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。     

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。     

加速流对鲢、鳙幼鱼下行过程中游泳行为的影响

研究以具有下行洄游需求的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为实验对象, 分别在2种不同流态加速流(Ⅰ: 22—55 cm/s, Ⅱ: 25—60 cm/s)中进行下行实验, 对实验鱼在2种加速流中的游泳行为(下行率、下行方式及各区域游泳时间)进行定量分析并利用游泳停留时间百分比F_t衡量其偏好水流速度。结果显示: 加速流下鲢、鳙均表现出了直接下行与非直接下行两种行为。其中加速流Ⅰ中鲢、鳙直接下行率分别为35.71%、30.00%, Ⅱ中分别为45.83%、59.09%。非直接下行的鲢在2种加速流中小于30 cm/s流速区域的停留时间显著高于其他区域(P<0.05), 即鲢在实验条件下的偏好水流速度范围为小于30 cm/s; 非直接下行的鳙在加速流Ⅰ中小于30 cm/s及50—55 cm/s流速区域的停留时间显著高于其他区域(P<0.05), Ⅱ中小于30 cm/s流速区域的停留时间显著高于其他区域(P<0.05), 即鳙本实验条件下偏好水流速度范围为小于30 cm/s。将2种加速流流速相同区域合并分析发现鲢、鳙在小于30 cm/s和50—55 cm/s流速区域的停留时间存在显著性差异(P<0.05), 中间及高流速区域无明显性差异(P>0.1)。研究表明: 加速流对鲢、鳙下行游泳行为产生了影响且2种鱼在下行通过方式和偏好流速选择上存在一定的种间差异性。     

流速对细鳞裂腹鱼游泳行为及能量消耗影响的研究

通过自制密封的鱼类游泳实验装置, 研究了流速对细鳞裂腹鱼游泳行为和能量消耗的影响。结果显示,细鳞裂腹鱼的摆尾频率随游泳速度的变化有明显的变化规律, 摆尾频率随着流速的增加而显著性的增加,而摆尾幅度有减小趋势, 差异性不显著。结果还表明, (26±1) ℃时, (10.60±0.54) cm 细鳞裂腹鱼的相对临界游泳速度为(11.5±0.5) BL/s, 绝对临界游泳速度为(110.28±2.02) cm/s。测定的相对临界流速较其他的鲤科鱼大,是对生存水流环境(流速0.5—1.5m/s)适应性的表现。这一结果表明鱼类的游泳能力是能够训练的。运动代谢率与相对流速的关系为, AMR = 93.08e(0.307v) + 314.33, R2= 0.994; 单位距离能耗与流速的指数关系为COT =28e (-1.03V) +6.05, R2= 0.998。流速达到8 BL/s 时, 裂腹鱼耗氧率开始下降, 从流速7 BL/s 时, (1245.57±90.97 )mg O2/(kg·h)最大, 下降到(978.78±189.38) mg O2/(kg·h)。1—7 BL/s 流速范围内, 裂腹鱼单位时间内的耗氧率随着游泳速度的增加而增加, 而且随着游泳速度的增加, 单位距离能耗(COT)逐渐减少, 最小能耗在6 倍体长流速, 0.68 m/s 时, 为(6.00±1.57) J/(kg·m), 其能量利用效率最大。       

