Timing and environmental drivers of spawning migrations of alewife (Alosa pseudoharengus) and blueback herring (A. aestivalis) in rivers of Chesapeake Bay

Annual life history events, such as migration and spawning in fish, are often timed to match seasonal fluctuations in environmental conditions. Understanding phenological patterns and their drivers is needed to conserve vulnerable fish populations, particularly as climate change is disrupting seasonal transitions. In this study, we examined the phenology of spring spawning migrations of river herring, the alewife (Alosa pseudoharengus) and the blueback herring (A. aestivalis), in 4 rivers of Chesapeake Bay over 7 years (2013⁠–2019). We used imaging sonar and weekly biological samples to estimate species-specific hourly fish counts in the Choptank River, Deer Creek (a tributary of Susquehanna River), Marshyhope Creek (a tributary of Nanticoke River), and the Patapsco River. Our results indicate that patterns of water temperature in spring drive spawning migrations at seasonal, daily, and hourly scales. The relationship between fish counts and other environmental factors, such as streamflow, lunar phase, turbidity, wind stress, and tides, were annually inconsistent, and their influences on migrations may be river specific. For both species, distinct diel patterns in movement were observed. Migrations were diurnal in the Choptank River and Marshyhope Creek but nocturnal in Deer Creek and the Patapsco River. Observed interannual and inter-river variation in phenology and the influence of non-temperature factors on migrations highlight the need for long-term, multi-river monitoring of river herring in Chesapeake Bay.

Resumen
Los eventos anuales del ciclo vital de los peces, como la migración y el desove, suelen coincidir con las fluctuaciones estacionales de las condiciones ambientales. Es necesario comprender los patrones fenológicos y sus causas para conservar las poblaciones de peces vulnerables, sobre todo teniendo en cuenta que el cambio climático está alterando las transiciones estacionales. En este estudio, examinamos la fenología de las migraciones primaverales de desove del arenque de río, la pinchagua (Alosa pseudoharengus) y el arenque azul (A. aestivalis), en 4 ríos de la Bahía de Chesapeake durante 7 años (2013–2019). Utilizamos un sonar de imágenes y muestras biológicas semanales para estimar los recuentos de peces de cada especie por hora en el Río Choptank, Deer Creek (un afluente del Río Susquehanna), Marshyhope Creek (un afluente del Río Nanticoke) y el Río Patapsco. Nuestros resultados indican que los patrones de temperatura del agua en primavera determinan las migraciones de desove a escala estacional diaria y por hora. La relación entre los recuentos de peces y otros factores ambientales, como el caudal, la fase lunar, la turbidez, la fuerza del viento y las mareas, fue anualmente inconsistente, y sus influencias en las migraciones pueden ser específicas de cada río. Para ambas especies se observaron distintos patrones de movimiento diurnos. Las migraciones fueron diurnas en el Río Choptank y el Arroyo Marshyhope, pero nocturnas en el Arroyo Deer y el Río Patapsco. La variación interanual e interfluvial observada en la fenología y la influencia de factores distintos de la temperatura en las migraciones, destacan la necesidad de un seguimiento a largo plazo del arenque de río en varios ríos de la Bahía de Chesapeake.