Scientific Reccommendations for Roebuck Springs

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Science‐based Recommendations for the 
Near‐ and Long‐term Survival  
of the  
Watercress Darter (Etheostoma nuchale) in  
Roebuck Springs, Birmingham Alabama 
 
 
 
Dr. R. Scot Duncan1, Dr. Bernard R. 
Kuhajda2, Brook Fluker2, Dr. Larry 
Davenport3,  Dr. William (Mike) Howell3, Dr. 
Ken R. Marion4, and Dr. Robert A. Stiles3 
 
 
October 3, 2008 
 
1 Birmingham‐Southern College, Department of Biology 
2 University of Alabama, Department of Biological Sciences 
3 Samford University, Department of Biology 
4 University of Alabama at Birmingham, Department of Biology  

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

Science‐based Recommendations for the Near‐ and Long‐term Survival of the 
Watercress Darter (Etheostoma nuchale) in Roebuck Springs, Birmingham 
Alabama 
 
Purpose:  On Friday, September 19, 2008, a dam at the base of the Roebuck Springs 
pool was removed by the City of Birmingham.  Its removal resulted in the death of 
an estimated 11,760 federally endangered Watercress Darters.   The Roebuck 
Springs population of E. nuchale is one of only four native populations of the 
species, and is genetically distinct from these other populations.  Ten days after the 
dam breach (September 29, 2008), six scientific experts on E. nuchale (the authors 
of this report)1 from various local colleges and universities convened to consider 
what measures are needed to restore and protect the Roebuck Springs population 
in the near‐ and long‐term.   During our meeting, we surveyed the entire length of 
the Roebuck Springs run and noted existing and potential threats to the population.  
In addition, we also discussed solutions to mitigate these threats and ensure the 
long‐term survival of the species through habitat management and restoration. The 
following report summarizes our findings.   These recommendations are based on 
the best science available for this species of fish and its habitat requirements. It is 
our hope that these recommendations will be used to inform decision‐makers on 
how to best protect this unique population.  Our scientific team is available for 
explaining any of these recommendations to stakeholders, agency personnel, and 
the public. 
 
Our recommendations are divided into two categories, those that need attention as 
part of the immediate response to the draining of the spring pool, and those that 
are important but not necessarily urgent.  
 
Note that we refer to the spring pool as all formerly wetted areas above the tennis 
courts prior to dewatering of this area on September 19th.  We refer to the spring 
run as all sections below the pool and before the confluence with Village Creek.  
 
1 Dr. Stiles was unable to attend but has participated in the development of this report. 
 
 
2 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

  
 
Figure 1.  Map of Roebuck Springs, Birmingham, AL, and geographical and physical 
features important to the conservation of the Watercress Darter (Etheostoma nuchale).  
 
3 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

Immediate Actions to Secure Surviving Etheostoma nuchale in the Spring Pool:  
 
