异齿裂腹鱼游泳能力初探

为了摸清雅鲁藏布江特有种异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori)的游泳能力,以野生鱼种为实验对象,通过丹麦Loligo System公司的环形试验水槽测试了异齿裂腹鱼的临界游泳速度、突进游泳速度和持续游泳速度。结果显示,异齿裂腹鱼的临界游泳速度随体长的增大而增加,相对临界游泳速度随体长的增大而减小,其临界游泳速度与体长的关系为Y1=-39.369+13.23X-0.371X2+0.004X3(Y1是绝对临界游泳速度,X为体长)。突进游泳速度随体长的增加而近似呈线性递增趋势,而相对突进游泳速度随体长的增大而减小。在三个固定流速(60cm/s、80 cm/s、100 cm/s)下,初步确定60 cm/s为异齿裂腹鱼的持续游泳速度,80 cm/s、100 cm/s为耐久游泳速度。研究成果以期为青藏高原地区鱼类行为学的研究提供基础资料,为鱼道等过鱼设施的设计提供参考资料。     

鲢幼鱼游泳能力及游泳行为的试验研究

为了探究四大家鱼的游泳能力,指导鱼道水力学设计,提高鱼道过鱼成功率,增殖鱼类资源总量,以四大家鱼之一的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)为试验对象,研究其游泳能力及游泳行为。在(30±1)℃水温下,采用流速递增法,鲢的体长7.3~16.8 cm,体重6.10~66.50 g,按体长将鲢分为(8.17±0.59)cm、(10.09±0.53)cm、(11.84±0.67)cm、(13.94±0.68)cm、(15.90±0.64)cm共计5个试验组。结果表明,鲢的临界游泳速度为52~100 cm/s,相对临界游泳速度为5.90~7.14 BL/s,摆尾频率为98.7~432.2次/min。鲢的临界游泳速度随体长增加而增大,其线性拟合方程为Ucrit=4.908L+17.63(R2=0.998);其相对临界游泳速度随体长增加而减小,线性拟合方程为U'crit=-0.130L+8.025(R2=0.979);在整个试验过程中,根据鱼类对水流速度的游泳行为响应,鲢摆尾频率随水流速度的增大而增加,两者呈线性关系;在相同流速下,较长个体鲢的摆尾频率显著小于较小的个体。     

鲢鳙幼鱼临界游泳速度的比较研究

通过比较不同鱼类的游泳能力,为鱼道建设和鱼类行为学研究提供基础资料。在(20±1)℃水温下,使用丹麦Loligo System公司的鱼类行为视频跟踪系统,采用Brett流速递增法,以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙(Aristichthys nobilis)为研究对象,体长作为划分依据,分别测定不同体长组鲢鳙临界游泳速度。结果表明:(1)鲢鳙绝对临界游泳速度随着体长的增加而增大,相对临界游泳速度随着体长的增大而减小,鲢体长与绝对临界游泳速度拟合方程为:Y1=0.10X21-0.11X1+55.86(R2=0.85),与相对临界游泳速度拟合方程为:y1=0.02x21-0.87x1+12.86(R2=0.94),鳙体长与绝对临界游泳速度拟合方程为:Y2=0.03X32-1.29X22+21.04X2-29.21(R2=0.85),与相对临界游泳速度拟合方程为:y2=0.02x22-0.87x2+14.81(R2=0.98);(2)相近体长组鲢(10.11±0.24)cm和鳙(10.78±1.34)cm临界游泳速度分别为(65.50±2.08)cm/s和(80.89±4.03)cm/s,可知鳙鲢,且差异性显著(P0.05);(16.90±0.55)cm鲢和(15.39±0.62)cm鳙的临界游泳速度为(83.92±3.03)cm/s和(91.62±3.54)cm/s,无显著性差异(P0.05);(3)通过比较鲢鳙临界游泳速度与突进游泳速度能力,发现鲢的突进游泳速度大于鳙,而临界游泳速度小于后者,可知鲢鳙有氧运动和无氧运动能力之间存在权衡作用,临界游泳速度与突进游泳速度不一定呈现正相关关系。鱼类能否顺利完成上溯需求取决于鱼道内水力条件和自身游泳能力。     

