流水和静水条件下鲢幼鱼对不同强度光源的趋性行为研究

结合鱼类的集群行为,探究了在流水和静水处理下鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼的光强偏好。实验流速工况设置包括静水和流水(流速为0.1m/s),光强水平设置为0、10、20、40、70、110lx,并依次进行了实验对象的个体(1尾)实验和群体(5尾)实验。结果显示:(1)个体流水处理在不同光照度水平下的吸引率和排斥率均无显著性差异(P0.05),但个体静水处理20lx和110lx组的光吸引率显著大于40lx和70lx组(P0.05),其他均无显著差异(P0.05);(2)不同流速和实验鱼数量下的光吸引率,由高到低依次为群体流水处理、群体静水处理、个体流水处理、个体静水处理。光排斥率由高到低依次为个体静水处理、个体流水处理、群体静水处理、群体流水处理。研究表明,一定水流速度能够刺激鲢幼鱼趋流,从而提高光的吸引作用,且群体的趋光性要强于个体;(3)流水处理下,鲢幼鱼的最近邻距离(DNN,群体紧凑程度指标)随光强的增大,先减小后增大,集群程度先升高后降低,其中,70lx水平对应的DNN显著高于0lx(F=1.489,P0.05),而静水处理下各光强水平对应的实验鱼DNN无显著性差异(P0.05),集群行为无明显变化。     

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。     

鲢幼鱼对不同气量气泡幕的趋避行为

研究鲢幼鱼在静水且黑暗处理下对不同气量气泡幕的响应,并观察发现其中的逃避行为,探究其在应对不同气量气泡幕时的行为策略及响应关系,为过鱼设施诱驱鱼手段的利用提供依据。鲢幼鱼体重(14.62±1.84)g、体长(11.68±0.56)cm。试验装置为自制钢混结构水槽,水槽中间位置底部铺设PVC管,上侧顶端布置小孔。气量设置:对照组0,试验组10、20、30、40、60、80、100和120 L/min。每次试验结束后更换试验鱼进行下一次试验。观察记录试验鱼在气泡幕前的折返情况、尝试距离和逃逸方式。结果表明:(1)对照组通过率(100%)显著高于试验组(平均53%),20、30 L/min时通过率最低,为40%;(2)对照组鲢幼鱼的尝试距离(229.6 cm)大于试验组的平均尝试距离(152.4 cm),对照组与30 L/min组之间鲢幼鱼尝试距离差异显著(P0.05),其他组间均无显著性差异(P0.05),30 L/min气量组鲢幼鱼的尝试距离最小;(3)鲢幼鱼对气泡幕的通过率与尝试距离呈正相关,30 L/min工况下鲢幼鱼的通过率与尝试距离相对应,均为所有试验组中最小;(4)鲢幼鱼的逃逸次数占比随着气量的增大而增加。声场和水流流场的耦合作用对鱼趋避气泡幕行为的影响需要进一步研究。     

运用多视图几何原理重建鱼类游泳三维轨迹

鱼类行为学数据是水质污染监测的主要依据,也是鱼类自身健康状况的反应,提取鱼类行为学数据对水质监测研究至关重要。为了获取鱼类行为学数据,实验提出了一种运用多视图几何原理研究鱼类轨迹跟踪重建的方法,实验中用3个摄像头分别从正面、侧面、俯视面3个方向监控水箱中鱼的游动,通过前景跟踪法在3个摄像头中分别得到一条二维轨迹,再利用多视图几何融合,计算出鱼类在水箱中游动的三维轨迹,从而可以重建鱼类的游动轨迹。实验重建了单条鱼在水箱中游动的三维轨迹,计算出了鱼类的位置信息和实时速度。研究表明,重建轨迹与鱼的真实轨迹虽然存在0.88~2.88 s的延迟,但结果吻合度较高。     

基过鱼对象多维量化体系在南渡江流域的应用

过鱼对象的确定对于过鱼设施建设至关重要。量化评定过鱼对象优先保护次序，为南渡江过鱼设施建设、鱼类保护提供决策依据。基于过鱼设施建设目的及过坝鱼类的生境适宜能力，从过坝需求度、生境适应度、资源丰富度、物种效用度、物种濒危度和遗传损失度等6个维度，建立多指标量化的过鱼对象选择体系。采用主客观结合的组合权重，构建基于逼近理想排序法的过坝鱼类优先等级评定模型。以南渡江流域为实例进行初步分析，结合南渡江流域梯级建设，运用过鱼对象评定体系确定花鳗鲡、鲢、鳙等洄游性鱼类为首要过鱼对象，?、月鳢、鲇、海南长臀鮠为主要过鱼对象；乌塘鳢、红鳍原鲌、赤眼鳟、蒙古鲌为次要过鱼对象；鲮、倒刺鲃、马口鱼、纹唇鱼、唇?、翘嘴鲌、东方墨头鱼等鱼类为兼顾过鱼对象。本研究通过构建科学合理的多指标体系对南渡江流域过鱼设施过鱼对象优先保护次序进行量化，有助于指导过鱼设施效果评价，对过鱼设施建设具有一定参考价值。