不同温度下重复疲劳运动对鲢幼鱼游泳能力及代谢率的影响

在自行设计的鱼类游泳能力测定装置中,采用流速递增法,测定了不同温度(10、15、20、25℃)条件下鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼2次疲劳运动过程中临界游泳速度和耗氧率的变化,探究重复疲劳运动对鲢幼鱼游泳能力和活动代谢率的影响。结果表明,在10~25℃温度范围内,鲢幼鱼临界游泳速度随温度升高而呈线性增加(U_(crit,1)=3.52+0.14T,R~2=0.98,P0.05;U_(crit,2)=3.33+0.09T,R~2=0.97,P0.05),重复运动后的临界游泳速度明显小于第1次。运动最大耗氧量(MMR)和标准代谢率(SMR)均随温度升高而增加,且第1次测试的耗氧率显著高于第2次;运动后过量耗氧率(Excess post-exercise oxygen consumption,EPOC)随着温度升高而增加,与温度相关性显著(P=0.024);第2次测试疲劳后EPOC较第1次低,疲劳运动对EPOC影响不显著(P=0.36);表明适宜温度范围内,温度对游泳能力和活动代谢具有促进作用,疲劳运动对鱼类游泳能力和活动代谢不利,有一定的抑制作用。     

圆口铜鱼幼鱼可持续游泳能力及活动代谢研究

以圆口铜鱼(Coreius guichenoti)幼鱼为研究对象,通过自制的鱼类游泳实验装置,测定了4个温度(10,15,20和25℃)下圆口铜鱼幼鱼游泳速度达到临界游速过程中及运动疲劳后耗氧率的变化情况;在自然水温条件下,测定了5个不同流速下的可持续游泳时间,并通过摄像记录分析了不同游泳速度下的游泳行为。结果显示:圆口铜鱼幼鱼在运动疲劳前耗氧率随流速的增加显著上升(P0.05),在临界游速时达到峰值;运动疲劳后耗氧率逐渐下降,40~50 min内耗氧率恢复至低流速时的水平。自然水温(18.0±1.5)℃条件下幼鱼的可持续游泳时间随流速增加逐渐减小(P0.01),在1.31倍临界游速的固定流速下,平均可持续游泳时间达29 min,体现了较强的游泳耐力及无氧代谢能力。录像分析表明,摆尾频率(TBF)与游速的关系呈线性正相关(P0.001),且随着温度升高,TBF随流速增加的趋势越明显。     

不同运动模式下鲢幼鱼游泳特性研究

为探索鱼类在自发性运动和强迫式运动模式下的游泳特性,以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼为研究对象,采用船闸式水槽鱼类呼吸装置和环形水槽实验装置,Loli Track软件对游泳行为进行视频分析,解析不同运动模式下鲢幼鱼游泳特性变化情况。结果表明,在自发性运动模式下,鲢幼鱼的耗氧率随游泳速度、加速度、旋转角度和摆尾频率增加而增大。通过逐步回归拟合出多因素能量模型,得出游泳速度对耗氧率变化的影响最大。在两种运动模式中,唯一相同的相对游泳速度为0.5 BL·s~(-1)[BL为体长(cm)]下,能量消耗利用率为2.35。研究还发现在不同运动模式下鲢幼鱼的最优游泳速度大小差异性显著,但呼吸耗氧率差异性不显著。表明鲢幼鱼运动过程中相比于最优游泳速度,存在表征能量利用率最高且与游泳模式无关的最优耗氧率。     

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。     

镉暴露对鲢幼鱼游泳行为影响的研究

为了探讨水体镉(Cd)污染对鱼类的生态毒理效应,在实验室条件下,测定了不同浓度Cd(0、0.36、0.73、1.09和1.46 mg/L)暴露对鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼半致死浓度、组织(肝、鳃、肌肉)Cd累积量、相对临界游泳速度(Ucrit)、以及耗氧率(MO_2)的影响。结果显示:Cd暴露导致重金属在幼鱼组织中累积,与对照组比较,Cd在鳃和肌肉中累积量差异不显著;肝脏中累积量差异显著,暴露浓度为0.73 mg/L时肝脏中镉累积量最高。鲢幼鱼相对临界游泳速度随着Cd暴露增加显著降低,浓度为1.46 mg/L时Ucrit为对照组的69.75%。临界游泳速度与鳃和肌肉组织中镉累积量呈显著负相关,相关系数分别为-0.96(P=0.01)和-0.90(P=0.04)。Cd暴露导致鲢幼鱼耗氧代谢范围增加,暴露浓度为0.73 mg/L时耗氧代谢范围较对照组增加了19.32%。低浓度Cd暴露导致鳃和肌肉损伤,并引起鲢幼鱼游泳过程中耗氧代谢效率降低,有氧运动能力和游泳能力下降。     