大渡河软刺裸裂尻鱼（Schizopygopsis malacanthus）游泳能力研究

为了探究大渡河软刺裸裂尻鱼的游泳能力,为大渡河水域过鱼设施的设计提供基础数据支持以及充实鱼类游泳能力机制的数据资料。本研究采用递增流速法,用自制Brett-type水槽对大渡河软刺裸裂尻鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试。结果表明,在水温范围为11.9~14.1℃条件下,体长为15~21.5cm,体重为34.8~152.9g的大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对感应流速为0.084~0.0948m/s,相对感应流速为0.321~0.588BL/s,相对感应游泳速度随体长增大而减小;绝对临界游泳速度（Ucrit）为0.61~1.31m/s,相对临界游泳速度为4.16~5.076BL/s,这两者均随体长增大而增大;大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对突进游泳速度（Uburst）为1.02~1.4m/s,与体长关系并不显著（P>0.05）,相对突进游泳速度为5.73~8.36BL/s,随体长增加而减小。通过视频回放发现,试验鱼突进游泳速度测试过程分为三个阶段：占突进速度0~29%,速度范围为0~0.4m/s;占突进速度29%~60%,速度范围为0.4~0.84m/s;占突进速度60%~100%,速度范围为0.84~1.4m/s。各阶段的静止不动、平稳摆动、冲刺-滑行三种游泳状态所占比例有显著不同。本研究可为以大渡河软刺裸裂尻鱼为过鱼对象的过鱼设施设计提供流速指标参考。     

障碍物对鲢幼鱼游泳动力学的影响

为了解鱼在复杂水流环境中的运动行为,提升鱼道过鱼效果,实验通过在水槽中放置障碍物,分析不同来流速度(1,3和5 BL/s)(BL/s即体长每秒)下鲢幼鱼顶流静止和顶流前进时的游泳动力学表现,提取的游泳动力学指标有摆尾频率、摆尾幅度、对地游泳速度、游泳加速度和运动步长。结果发现,半流速度1 BL/s下,与自由来流相比,鲢幼鱼在障碍物后方顶流静止时,摆尾频率降低,摆尾幅度增加;顶流前进时,摆尾频率、对地游泳速度、游泳加速度和运动步长降低,摆尾幅度增加。半流速度3 BL/s下,障碍物有助于节省鱼类运动能量的消耗。在有障碍物的水流中,顶流静止时的摆尾频率随流速的增加而增加;顶流前进时,摆尾频率、摆尾幅度和游泳加速度随流速增大而增大,而运动步长随流速增大而减小。位置偏好研究表明,当流速为3 BL/s时,鲢幼鱼明显集中在距离障碍物后方约5～30 cm处游动,停留时间占比达92.5%,可能采用了卡门步态的运动模式;当流速为1和5 BL/s时,鲢幼鱼没有表现出非常明显的位置偏好;在自由来流中,鲢常贴壁游泳,亦没有明显的位置偏好,表明障碍物和流速的结合可为鱼类提供水流藏匿场,研究结果为鱼道设计提供重要参考依据。     

