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。     

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。     

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。     

沅水光泽黄颡鱼和鲫的临界游泳速度和最大游泳速度比较

为了分析洞庭水系鱼类趋流特性的生态适应性及为水域渔业资源保护提供基本数据,在水温(20.0±1.5)℃和自然光周期下,用实验室自制的鱼类运动测试水槽和递增流速法测定了沅水中游常德河洑江段体长(13.94±1.85)cm光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)和体长(12.28±1.42)cm鲫(Carassius auratus)的临界游泳速度及最大游泳速度等参数,分析两种鱼这两个参数与体长等因素的关联及差异。外置变频器调节电机功率改变螺旋桨的转速而呈不同流速。1 BL·s^-1时开始实验,每15 s提高流速2 cm·s^-1,直到鱼变疲劳在拦网处停止游泳20 s时的水流速度就是该鱼的最大游泳速度(U_max,单位cm·s^-1)和相对最大游泳速度(U_max^r)[(=U_max/BL(体长),单位BL·s^-1)]。流速慢慢增至60%U_crit估计值下,实验鱼持续游动15 min后,将增加...     

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。     

流速对鲫鱼游泳行为和能量消耗影响的研究

通过自制的鱼类游泳试验装置,研究了流速对鲫(Carassius auratus)游泳行为和能量消耗的影响。结果表明,鲫的摆尾频率、摆尾幅度随游泳速度变化有明显的规律。随着游泳速度的增加,鲫的摆尾频率与幅度都相应地增加。流速小于3倍体长/s与大于3倍体长/s,摆尾频率差异性显著(P<0.05),而摆尾幅度差异性不明显。鲫单位时间耗氧率随着流速的增加而显著增加,并且随着速度的增加,鲫用于游泳所消耗的能量占总能量消耗逐渐趋于稳定,运动净耗氧率最大为90%。水温(16±1)℃时,体长12～20cm鲫的相对极限流速为其(3.85±1.10)倍体长/s,绝对极限流速为(0.66±0.10)m/s;相同流速的温度环境中,随着体重的增加,耗氧量呈增加趋势。在相同的流速下,水温(10±1)℃时的游泳耗氧量小于(16±1)℃,而净耗氧率较大;温度(16±1)℃时,2.5倍体长/s的游泳速度有利于鲫生长代谢的能量积累。     

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。     

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。     

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。     

鲢顶流游泳速度与摆尾行为相关性分析

鱼类的顶流游泳行为是过鱼设施水力学设计的关键问题之一,获取鱼类在顶流游泳过程中的运动学参数将有助于研究目标鱼类的生理特性、游泳能力及其与水力环境因子的响应关系。本研究以鲢为对象,通过行为学分析软件对鲢在顶流游泳状态下顶流静止和顶流前进的行为中,水流速度U、摆尾频率f、相对摆尾振幅A、绝对游泳速度V和游泳加速度a之间进行了相关性分析。结果显示,鲢在顶流静止状态下,摆尾频率f与水流速度U呈现正相关性;相对摆尾振幅A为(0.0876±0.0098)BL,但与摆尾频率f之间没有明显的相关性;鲢在顶流前进状态下,不同水流速度U中摆尾频率f都要大于顶流静止状态下的摆尾频率,相对摆尾振幅A反而相差不大;摆尾频率f与绝对游泳速度V之间有显著的正相关性,但摆尾频率f与相对摆尾振幅A之间却没有明显的相关性;鲢在顶流前进的过程中,游泳加速度a会随着时间的变化而变化,大多数的游泳加速度为0.02 ga≤0.06 g(55.84%)。本研究主要在水槽中进行,流场环境比较单一,自然的流场环境相对复杂,复杂流场条件下鱼类行为与流场中水力因子之间的关系还需进一步研究。     

流速对鲫游泳行为和能量消耗影响的研究

通过自制的鱼类游泳试验装置,研究了流速对鲫（Carassius auratus）游泳行为和能量消耗的影响。结果表明,鲫的摆尾频率、摆尾幅度随游泳速度变化有明显的规律。随着游泳速度的增加,鲫的摆尾频率与幅度都相应地增加。流速小于3倍体长/s与大于3倍体长/s,摆尾频率差异性显著（P〈0.05）,而摆尾幅度差异性不明显。鲫单位时间耗氧率随着流速的增加而显著增加,并且随着速度的增加,鲫用于游泳所消耗的能量占总能量消耗逐渐趋于稳定,运动净耗氧率最大为90%。水温（16±1）℃时,体长12～20cm鲫的相对极限流速为其（3.85±1.10）倍体长/s,绝对极限流速为（0.66±0.10）m/s;相同流速的温度环境中,随着体重的增加,耗氧量呈增加趋势。在相同的流速下,水温（10±1）℃时的游泳耗氧量小于（16±1）℃,而净耗氧率较大;温度（16±1）℃时,2.5倍体长/s的游泳速度有利于鲫生长代谢的能量积累。     

