自然水体中超声波标记鱼游动轨迹精密确定算法

针对鱼类关键生境位置确定的应用需求,该文提出了一套适用于自然水体的超声波标记鱼定位算法,解决了标记鱼定位以及存在粗差观测值,即水听器记录的超声波信号接收时间存在错误情况下算法的抗干扰性。宜昌黄柏河的实测结果表明,基于现有1 ms级精度的水听器,可在自然水体中获得2.15 m精度的信号标记鱼三维游动轨迹。如因气泡、遮挡等因素对水听器观测数据引入粗差,当粗差量级在10 m以上,该方法可接近100%探测出是否存在粗差。当粗差观测值在3个以内时,该方法的探测成功率可达84.3%以上,3个以上时粗差探测成功率明显下降,5个及以上,即粗差观测值个数占观测值总数的比例大于31.25%时,基本只能探测出观测数据中存在粗差而无法有效确定粗差。该研究可为渔业增殖、鱼类栖息地保护、鱼类洄游通道等研究提供参考。     

短须裂腹鱼有氧游泳能力及其行为的实验研究

研究短须裂腹鱼的游泳能力、运动生理及游泳行为,为过鱼设施的设计提供参考依据。实验用15尾短须裂腹鱼于2013年7月中旬采自金沙江上游玛曲河河口处,体长(23.83±2.47)cm,体重(224.95±76.83)g。游泳能力测试装置采用丹麦Loligo Systems公司生产的大型游泳水槽。(1)短须裂腹鱼临界游泳速度为(75.04±7.6)cm/s、(3.17±0.42)BL/s;(2)运动耗氧率与游泳速度呈幂函数关系:MO2=100.00+42.61U1.81(R2=0.995,P0.001);单位距离耗氧率(COT)与游泳速度的关系也呈幂函数关系:COT=0.12U-1+0.04U1.02(R2=0.898,P0.001),最适游速Uopt=1.81 BL/s,COTmin=0.14 mg/(kg·m);(3)随着游泳速度的增加,尾摆幅度的变化不显著(P0.05),变化范围为0.17~0.26 BL、平均(0.21±0.02)BL,而尾摆频率和运动步长都呈线性增加的趋势。     

鱼游泳能力对体长的响应及其在鱼道设计中的应用

为了探讨鱼类体长对游泳能力的影响并为鱼道水流的设计提供参考,该研究在封闭水槽中使用"递增流速法"测试了海南省某水利枢纽鱼道目标对象的游泳能力,并用Origin软件进行了数据统计分析,得到了试验鱼感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度的直线回归方程和Kaplan-Meier曲线。结果表明:1)随着试验鱼体长增大,相对感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度(体长/s)均减小,体长和鱼类速度的相关关系可用直线方程表示,且数据经过对数变换后的直线方程拟合效果比未经过对数变换的拟合效果更好,其中R2由0.664～0.725提高至0.907～0.933。2)根据鱼道设计规范、导则及文献,结合本工程目标过鱼对象的感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度(m/s),建议本工程鱼道进口诱鱼流速控制在0.35～0.47 m/s,池室流速控制在0.21～0.59 m/s,竖缝流速控制在0.57～0.74 m/s,出口断面至下一个池室之间的流速控制在0.21～0.50 m/s。鱼类体长对相对游泳速度(体长/s)产生了负面影响,鱼类游泳速度及其变化规律可对鱼道水流设计值提供参考。     

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。     

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。     

面向产漂流性卵鱼类的三峡水库生态调度效果评价

生态调度是减缓水电开发不利生态环境影响的重要非工程措施,三峡水库自2011年起,每年5-7月份择机开展面向产漂流性卵鱼类自然繁殖的生态调度试验,但是各年度生态调度效果参差不齐,缺乏生态调度效果评价技术体系。本研究从生态环境效益和社会经济效益两个维度出发,构建了面向产漂流性卵鱼类繁殖的水库生态调度效果评价体系,在此基础上,以三峡水库为例,评估了2012-2022历年生态调度效果。结果显示三峡水库各年度生态调度效果存在明显差异,整体而言,涨水持续时间、初始流量、流量日上涨率和洪峰流量、水温等水文水环境指标满足鱼类最适繁殖需求的生态调度试验,其鱼类繁殖响应良好,生态调度效果较为理想；同时开展两次生态调度的年份,其调度效果好于仅开展一次调度的年份。研究结果可为三峡水库生态调度优化设计提供参考依据。     