I.
Crayfish Control: 
a. Problem:  Crayfish mortality directly resulting from the dam breach was minimal, and 
now the existing wetland supports high densities of the exotic Virile Crayfish, Orconectes 
virilis. Because of lack of habitat and cover, crayfish and E. nuchale are found in high 
densities in the few remaining areas where vegetation and other cover is present.  Our 
team witnessed crayfish attempting predation on E. nuchale during our visit. On 22‐Sept‐
2008, we collected 30 small, 48 medium, and 16 large E. nuchale (94 total) in 3 seining 
efforts.  On 29‐Sept‐2008, we collected 9 small, 49 medium, and 10 large E. nuchale (68 
total) in 3 seining efforts. These results suggest that small E. nuchale may be rapidly 
decreasing due to the approximate 1:1 ratio of crayfish (N = 67) to E. nuchale (N = 68) 
present on 29‐Sept. 
b. Solution:  Immediately increase the amount of crayfish trapping and permanently remove 
trapped crayfish from the spring pool.  Crayfish trapping should be conducted especially 
wherever there are patches of Fontinalis or other vegetation, or cover that provide 
shelter for the crayfish and E. nuchale.   Trapping should continue until crayfish densities 
decline substantially, and/or more vegetative cover is provided for E. nuchale in the 
spring pool.    
II.
Temporary Dam Maintenance:  
a. Problem:  The sandbag temporary dam is a relatively unstable structure that may fail in 
the event of a strong rain storm.  Failure of the temporary dam could result in many of 
the same negative consequences witnessed with the recent destruction of the dam by the 
city.  
b. Solution:  The sand bag dam should be monitored daily for the first few weeks, then 
several times a week thereafter.  Whenever there is the threat of heavy rain in the area, 
the dam needs to be monitored during and after the rainfall event.  Sandbags should be 
filled and ready for use should there be the need for emergency reconstruction.  A phone 
list of volunteers and others who can come out to help restore the dam during the storm 
should be organized.   
III.
Permanent Dam Construction: 
a. Problem:  We agree that the removed/breached dam had created abundant valuable 
habitat for the E. nuchale in the spring pool, and that a dam is needed to raise water 
levels.   We agree this should be done gradually, with monitoring of the water quality as 
water levels are raised and as seasonal changes occur in the spring pool (this is already 
being done).  However, we have several related concerns about the dam.  Dams can 
provide significant (if not absolute) barriers to up‐stream E. nuchale migration within the 
population.  This is important because previous sampling yielded high numbers of E. 
nuchale downstream from the dam (all the way to the confluence with Village Creek).  
The resulting isolation of the spring pool population puts this portion of the population at 
risk from genetic “bottleneck” effects (e.g., genetic drift, inbreeding depression) that 
reduce genetic diversity.  Negative bottleneck impacts on populations are most acute 
following major reductions in population size as we have just witnessed due to the dam 
4 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

breach; such effects are known to contribute to the long term demise of isolated 
populations.   
b. Solution:  
i. What is needed is a dam that raises water levels but allows for E. nuchale 
migration upstream.  None of us are experts on how to create ‘fish friendly’ dams 
for small fishes, but we think that a series of low dams (e.g., 1‐ft high) may work 
nicely. Fish‐friendly dam designs may already have been developed for other 
similar situations.  Such a series of dams would reduce the overall spring pool 
volume and habitat area, but would allow for more shallow vegetated areas, thus 
reducing the risk of predation by crayfish and larger predatory fish species.    
ii. However, the 55 meters of stream in the culvert below the tennis courts is a 
second significant barrier to upstream migration.  For a fish‐friendly dam to 
provide benefit to the spring pool population of E. nuchale, the problem of the 
tennis courts as a barrier must also be solved (the problem of the tennis courts 
and potential solutions are discussed in more detail below).  Even if the tennis 
courts are not relocated in the near‐term, a fish friendly dam should be 
established simply because the life of the dam will likely surpass that of the tennis 
courts.  When the courts have aged and are no longer of use, or, if the courts are 
destroyed by future floods (as occurred several years ago), there will be an 
opportunity to restore the stream that is now in the culvert, thereby reconnecting 
the population of the spring pool to the populations downstream. Installing a fish‐
friendly dam in place now is a measure to prepare for the day the courts are 
relocated.   
iii. A fish‐friendly dam will likely be “beaver‐friendly” and allow beavers to 
reconstruct beaver dams on top of the new dam.  We suggest that once beavers 
are detected in the spring pool, the beavers should be trapped and relocated.  The 
loss of beavers may result in the encroachment of woody vegetation into the 
wetland, but periodic hand‐thinning of woody vegetation in the wetland would 
mitigate this problem. 
 
 
 
 
5 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

Recommended Actions to Protect and Restore Habitat for E. nuchale in the 
Spring Run.  
 
