集群对草鱼、鲢幼鱼克流上溯行为的影响

为修复河湖中鱼类的洄游通道和栖息生境，国内外已建设各型护鱼措施并开展大量水力学与生态学相关研究。集群作为一种广泛存在的生物种群行为，解析其在鱼类洄游过程中的作用机制意义重大。本研究营造低湍动能、非均匀流场，针对我国重要淡水经济鱼种草鱼(Ctenopharyngodon idella)和鲢(Hypophthalmichthys molitrix)展开研究。本研究通过在3种流速工况(0.25~0.50 m/s、0.30~0.60 m/s、0.35~0.70 m/s)下，考察5尾处理组和单尾处理组的实验鱼持久上溯能力及上溯行为特征，量化集群对其克流能力的影响并解析原因。研究显示，集群对草鱼持久上溯能力的影响因流速而异，当流速为0.30~0.60 m/s和0.35~0.70 m/s时，5尾组持久上溯能力分别显著高于(P=0.030)和低于(P=0.048)单尾组；而集群能够普遍提高鲢的持久上溯能力，当流速为0.25~0.50 m/s (P=0.004)和0.35~0.70 m/s (P<0.001)时，5尾组持久上溯能力提升显著。集群多数情况会增加2种鱼的上溯耗时，只有当流速为0.35~0.70 m/s时，鲢的首次上溯时长在集群时显著下降(P<0.001)。集群能够帮助草鱼节能上溯，却会增加鲢的上溯累积耗能。综上所述，集群既可提高也可抑制鱼类上溯能力，其对上溯行为的影响主要体现在能耗、视觉反应及克流能力等方面，研究结果可为鱼类保护设施的设计、运行进一步提供可靠支持。     

水库运行对汉江流域草鱼洄游影响评价研究

水库运行导致河流水文条件发生改变,对鱼类洄游及其性腺发育产生显著负面影响。为了探究丹江口水库运行对汉江草鱼（Ctenopharyngodon idella）洄游的影响,利用三维水动力模型EFDC模拟水库不同运行情景下的库区和下泄口水动力条件,建立带有外源输入的非线性自回归神经网络（NARX）模型预测下游水动力条件;通过室内试验获取草鱼洄游与水文条件响应关系,并建立草鱼洄游适宜度计算公式,评价丹江口水库上游、库区和下游的洄游适宜性。结果表明,时间上,由于4月水温升温较慢,且流速较低,草鱼洄游状况劣于5-7月;空间上,无论是水库下游还是库区,鱼类洄游状况都劣于未受丹江口水库影响的上游区域。库区极低的流速是影响草鱼上溯的限制因素,而下游降低的流速和水温对草鱼上溯和性腺发育都造成了阻碍。在鱼类洄游期间,降低库区水位、增大下泄量有利于提升库区及下游的流速和水温,改善洄游的外部环境条件。根据已有水库下泄方案（初始水位153 m）,如果初始水位降至142 m、下泄增大20%,库区平均洄游适宜度可提高6.5%,下游可提高22.0%。     

竖缝式鱼道桩柱结构过鱼效果探索

竖缝式鱼道作为一种协助鱼类洄游上溯从而缓解提升河流连通性 的设施得到广泛的应用,但是多数鱼道的实际过鱼效能并不理想,尤其 是鱼道的池室结构尚具有一定的提升空间。本研究通过数值模拟和对照性过鱼试验对池室内部未增加和4种方式增加桩柱的池室水流结构进行了比较分析。结果表明在鱼道主流中间增设桩柱结构,可以有效减小回流区面积,减幅达49%;并减小竖缝处紊动能,最大紊动能减小18%;增加鱼类上溯路线分布,提高了池室空间利用率更高 。分析两种结构的上溯轨迹发现,齐口裂腹鱼多选择回流区外侧上溯,避免进入回流区中心,多选择较高的水力应变与紊动能区域调整作为上溯方向 ,且上溯路线中偏好较低水力因子区域上溯,上溯偏好流速范围0.01~0.09m/s,紊动能范围0.001~0.008m2/s2,水力应变范围0.2~3.0s-1     

