鱼道进口不同补水形式对齐口裂腹鱼上溯行为的影响

修建补水设施是提高鱼道过鱼效果的有效措施之一,不同补水形式如何改变鱼的游泳行为策略从而吸引其进入鱼道进口是国内外关注热点。本研究基于鱼道进口概化模型,以齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,采用进口内部侧面补水、旁道补水和旁道顶部补水3种形式,探究不同流量和补水距离下补水方式对鱼道进口附近处目标鱼上溯行为的影响。结果表明:与没有补水的工况相比,补水距离为1 m的旁道补水和补水距离为0.65 m的旁道顶部补水,鱼类在鱼道进口通过次数显著提升(P0.05)。通过提取目标鱼成功上溯路径上对应的水流速度场和紊动场发现,齐口裂腹鱼上溯偏好流速0.6～0.8m·s~(-1),优先选择低紊动区(0.01 m~2·s~(-2)),且明显逃离高紊动区(0.04 m~2·s~(-2))进行上溯。本研究验证了紊动能和流速是影响鱼类上溯的重要水力因子,为鱼道进口补水设计及其优化提供了重要参考。     

鱼类通过鱼道内水流速度障碍能力的评估方法

鱼类通过鱼道内水流速度障碍能力的量化对鱼道设计有重要理论和实际价值,其基础是鱼类游泳能力的测定.首先对鱼类游泳能力的研究方法进行了概述总结,指出了鱼类游泳能力经典测试方法存在测定流场与自然情况相差较大的不足;分析了关键要素如鱼类行为特征、生理耗能规律及水力特性对鱼类通过水流速度障碍能力的影响;提出了分析鱼类游泳行为和能力与特征流场的关系,探讨鱼类通过水流障碍行为规律和生理疲劳恢复特征,通过研究仿自然流态下的鱼类自由游泳行为、水力计算及生理耗能的关系,构建多因素鱼类游泳能力关系式,定量评价鱼类通过鱼道内水流速度障碍的发展方向.     

鲢幼鱼通过水流速度障碍的模拟

鱼类能否通过水流速度障碍直接影响过鱼设施的过鱼效果。利用计算机技术,综合水力因素、鱼类行为、地理特征及环境因子,展开鱼类通过水流速度障碍的模拟,有助于过鱼设施的优化设计。以国外涵洞式鱼道模拟软件Fish Xing为切入点,结合主要模块和关键因子,对我国特有鱼类鲢幼鱼进行模拟,得到鲢通过不同水流速度障碍的成功率;对比鲢在物理模型中的游泳表现,从模型主要模块和影响鱼类游泳表现的关键因子角度,分析影响鱼类通过水流速度障碍模拟的因素。结果表明,Fish Xing软件不能精确模拟鲢通过水流速度障碍的表现。分析表明,该软件在地理要素、管道特征和水力信息等参数方面具备独特的优势,但对我国鱼类有一定局限性,主要体现在鱼类的生物学信息如鱼类游泳特征等方面存在不足;进行鱼过障碍的模拟需要深入研究目标鱼类的生理特征、游泳能力及其与水力环境因子的响应关系。     

机器鱼诱鱼技术在集鱼过程中的应用前景

利用仿生机器鱼调节鱼类行为在鱼类资源保护中具有重要意义，为开发诱驱鱼技术提供了新的思路。本文基于国内外机器鱼的研究现状，分析机器鱼诱鱼技术的视觉诱导机理、尾流场诱导机理、电信号诱导机理，归纳了影响机器鱼诱鱼技术的主要因素，总结了国外机器鱼调节鱼类行为的相关研究成果，探讨了机器鱼诱鱼技术的应用前景，为机器鱼诱鱼技术的进一步发展提供参考。     

气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果

为了研究气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果,在环形水槽装置中分别设置60、90、120 L·min~(-1) 3种不同气量的气泡幕,在静水条件下,比较不同时间段气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果和异齿裂腹鱼空间分布的变化。结果表明:3种气量的气泡幕对异齿裂腹鱼都有明显的阻拦效果,且阻拦率无显著差异(P=0.130),在气量为60 L·min~(-1)时阻拦率最高,为81.3%;实验过程中鱼对气泡幕无明显的适应性; 90和120 L·min~(-1)两种气量下,异齿裂腹鱼喜欢在气泡幕附近停留。本研究结果可为气泡幕诱驱鱼技术在工程上的应用提供参考。     

