erzwungene sind weniger aufwendig, besser wiederholbar und sollten die freiwilligen ergänzen. Eine einzelne Vorgabe für alle Bauarten von Fischaufstiegsanlagen gibt es demnach nicht.
5. Grenzen der Studie & Modellannahmen
Die Übersicht beschreibt nach Angabe der Autoren die besondere Hydraulik von Fischaufstiegsanlagen nur begrenzt. Für einige Ordnungen, darunter Störe (Acipenseriformes) und Aale (Anguilliformes), reichten die Daten nicht, um Leistungstrends abzuleiten; die Autoren sehen hier Bedarf an weiteren Studien.
Relevante Fischarten
Zugeordnete Fachgebiete
Bibliografische Angaben
| Originaltitel | Fish volitional and non-volitional swimming performance for fishway design: an evidence-based review |
|---|---|
| Autoren | Yoel Jeremy, Jasmin C. Martino, Stefan Felder, Richard T. Kingsford, Iain M. Suthers |
| Fachjournal | Reviews in Fish Biology and Fisheries |
| Erscheinungsjahr | 2026 |
| Band / Ausgabe | 36 |
| Artikel-Nummer / Seiten | 30 |
| Verlag | Springer Science and Business Media LLC |
| DOI | 10.1007/s11160-026-10037-4 |
| Lizenz | CC BY 4.0 |
| Methodentyp | systematische-uebersicht |
Original-Abstract (Englisch)
Vollständigen englischen Abstract anzeigen
Abstract Integration of fish swimming performance data is critical for defining flow in fishways. However, current design approaches often rely on limited data that did not account for natural variation in locomotory capacity. To guide application of swimming performance data, we reviewed relevant literature from 1990 to 2023 and identified patterns relevant for developing fishways. Among the 167 relevant publications, non-volitional tests like exercises in swim tunnels were employed more frequently (84%) than volitional assessments, but their estimates were more conservative, indicating that test methods influence quantification of fish swimming performance. Higher swim speed and shorter fatigue time from volitional endurance data of cypriniform fishes suggested that volitional tests could identify fish tendency to employ higher swim speeds to negotiate passage quickly, rather than maintaining energetically sustainable gaits throughout passage as is typically assumed when designing fishways. This highlights volitional method’s potential for estimating a realistic, unrestricted prolonged or sprint swimming abilities for predicting extended passages employing multiple swim gaits and rapid negotiation of short, difficult passages. Contrastingly, consistent significant effects of temperature and body length on aerobic performance were identified primarily through analyses of non-volitional sustainable speeds. While more volitional assessments are needed, especially for under-studied species, this indicated that non-volitional assessments remain useful for providing insights on relative swimming performances as influenced by bioecological variation relevant to fishway passage. We propose recommendations for diversifying assessments and improving realism through integration of biological and environmental variation for holistic understanding of fish locomotion for better fishway design.
Redaktionelle Prüfung & Urheberschaft
Die deutsche Zusammenfassung dieser Studie wurde mit einem KI-Sprachmodell aus dem begutachteten Originalartikel erstellt. Die redaktionelle Prüfung am Original durch Wolfgang Spiess-Knafl steht aus.