基于固定流速法的鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼游泳能力

鳙(Aristichthys nobilis)是中国重要的经济鱼类,持续游泳速度和耐久游泳速度是鱼类重要的游泳能力参数。本文利用开敞式平坡水槽,采用固定流速法,测试了118尾鳙幼鱼的持续游动时间,研究鳙的基础游泳能力。结果表明:全长为12.5~17.5、17.5~22.5和22.5~27.5 cm的3组鱼的持续游泳速度分别为13.7~39.8、46.1~78.0和60.3~75.7 cm·s~(-1),耐久游泳速度分别为29.9~60.0、65.3~120.2和59.2~122.9 cm·s~(-1),且98%以上的测试鱼类持续游动时间分布在0~10 min和200 min的范围内;在18~26.3℃的范围内,温度对鳙幼鱼的持续游泳速度和耐久游泳速度均有显著性影响,相对持续速度Us(TL·s~(-1),TL为鱼全长)随温度T升高呈线性增大的趋势,拟合方程为U_s=0.19T~(-1).57(n=27,R~2=0.48,P0.001);相对耐久速度U_p随温度T升高也呈线性增大的趋势,U_p=0.20T-0.63(n=83,R~2=0.22,P0.001);鳙幼鱼的持续游动时间呈明显的两极化分布,因此在其临界游泳速度测试中应选用10 min的时间步长和适宜的流速步长,鳙幼鱼发生极限疲劳的前一个水流速度可用于评估其持续游泳速度;温度变化会显著影响鱼类的持续游泳速度和耐久游泳速度,在适温范围内,鳙幼鱼的持续游泳速度、耐久游泳速度和临界游泳速度随温度的变化趋势相同。     

不同流速对鱇(鱼良)白鱼游泳行为的影响

在25℃水温下,采用特制的鱼类游泳行为测定装置对实验鱼在静水和0.1、0.2和0.25 m·s-1流速下的游泳状态、游泳速度、趋流率和摆尾频率等参数进行测定,研究水流速度对鱇(鱼良)白鱼(Anabarilius grahami)游泳行为的影响.结果表明:有流速组的趋流率显著高于静水组,但不同流速组间的趋流率无显著差别;在0 ～0.2 m·s-1流速范围内,摆尾频率随流速加快而显著增大,但在0.25 m·s-1流速下40 min后摆尾频率显著低于0.2m·s-1流速组;随着流速的增大,主要游泳状态由逆流前进变为逆流静止;在有流速组,顺流而下状态所占时间比例相对其他游泳状态都较少;在逆流游泳的3种状态中,游泳速度均随流速的增加而增大,在顺流而下状态中,游泳速度和水速间无显著相关;游泳速度、摆尾频率和水流速度两两之间均存在显著的线性相关.     

不同流速下杂交鲟幼鱼游泳状态与活动代谢研究

为研究水流速度对杂交鲟幼鱼行为和代谢的影响,探讨游泳状态与活动代谢及相关游泳运动参数之间的关系,在26℃水温下,使用特制的鱼类游泳行为和活动代谢同步测定装置,测定了杂交鲟幼鱼在0.1、0.3、0.5 m/s三种流速和静水条件下的游泳状态、趋流率、摆尾频率和耗氧率。结果表明:随着流速的增大,杂交鲟幼鱼逆流前进和逆流静止游泳状态所占时间比例显著减少,而逆流后退所占时间比例显著增加,顺流而下时间比例有所上升。在0.0—0.3 m/s的流速范围内,杂交鲟幼鱼各个时段的平均趋流率、摆尾频率和耗氧率均随着流速的增加而增大,在0.3 m/s流速下分别达到100%﹑(2.53±0.34)Hz和(490.99±164.59)mg O2/(kg.h)。当流速增加至0.5 m/s时,在趋流率仍保持100%的情况下,其耗氧率相比0.3 m/s增加了21.86%,而摆尾频率却减小了6.70%。实验过程杂交鲟幼鱼趋流率与摆尾频率呈显著线性正相关,而摆尾频率与耗氧率在大部分时段却无相关性。随着时间的延长,各流速组杂交鲟幼鱼趋流率、摆尾频率和耗氧率呈现不同的变化趋势,其趋流率均相对稳定;但摆尾频率均随时间延长呈下降趋势,而耗氧率则在实验前9h随时间延长逐渐增加,随后趋于稳定。研究结果提示:杂交鲟幼鱼游泳状态的变化与流速有关,而反映运动强度大小的摆尾频率与活动代谢率的关系受到游泳状态的显著影响,同时也与运动代谢特征的时间变化有关。       