I.
Tennis Courts as Barrier to Migration 
a. Problem:  E. nuchale now inhabit all areas of the spring pool and its run to the confluence 
with Village Creek. The tennis courts are a very significant barrier to upstream and 
downstream migration for E. nuchale within the entire population.  While some fish may 
be swept down stream during floods, it is the consensus of the team that no or very few 
fish will ever swim upstream through the approximately 55 meters of underground storm 
water pipe.  An important consideration is that the tennis courts provide a valuable 
recreational activity for local citizens.   
b. Solution.  Several solutions exist that can help ensure the survival of the species and 
maintain recreational opportunities for citizens.  
i. Scenario 1:   Assuming the new dam is designed to allow E. nuchale migration 
upstream, relocate the tennis courts.  Several options exist.  A) Create new courts 
elsewhere on the property where their presence does not threaten E. nuchale, 
and they are not vulnerable to flooding.  B) Reduce the number of courts from 
four to two.  Current courts are removed, with a new pair of courts constructed on 
the north end of the area currently occupied by the courts (thereby reducing the 
number of courts from four to two).  The outflow from the spring pool is then 
diverted into a restored section of stream which connects with the spring run 
where it currently emerges from under the courts.  C) shift two of the courts 
northward, and two southward, allowing the stream to be restored in a section 
between the courts.  Any of these solutions would provide much needed 
connectivity, and still provide recreational tennis for the public.   
ii. Scenario 2.   Allow tennis courts to remain until the next time they are destroyed 
by flooding.     
1. Once destroyed, follow guidelines in scenario 1, above.    
2. Until the time when connectivity is established, translocate 300 E. nuchale 
from downstream stream sections into the spring pool every year to 
maintain gene flow. 
iii. Scenario 3.  Completely remove tennis courts and build new ones elsewhere.  
Restore stream as described above.   
iv. Note:  we do not support the complete removal of tennis courts without new ones 
provided in their place.  Such action would undoubtedly engender strong resentful 
sentiments in many current tennis court users.  
II.
Storm water Feed into Spring Pool 
a. Problem:  A storm water drain empties into the spring pool from off‐site.  This storm 
water is the probable source that causes flooding in the spring pool and occasionally 
floods the tennis courts. This conduit was the source of toxins in the past, and could be 
the source of toxins now or in the future.    
b. Solution:   
i. Best case scenario: Ensure that the spring pool is fed only by spring water.  Re‐
engineer this portion of the storm water system to divert storm water elsewhere.  
6 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

Do not allow this storm water to enter the spring pool at all, nor sections of the 
Roebuck springs run or its sole tributary.  
ii. Alternatively, install storm water filtering technology to clean storm water before 
it reaches spring pool.   
III.
Spring Run is Underground below Entrance and Exit to Hawkins Recreational Center. 
a. Problem:  Stream is underground for ~ 65 meters below the entrance and exit roads 
connecting the Hawkins Recreational Center with the street.  This presents another 
barrier to gene flow and migration of E. nuchale and other species in the stream, and 
reduces the overall amount of habitat in the stream.   
b. Solution:   
i. Daylight the stream in this section and restore habitat.   
ii. Build a road bridge connecting Hawkins Recreational Center to the street.  
Combine the entrance and exit to the parking area into one bridge (exit and 
entrance are currently two separate drives).    
iii. If a culvert is used for the bridge, design and place it so that it allows migration of 
E. nuchale and other organisms upstream.    
iv. Until the time this section is restored, translocate 300 E. nuchale from 
downstream stream sections into the spring run above the Hawkins Recreational 
Center entrance/exit  every year to maintain gene flow. 
IV.
A Second Dam as Barrier to Gene Flow:   
a. Problem: The second dam downstream from the spring (Lat: 33°34'52.08"N, Long: 
86°42'45.35"W) (and below the Hawkins Recreational Center parking area) is another 
impediment to upstream migration and gene flow.   The dam provides passage of golf 
carts and pedestrians across stream.  The dam also supports a pool between it and the 
entrance/exit to Hawkins Recreational Center parking lot.   
b. Solution:   
i. Remove current dam and replace it with a dam that provides for upstream 
migration of E. nuchale.   
ii. Re‐route golf cart traffic across a new bridge in its place, if said bridge is truly 
necessary for golf users.    
iii. Until then connectivity is restored, translocate 300 E. nuchale from downstream 
stream sections into the pool above the dam every year to maintain gene flow. 
V.
Storm water From Hawkins Recreational Center 
a. Problem:  Storm water from the Hawkins Recreational Center, especially the parking lot, 
is degrading the stream habitat.  Storm water channeled to the parking lot creates flash 
flooding in the stream.  Flash flooding causes stream incision, bank instability, and loss of 
aquatic vegetation habitat for the E. nuchale.  Storm water also carries toxins leaked from 
cars onto parking lot.   
b. Solutions:   
i. Channel storm water from parking lot through filtering mechanisms (e.g., 
Baysaver technologies) before it reaches stream filter sediment, oils, and other 
pollutants before it reaches stream.   
ii. Remove parking spaces immediately adjacent to stream, and replace with 
vegetative buffer to protect stream bank and help filter storm water before it 
reaches stream.  
7 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