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。     

乌东德水电站库尾栖息地水力生境优化调度

金沙江乌东德水电站库尾河段是乌东德、白鹤滩水电站栖息地保护体系的重要组成部分，该河段受上游观音岩、金沙以及桐子林等水电站非恒定流下泄影响，河段流速、水深等水力条件变化频繁且复杂，河段栖息地保护功能和效果难以保障。为调控栖息地保护河段水位变幅和流速，改善鱼类产卵适宜的水力生境，采用MIKE21进行模拟计算，研究在3―4月裂腹鱼类产卵期对上游梯级下泄流量过程和下游乌东德水库运行水位的控制要求。结果表明，从水深适宜度看，在3―4月特定流量条件下，乌东德水电站运行水位应在974.0～974.5 m；为营造较为适宜的流速，裂腹鱼类产卵繁殖期间，乌东德水电站库水位应维持在974.5 m附近。当上游梯级下泄流量时段内变幅小于1 600 m3/s，下游乌东德水库库水位保持在974.0～974.5 m，可控制河段水深在0.5～1.5 m、流速在1.5～2.5 m/s的适宜阈值区间变动。研究可为进一步提升乌东德库尾栖息地保护河段功能及其保护价值提供技术参考。     

鄱阳湖通江水道越冬时期鱼类群落的栖息地适宜性分析

鄱阳湖通江水道是多种洄游性鱼类完成生活史过程的重要通道, 具有重要的生态功能, 对于长江中下游鱼类资源的养护及其多样性维持至关重要。为了解越冬时期鄱阳湖通江水道中不同体长鱼类资源的空间分布规律及栖息生境状况, 本研究将鱼类声学探测、生境遥感定量制图分析和三维水动力模拟相结合, 分别绘制出 3 种不同体长鱼类群落的水深(SI_D)、流速(SI_V)、坡度(SI_S)等单因子生境适宜度指数曲线, 并利用乘积法建立栖息地适宜性指数(habitat suitability index, HSI)模型, 对通江水道中不同水域的鱼类生境适宜度进行对比和评估。结果表明, 鄱阳湖通江水道越冬时期鱼类平均全长为(10.1±5.73) cm, 主要分布在屏峰山以北的湖口县、鞋山和屏峰附近 3 个水域; 小体长鱼类群组(1~20 cm)水深的生境适宜度曲线为双峰型, 最适宜水深包括 3.06~4.59 m 和 9.18~12.24 m 两个区间, 流速为 0.05~0.13 m/s, 坡度为 0~2.23°; 中等体长组(20~40 cm)及大体长组(＞40 cm)鱼类适宜的水深、流速和坡度的生境适宜度曲线均为单峰型, 其中中等体长组最适宜栖息的生境因子范围为水深 9.18~13.77 m、流速 0.05~0.13 m/s 和坡度 0~2.23°, 大体长组为 13.77~15.3 m、0.10~0.13 m/s 和 0~2.23°。     

鱼群的洄游量与定置网的渔获

定置网是沿岸及内陆水域的重要渔具之一,在世界渔业中占有一定的比重。由于定置网是一种被动性的渔具,因此定置网的渔获,大都取决于渔场里洄游鱼群的行动与数量,特别是鱼群的洄游量。实验证明,只有当渔场里的鱼群洄游量超过一定数量时,定置网才开始有渔获。因此,在鱼群洄游量少的水域,是无望得到渔获的。由此表明鱼群洄游量少的水域,不能形成定置网渔场。根据日本在相模湾道合定置网渔场和三陆沿岸大建定置网渔场实验的结果。为了分析用声纳探测的洄游鱼群数与定置网渔获量的关系,把被道合定置网渔获的狭头鲐和被大建定置网渔获的鲑鱼的各     

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(l g T=?5:136X+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0.78m/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。     

论恢复鱼类洄游通道规划方法

由于鱼类洄游是大尺度的水生动物迁徙运动，恢复鱼类洄游通道规划应在流域尺度进行。本文讨论了恢复鱼类洄游通道规划要点，包括河流鱼类调查及评价方法、规划范围和流域恢复洄游通道目标量化方法，提出了恢复鱼类洄游鱼类通道项目的优先排序方法，并以保护和恢复多瑙河鲟鱼规划作为典型案例进行了分析。恢复鱼类洄游鱼类通道项目的优先排序方法中，应根据工程性质、特点和当地自然条件确定优先排序准则，从而选择重点河段和重点工程，解决洄游通道中的关键问题。优先排序准则包括有效性、栖息地适宜性、效益/投资分析、自然保护区范围、预期物种多样性、鱼类生产力和栖息地面积等。在保护和恢复多瑙河鲟鱼规划案例中，确定了多瑙河鱼类洄游障碍物的5个等级划分标准和评分等级，采用改进的多准则多权重分级计分法计算了各障碍物的排序指标。在671处障碍物中，29处为最优先排序，99处为中等排序，543处为低等级排序。其中，位于多瑙河中游和下游的铁门水电站Ⅰ、Ⅱ级是流域内的主要障碍物。优先级排序方法为恢复鱼类洄游通道提供了指导意见。     

