不同运动状态下鳙幼鱼的游泳特性研究

为了探究鱼类反复运动疲劳后游泳能力和游泳行为的变化,以鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为研究对象,利用环形水槽实验装置,采用流速递增法,通过LoliTrack视频软件分析鱼类游泳行为,研究不同运动状态下鳙幼鱼的游泳特性变化情况。结果表明,鳙幼鱼疲劳前耗氧率随游泳速度的增大显著增加,且临界游泳速度恢复过程中最大耗氧率小于突进游泳速度恢复过程中最大耗氧率。视频分析显示,摆尾频率与游泳速度呈线性正相关关系。同时发现,在2组反复疲劳运动状态下,连续进行2次临界游泳速度测定过程中,鳙幼鱼频繁使用爆发-滑行游泳行为,而在经过突进游泳速度测试后转入临界游泳速度测定过程中,实验鱼并未使用这一游泳行为。经过一次临界游泳速度测试后,第二次临界游泳速度显著大于突进游泳速度测试后的临界游泳速度(P0.05),第一次突进游泳速度与第二次突进游泳速度无显著差异(P0.05)。无氧运动消耗导致鳙幼鱼有氧运动能力显著下降,而有氧运动消耗过程对无氧运动能力无显著影响。     

鱼类游泳速度分类方法的探讨

游泳速度是评价鱼类游泳能力的重要指标。本文对常用的几种鱼类游泳速度概念和分类方法进行了总结。目前,以时间长度作为分类标准可将游泳速度分为巡航游泳速度(Cruising swimming speed,T200min)、长时游泳速度(Prolonged swimming speed,200minT20s)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed,T20s)3类。但由于时间长度的选择缺乏令人信服的依据,很多学者并未遵循这一时间界定标准进行各类试验,致使游泳速度的界定出现混乱,从而使以时间长度作为分类依据的方法失去意义。作者综合多数学者的研究方法,以鱼类的游泳状态作为依据,重新对鱼类游泳速度进行分类,并在这一分类基础上拓展引申出最大探顶游泳速度这一新概念,并对其推求方法和实际意义进行了探讨。根据新的分类方法,鱼类游泳速度主要分为5大类:最优巡航速度(Optimum swimming speed)、最大续航速度(Maximum sustained swimming speed)、临界游泳速度(Critical swimming speed)、最大探顶游泳速度(Maximum domed swimming speed)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed)。其他游泳速度概念基本可以按照上述分类进行归并。借助最大探顶游泳速度这一概念,作者进一步探讨了其与最大续航速度、临界游泳速度3者之间的联系,认为在某种程度上这3种游泳速度作为评价鱼类游泳能力的指标具有一致性。     

鱼类游泳能力测定方法的研究进展

文章综述了鱼类游泳能力的研究概况、鱼类游泳速度的分类和鱼类游泳能力的测定方法,分析比较了各种方法的优劣,以期为进一步优化鱼类游泳能力的评价指标、完善测试鱼类游泳能力的方法与手段提供参考。     

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。     

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。     

5种鱼类标志对草鱼临界游泳速度的影响

采用被动整合雷达标志法(PIT)、切鳍标记、荧光标记、超声波标志和T型标志这5种标志方法对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)进行标记后,测定其临界游泳速度,研究5种不同标记对草鱼游泳能力的影响。将试验草鱼按不同体长分为3组:15~18 cm,18~21 cm,21~25 cm,每个体长组均设置对照组,并分别进行以上5种鱼类标志,测量标志后草鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度。采用SPSS17.0统计软件进行数据的分析比较。研究结果表明,随着体长增加,草鱼的绝对临界游泳速度增大,相对临界游泳速度减小;超声波标志对3个体长组草鱼的临界游泳速度均有极显著影响(P0.01),标志后草鱼绝对临界游泳速度分别下降18.72%、16.40%、23.15%,相对临界游泳速度分别下降18.95%、17.78%、21.86%;T型标志对15~18 cm体长组草鱼的临界游泳速度有极显著性影响(P0.01),标志后草鱼绝对临界游泳速度下降8.35%,相对临界游泳速度下降9.30%,对体长大于18 cm的草鱼无显著性影响;PIT标志、切鳍标记和荧光标记对这3个体长组草鱼的临界游泳速度均无显著性影响(P0.05)。     

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。     

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。     

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...     

