饥饿对南方鲇幼鱼游泳能力个体变异和重复性的影响

为考察肉食性鱼类有氧和无氧运动能力的种内个体变异、重复性及其对饥饿的响应, 研究以南方鲇（Silurus meridionalis Chen）幼鱼为实验对象, 在（250.5）℃条件下测定对照组（n=28）和饥饿组（n=29）的临界游泳速度（Critical swimming speed, Ucrit）、暴发游泳速度（Constant acceleration speed, Ucat）和固定流速耐受时间（Endurance）, 分析游泳能力的个体变异、稳定性及饥饿的影响。结果显示: （1）饥饿组的体重、体长和肥满度均分别显著下降了（15.100.86）%、（2.570.40）%和（7.941.59）%（P0.05）, 而对照组无明显变化; （2）对照组的Ucat和耐受时间无明显变化（P0.05）, 但Ucrit下降（6.632.25）%（P=0.031）, 而除耐受时间外饥饿组其Ucrit和Ucat分别显著下降了（26.002.76）%和（13.681.86）%（P0.001）, 并饥饿组Ucrit的下降比例显著大于其Ucat（P0.001）; （3）并且对照组三个指标的变异系数（Coefficient of variation, CV）变化方向和程度不尽相同, 饥饿组的Ucrit、Ucat和耐受时间的CV全部增加; （4）南方鲇幼鱼Ucrit和Ucat呈正相关且2周的饥饿并未改变此正相关。饥饿明显降低南方鲇幼鱼两种游泳能力并导致游泳能力的个体变异变大, 但没有改变该种鱼的有氧运动能力和无氧运动能力之间的内在正相关关系。研究表明无氧运动能力在环境改变后显得更为保守, 种内个体变异的变动可能有利于在相同自然选择压力下种内个体采取不同的捕食和避敌对策。       

饥饿和温度驯化对中华倒刺鲃静止代谢和游泳能力的影响

为了探讨饥饿和温度驯化对中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼维持代谢和游泳运动能力的影响,在不同温度(15、25℃)条件下分别测定了经0(对照)、1、2、4周饥饿后中华倒刺钯的静止代谢率(M_(O_2_(rest))和匀加速最大游泳速度(U_(CAT))。饥饿和低温对M_(o_2_(rest))和U_(CAT)均有负效应。在高温条件下,实验鱼经1周饥饿后其M_(o_2_(rest))和U_(CAT)均显著下降(P0.05);但在低温条件下,仅4周饥饿组的M_(o_2_(rest))和U_(CAT)显著下降(P0.05)。U_(CAT)与M_(o_2_(rest))在不同的饥饿周期具有相似的变化趋势;在低温条件下,前期饥饿阶段M_(o_2_(rest))和U_(CAT)变化较小,后期饥饿阶段变化较大;但在高温条件下则相反。无论是在低温还是在高温条件下,U_(CAT)与M_(o_2_(rest))之间均呈显著线性正相关(P0.05),但低温组回归方程斜率显著高于高温组回归方程斜率(F_(1,4)=11.416,P=0.028)。在不同温度下,中华倒刺钯游泳运动能力对饥饿的反应不尽相同可能与维持代谢、生化反应速率、机体能量储存、代谢酶活性及底物利用类型等的差异相关,这种对策的差异可能是其对栖息地环境温度和食物资源季节性变化的适应。     

基于河流生境调查的东河河流生境评价

河流生境是河流生态系统的重要组成部分,是河流生物赖以生存的基础。以位于三峡库区腹心区域的典型山区河流东河为研究对象,采用河流生境调查(RHS)方法调查河流生境,选择河流生境质量评价指数(HQA)、河流生境退化指数(HMS)评估河流生境现状,分析生境质量和人为干扰的空间分布规律。结果表明,51个河段的HQA值介于24—66之间。29.4%河段的HQA为优,29.4%为良,23.5%为中,9.8%为较差,7.8%为差。从HMS看,7.8%的河段保持较自然状态,19.6%受到轻微的破坏,41.2%退化明显,27.5%退化严重,3.9%受到剧烈破坏。HQA与HMS存在显著的负相关关系。东河上、中、下游河段的HQA无明显差异,但HMS差异显著。从干扰来源看,东河上游和中游河流生境主要受引水式小水电、沿河公路、河道采砂影响。东河下游河流生境受高强度的土地开发(农业用地、建设用地),河道采砂,河堤、排污管、桥梁等水工构筑物的修建和三峡水库水位的波动影响。RHS评价结果能较直观地反映河流生境状况,以及导致河流生境质量衰退的原因。     