应用于鱼道设计的新疆木扎提河斑重唇鱼的游泳能力测试

为了探究斑重唇鱼的游泳能力，给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数，本研究以木扎提河野生斑重唇鱼(全长TL=12~16 cm)为研究对象，测定了其在(16.6±1.6) ℃水温下的感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度及持续与耐久游泳能力。结果显示，斑重唇鱼感应流速为(0.18±0.02)m/s，相对感应流速为(1.40±0.23) BL/s (BL为体长)；临界游泳速度为(1.02±0.15) m/s，相对临界游泳速度为(8.58±1.65) BL/s；爆发游泳速度为(1.39±0.17) m/s，相对爆发游泳速度为(10.92±1.86) BL/s；最大持续游泳速度为0.87 m/s，最大耐久游泳速度为1.37 m/s，与平均爆发游泳速度相近。其持续游泳时间与流速呈负相关(${\rm lg}T = - 5.136{{X}} + 8.504$)。当以斑重唇鱼为主要过鱼对象时，建议为吸引鱼类进入鱼道，进口流速设计为1.02~1.39 m/s，休息池主流设计为0.20~1.02 m/s，鱼道竖缝处流速宜低于0.85 m/s。鱼道长度为1 000 m时，鱼道内平均水流速度应低于0.78 m/s。本研究结果可为新疆木扎提河流域鱼类游泳能力研究提供参考，对保护日益减少的鱼类资源具有重要意义。     

基于鱼类游泳能力的鱼道设计流速解析

短须裂腹鱼（Schizothorax wangchiachii）是黑水河流域生态修复重要的保护鱼类,为了使过鱼设施取得最佳过鱼效果,鱼类有更好的上溯路径,需要针对性探究过鱼对象的游泳能力指标;基于鱼道的水力学特性,对短须裂腹鱼感应流速、临界游泳速度、爆发游泳速度以及游泳耐力进行研究。结果表明,短须裂腹鱼的感应流速为（0.09±0.03）m/s,相对感应流速为（0.39±0.15）BL/s,流速0.04~0.14 m/s,趋流率（F）随流速（V）增大而显著增大,F=0.7576lnV+2.485（R2=0.97,P＜0.01）;临界游泳速度（Ucrit）为（1.41±0.18）m/s,相对临界游泳速度（U’crit）为（6.27±1.14）BL/s;递增流速法测得的爆发游泳速度(Uburst)为（1.83±0.23）m/s,相对爆发游泳速度(U’burst)为（7.95±1.04）BL/s;固定流速法测得爆发游泳速度为1.8 m/s,持续游泳速度为1.2 m/s,在1.2~1.8 m/s耐久游速区间,持续游泳时间（T）随游泳速度（V）增大而减小,lgT = -4.5015V+9.468 (R2=0.69,P＜0.01)。结合鱼道水力学特性,推荐鱼道最小流速为0.20 m/s,高速区流速小于1.44 m/s,鱼道进口部分流速为1.20~1.44 m/s,休息池段流速为0.20~1.16 m/s。     

温度对白鲢幼鱼游泳能力及代谢影响的研究

以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼(体长10.9～11.8cm,体重16.0～19.0g)为对象,研究了在不同温度(15、18、21、25℃)条件下的游泳能力及耗氧率。结果表明:(1)鲢幼鱼的相对临界游泳速度分别为:(5.30±0.32)、(5.87±0.25)、(6.17±0.16)、(6.85±0.16)BL/s,临界游泳速度随温度升高呈线性增加,拟合方程:Ucrit=3.073+0.150T(R2=0.983,P<0.005)。(2)在同一温度下耗氧率随流速的增加而增加,在同一流速下耗氧率随温度的增加而增加;使用power方程拟合耗氧率与流速关系,4种温度下的速度指数分别为1.41、1.31、1.60、1.80,随着温度的升高而增大。研究结果为水温变化对鱼类影响以及鱼道流速设计提供了鲢幼鱼游泳能力参数。     