鳙幼鱼4种典型游泳状态特性研究

在23±0.5℃水温条件下,利用游泳行为测试水槽分析早期发育阶段鳙幼鱼（Hypophthalmichthys nobilis）（5.0～9.0cm,2.5～11.5g）游泳行为特性与水流流速变化的响应关系。结果表明该体长范围鳙幼鱼的平均临界游泳速度为0.468±0.161m/s;平均突进游泳速度为0.672±0.154m/s,且绝对临界游泳速度和绝对突进游泳速度均随体长的增加而线性增加,相对突进游泳速度随体长的增加而线性减小;绝对突进游泳速度与绝对临界游泳速度存在如下关系： ;在测试突进游泳速度中鱼类游泳行为随水流流速变化存在4种游泳状态相互穿插（顶流前进、顶流后退、顶流静止、顺流而下）,根据鱼类运动过程中的四个阶段分别对应的4种游泳状态,得到以鳙幼鱼为过鱼对象的鱼道池室主流流速为16.0～46.5cm/s;对于鱼道高流速区的竖缝、孔口等最佳流速应为46.5～85.4cm/s。本研究成果补充了四大家鱼游泳特性指标,为四大家鱼资源保护、鱼类洄游通道建设提供参考依据。     

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。     

温度梯度对四大家鱼临界游泳速度的影响

在水利工程建设中,鱼道是一项重要的生态补偿措施,研究鱼类游泳能力可为鱼道等过鱼设施设计提供参考数据。本研究以四大家鱼为研究对象,分别测定其在不同温度(10℃、15℃、20℃、25℃和30℃)梯度下的临界游泳速度。结果显示,在10℃~30℃温度范围内,青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)的相对临界游泳速度分别为(3.93±0.24~9.94±1.65) BL/s、(3.50±0.48~10.55± 2.07) BL/s、(0.95±0.04~4.68±0.58) BL/s、(2.22±0.18~3.95±0.23) BL/s [BL为实验鱼的体长(cm)]。在水温为10℃~20℃范围内,四大家鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度均随水温升高而增大,基本表现为在20℃时达到最大值,随后趋于稳定,且20℃组四大家鱼游泳能力显著高于15℃组和10℃组,20℃组、25℃组和30℃组四大家鱼临界游泳速度均无显著性差异。此外,随着温度的升高,草鱼的游泳能力增加速度高于其他3种鱼。相同温度条件下,草鱼和青鱼的临界游泳速度相近,均极显著高于鲢和鳙(P<0.01)。当考虑过鱼对象为四大家鱼时,建议延长鱼道在夏季的开放时间,将鳙的临界游泳速度作为鱼道设计的主要依据。     

沅水三种常见鱼类趋流行为研究：水电梯级开发的指示意义

为探索水电梯级开发下鱼类的趋流行为,采用自制鱼类游泳能力及代谢测定装置,研究了3种沅水常见鱼类(鲫、大眼鳜和黄颡鱼幼鱼)的趋流游泳能力及代谢特征。结果显示,鲫、大眼鳜和黄颡鱼的相对感应流速分别为(0.79±0.14)、(1.16±0.07)和(0.75±0.09) BL/s,相对偏好游速分别为(2.31±0.11)、(1.86±0.04)和(1.60±0.03) BL/s,相对临界游速分别为(3.43±0.37)、(2.58±0.32)和(2.68±0.13) BL/s。同样条件下黄颡鱼偏好游速、临界游速、呼吸频率和耗氧率均显著低于鲫和大眼鳜。3种鱼呼吸频率、摆尾频率和耗氧率均随流速增加而增加,呈先升高后降低的趋势。在3.0 BL/s流速下,3种鱼呼吸频率均出现峰值。在2.0 BL/s流速下,鲫和大眼鳜摆尾频率和耗氧率出现峰值,而黄颡鱼则在1.5 BL/s流速下出现。随着流速的增加,鲫趋流率从静水组的64.1%增加至4.0 BL/s的100.0%,大眼鳜和黄颡鱼分别从静水组的60.2%和58.9%增加至2.0~3.0 BL/s的100.0%。水流流速显著影响3种鱼的游泳状态。鲫在静水条件下以逆流前进和顺流而下为主。大眼鳜静水和大多数流水条件下以逆流静止状态为主。黄颡鱼在静水组和较低流速组(<1.0 BL/s)长时间保持逆流静止状态,随着流速的增大,逆流静止比例迅速减少,逆流后退时间比例不断增加。研究表明,沅水3种常见鱼类趋流行为的差异性与其生活习性、形态特征、食性和捕食方式以及生活水环境等密切相关。了解3种鱼类趋流行为参数与流速环境条件的对应关系,有助于建立鱼类游泳生物学仿真数据模型,为梯级开发背景下鱼类的运动生理生态适应机制及运动方式的演化研究提供参考。     

日本鳗li初孵仔鱼耗氧率的初步研究

研究了不同盐度、温度、光照条件下日本鳗鲡仔鱼 ( 4 .4 2± 0 .0 34 mm )的耗氧情况。结果表明 ,幼鱼的耗氧率随盐度的升高而下降 ,随温度的升高而上升 ,耗氧率遮光比在自然光下要低。同时还测定了幼鱼的窒息点。     