四大家鱼幼鱼响应模拟水轮机流道压力变化试验研究

大坝的建设阻隔了鱼类的洄游通道,鱼类通过水电站水轮机下行或误入水轮机流道有可能被流道内复杂的结构及水动力特性损伤,甚至致死。为优化水轮机流道结构及水动力特性,降低流道内鱼类的损伤概率,需明确鱼类对水轮机流道内水动力特性的响应关系,特别是河道内主要鱼种对反击式水轮机流道内压力突变的响应关系。本文以长江半洄游性鱼类四大家鱼幼鱼为研究对象,采用透明高压舱及真空泵组成的实验装置模拟轴流式水轮机流道压力变化过程对四种家鱼幼鱼的影响。实验得出,生活于河流中表层的鲢鱼和鳙鱼较生活于河流中底层青鱼和草鱼的对负压及压力梯度具有较强的敏感性;四种家鱼幼鱼均受损伤的低压阈值为20kPa;压力最低值及压力变化梯度是决定家鱼幼鱼是否受到损伤及损伤程度的关键因子。结果可以为我国长江流域上水电站水轮机的结构优化和生态运行提供技术支撑。     

基于四大家鱼产卵需求的汉江中下游生态流量研究

针对汉江中下游梯级电站开发后水文节律变化造成四大家鱼栖息地生境质量降低的问题,分别通过几种常用水文学法和栖息地模型计算了汉江中下游河道最小生态流量和四大家鱼产卵适宜生态流量,并在最小生态流量的基础上,结合四大家鱼产卵适宜生态流量以及生态水文特征在5-8月进行了脉冲设计,综合确定出了满足四大家鱼产卵需求的生态流量过程。结果表明,Lyon法和7Q10法最适宜汉江中下游最小生态流量的计算,流量为294~863 m3/s;通过栖息地模型计算,彭市和仙桃江段四大家鱼产卵适宜生态流量为1233~3950 m3/s;流量日涨幅在139.1~534.8 m3/s,持续5 d的涨水过程可为四大家鱼产卵提供良好的条件。该研究从考虑四大家鱼产卵需求的角度,为汉江中下游梯级电站的生态调度提供科学参考。     

生态调度专刊—鱼类产卵行为与生态水文指标响应关系研究-以长江四大家鱼为例

四大家鱼作为我国重要淡水经济鱼类，近年来产卵规模大幅衰减，水文条件作为影响家鱼自然繁殖的重要因素，确定四大家鱼产卵行为与生态水文指标响应关系对保护四大家鱼早期资源具有重要意义。本文采用ROC曲线、分类回归树、Logistic回归等方法以长江中游宜昌段为研究区域，将生态水文指标对家鱼产卵刺激划分为“无效、低效、高效”多分类问题，应用不同数据挖掘方法，分析家鱼产卵行为与生态水文指标响应关系，并对比研究了不同方法间的性能与优缺点。结果显示，ROC曲线判别准确率、预测准确率、模型鲁棒性均最优，认为ROC曲线是本次研究中判定生态水文指标对四大家鱼产卵规模影响的最优方法。当流量日增量大于1370m3/s且两次洪峰间隔时间大于7.5d时可以引起四大家鱼高效产卵响应。辨识出高效刺激家鱼产卵的生态水文指标及其阈值，将对生态调度的优化改进具有重要的现实意义。     

不同电学参数和流速下的拦鱼电栅对草鱼幼鱼的拦导效率

为了探究不同电学参数的拦鱼电栅在静水条件下对草鱼幼鱼[体长(10.22±2.01)cm、体质量(34.25±3.62)g]趋避行为的影响,实验构建了一种双排式的拦鱼电栅,在静水条件下采用3因素4水平正交实验设计,测试了脉冲电压、脉冲频率、脉冲宽度等脉冲直流电参数对拦鱼效果的影响;为了探究静水下拦鱼效果最佳的拦鱼电栅电学...     