VI.
Vulnerability of Spring Run to Catastrophic Dangers:  
a. Problem:  All existing E. nuchale habitat at Roebuck Springs is restricted to one channel 
downstream from the spring.  A large chemical spill at a point near the spring pool could 
threaten all E. nuchale downstream.  There is no currently no reserve population at this 
site, although the reserve population of E. nuchale at Tapawingo/Penny Springs was 
stocked from Roebuck Springs.  
b. Solution:   
i. The water from a spring to the south of I‐59 (we believe this is Wilson Springs) 
feeds a tributary that enters the golf course and Roebuck Springs stream from the 
south.  Fish were numerous in the stream, including Micropterus, Gambusia, and 
Campostoma.  We believe the quality of this tributary could be improved to 
support E. nuchale.  This would provide a secondary population that would be 
protected in the event of a chemical spill upstream in the Roebuck spring pool or 
spring run.  
ii. While this tributary is spring fed, it does receive storm water, which is likely the 
source of scour and bank instability that we observed.  Banks should be stabilized, 
storm water feeding the stream should be cleaned, storm water flow during flash 
floods should be slowed with barriers that do not impede fish migration, and 
aquatic vegetation favored by E. nuchale should be established.    
iii. Note that in previous years, the owner of Wilson Springs used Bluestone (copper 
sulfate) in the spring pool to kill algae and plant life. It is believed that the use of 
this chemical is why this tributary never supported E. nuchale in the past.   When 
approached years ago, the owner was adamant that he would not stop using 
these chemicals.  The owner is now deceased.  It is possible that the current 
owners may respond more favorably to discussions about ceasing the use of 
chemicals in Wilson springs and its stream.  Perhaps a deal could be made and a 
conservation easement established for the land owner.  
iv. Note also that E. nuchale have populated the Roebuck Springs run below the 
confluence with the Wilson Spring tributary.  Thus, any use of chemicals in Wilson 
Springs has the potential to negatively affect E. nuchale in the lower reaches of 
Roebuck Springs run.   There may be policies or regulations that apply to the 
management of this spring now that E. nuchale’s presence is established below 
Wilson Springs. 
VII.
Bank Instability along Spring Run through Golf Course. 
a. Problem:  In some sections of the stream between the second and third dam, storm 
water flash floods are eroding the banks.  From what some of us observed in our survey, 
bank instability may have led to the loss of pedestrian and golf cart routes, and total area 
in adjacent golf fairways (Hawkins Recreational Center staff would know more about 
this).  Eroded sediment contributes to habitat loss and degradation for the E. nuchale and 
other species in sections downstream.   
b. Solution: 
i. Where possible, plant native trees and shrubs in buffer zones alongside steam.  
Roots from trees will help stabilize the banks.  Native trees are recommended as 
they nicely cope with local climate conditions and provide habitat for native 
8 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