金沙江下游大坝建设对纵向连通性的影响研究

金沙江下游生态系统的复杂多样性使其成为众多重点保护、濒危、珍稀和特有鱼类等集中分布的水生生物多样性中心，但近年来因高密度、高强度梯级水电站工程建设的阻隔影响而明显衰退。为采取有效措施恢复连通性以减缓不利影响，以流域为单元，基于金沙江下游干流及支流DEM和水库、水电站建设数据，采用树状水系连通性指数方法分析流域内由于大坝所造成的阻隔影响，并对金沙江下游纵向连通性进行了评价。结果表明当大坝通过能力逐步提升，尤其是提升至0.7后，水系整体连通度呈显著增大趋势，连通性明显向好；金沙江下游水系连通性修复次序建议为，第一期：黑水河、西溪河、牛栏江；第二期：普渡河、西宁河、龙川江、鲹鱼河；远期：横江、普隆河、美姑河、以礼河、勐果河、小江。研究结果可为制定和实施流域鱼类洄游通道恢复工程及行动计划、促进水生生物保护提供基础支撑。     

鱼感应流速对体长的响应及在过鱼设施流速设计中的应用

该研究测试并分析了澜沧江5种鱼类(体长bl的范围0.095~0.342 m)的感应流速。测试方法:首先测量鱼的长度,然后将其放于鱼类行为学装置内的游泳区中,并使其适应2 h。然后让鱼的头部朝着游泳区后端,以递增流速法调整装置内水流速度。当鱼类调转方向运动时,记录此时装置内水流速度,该水流速度即为鱼类感应流速。研究结果:1)在水温为11.1~22.6℃条件下,鱼类感应流速范围为(0.40~1.18)bl/s,即(0.07~0.23)m/s;2)鱼类相对感应流速和体长总体呈负相关关系,鱼类绝对感应流速和体长总体呈正相关关系,该相关关系对于较难捕获测试样本或仅可捕获极个别样本的鱼类游泳特性的定性预测研究具有一定指导作用;3)拟合了趋流率与水流速度的相关关系,可为寻求满足鱼类游泳需求和工程流速设计上的平衡提供参考,若仅考虑过鱼设施运行效率,则澜沧江上游某水电工程过鱼设施内最低设计流速至少为0.2 m/s。该研究结果可为鱼类行为学提供基础资料并为过鱼设施流速设计提供参考。     

长江中游江湖生物通道恢复的关键生物学问题与框架构建——以武汉市涨渡湖群为例

围绕生物通道恢复面临的科学、技术问题进行方案设计与分析，搭建生物通道恢复技术框架，为推动长江中下游江湖生态保护和修复工作提供技术思路与借鉴参考。以涨渡湖群为研究试点，系统总结了该水域江湖洄游鱼类在“长江-湖泊”的迁徙、洄游规律，掌握鱼类入湖和出湖习性。围绕幼鱼入湖、成鱼入湖与出湖等不同生活史阶段的需求，结合河湖水位变化特征与影响、现有工程及调度措施的局限性，提出了“季节性灌江纳苗”“生态水网+过鱼设施”及调度运行等方案，从保障江湖洄游性鱼类生活史完成的角度搭建生物通道恢复框架。工程建设、综合调度和管理措施旨在解决江湖复合生态系统江湖阻隔问题，以达到洄游鱼类及生物多样性恢复、河湖水生生境修复的目标。     

鱼类水力学实验研究进展

鱼类与水力学之间关系密切而复杂，鱼类的很多生理和生态特性要通过水力学试验获得，也要通过水力学特征量表达。鱼类对水环境的需求、鱼类的生理承受力和鱼类的生态承受力等３个方面是分析水利工程对鱼类生态系统胁迫时的主要参照指标，包括鱼类与水动力、静力、水体空间和物理化学特性等多方面广泛的研究内容，而水力学试验正是进行这些研究的重要手段。