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。     

耦合水文情势及鱼类繁殖的江垭水库生态调度需求研究（生态调度专刊）

大型水库实施生态调度是修复河流水文情势、维持河流生态系统健康的重要手段。江垭水库位于溇水干流下游的张家界慈利县，是澧水流域具有重要防洪意义的大型水库。本研究通过环境DNA采样、IHA水文指标变动分析和文献资料总结等方法，开展了江垭坝下水文情势及鱼类繁殖需求的关系研究，提出了江垭水库生态调度需求及建议。2021年9月在溇水干支流综合调查到鱼类55种，与上世纪90年代相比，流水性种类在干流江段显著减少了51.35%；按照生态调度优先等级评估原则，确定江垭水库生态调度的主要目标物种为产漂流性卵的银鲴、银鮈、贝氏?和产粘沉性卵的鲤、鲫；江垭建坝前后下游水文情势变化较大，发生高度改变且对鱼类洄游产卵及鱼卵发育有重要作用的水文指标包括：年最大1日、3日平均流量指标，年出现高流量脉冲事件的次数和持续时间，以及连续日流量上涨率。以促进坝下不同产卵类型的鱼类繁殖为目标，江垭水库生态调度一方面需要恢复一定的高流量脉冲次数和历时，另一方面需要控制下游的水位日降幅，通过泄放合理的生态流量来维持下游鱼类的生物多样性。     

Using coupled fish behavior–hydrodynamic model to investigate spawning migration of Japanese anchovy,Engraulis japonicus,from the East China Sea to Taiwan

Adult Japanese anchovies (Engraulis japonicus) migrate from the East China Sea to the coastal region of Taiwan to spawn around late winter and early spring and, later, their larvae constitute important fisheries in Taiwan. However, their migration route and its mechanism remain unclear. To investigate their spawning migration, we used a coupled fish behavior–hydrodynamic modeling approach. The physical field is simulated by the Pacific Ocean adaptation of the TaIwan Multi‐scale Community Ocean Model (TIMCOM) and the fish migration by Lagrangian tracer tracking with the aid of approximation of fish swimming behavior. We investigated three fish behavioral scenarios: (i) passive tracking of the current, (ii) swimming along with the current, and (iii) swimming along with the current and then changing to swimming toward the optimal spawning temperature. The comparison with and without Changjiang discharge is used to investigate the impacts of discharge reduction due to the Three Gorges Dam. Our results suggest that spawning migration of Japanese anchovy from the East China Sea to Taiwan may be aided by the China Coastal Current and that adult anchovies cannot reach the spawning site by passive advection alone. Thus, the swimming behavior of anchovies is crucial during the spawning migration, as it provides extra velocity and the orientation to the favorable spawning grounds. In addition, the adult anchovy is unlikely to reach the coastal area of Taiwan without Changjiang discharge. Our findings indicate that a coupled fish behavior–hydrodynamic model can help understand the influences of physical environment on the migration of Japanese anchovies.     

三峡水库生态调度对长江监利江段四大家鱼早期资源的影响

为探究生态调度对长江中游四大家鱼繁殖的影响,并了解影响家鱼产卵的关键生态水文指标的量化范围,于2013—2017年5—7月三峡水库生态调度期间在长江中游监利江段进行了鱼类早期资源调查,同时对采集到的四大家鱼卵苗与生态水文指标进行了相关性分析。结果显示,家鱼卵苗量与流量增长率呈显著正相关。每年6月下旬的生态调度,监利江段涨水持续时间为4 d及以上,流量增长率为1 600～2 833 m~3/(s·d)时,家鱼卵苗发生量较大,可占年总规模的45%以上。三峡水库生态调度涨水过程能够在一定程度上满足监利江段四大家鱼繁殖的水文需求,对减缓三峡水库运行引起的长江中游鱼类繁殖的不利影响和维持鱼类种群资源补充具有重要意义。     

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。     

Tank spawning of grass carp

Induced spawning of grass carp in indoor tanks without hand stripping of gametes is described. Circular tanks (1.83 m diameter) with biofiltration units were utilized for conditioning and spawning. This method was found to be successful and has several advantages over the dry-fertilization method: (1) preliminary ripening and spawning is conducted in small systems where the environment is controlled; (2) manpower requirements are reduced; (3) handling of brood fish is reduced, thereby minimizing mortalities; and (4) spawning occurs when the fish is physiologically ready, insuring good egg quality.