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。     

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。     

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。     

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。     

禁食对8种幼鱼游泳运动能力的影响

为了探究不同种类幼鱼在禁食胁迫下的游泳能力,本研究以青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、鲫(Carassius auratus)、长薄鳅(Leptobotia elongata)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、台湾泥鳅(Paramisgumus dabryanus ssp.) 8种幼鱼为对象,采用流速递增法测定了不同禁食时间(0 d、2 d、5 d、10 d、15 d)条件下8种鱼类的感应流速(U_ind)、临界游泳速度(U_crit)、爆发游泳速度(U_burst)。结果表明:8种鱼类游泳能力均为感应流速<临界游泳速度<爆发游泳速度。感应流速平均值的变化范围在(6.12～12.78) cm/s,其中草鱼、鲢和鳙的感应流速较接近且对流速的感应较敏感,感应流速为4.75～7.75 cm/s。8种实验鱼的...     

圆柱干扰对杂交鲟幼鱼游泳能力及代谢行为影响研究

为了研究流场扰动对鱼类游泳行为和代谢的影响,本研究测定了单、双圆柱(平行)扰动条件下杂交鲟(Acipenser schrenckii♀×A.baeri♂)幼鱼的临界游泳速度和耗氧率。结果显示:与对照组比较,单、双圆柱扰动条件下,杂交鲟幼鱼U_crit比对照组分别增加了1.71%和40.41%。游泳过程中,耗氧率和速度呈线性关系,单、双圆柱扰动条件下,速度系数b值显著小于对照组,上溯运动中能量利用效率较高。圆柱设置形成的流场环境有利于提高杂交鲟幼鱼游泳能力和游泳效率。湍动能为1.960×10^-4～46.92×10^-4 m^2/s^2时,杂交鲟幼鱼游泳效率较高,上溯所需的能耗减少。     

鲢幼鱼的标准代谢和日常代谢率研究

标准代谢率(Standard metabolic rate,SMR)通常被作为鱼类维持基础代谢的指标,日常代谢率(Routine metabolic rate,RMR)则反映了鱼类在日常自发游泳非受限制状态下的代谢水平,两者大量被用于衡量鱼类种内个体差异研究。以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼为研究对象,在环形水槽(微流速)及矩形呼吸室(静水)中测定了水温20℃条件下的耗氧率,分别作为RMR和SMR1的指标,并用递增流速法得到耗氧率随流速变化的曲线,将不同流速下的耗氧率变化拟合得到指数曲线(y=a10b U)并将曲线外推至U=0与Y轴相交,截距可认为是速度为0时的耗氧率,即为标准代谢率SMR2,比较3种方法得到的耗氧率。结果表明:(1)自然水温条件下,SMR1为(401±55.59)mg/(h·kg),变化范围为325~484 mg/(h·kg),个体差异近0.7倍;而RMR为(594.17±126.21)mg/(h·kg),变化范围434~770 mg/(h·kg),个体差异近0.6倍。实验鱼的SMR1与RMR呈显著正相关,随着SMR1的增大,RMR逐渐升高,RMR约为SMR1的1.5倍;(2)静水中得到的SMR1为(401±55.59)mg/(h·kg)和利用活动代谢率外推得到的SMR2为(418±66.24)mg/(h·kg),2种不同方法得到的SMR大致为1∶1,相差不显著,且2种方法得到的SMR值均显著小于RMR的值(P0.05)。研究有助于探究鲢幼鱼SMR和RMR之间的关系及不同测试方法对SMR的影响,对水生态保护及水产养殖具有指导意义。     

温度对鲢耗氧率的影响

采用封闭流水式和开放静水式对不同温度条件下(4～32℃)鲢(Hypophthalmichthys molitrix Cuvier et Valenciennes)成鱼和幼鱼耗氧率进行了研究。封闭流水式的结果表明:成鱼的耗氧量和耗氧率在32℃时最高,分别为80.51mg·尾~(-1)·h~(-1)和94.71mg·kg~(-1)·h~(-1),在8℃时最低,为17.20mg·尾~(-1)·h~(-1)和20.24mg·kg~(-1)·h~(-1)。幼鱼的耗氧量和耗氧率与成鱼有着同样的变化规律,在32℃时最高,分别为5.60mg·尾~(-1)·h~(-1)和112.00mg·kg~(-1)·h~(-1);在4℃最低,为1.01mg·尾~(-1)·h~(-1)和20.12mg·kg~(-1)·h~(-1)。开放静水式测得的成鱼的耗氧率:在32℃时最高,达136.77mg·kg~(-1)·h~(-1),在8℃时最低,为36.08mg·kg~(-1)·h~(-1);幼鱼的耗氧率在32℃时最高达到194.93mg·kg~(-1)·h~(-1),在12℃时最低,为81.18mg·kg~(-1)·h~(-1)。研究结果表明:鲢体重在45.30～1050g范围内时,随着体重的增加,耗氧量增加,耗氧率下降,温度对鲢成鱼和幼鱼的呼吸水平均有显著的影响。     

鳙幼鱼4种典型游泳状态特性研究

研究鳙(Hypophthalmichthys nobilis)游泳行为特性与水流流速变化的响应关系,补充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。试验水温(23±0.5)℃,鳙幼鱼体长5.0～9.0 cm、体重2.5～11.5 g,游泳水槽300 mm×5 mm×75 mm,体积5 L。结果表明该体长范围鳙幼鱼的平均临界游泳速度为(0.468±0.161)m/s,平均突进游泳速度为(0.672±0.154)m/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：U_burst=1.922U_crit+56.726;鱼类游泳行为随水流流速变化存在4种游泳状态(顶流前进、顶流后退、顶流静止、顺流而下)相互穿插现象。以鳙幼鱼为过鱼对象的鱼道池室主流流速为16.0～46.5 cm/s,鱼道高流速区的竖缝、孔口等最佳流速为46.5～85.4 cm/s。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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...     

日本鳗鲡游泳能力和游泳行为研究

研究日本鳗鲡的游泳能力特性指标和游泳行为,为日本鳗鲡的保护及渔业管理提供参考。在（22±0.5）℃试验水温下,针对体长为21.4～43.5 cm,体重11～62 g的日本鳗鲡,利用自循环明渠变坡水槽,采用流速递增法开展鱼类感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度的试验研究。结果表明（：1）闽江流域日本鳗鲡的感应流速为（3.3～4.8）cm/s,即（0.109～0.196）BL/s;临界游泳速度为（49.5～86.5）cm/s,即（1.874～2.331）BL/s;爆发游泳速度为（86.9～135.9）cm/s,即（2.982～4.062）BL/s。（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。以日本鳗鲡为主要过鱼对象时,建议鱼道内最小水流速度应大于10.0 cm/s,高流速区最大设计水流大于70.0 cm/s,小于112.0 cm/s。研究结果可为闽江鱼道水力设计提供依据。     

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。