自 20 世紀 70 年代以來，入侵性亞洲鯉魚穩步向美國中西部地區北部遷移，侵擾了密西西比河、密蘇里河和伊利諾伊河流域。這些貪婪的底層食性魚類會剝奪整個河流生態系統的浮游動物，浮游動物是本地魚類的基本食物來源——現在它們似乎已準備好突破五大湖生態系統。今年夏天早些時候，亞洲鯉魚區域協調委員會（ACRCC）聘請的一位商業漁民在伊利諾伊州捕獲了一種入侵魚類，地點距離密歇根湖僅 14 公里。
在德斯普蘭斯河發現的這一令人沮喪的情況，促使工程師和科學家們爭先恐後地尋找阻止這些狡猾外來生物的方法。一條成年亞洲鯉魚可以重達 45 公斤，每天的食量相當於其體重的 5% 到 20%。科學家估計，一旦亞洲鯉魚建立繁殖種群，可能會吞噬本地魚類賴以生存的食物來源，從而破壞密歇根湖價值 70 億美元的商業和休閒漁業。“亞洲鯉魚，特別是大頭鯉和鰱魚[例如六月份捕獲的那條]，以食物鏈最底端的小型食物為食。它們的進食效率非常高，”五大湖漁業委員會漁業管理主任約翰·德特默斯說。“斑馬貽貝和河蚌等其他入侵物種[已經]極大地改變了許多五大湖生態系統的結構和能量流動。”魚類養殖戶幾十年前從中國將亞洲鯉魚進口到美國，試圖控制阿肯色州水產養殖池塘和汙水處理池塘中的浮游植物大量繁殖。當洪水衝破人工池塘時，這些魚逃逸到密西西比河流域。
上個月，美國陸軍工程兵團釋出了一份內容廣泛的報告，提出了基於技術的解決方案，這些方案可以安裝在伊利諾伊州喬利埃特市德斯普蘭斯河上的布蘭登路船閘和大壩處——這是密西西比河和密歇根湖之間最後的物理屏障之一。陸軍工程兵團的研究人員研究了 98 種不同的技術，最終選擇了電擊屏障和“複合噪聲”發生器相結合的方案。電力和複合噪聲——想象一下在水下持續聽到白噪聲——會對亞洲鯉魚的感覺機制造成嚴重破壞。
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電擊屏障透過水下電極傳送低壓脈衝直流電 (DC)。這會在從河道底部到水柱頂部的範圍內產生電場。當成年魚接近屏障時，其身體會對電流產生刺痛感。如果它更靠近，則會受到更痛苦的電擊。電流還會擾亂魚類在水流中保持位置的能力。“遇到電流的魚會經歷一個稱為電流變位的過程，該過程會使肌肉固定不動，從而阻止魚類透過屏障。這個過程可能是致命的，”陸軍工程兵團主管生物學家馬克·考尼什說。一系列強大的噴水器會將擊暈或死去的魚衝離屏障。
除了電擊屏障外，工程兵團還將在工程混凝土渠道的牆壁和底部安裝揚聲器，這些揚聲器會發出聲音以驅趕魚類。最初，聲音被認為是一種可能的威懾手段而被駁回，因為研究表明魚類會適應恆定的音調，並最終會穿過聲波屏障。然而，研究密西西比河和密蘇里河亞洲鯉魚的科學家注意到，當暴露於機動船發動機的複雜聲音時，該物種會不斷躍出水面。“魚類內部的感覺機制會受到刺激，並會避開復合噪聲，”考尼什說。“我們正在開發模型以最大限度地提高複合噪聲的輸出，以便我們可以建立完美的聲音環境來阻止魚類。”這些新裝置將與布蘭登路現場的商業捕魚工作結合使用，這些捕魚工作每年可清除超過一百萬磅的大頭鯉和鰱魚。
明尼蘇達大學漁業、野生動物和保護生物學系教授彼得·索倫森說：“這可能是世界上第一個在大型河流中使用行為威懾來控制入侵物種的設施。”他在該大學的明尼蘇達水生入侵物種研究中心工作，專門研究亞洲鯉魚，重點關注密西西比河流域的檢測、控制和管理。“擬議中對聲音的使用是新穎、有趣且非常有前景的，”他說。但為了取得成功，工程師和研究人員首先必須弄清楚最佳聲音。“聲音在淺水中傳播的方式以及各個魚類物種感知聲音的方式都是複雜且不直觀的，”他說。“物理學、工程學、感覺生理學、行為學和環境都是影響因素，”他補充道。“這些是聰明的魚，它們會學習和記憶。開發和實施在鯉魚水生世界中有效發揮作用的威懾手段是一項引人入勝的挑戰。人們必須像鯉魚一樣思考。”
在工程兵團可以在船閘和大壩綜合體安裝任何這些威懾手段之前，其建議必須經過一系列公開聽證會和國會預算批准，以及尚未確定的建設時間表。聯邦機構、非營利組織、州政府官員和商業利益集團都在決策過程中發揮作用。大多數參與方表示，這個過程是協作性的——但關於對亞洲鯉魚的影響、成本分攤以及對擬議技術有效性的質疑引發了爭議，並使各方對各個團體之間的合作程度產生了疑問。
米利亞·吉爾茨瑪是自然資源保護委員會中西部專案的高階律師，她對這項工作描繪了一幅不那麼和諧的景象。“鑑於伊利諾伊州和水道運營商等實體的強烈反對，我們看到聯邦機構總體上不願就解決方案表明立場，”她說。“不幸的是，尚未達成共識。如果存在意願和商定的解決方案，理論上可以更快推進的流程實際上陷入了困境。”
那些負責保護五大湖免受這種生態威脅的人希望分歧能夠儘快得到解決。正如德特默斯所說，“在入侵物種領域，我們知道預防遠比在種群建立並開始蔓延後嘗試控制要有效得多。”