静水与流水下气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效应

为了探究不同水流条件下不同形式的气泡幕对异齿裂腹鱼(Schizothorax oconnori)趋避行为的影响。在黑暗环境下测试了两种流速条件(静水与流水)、三种气量(15、30、45 L/min)及两种摆放角度(与水流方向呈90°和45°)的气泡幕对异齿裂腹鱼的阻拦效果,在静水和流水条件下各设置一组空白对照(气量为0 L/min)。结果显示:(1)在静水条件下,工况2阻拦率最高(50%);在流水条件下,工况7阻拦率最高(50%)。(2)气量15 L/min时,流水及90°摆放阻拦时间显著大于其他工况; 30 L/min时,静水及90°摆放阻拦时间远大于其他工况。(3)在静水和流水中,当异齿裂腹鱼尝试次数达到6次左右时对气泡幕表现出适应性,并在48min前通过气泡幕;(4)在流水中各工况下气泡幕的影响距离显著大于静水(P<0.05),即异齿裂腹鱼产生逃逸行为时距离气管的距离显著大于静水中。研究可得出结论:推荐阻拦效果最佳的组合方式为流水条件下15 L/min 90°摆放(工况7)、静水条件下30 L/min 90°摆放(工况2);气泡幕连续阻拦时间不宜超过48min。实验结果可为...     

基于视频跟踪的竖缝式鱼道内鱼类运动行为分析

竖缝式鱼道过鱼对象运动行为与鱼道池室内水力条件是否相适应是进行鱼道设计的关键。研究通过视频跟踪法对竖缝式鱼道中目标鱼的运动轨迹进行实时跟踪, 获取鱼的运动加速度、运动速度, 并和人工手动跟踪的鱼类运动轨迹进行对比, 证明基于视频跟踪法的鱼类运动分析程序既能较好的应用于竖缝式鱼道中, 获取鱼类运动行为, 又可减少大量的人工操作, 有助于为竖缝式鱼道设计提供重要基础数据。     

过鱼设施设计中的鱼类行为研究与问题

水利水电工程对鱼类的洄游和基因交流产生了一定影响,过鱼设施是一项重要的缓解措施,而鱼类游泳特性和趋向特征等行为学研究是过鱼设施设计的重要依据。本文阐释了鱼类游泳特性和趋向特征的基本概念,分析了鱼类行为研究方法的优缺点及影响因素(水流速度、水流形态、水温等),探讨了鱼类行为研究在过鱼设施应用中存在的4个问题,并提出了相应建议:(1)实际过鱼设施内流场十分复杂,因而需要加强复杂流场条件下鱼类行为学研究;(2)运动训练可能提高鱼类游泳能力,因而可以利用其规律提高鱼类通过过鱼设施的成功率;(3)不同目标鱼类游泳能力有差异,因而需要提出新的设计使单个过鱼设施满足所有目标鱼类的过鱼需求;(4)各研究单位使用着不同的鱼类行为数据处理方法,造成各研究结果之间难以直接用于比较分析,因而亟需政府有关部门和业内人士尽快深入研究并以行业内规范、导则或其他方式将鱼类行为研究数据处理方法标准化。     

长洲水利枢纽鱼道过鱼种群结构

长洲水利枢纽鱼道位于西江干流,目前是我国最大的过鱼通道,其过鱼效果评估不仅是珠江中下游鱼类资源和水生态保护的重要课题,也可为国内鱼道的设计及运行提供基础资料.2011-2014年4-6月利用堵截法对长洲水利枢纽鱼道中的鱼类进行监测,共采样11批次,采集种类累计40种,洄游性种类花鳗鲡、鳗鲡、弓斑东方鲀及四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)等均在鱼道中出现.鱼道中优势种为瓦氏黄颡鱼(29.1％)、赤眼鳟(16.8％)、鳖条(14.7％)、银飘鱼(12.0％)、银鮈(10.8％)、鳗鲡(7.3％)及鲮(2.7％)等.通过物种累计曲线拟合,预期随着采样次数的增加,鱼道出现的种类数量可达61种,说明长洲水利枢纽鱼道具较好的过鱼能力.监测数据显示,鱼道中鱼类多样性及均匀度指数低于坝下江段.坝下江段优势种广东鲂、斑鳠在鱼道中没有采集到,这说明鱼道对不同种类的诱导力存在差异.典范对应分析结果表明,坝上水位是影响过鱼效果的关键因素,有必要优化鱼道运行方式以提高鱼道性能.根据目前珠江的鱼类资源现状,建议将四大家鱼(青鱼、草鱼、鲢、鳙)、广东鲂、赤眼鳟及鲮等列入过鱼目标,并在运行方案上进行调整.     