wildlife.  Our team could provide information on which species would be 
appropriate. 
ii. Where trees would obstruct the fairway, plant shrubs and keep them pruned so 
they do not obstruct golfing.   
iii. Note:  There is an absence of younger replacement trees throughout the golf 
course.  As the current population of adult trees die or are blown down by storms, 
they will not be replaced.  There has already been a net loss of mature trees as 
evidenced by stumps throughout the area we surveyed.  We recommend that 
plantings of native tree species be done along fairways wherever existing trees are 
found.     
VIII.
Limited Stakeholder Awareness of E. nuchale’s Presence in Roebuck Springs: 
a. Problem: Information about E. nuchale and its what is necessary for its management is 
not readily available to the administration and guards at VACCA and, obviously, the 
administrators of Hawkins Recreational Center.  These people play an essential role in the 
protection of E. nuchale.  They need to know who to call and how to respond to a 
situation that may jeopardize the E. nuchale and its habitat.   
b. Solutions:  Provide administrators and staff of both VACCA and Hawkins Recreational 
Center with a list of emergency contacts to call if they observe or suspect a real or 
potential threat to the spring and the spring run.  Contact information for emergency 
situations should list city, county, state, and federal agencies.  Contact information for 
questions about E. nuchale, wetlands, and streams could include any of the authors of 
this document.   Educational workshops and could be organized and pamphlets written 
for administrators and employees of VACCA and Hawkins Recreational Center.  
IX.
Limited Public Awareness of E. nuchale’s Presence in Roebuck Springs:  
a. Problem:  Few citizens of the surrounding neighborhood know about E. nuchale’s 
presence and the importance of this species.  Some of these citizens could be helpful in 
informing the State or USFWS if they suspect or know of a threat to the population 
b. Solution:  More obvious signage at the site would increase the public’s awareness and 
may help prevent or limit future catastrophes.   In addition, signage and engagement with 
the community could spark within some citizens a sense of pride regarding the presence 
of the fish in their community as is already seen with the local community group, Friends 
of Village Creek.    We are not concerned about collectors finding out about the site and 
the fish via signage because information advertising its presence is readily found on the 
internet.  Signage should be non‐threatening, and engender within citizens a desire to 
help ensure the species persists.  Make it clear that golfers should feel free to retrieve 
golf balls from the stream (our team does not think this would create any negative 
impacts).   
X.
Multi‐Stakeholder Ownership of the Spring and its Pool.  
a. Problem:  Neither of the entities that own the land surrounding the spring pool and 
stream is qualified to manage the spring for the benefit of E. nuchale.  Ownership of the 
spring pool places the owners in a vulnerable position of liability as is obvious with the 
current crisis. 
b. Solution:  Ownership of the spring pool and surrounding land should be transferred to a 
local or national conservation land trust organization that can manage the spring and its 
9 

---

Recommendations for E. nuchale survival in Roebuck Springs 

pool in ways that benefit E. nuchale.  Similar outcomes may be achievable through the 
use of conservation easements.  
XI.
Use of Herbicides of Pesticides. 
a. Problem: Weed and pest control is an on‐going aspect of maintaining Hawkins 
Recreational Center and, especially, the golf course.  Many herbicides used to control 
unwanted vegetation in the near wetlands and streams can kill aquatic plants or retard 
aquatic plant growth.  Aquatic vegetation is the most important habitat requirement for 
E. nuchale, thus, the use of herbicides at the facility is in conflict with the habitat needs of 
the fish.  Signs stating that pesticides should not be used within 25ft of the spring run are 
in the area near Hawkins Recreational Center and immediately downstream, but no signs 
are found downstream where darters are also present.    Pesticide use also threatens E. 
nuchale, as pesticides in aquatic environments can kill aquatic insects and other 
invertebrates on which the darter feeds.   
b. Solution:  The “no use zone” for herbicides and pesticides should be extended down the 
spring run until the confluence with Village Creek.   Establishment of riparian habitat 
along the stream bank will reduce or eliminate the need for weed control near the 
stream.   
XII.
Relict Creosote Telephone Poles in Spring Pool 
a. Problem:  At least two creosote telephone poles remain in the spring pool. Creosote is a 
known toxin to vertebrates. 
b. Solution:  Remove these poles.   
XIII.
Possible Chemical Storage Near Stream. 
a. Problem:  The storage of chemicals near the stream presents a potential threat to the 
population.  We have no first‐hand knowledge of chemical storage at VACCA nor Hawkins 
Recreational Center, but there is a storage house several meters away from the stream 
just downstream from the Hawkins’s Recreational Center parking lot.   
b. Solution:  Hawkins Recreational Center should store any chemicals (e.g., pesticides, 
herbicides, fungicides) far away from the stream, in a location where drainage is away 
from Roebuck Springs pool and run.  
 
 
 
 
 
   
 
10 

---