禁食对8种幼鱼游泳运动能力的影响

为了探究不同种类幼鱼在禁食胁迫下的游泳能力 , 本研究以青鱼 (Mylopharyngodon piceus)、草鱼 (Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、鲫(Carassius auratus)、长薄鳅(Leptobotia elongata)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、台湾泥鳅(Paramisgumus dabryanus ssp.) 8 种幼鱼为对象, 采用流速递增法测定了不同禁食时间(0 d、2 d、5 d、10 d、15 d)条件下 8 种鱼类的感应流速(U_ind)、临界游泳速度(U_crit)、爆发游泳速度(U_burst)。结果表明: 8 种鱼类游泳能力均为感应流速＜临界游泳速度＜爆发游泳速度。感应流速平均值的变化范围在(6.12~12.78) cm/s, 其中草鱼、鲢和鳙的感应流速较接近且对流速的感应较敏感, 感应流速为 4.75~7.75 cm/s。8 种实验鱼的游泳速度存在显著差异(P＜0.05), 其中青鱼和长薄鳅的临界游泳速度和爆发游泳速度最高, 分别为(121.65±3.19) cm/s、(143.48±5.77) cm/s、(85.08±3.23) cm/s、(132.68±8.52) cm/s, 游泳能力较差的为台湾泥鳅[(19.28±1.90) cm/s、(31.53±2.14) cm/s]。禁食对感应流速的影响不显著(P＞0.05), 但实验鱼的临界游泳速度和爆发游泳速度随禁食时间的延长呈线性下降, 其中临界游泳速度的下降幅度较爆发游泳速度更为显著 (P＜0.05)。在禁食 0 d 和 2 d 时, 实验鱼的临界和爆发游速无显著差异(P＞0.05); 禁食 5 d 时, 两者开始呈现下降趋势; 禁食 5 d 后, 临界和爆发游速分别下降了 13%~51%和 9%~39%。禁食 10 d 后, 临界和爆发游速分别下降了 29%~70%和 20%~55%, 其中 10 d 禁食期间的游泳速度降低幅度最为显著。因此, 禁食 10 d 是影响鱼类游泳能力的关键时期。禁食对幼鱼的感应流速无显著影响, 但临界游泳速度和爆发游泳速度受禁食时间影响明显, 且禁食时间越长, 游泳能力下降越显著。此外, 临界游泳速度与爆发游泳速度之间的差异可能源于不同游泳方式在能量消耗方面的差异。     

不同运动状态下鳙幼鱼的游泳特性研究

为了探究鱼类反复运动疲劳后游泳能力和游泳行为的变化,以鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为研究对象,利用环形水槽实验装置,采用流速递增法,通过LoliTrack视频软件分析鱼类游泳行为,研究不同运动状态下鳙幼鱼的游泳特性变化情况。结果表明,鳙幼鱼疲劳前耗氧率随游泳速度的增大显著增加,且临界游泳速度恢复过程中最大耗氧率小于突进游泳速度恢复过程中最大耗氧率。视频分析显示,摆尾频率与游泳速度呈线性正相关关系。同时发现,在2组反复疲劳运动状态下,连续进行2次临界游泳速度测定过程中,鳙幼鱼频繁使用爆发-滑行游泳行为,而在经过突进游泳速度测试后转入临界游泳速度测定过程中,实验鱼并未使用这一游泳行为。经过一次临界游泳速度测试后,第二次临界游泳速度显著大于突进游泳速度测试后的临界游泳速度(P0.05),第一次突进游泳速度与第二次突进游泳速度无显著差异(P0.05)。无氧运动消耗导致鳙幼鱼有氧运动能力显著下降,而有氧运动消耗过程对无氧运动能力无显著影响。     

鱼类游泳能力测定方法的研究进展

文章综述了鱼类游泳能力的研究概况、鱼类游泳速度的分类和鱼类游泳能力的测定方法,分析比较了各种方法的优劣,以期为进一步优化鱼类游泳能力的评价指标、完善测试鱼类游泳能力的方法与手段提供参考。     