异齿裂腹鱼上溯过程中的折返行为及其与水力条件的关系

解析鱼类上溯过程中的游泳行为及其对鱼道水力学条件的响应是优化鱼道设计、提高鱼类上溯效率和成功率的关键。本文以异齿裂腹鱼为研究对象,通过将流场、紊动能场、应变率场与鱼类上溯及折返轨迹相叠加,分析各水力学因子对折返行为及重新上溯的影响,并结合鱼类上溯过程中的能量消耗率进一步探讨折返行为的内在原因。结果表明:鱼类在上溯过程中普遍存在折返行为,其折返行为大多是为了搜寻合适的上溯路径。鱼道流速是引发折返行为的主导因素,鱼类折返行为集中发生在高流速区域,折返后倾向于选取低流速区域重新上溯;紊动能在折返运动导向方面有显著贡献,鱼类趋向于从低紊动能区域折返,并选择较高紊动能区域重新上溯;水流应变率对鱼类折返行为的影响相对较小。鱼类上溯轨迹点处的水力因子与能量消耗率相关性分析表明,高能量消耗和生理压力是引发折返行为的内在原因。     

基于Matlab的鱼类游泳动力学分析

鱼类游泳动力学分析研究对解决鱼道等工程应用中水力学设计方面的关键问题有着重要的意义,利用计算机技术对鱼类游泳动力学进行分析有助于研究目标鱼类的生理特性、游泳能力及其与水力环境因子的响应关系。基于MATLAB软件对我国特有鱼类鲢幼鱼进行游泳动力学分析,借助鲢幼鱼游泳时的摆尾行为,得到不同水流速度下鲢幼鱼的摆尾频率、摆尾幅度、游泳速度和加速度;对比人工计数和手动跟踪分析方法,从实际操作复杂程度和实验数据准确性的角度,分析各数据采集方法的优劣性。结果表明基于Matlab软件采用跟踪鱼的身体中线的思路能更高效的获取大量的运动参数,比如摆尾频率、摆尾幅度、游泳速度和加速度等指标。文章介绍了一种基于Matlab开发的鱼类游泳动力学分析方法,有助于为以后鱼类游泳动力学研究提供依据。     

中华鲟视网膜早期发育及趋光行为观察

视觉在鱼类摄食、集群、繁殖及洄游等活动中起着重要的信息传递作用,深入研究鱼类的视觉特性,对阐明其行为机制,了解视觉结构在不同发育时期的生态适应性具有重要意义[1]。鱼类和其他脊椎动物一样,感光细胞由感受强光的视锥细胞和感受弱光的视杆细胞组成。鱼类受到不同光强度照射时,能以不同的方式调节达到光感受细胞的有效光强度,从而适应于光亮或者黑暗的环境。鱼类感知光线刺激后能产生定向性运动,称为趋光反应。渔业生产上的光诱捕鱼根据这种特性用集鱼灯将鱼诱集到预定的水域进行捕捞,可大大提高渔获量。中华鲟(Acipenser sinensisGra…     

基于物理模型实验的光倒刺鲃生态行为学研究

建立了基于天然河道的物理模型,通过控制实验研究水环境因子对鱼类行为的影响。文中选取了金沙江下游2.6 km河段建立物理模型,以南方水系的经济鱼类光倒刺鲃为研究对象,进行了鱼的行为对底质和流速的响应实验。分析得出,光倒刺鲃对砂卵石底质的选择明显大于其它底质且差异极其显著(P<0.01),光倒刺鲃2龄幼鱼期的喜好流速范围为0.3-0.6 m/s;研究同时发现水流紊动强度对光倒刺鲃行为具有重要影响。该研究结果可以为光倒刺鲃栖息地模型提供参考。     