水电梯级开发对河流生境质量及纵向连通性影响评价——以五布河和藻渡河为例

河流物理生境是维持河流生物多样性及生态功能的关键因素。生境质量的好坏能反应河流健康的程度。以我国西南地区的五布河和藻渡河为例,采用河流生境调查方法(RHS)和树状水系连通性指数(DCI)定量评估水电梯级开发和水坝建设对河流物理生境质量和河流纵向连通性的影响。结果表明,水电梯级开发后,五布河干流未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为20.48、43.34、18.09 km,占总长度的25.0%、52.9%、22.1%。藻渡河干流河口至双河口段未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为58.61、8.28、18.99 km,占总长度的68.2%、9.6%、占22.1%。水电梯级开发后,五布河干流河流片段由26个增至29个,藻渡河干流河流片段由2个增至5个。两条河流纵向连通性分别降低了7.8%和38.0%。五布河坝下减水河段生境质量降低14.1%,库区河段生境质量变化不明显。藻渡河减水河段生境质量与近自然河段无显著差异;两座坝后式电站库区河段生境质量明显低于近自然河段。水电梯级开发对两条河流物理生境的影响与水坝位置选择、建坝前的自然阻隔数量与分布、河流地貌特征、水电资源开发方式等密切相关。     

中华倒刺鲃幼鱼能量代谢特征个体差异及生态关联

为了探讨鱼类能量代谢特征个体变异及其生态关联, 以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)幼鱼为实验对象, 在25℃条件下测定44尾实验鱼的静止代谢率(Resting metabolic rate, RMR)、力竭运动后峰值代谢率(Peak metabolic rate, PMR)、力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption, EPOC)、低氧胁迫后峰值代谢率PMR和低氧胁迫后过量耗氧(Excess post-hypoxia oxygen consumption, EPHOC)。研究发现, 中华倒刺鲃能量代谢特征参数存在较大个体差异, RMR、力竭运动后PMR、EPOC、低氧胁迫后PMR和EPHOC分别为193.62—460.33 [mg O₂/(kg·h)]、617.9—2165.02 [mg O₂/(kg·h)]、28.76—267.20 mg O₂/kg、484.3—1142.97 [mg O₂/(kg·h)]和30.27—211.88 mg O₂/kg。力竭运动后PMR(r=0.348, P=0.010)和低氧胁迫后PMR(r=0.449, P=0.002)与RMR间均呈显著正相关; EPOC与RMR间呈显著负相关(r=–0.426, P=0.004), 而EPHOC与RMR间的关系不显著(r=–0.292, P=0.054); 力竭运动后PMR与EPOC间(r=0.424, P=0.004)和低氧胁迫后PMR与EPHOC间(r=0.391, P=0.009)均呈显著正相关。力竭运动后PMR与低氧胁迫后PMR(r=0.673, P<0.001)和EPOC与EPHOC(r=0.526, P<0.001)在个体差异均显著正相关; 然而力竭运动后PMR和EPOC分别显著高于低氧胁迫后PMR与EPHOC(P<0.05)。研究表明: 维持代谢较高的中华倒刺鲃个体有助于其快速提升有氧功率输出以维持高的游泳运动能力; 而较低维持代谢个体具有相对较高的EPHOC有助于机体在极端环境条件下提升其低氧耐受能力。中华倒刺鲃能量特征的个体变异可能是经长期自然选择适应环境的结果。     