日本鳗鲡游泳能力和游泳行为研究

日本鳗鲡为闽江流域重要经济鱼种,属暖温性降海徊游性鱼类。为了更好地为闽江鱼道水力设计提供依据,本文对日本鳗鲡的游泳能力进行了研究。在22 ± 0.5 ℃试验水温下,针对体长为20-45 cm的日本鳗鲡,利用自循环明渠变坡水槽研究了鳗鲡的游泳能力特性指标和游泳行为。试验表明：1）闽江流域日本鳗鲡的感应流速范围为（3.3-4.8）cm·s-1,即（0.109-0.196）BL·s-1（BL：体长）;临界游泳速度为（49.5–86.5）cm·s-1,即（1.87-2.33）BL·s-1;爆发游泳速度为（86.9-135.9）cm·s-1,即（2.98-4.06）BL·s-1。2）日本鳗鲡的绝对特征流速随体长的增加而增加,相对特征流速随体长的增加而减小。3）随着流速的递增,日本鳗鲡游泳形态分为5个阶段：顺流爬越、逆流转向静止、逆流上溯爬越、逆流冲刺后静止、逆流后退。研究结果可为日本鳗鲡的保护及渔业管理提供参考。     

水温、盐度和溶氧对红鳍东方鲀幼鱼游泳能力的影响

为了考查水温、盐度和溶氧对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)幼鱼游泳能力的影响,测定了其在不同水温[15.2、20.2、25.6(对照)和30.4℃]、盐度[0、10、20、32(对照)和40]和溶氧[2.14、4.10、5.81和7.36 mg/L(对照)]条件下的临界游速和最大游速。结果表明,水温和溶氧含量均显著影响实验鱼的临界游速和最大游速(P0.01)。随水温和溶氧含量升高,实验鱼的临界游速和最大游速均逐渐增加。水温(T,℃)与临界游速(U_(crit),cm/s)和最大游速(U_(max),cm/s)均呈二次函数关系,关系式分别为U_(crit)=-0.095T 2+5.450T-47.79,R~2=0.995(P0.01)和U_(max)=-0.018T 2+2.204 T-12.27,R~2=0.981(P0.01)。溶氧含量(DO,mg/L)与临界游速和最大游速也均呈二次函数关系,关系式分别为U_(crit)=0.230DO2+1.561DO+5.84,R~2=0.995(P0.01)和U_(max)=-0.806 DO2+11.10DO-3.919,R~2=0.985(P0.01)。不同盐度下实验鱼的临界游速和最大游速与对照组均无显著差异(P0.05)。结论认为,低温和缺氧会降低红鳍东方鲀放流苗种的游泳能力,进而降低其放流后的捕食成功率,提高被捕食概率。     

Swimming ability and differential use of velocity patches by 0+ cyprinids

Abstract– The ability of chub, dace and roach to resist displacement in a laboratory channel was not only controlled by species-specific swimming ability, but also by the fishes'ability to locate areas of reduced velocity. Dace were better able to withstand high velocities than roach. Chub were better at locating slow flowing patches than either roach or dace throughout their early development. Only chub larvae shifted towards slower flowing patches as velocity increased. All juveniles shifted to slower flowing patches at high velocities.     

长丝裂腹鱼的游泳能力和游泳行为研究

鱼类的游泳能力和游泳行为是成功设计过鱼设施的关键。为了探究长丝裂腹鱼（ Schizothorax dolichonema Herzenstein）的游泳能力,以野生长丝裂腹鱼（110.56 g ±35.88g）为对象,测定了它们的临界游泳速度,并记录了测定过程中的游泳行为。研究表明：（1）临界游泳速度为3.04～4.93BL/s;（2）运动耗氧率与游泳速度呈幂函数关系MO 2＝129.67＋15.63 U 2.34（ R 2＝0.983, P＜0.001）,速度指数为2.34,表明能量利用效率相对较低;单位距离能耗（COT）与游泳速度的关系也呈幂函数关系COT＝0.14 U-1＋0.04U0.80（R2＝0.844, P＜0.001）;（3）随着游泳速度的增加,尾摆幅度的变化不显著,变化范围为0.18～0.32 BL,而尾摆频率和运动步长都呈线性增加的趋势。