海鲈游泳续航时间和运动代谢规律研究

为研究海鲈(Lateolabrax japonicus)的游泳续航能力和游泳过程中的物质代谢规律,以深水网箱养殖的3月龄海鲈为研究对象,采用游泳续航时间和生化指标作为评测海鲈游泳能力和代谢规律的方法进行了试验。结果显示,海鲈的游泳续航时长为200 min,其续航能力强于大黄鱼而弱于美国红鱼。在游泳过程中,海鲈血糖浓度升高,但差异性不显著(P>0.05),肌糖原随着时间的增加显著减少(P<0.05),且肌糖原浓度在海鲈疲劳时接近于0。当鱼接近100%疲劳时,其肝糖原浓度也接近于0;当海鲈以不同疲劳程度游泳时,其肌肉乳酸脱氢酶浓度会显著升高(P<0.05)。表明海鲈的续航游泳过程伴随着无氧呼吸和有氧呼吸。     

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。     

大渡河上游几种典型鱼类克流能力研究及应用

为了探究大渡河上游典型鱼类的游泳能力,本研究以短尾高原鳅（Triplophysa brevicauda）、齐口裂腹鱼（Schizothorax prenanti）以及重口裂腹鱼（Schizothorax davidi）作为研究对象,使用自制Brett-type鱼类游泳能力测试水槽对3种鱼类的临界游泳速度以及突进游泳速度进行测量。实验结果表明：（1）3种实验鱼的绝对临界游泳速度关系为：短尾高原鳅（体长：9.92±1.15,临界游泳速度：0.91±0.13）<齐口裂腹鱼（体长22.01±5.17,临界游泳速度：1.09±0.35）<重口裂腹鱼（体长：28.84±2.57,临界游泳速度：1.45±0.25）,2种裂腹鱼绝对、相对临界游泳速度均与体长呈正相关关系,短尾高原鳅与体长并无显著性关系（P>0.05）;（2）3种实验鱼的突进游泳速度关系为：短尾高原鳅（体长：9.66±1.07,突进游泳速度：1.06±0.12）<齐口裂腹鱼（体长26.34±1.11,突进游泳速度：1.29±0.26）<重口裂腹鱼（体长：28.37±2.30,突进游泳速度：1.5±0.36）,2种裂腹鱼绝对、相对突进游泳速度均与体长呈正相关关系,而短尾高原鳅与体长并无显著性关系（P>0.05）。（3）K-M曲线表明,90%目标鱼类的累计疲劳的临界和突进游泳速度分别为0.81、0.96m/s。当以短尾高原鳅、齐口裂腹鱼以及重口裂腹鱼为过鱼对象时,建议过鱼设施入口设计流速范围为0.81~0.96m/s,过鱼设施内部流速不应小于0.1m/s,休息区设计流速范围为0.1~0.81m/s。     

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。     

美国红鱼游泳体能分配模型及其在海区选址中的应用

以深水网箱养殖的美国红鱼为研究对象,通过研究其游泳时主要能量物质和代谢产物的变化规律,构建美国红鱼的游泳体能分配模型,最后结合特定的潮流规律,建立养殖海区最大潮流选择的理论方法。结果显示,美国红鱼游泳过程中,血糖浓度会显著提高,肌糖原有少量减少,肝糖原会显著降低,鱼类游泳接近疲劳时,肝糖原浓度亦接近耗尽;美国红鱼以较高速度游泳过程中,血乳酸和肌乳酸浓度会有较明显的增加,表明美国红鱼游泳过程伴随着无氧呼吸和有氧呼吸两种能量物质代谢过程。本实验提出以肝糖原浓度作为判定鱼类持续游泳能力的重要指标,并建立了基于肝糖原储能消耗的美国红鱼游泳体能分配模型。最后基于美国红鱼体能分配模型,结合养殖海区潮流规律,提出了美国红鱼养殖海区最大潮流流速选择的计算方法。研究表明,本实验提出的鱼类游泳体能分配模型构建方法以及鱼类养殖海区潮流选择论证方法,可为相关研究提供新的途径,为深水网箱、浅海围网等海洋养殖模式的海区潮流选址提供科学的参考依据。     