水流对杂交鲟幼鱼游泳行为的影响

在26℃水温下,使用特制的鱼类游泳行为测定装置研究了杂交鲟(Huso duricusGeorgi♂×Acipenser schrenc-kiBrandt♀)幼鱼在0 m/s、0.1 m/s、0.3 m/s、0.5 m/s 4种流速条件下的游泳行为。结果显示:杂交鲟幼鱼随着流速的增加趋流率增大,且在90min内趋流率达到100%所需的时间明显缩短。实过过程中0.3 m/s和0.5 m/s两组摆尾频率都高于0.1 m/s和静水组,但在各个时段内,摆尾频率与趋流率均没有显著的相关。杂交鲟幼鱼的游泳状态明显受到所处流速的影响:0.1 m/s流速下以逆流前进为主,约占时间比例56.3%;0.3 m/s流速下以逆流静止为主,约占时间比例58.1%;0.5 m/s流速下以逆流后退为主,约占时间比例80.7%。在逆流前进和逆流静止两种游泳状态下,杂交鲟幼鱼的游泳速度和摆尾频率呈线性相关。但在逆流后退和顺流而下两种状态下,两者之间却没有显著的相关,且此两种状态下其游泳速度和摆尾频率随流速增加的变化趋势也不一致。     

鲢幼鱼运动能量代谢研究

可靠的能量消耗估算可以更好地衡量鱼体在上溯过程中的能量分配方式,为鱼道水力设计提供依据,实现鱼道过鱼的高通过率。为探究鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼运动过程中游泳行为和能量消耗的关系,利用丹麦Loligo Systems公司生产的鱼类行为视频跟踪系统,对24尾鲢幼鱼进行了室内游泳行为实验。采用流速递增法测得鲢幼鱼的活动代谢率,水体溶氧量由每个流速工况下等时距读取,静水条件下通过AutoRespTM测定水体溶氧变化值,计算标准代谢率;利用水槽上方架设的摄像头(25帧/s)记录鱼体运动行为,连接uEye Cockpit程序观测鱼体运动情况,采用LoliTrack进行运动行为分析,获取鱼体运动行为学参数。结果表明,鲢幼鱼的游泳速度与摆尾频率(TBF)呈显著正相关关系,其耗氧率(MO2)与摆尾频率(TBF)的拟合方程为MO2=318.3+1.04TBF2.87(R2=0.99,P0.001),拟合指数值为2.87,且摆尾频率的幂指数越大,表征鱼体游泳效率越低。实验测得鲢幼鱼的标准代谢率(SMR)为(284.47±30.75)mg/(kg·h),耗氧率方程得到的标准代谢率拟合值为318.3mg/(kg·h),与实测值较为接近;通过建立活动代谢率(AMR)与鱼体重量(M)及游速(U)的关系,得出鲢幼鱼生物能量模型AMR=10.39 M0.12 U0.39(R2=0.95,P0.001)。生物能量模型的建立,可以为鱼道不同过鱼目标的水力设计提供参考。     

圆口铜鱼仔幼鱼驯养初试

2010年6月24日至10月8日,以采自金沙江的34尾圆口铜鱼(Coreius guichenoti)仔鱼(出膜3～4d)为驯养试验对象,仔鱼阶段分别以蛋黄和水蚯蚓碎浆作开口饵料,稚鱼、幼鱼阶段投喂人工配合饲料,圆口铜鱼仔鱼、稚鱼、幼鱼均能主动摄食。经107d驯化培育,总体成活率64.71%,幼鱼平均体长(70.5±4.6)mm,平均体重(5.9±1.3)g,表明圆口铜鱼仔幼鱼易于驯养。     

Temperature and fatigue effect on the maximum swimming speed of jack mackerel Trachurus japonicus

Swimming performance of jack mackerel Trachurus japonicus (18.2 ± 0.8 cm fork length (FL), n = 185) was examined in a flume tank by measuring the stride length at low and high tail beat frequencies with electromyogram monitoring and a muscle twitch experiment. Stride length was analyzed by monitoring the tail beat frequency according to the swimming speed at different temperatures of 10, 15 and 22 °C. In the electromyographic observations, the initiation of ordinary muscle activity occurred between 71.4 and 99.6 cm/s, that is 3.7 to 5.3 FL/s, when the tail beat frequency was over 6 Hz. The swimming speeds increased rectilinearly with the tail beat frequency at each water temperature both for the low and high tail beat frequency. Lower stride length was observed at the lowest temperature (10 °C) tested. The forced swimming exercise significantly affected the muscle contraction time to become longer than the control fish, which indicated a reduction of the maximum swimming speed performance.