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。     

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。     

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。     

大黄鱼续航时间和临界游泳速度的初步研究

采用续航时间作为游泳能力的评测指标,研究了大黄鱼(Pseudosciaena crocea)幼鱼、1龄鱼的续航时间和临界游泳速度.试验结果显示,在45cm/s流速下,大黄鱼幼鱼的平均续航时间为12 min;在60 cm/s流速下,大黄鱼1龄鱼的平均续航时间为22 min 20 s;大黄鱼幼鱼和1龄鱼的续航时间与水流流速呈乘幂递减关系;摆尾频率与水流流速呈线性关系.在给定的6个流速条件下,大黄鱼幼鱼和1龄鱼的平均临界游泳速度分别为39.85cm/s和50.02 cm/s.研究表明,大黄鱼幼鱼不宜在流速长时间超过40cm/s的海区进行养殖,大黄鱼1龄鱼不宜在流速长时间超过50cm/s的海区养殖,否则应采取适当的减流或分流措施.     

鲢幼鱼非疲劳贴网及姿态转换行为研究

流速是影响鱼类生存与繁衍栖息的重要因子。为了了解鱼类在中等流速区的游泳行为,探究其对水流的适应特征,利用鱼类游泳能力测定装置,以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼[体重(9.82±3.81) g,体长(8.56±1.11) cm)]为对象,采用递增流速法,分析了游泳过程中的非疲劳贴网行为与姿态转换行为。结果表明,在22℃水温条件下,鲢幼鱼平均相对临界游泳速度(critical swimming speed,U_(crit))相比其体长(body length,BL)为(6.00±0.93)BL/s;其非疲劳贴网速度(no-fatigue impingement speed,U_(imp))与临界游泳速度呈线性正相关,U_(crit)=1.03 U_(imp)+1.26 (R~2=0.86,P0.01);姿态转换速度(gait transition speed,U_(tran))与临界游泳速度呈线性正相关,U_(tran)=0.59 U_(crit)+1.55 (R~2=0.43,P0.01);非疲劳贴网速度与姿态转换速度呈线性正相关,U_(tran)=0.51U_(imp)+2.72 (R~2=0.41,P0.001)。在中等流速范围内(2～4 BL/s),实验鱼摆尾频率(tail beat frequency, TBF)和单次摆尾周期前进距离(stride length, SL)均随流速增加而增大。首次出现非疲劳贴网的流速为4.62 BL/s,流速增至5.08 BL/s时出现姿态转换行为。发生姿态转换后,TBF开始下降,而SL随流速增加快速增大。研究显示,鲢幼鱼非疲劳贴网行为对游泳能力和姿态转换速度有显著影响,且非疲劳贴网行为与姿态转换行为之间也存在相互影响。研究结果可为自然环境中鱼类生态行为研究、鱼类资源保护及渔业管理提供参考。     

不同营养状况对鲫鱼偏好游泳速度的影响

为考察不同营养状况对鲤科鱼类偏好游泳速度的影响,本研究以鲫鱼(Carassius auratus)为实验对象,(25±1.0)℃条件下设置3个不同营养状况实验组:对照组(禁食48 h)、饱食组(饱食)和饥饿组(饥饿14 d),将单尾实验鱼置于梯度流速选择仪(流速范围为11.86~65.45 cm/s,等距离划分为5个流速区域,从第一到第五流速区域流速连续增加)中拍摄1 h,采用Ethovision XT9软件分析视频资料并计算实验鱼在不同流速区域平均进入频次(F,次)、单次进入停留时间(T,s/次)和平均停留时间百分比(P_t,%)等流速选择行为指标。结果显示,对照组和饱食组的F值随水流速度上升而增加,对照组的T值不同流速区域间无差异(P0.05),而饱食组第三和第四流速区域T值均显著大于其他流速区域(P0.05),因此两实验组第三和第四流速区域的P_t均显著大于其他流速区域,其偏好游泳速度为20.12~41.30 cm/s。饥饿组流速偏好行为出现表型分化,I型实验鱼在第一流速区域P_t和T值显著大于其他流速区域(P0.05),各流速区域的F值均显著小于其他实验组(P0.05),故I型实验鱼的偏好游泳速度为11.86~15.18 cm/s。而II型实验鱼则与对照组相似,在第三和第四流速区域Pt均显著大于其他流速区域(P0.05),故II型实验鱼的偏好游泳速度为20.12~41.30 cm/s。结果表明,饱食不影响鲫鱼的偏好游泳速度,可能是饱食不影响鲫鱼的游泳能力所致,但饱食组在各流速区域间的出入频次减少而停留时间有所增加。饥饿后鲫鱼偏好游泳速度出现表型分化,I型实验鱼的偏好游泳速度降低,而II型实验鱼则无明显变化,I型和II型实验鱼偏好游泳速度的差异可能是由于在饥饿条件下二者能量节约和游泳功能维持的策略不同。     

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。     

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。