国际鱼道适应性管理体系综述及对中国的启示

为便于目标鱼类能够在河流系统中顺利通过大坝等障碍物, 已有大量的人力、物力投入到鱼道等过鱼设施的开发、建设以及修复中。如今, 鱼道科学已逐步发展成为以工程学为中心, 涵盖鱼类行为学、社会经济学和复杂建模(河流网络通道优先选择)等多学科交叉的一门学科。建设高效的鱼道等过鱼设施(延迟洄游时间短, 洄游后负面影响小), 需要适应性的管理和连续的创新。中国过鱼设施建设如火如荼, 但是完善的过鱼设施全过程管理体系亟待建立。文章对1991年至2017年国外鱼道适应性管理体系相关文献(包括开发、建设和管理等方面)进行了综述。其中检索词为“鱼道(Fishway)”、“鱼类通道(Fish passage)”、“鱼(Fish)”和“大坝(Dam)”。研究表明, 国外的过鱼设施逐步由经济种群保护向生物多样性保护发展、上行通道向下行通道发展、单一工程建设向流域整体发展、单一过鱼功能向生境补充发展、单纯工程建设向适应性管理发展。最后, 文章讨论并展望了中国鱼道等过鱼设施的全过程适应性管理体系的发展前景。     

国际鱼道适应性管理体系综述及对中国的启示（英文）

为便于目标鱼类能够在河流系统中顺利通过大坝等障碍物,已有大量的人力、物力投入到鱼道等过鱼设施的开发、建设以及修复中。如今,鱼道科学已逐步发展成为以工程学为中心,涵盖鱼类行为学、社会经济学和复杂建模(河流网络通道优先选择)等多学科交叉的一门学科。建设高效的鱼道等过鱼设施(延迟洄游时间短,洄游后负面影响小),需要适应性的管理和连续的创新。中国过鱼设施建设如火如荼,但是完善的过鱼设施全过程管理体系亟待建立。文章对1991年至2017年国外鱼道适应性管理体系相关文献(包括开发、建设和管理等方面)进行了综述。其中检索词为"鱼道(Fishway)"、"鱼类通道(Fish passage)"、"鱼(Fish)"和"大坝(Dam)"。研究表明,国外的过鱼设施逐步由经济种群保护向生物多样性保护发展、上行通道向下行通道发展、单一工程建设向流域整体发展、单一过鱼功能向生境补充发展、单纯工程建设向适应性管理发展。最后,文章讨论并展望了中国鱼道等过鱼设施的全过程适应性管理体系的发展前景。     

对虾行为生态学研究进展Ⅱ.环境因子对对虾行为习性的影响

综述了近年来国内外关于外界环境因子对对虾行为习性影响的研究进展.着重介绍了光、水流和潮汐、溶解氧、底质及水温等环境因子对对虾摄食、运动、产卵、蜕皮及潜底和浮现等行为习性的影响,并探讨了对虾对环境因子变动的行为调节.提出了对虾行为生态学研究中存在的问题以及今后的研究方向,即对虾的行为习性和疾病传播间的关系、对虾的行为习性对养殖生态系统的影响和高密度工厂化养殖环境对对虾行为特征的综合影响等.     

齐口裂腹鱼在低照度下的趋光行为

以野生亚成体齐口裂腹鱼为实验对象,进行了光色选择实验和趋光性实验,旨在找到异齿裂腹鱼的偏好光色和光强。实验变量设置5种光色(红、黄、蓝、绿和黑暗)及3种流速工况(0、0.15和0.30 m·s-1)。在光色选择实验中,研究了齐口裂腹鱼在静水、光强照度为10 lx下不同光环境下的偏好行为。结果表明:齐口裂腹鱼对5种光色的喜好顺序为绿色蓝色黑色红色黄色,且在绿光和蓝光区域中的分布率和选择指数显著大于红光和黄光区域(P0.05)。在趋光性实验中,研究了光源光照强度均为20 lx,不同水流流速(0、0.15和0.30 m·s-1)时齐口裂腹鱼的趋光性,发现:无论在静水还是动水工况下,齐口裂腹鱼均对蓝光和绿光表现为正趋光性,对红光和黄光表现为负趋光性;齐口裂腹鱼属弱趋光性鱼类,且其趋光性不随水流的增大而增大,趋光阈值为1.40~2.65 lx。依据实验结果,我们建议在工程中采用光强照度为20 lx的绿光进行诱集齐口裂腹鱼。     