玉曲河流域裂腹鱼类游泳能力研究及其在过鱼设施设计中的应用

为探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,给过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数,本研究以该流域优势物种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S. gongshanensis)为研究对象,在野外现场采用游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度及持续游泳速度、耐久游泳速度进行测定。测试结果表明：怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对感应流速相近,分别为0.18±0.01 m/s、0.18±0.06 m/s。怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对临界游泳速度分别为1.05±0.12 m/s、1.11±0.14 m/s,绝对突进游泳速度分别为1.45±0.26 m/s、1.40±0.21 m/s。二者的相对临界游泳速度分别为8.47±0.95 BL/s、9.21±2.45 BL/s,相对突进游泳速度均突破了十倍体长,分别为11.90±2.31 BL/s、10.80±3.16 BL/s。测得的怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大持续游泳速度均为0.63 m/s,怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大耐久游泳速度分别为0.93 m/s、0.73 m/s。当以怒江裂腹鱼、贡山裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道入口及竖缝处流速1.05～1.40 m/s,过鱼设施内部的整体平均流速设计范围为0.24～1.05 m/s,以及休息池主流流速为0.18～1.05 m/s。本研究结果可为西藏玉曲河流域过鱼设施的设计提供参考,对该流域的鱼类资源保护具有重要意义。     

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。     

大渡河软刺裸裂尻鱼（Schizopygopsis malacanthus）游泳能力研究

探究大渡河软刺裸裂尻鱼的游泳能力,为大渡河软刺裸裂尻鱼的人工繁殖、保护以及大渡河过鱼设施建设提供参考和基础数据支持。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15.0～21.5 cm,体重为34.8～152.9 g的大渡河软刺裸裂尻鱼的绝对感应流速为0.084～0.095 m/s,相对感应流速为0.321～0.588 BL/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(U_crit)为0.61～1.31 m/s,相对临界游泳速度为4.16～5.08 BL/s,两者均随体长增大而增大;绝对突进游泳速度(U_burst)为1.02～1.40 m/s,与体长关系并不显著(P>0.05),相对突进游泳速度为5.73～8.36 BL/s,随体长增加而减小。视频回放发现,实验鱼突进游泳速度测试过程分为 3 个阶段：第 1 阶段游速为 0～0.4 m/s,占突进速度0～29%;第2阶段游速为0.40～0.84 m/s,...     

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。     

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...     

小头鲔幼鱼陆基循环水养殖日周期性运动规律研究

为实现小头鲔(Euthynnus affinis)陆基循环水养殖,优化养殖设施和完善养殖技术参数,开展了陆基循环水驯化养殖条件下,小头鲔口径与全长的关系、非摄食期间幼鱼运动速度、摄食期间幼鱼运动速度、幼鱼摄食深度与时间的关系及非摄食期间幼鱼水层分布等一系列研究。结果显示:小头鲔幼鱼45°和90°口径均随着全长的增长而增大,呈线性关系;在非摄食状态下,小头鲔幼鱼主要做巡航游泳运动;摄食阶段,初始发现食物时,小头鲔幼鱼做爆发性游泳运动,游泳速度与摄食游泳速度和摄食后游泳速度差异显著(P<0.05);捕食时和捕食后,小头鲔主要做巡航游泳运动,两者间差异不显著(P>0.05)。在摄食状态下,小头鲔幼鱼的游泳深度会随食物的深浅变化而变化;而在非摄食状态下,小头鲔幼鱼的游泳深度变化与时间有一定的关系。本研究为小头鲔陆基养殖、繁育等提供基础数据,也为后续开展南海金枪鱼陆基驯化养殖及人工繁育提供参考。