自 20 世纪 70 年代以来，入侵性亚洲鲤鱼稳步向美国中西部地区北部迁移，侵扰了密西西比河、密苏里河和伊利诺伊河流域。这些贪婪的底层食性鱼类会剥夺整个河流生态系统的浮游动物，浮游动物是本地鱼类的基本食物来源——现在它们似乎已准备好突破五大湖生态系统。今年夏天早些时候，亚洲鲤鱼区域协调委员会（ACRCC）聘请的一位商业渔民在伊利诺伊州捕获了一种入侵鱼类，地点距离密歇根湖仅 14 公里。
在德斯普兰斯河发现的这一令人沮丧的情况，促使工程师和科学家们争先恐后地寻找阻止这些狡猾外来生物的方法。一条成年亚洲鲤鱼可以重达 45 公斤，每天的食量相当于其体重的 5% 到 20%。科学家估计，一旦亚洲鲤鱼建立繁殖种群，可能会吞噬本地鱼类赖以生存的食物来源，从而破坏密歇根湖价值 70 亿美元的商业和休闲渔业。“亚洲鲤鱼，特别是大头鲤和鲢鱼[例如六月份捕获的那条]，以食物链最底端的小型食物为食。它们的进食效率非常高，”五大湖渔业委员会渔业管理主任约翰·德特默斯说。“斑马贻贝和河蚌等其他入侵物种[已经]极大地改变了许多五大湖生态系统的结构和能量流动。”鱼类养殖户几十年前从中国将亚洲鲤鱼进口到美国，试图控制阿肯色州水产养殖池塘和污水处理池塘中的浮游植物大量繁殖。当洪水冲破人工池塘时，这些鱼逃逸到密西西比河流域。
上个月，美国陆军工程兵团发布了一份内容广泛的报告，提出了基于技术的解决方案，这些方案可以安装在伊利诺伊州乔利埃特市德斯普兰斯河上的布兰登路船闸和大坝处——这是密西西比河和密歇根湖之间最后的物理屏障之一。陆军工程兵团的研究人员研究了 98 种不同的技术，最终选择了电击屏障和“复合噪声”发生器相结合的方案。电力和复合噪声——想象一下在水下持续听到白噪声——会对亚洲鲤鱼的感觉机制造成严重破坏。
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电击屏障通过水下电极发送低压脉冲直流电 (DC)。这会在从河道底部到水柱顶部的范围内产生电场。当成年鱼接近屏障时，其身体会对电流产生刺痛感。如果它更靠近，则会受到更痛苦的电击。电流还会扰乱鱼类在水流中保持位置的能力。“遇到电流的鱼会经历一个称为电流变位的过程，该过程会使肌肉固定不动，从而阻止鱼类通过屏障。这个过程可能是致命的，”陆军工程兵团主管生物学家马克·考尼什说。一系列强大的喷水器会将击晕或死去的鱼冲离屏障。
除了电击屏障外，工程兵团还将在工程混凝土渠道的墙壁和底部安装扬声器，这些扬声器会发出声音以驱赶鱼类。最初，声音被认为是一种可能的威慑手段而被驳回，因为研究表明鱼类会适应恒定的音调，并最终会穿过声波屏障。然而，研究密西西比河和密苏里河亚洲鲤鱼的科学家注意到，当暴露于机动船发动机的复杂声音时，该物种会不断跃出水面。“鱼类内部的感觉机制会受到刺激，并会避开复合噪声，”考尼什说。“我们正在开发模型以最大限度地提高复合噪声的输出，以便我们可以创建完美的声音环境来阻止鱼类。”这些新设备将与布兰登路现场的商业捕鱼工作结合使用，这些捕鱼工作每年可清除超过一百万磅的大头鲤和鲢鱼。
明尼苏达大学渔业、野生动物和保护生物学系教授彼得·索伦森说：“这可能是世界上第一个在大型河流中使用行为威慑来控制入侵物种的设施。”他在该大学的明尼苏达水生入侵物种研究中心工作，专门研究亚洲鲤鱼，重点关注密西西比河流域的检测、控制和管理。“拟议中对声音的使用是新颖、有趣且非常有前景的，”他说。但为了取得成功，工程师和研究人员首先必须弄清楚最佳声音。“声音在浅水中传播的方式以及各个鱼类物种感知声音的方式都是复杂且不直观的，”他说。“物理学、工程学、感觉生理学、行为学和环境都是影响因素，”他补充道。“这些是聪明的鱼，它们会学习和记忆。开发和实施在鲤鱼水生世界中有效发挥作用的威慑手段是一项引人入胜的挑战。人们必须像鲤鱼一样思考。”
在工程兵团可以在船闸和大坝综合体安装任何这些威慑手段之前，其建议必须经过一系列公开听证会和国会预算批准，以及尚未确定的建设时间表。联邦机构、非营利组织、州政府官员和商业利益集团都在决策过程中发挥作用。大多数参与方表示，这个过程是协作性的——但关于对亚洲鲤鱼的影响、成本分摊以及对拟议技术有效性的质疑引发了争议，并使各方对各个团体之间的合作程度产生了疑问。
米利亚·吉尔茨玛是自然资源保护委员会中西部项目的高级律师，她对这项工作描绘了一幅不那么和谐的景象。“鉴于伊利诺伊州和水道运营商等实体的强烈反对，我们看到联邦机构总体上不愿就解决方案表明立场，”她说。“不幸的是，尚未达成共识。如果存在意愿和商定的解决方案，理论上可以更快推进的流程实际上陷入了困境。”
那些负责保护五大湖免受这种生态威胁的人希望分歧能够尽快得到解决。正如德特默斯所说，“在入侵物种领域，我们知道预防远比在种群建立并开始蔓延后尝试控制要有效得多。”