基于多重水力学因子的竖缝式鱼道中鱼类上溯轨迹模拟

为探讨鱼类在竖缝式鱼道上溯过程中对各种水力学因子的适应性特征,对其上溯轨迹的模拟研究十分必要。本文采用数值模拟技术对竖缝式鱼道中的流场、湍流动能场及湍动耗散率场进行计算,并根据鱼类对各种水力学因子的偏爱程度赋以相应的权重,从而模拟分析以上3种水力学因子综合影响下,鱼类个体在竖缝式鱼道中的上溯轨迹,并采用已有的实验研究成果对模拟结果进行对比校准。结果表明:鱼道中湍流动能场的分布结构是影响鱼类轨迹最为重要的水力学因子,鱼类上溯轨迹总是出现在某一湍流动能阙值附近;鱼类的趋流特性虽然影响较小,但不可忽略,它在鱼类洄游过程中起着重要的导向性作用,是鱼类能够不断上溯的关键因子;湍动耗散率对鱼类上溯的影响非常有限,可以考虑将其忽略。     

基于雅砻江两种裂腹鱼游泳能力的鱼道设计

为探究雅砻江两种裂腹鱼的游泳能力,给过鱼设施设计和鱼类游泳行为学研究提供基础参数,本研究采用递增流速法对长丝裂腹鱼、齐口裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行测试,采用固定流速法对长丝裂腹鱼的耐久游泳速度进行测试。结果表明: 长丝裂腹鱼与齐口裂腹鱼的感应流速随着体长的增加均出现了先增加后平稳的趋势,但最大感应流速均小于0.2 m·s^-1;长丝裂腹鱼的临界游泳速度与突进游泳速度分别为(0.81±0.20)和(1.49±0.26) m·s^-1,相对临界游泳速度为(4.90±1.73) BL·s^-1,相对突进游泳速度为(9.77±1.72) BL·s^-1(BL为体长);齐口裂腹鱼的临界游泳速度与突进游泳速度分别为(0.73±0.24)和(1.17±0.39) m·s^-1,相对临界游泳速度为(6.88±2.82) BL·s^-1,相对突进游泳速度为(11.75±2.77) BL·s^-1。耐久测试发现,随着流速增加(0.7～1.5) m·s^-1,长丝裂腹鱼持续游泳时间与水流速度呈负相关,疲劳时间(T)与水流速度(V)的关系可以拟合为lgT=-2.52V+5.59,预测鱼道长度(d)与鱼道内可通过的最大平均水流速度(V_fmax)的关系式为V_{f max}=-0.17lnd+1.74。根据试验结果,当以长丝裂腹鱼和齐口裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道内最小水流速度应大于0.2 m·s^-1,进口及竖缝处水流速度为0.73～1.67 m·s^-1,休息池主流水流速度为0.2～0.7 m·s^-1。     

温度对鳙幼鱼疲劳引起的生理变化和游泳能力的影响研究(英文)

鳙(花鲢)在自然环境中分布于中国南部流域至阿穆尔河,是重要的经济性鱼类,具江湖生殖洄游特性。大坝建设阻碍了其洄游产卵繁殖通道,导致自然环境中其繁殖力的下降,需要有效的过鱼设施帮助鳙通过大坝等水流屏障。为了设计高效的鱼道引导鳙通过,本文通过自制密封的鱼类游泳实验装置,研究了鳙幼鱼游泳能力。测定了5个温度(5、10、15、20和25℃)下鳙幼鱼的临界游泳速度。通过测定不同温度下,疲劳前后血清总蛋白(TP)、血糖(GLU)和甘油三酯(TG)含量,评价疲劳运动引起的生理胁迫。结果表明,在试验温度范围内,随着温度的升高,临界游泳速度显著提高(P0.05)。25℃时临界游泳速度最大,为7.01 BL/s(1.19 m/s)。在疲劳运动后,血清总蛋白、血糖和甘油三酯含量显著升高(P0.05)。水温低于15℃与高于15℃相比,鳙疲劳运动后血清总蛋白、血糖和甘油三酯含量显著升高。以鳙幼鱼为研究对象,研究了非适宜温度环境和疲劳运动胁迫下鱼类的生理反应。以期为鱼类生理学研究和渔业保护管理等领域提供理论依据,为制定有效的鱼道提供数据参考。