摄食和饥饿对大口黑鲈游泳运动能力和低氧耐受的影响

为了研究摄食和饥饿对鱼类游泳运动能力和低氧耐受的影响; 以大口黑鲈(Micropterus salmoides)为对象, 在25℃下, 测定对照组(禁食2d)、摄食组(摄食后3h)和饥饿组(禁食16d)实验鱼的日常代谢率(RMR)、活跃代谢率(AMR)、代谢范围(MS)、临界游泳速度(U_crit)、临界氧压(P_crit)和失去平衡点(LOE)。研究显示摄食后实验鱼RMR显著提升, AMR没有显著变化, 而MS和U_crit显著下降(P<0.05); 饥饿后实验鱼RMR、AMR和MS均没有显著变化, 而U_crit显著下降(P<0.05); 摄食后实验鱼P_crit显著上升, 溶解氧(DO)高于P_crit时的代谢率(MR)与DO之间的关系的斜率显著大于对照组所对应的斜率, 而LOE没有变化(P<0.05); 饥饿后实验鱼P_crit和LOE均没有显著变化, 而DO 低于P_crit时的MR与DO之间的关系的斜率显著小于对照组所对应的斜率(P<0.05)。结果表明, 摄食削弱大口黑鲈游泳运动能力是因为“心鳃”系统对其有氧代谢能力的限制; 饥饿后大口黑鲈游泳运动能力下降可能与其无氧代谢能力下降相关; 摄食削弱大口黑鲈的低氧耐受, 而饥饿后其低氧耐受有所增强, 但大口黑鲈低氧耐受总体趋于保守。     

中华倒刺鲃能量代谢和热耐受特征的体重效应

为了探讨体重对中华倒刺鲃能量代谢和热耐受特征的影响,在25℃条件下分别测定不同体重大小(1、10、25、50 g组)中华倒刺鲃的静止代谢率(Resting metabolic rate,RMR)、力竭运动后过量耗氧(Excess post-exercise oxygen consumption,EPOC)和热耐受参数。随体重的增加,中华倒刺鲃个体RMR、最大代谢率(Maximum metabolic rate,MMR)、代谢空间(Metabolic scope,MS)和EPOC均显著增加(P0.05);单位体重RMR、MMR和MS则均显著降低,而单位体重EPOC随体重的增加显著增加(P0.05)。RMR、MMR、MS和EPOC的代谢尺度指数分别为0.796、0.834、0.849和1.137且显著大于2/3,因此中华倒刺鲃的能量代谢参数均呈异速度增加的关系而变化。这些变化可能与其个体变大游泳运动能力增强导致能量代谢需求增加相关。中华倒刺鲃临界低温(Critical thermal minimum,CT_(min))和致死低温(Lethal thermal minimum,IL_(min))与体重之间均呈"微笑型"二次函数的关系,临界高温(Critical thermal maximum,CT_(max))和致死高温(Lethal thermal maximum,IL_(max))均呈"钟型"二次函数的关系,因此中等大小的中华倒刺鲃具有更强的热耐受能力。这种非线性关系可能与其生长发育阶段和温度驯化历时有关。     

城市化对河流大型底栖动物群落的影响研究进展

城市化可以引发一系列"城市溪流综合症",对河流健康造成巨大胁迫。大型底栖动物是河流生态系统的重要组成部分,对环境因子敏感,能够较好的反映流域环境的变化。城市化后,流域人口增加,建设用地比例上升,入河污染物浓度和总量增多,底栖动物中敏感物种比例降低甚至消失,寡毛类、摇蚊等耐污物种成为优势类群;群落多样性显著降低,并且一般与城市化强度成负指数关系;底栖动物总密度普遍大幅度增加,收集者为主要摄食功能群;不透水地表面积比例的增加改变了流域自然的水文过程,群落组成的季节波动减弱,但密度的波动增大;次级生产力明显增加,食物网趋于简化。初步分析了城市化过程中水质污染、水文、生境破坏、流域土地利用等因素影响底栖动物群落的规律和机制,并且根据国内外研究现状提出了进一步研究的方向,以期为我国城市河流生态学研究、流域生态管控和河流生态系统修复提供科学依据。     

溶氧水平对瓦氏黄颡鱼幼鱼静止耗氧率和临界游泳运动能力的影响

为了研究瓦氏黄颡鱼(Peltebagrus vachelli)在不同溶氧水平(DO)下的游泳运动能力、限制性机制及能量适应对策, 在25℃分别对不同溶氧水平(125%、100%、75%、50%和25% 空气饱和度)条件下瓦氏黄颡鱼幼鱼静止耗氧率、临界游泳速度(Ucrit)、活跃耗氧率进行了测定。研究发现瓦氏黄颡鱼的静止耗氧率随溶氧水平下降而显著下降(P2crit)为14.52%空气饱和度(1.16 mg/L)。当溶氧水平从100%下降到25%空气饱和度时, 其活跃耗氧率随溶氧的下降而显著下降(PPP<0.05)。研究结果提示: 在低氧条件下, 瓦氏黄颡鱼的临界游泳速度受中心的心鳃系统的限制, 而在常氧条件下,受外周的运动系统(肌肉组织)的限制。