La migrazione dei salmoni dal fiume al mare

La migrazione dei salmoni dal fiume al mare
Il contesto
Il salmone è un pesce che trascorre la prima parte della sua vita in acqua dolce la
parte successiva in acqua salata per poi ritornare in acqua dolce, al momento della
piena maturità sessuale, per la riproduzione. I salmoni adulti tornano nei fiumi in cui
hanno subito la muta da pesci di acqua dolce a pesci di acqua salata. La muta è fonte
di stress e deve compiersi rispettando tempi ben precisi pena la morte del salmone per
stress.
Il sistema
Il modello da costruire mira alla descrizione delle interazioni fra i salmoni ed una
parte dell'ambiente in cui si svolge il ciclo di vita del salmone, dal momento in cui
viene immesso nel fiume dai vivai, fino a quando riesce ad arrivare in mare.
L'ambiente è un fiume antropizzato in cui sono state costruite dighe per scopi
energetici ed irrigui e per il controllo del flusso. Le dighe sono state dotate di bypass
che consentono ai salmoni, non senza difficoltà e rischi, di superarle nel loro percorso
verso il mare. Le dighe sono dotate di turbine che rappresentano un pericolo per i
salmoni. Le dighe sono altresì caratterizzate da un bacino di raccolta che permette la
cattura dei salmoni che vi confluiscono e il loro trasferimento al mare mediante
bettoline ad hoc.
Nel caso in esame si suppone di avere un bacino iniziale in cui i salmoni sono
immessi dai vivai in una sola volta, due dighe e una parte di fiume che sfocia
direttamente nel mare. Nel nostro caso si suppone che 10 milioni di salmoni siano
immessi in tale bacino dai vivai.
L'orizzonte temporale del modello è di 40 giorni.
I dati
Si forniscono i dati relativi alle variabili esogene del modello suddivise per settori
ovvero:
1. arrivo al primo bacino dal vivaio;
2. arrivo alla prima diga;
3. superamento della prima diga;
4. arrivo alla seconda diga;
5. superamento della seconda diga;
6. arrivo al mare.
0. valori globali
tempo totale nel fiume: 40
inizio simulazione: giorno 0
fine: giorno 40
time step: 0.25
1. dati relativi al bacino e alla prima diga
tasso di mortalità intrinseca nel processo di immissione nel bacino: 0.25
tempo trascorso nel bacino: 2
tasso di mortalità intrinseca nel bacino: 0.02
tasso di sopravvivenza nel passaggio attraverso le turbine: 0.8
frazione di salmoni che usano il bypass: 0.55
frazione di salmoni che dal baypass vanno nel bacino di raccolta: 0.8
frazione di sopravvivenza alla raccolta per il trasferimento: 0.98
giorni necessari per il trasporto sulle bettoline: 61
tempo trascorso nella prima diga: 10 giorni
2. dati relativi alla seconda diga
tasso di mortalità intrinseca nell'ultimo tratto: 0.02
tasso di sopravvivenza nelle turbine: 0.85
frazione di salmoni che usano il bypass: 0.7
frazione di salmoni che dal baypass vanno nel bacino di raccolta: 0.8
tasso di sopravvivenza alla raccolta per il trasferimento: 0.98
giorni necessari per il trasporto sulle bettoline: 4
tempo trascorso nella seconda diga: 10 giorni
3. dati relativi all'arrivo al mare
tasso di mortalità giornaliera intrinseca nell'ultimo tratto: 0.02
numero di giorni prima della muta: 25
tasso di morti latenti dell'ultimo tratto: 0.51
mortalità da stress nell'ultimo tratto: vedi grafico in figura
giorni nell'ultimo tratto: 18
frazione di sopravvissuti nel trasporto con bettoline: 0.98
Nota bene: i salmoni per passare dall'acqua dolce all'acqua salata devono subire una
muta che causa stress crescenti con il passare dei giorni ed è un fattore di mortalità. Il
numero di giorni a stress elevato è determinato dai giorni in più rispetto al numero di
giorni necessari per la muta che i salmoni passano nel fiume: in tali giorni i salmoni
muoiono a causa dello stress.
1 Osserviamo che i salmoni che sono caricati sulla bettolina vengono portati a valle dell'ultima diga nel tempo
indicato.
Scopo
Si richiedono i grafici delle variabili che descrivono nel tempo le quantità di salmoni
che transitano dal bacino alla prima diga, alla seconda ed al mare e si diano
giustificazioni degli andamenti.