鳙幼鱼游泳行为与紊动强度响应关系

紊流是自然界普遍存在的一种复杂流态,对鱼类生存有重要影响。鱼类游泳行为与紊流密切相关,受到广泛关注。选取体长为(10.10±0.54)cm的鳙幼鱼为实验对象,通过在水槽内设置直径10 cm球体紊动扰动器制造恒定紊流场,选取表征紊流特征量紊动强度,将球体后的紊动空间分布与鳙幼鱼典型游泳轨迹相叠加,定量分析了鳙幼鱼在上溯过程中其游泳行为与紊动强度的响应关系。结果表明:鳙幼鱼上溯游泳行为主要受紊动强度的影响;在流速分别为14、26和34 cm·s-1的实验条件下,鳙幼鱼敏感紊动强度范围为8.5~9.2 cm·s-1;其偏好紊动强度范围为5.25~8.40 cm·s-1。该结果对研究鱼类行为与水流紊动的关系,以及鳙鱼保护研究具有一定参考价值。     

流速对红鳍银鲫幼鱼游泳状态的影响

在28℃水温下,采用特制的鱼类游泳行为测定装置,研究体重(125.94±13.87)g的红鳍银鲫(Barbodes schwanenfeldi)幼鱼在0.0m/s(对照组)和0.1m/s、0.3m/s、0.5m/s3种流速下的游泳行为。结果表明,从0.0～0.3m/s,红鳍银鲫幼鱼平均趋流率和摆尾频率均随着流速的增加而增大,而0.5m/s组在90min内随时间延长而下降。红鳍银鲫游泳状态明显受到所处流速的影响,在静水对照组以"逆流前进"和"顺流而下"为主,两者共占总观察时间的98%以上;各流速组均以逆流静止为主,且随着流速的增大,逆流静止所占时间比例从45.8%增加至81.3%,而逆流前进所占时间比例由24.1%减至5%以下;逆流后退所占时间比例以0.1m/s组最大,为16.4%;顺流而下的比例随着流速增大先减小后增大,3个流速组依次为13.7%、2.1%和10.9%。红鳍银鲫幼鱼的游泳速度(V)和摆尾频率(TBF)在逆流前进及逆流静止两种游泳状态下呈线性正相关,而在逆流后退和顺流而下两种状态下两者没有显著相关。     

不同游泳速度条件下瓦氏黄颡幼鱼的有氧和无氧代谢反应

在(25±1)℃的条件下,测定瓦氏黄颡(Pelteobagrus vachelli Richardson)幼鱼体重(4.34±0.13)g的临界游泳速度(Ucrit),然后分别以临界游泳速度的不同百分比(20、40、60、80、100%Ucrit)将实验鱼分为5个速度处理组,另外设置静止对照组和高速力竭对照组。处理组实验鱼在不同游泳速度下分别游泳20min,在此过程中测定并计算运动代谢率(Activity metabolic rate,AMR),随后测定肌肉、血液和肝脏中的乳酸、糖原和葡萄糖含量。结果显示:实验鱼的绝对临界游泳速度为(48.28±1.02)cm/s,相对临界游泳速度为(6.78±0.16)BL/s;随着游泳速度的提高AMR显著增加(Pcrit时肌乳酸和血乳酸含量显著高于80%Ucrit的水平(P0.05);100%Ucrit时肝糖原含量显著低于40%Ucrit的水平(P0.05)。经计算瓦氏黄颡幼鱼到达临界游泳速度时的无氧代谢功率比例仅为11.0%,表明其游泳运动主要以有氧代谢供能;实验鱼的无氧代谢大约在80%Ucrit才开始启动,与其他鱼类比较启动时间较晚,说明其游泳运动对无氧代谢的依赖程度较低。研究提示瓦氏黄颡幼鱼是一种有氧运动能力较强的鱼类,这一能量代谢特征可能与提高其生存适合度有关。       

水温和体重对白斑红点鲑临界游泳速度和游动耗氧率的影响

为了揭示水温和体重对白斑红点鲑(Salvelinus leucomaenis)临界游泳速度和游动耗氧率的影响, 利用试验生态学方法测定了不同体重(1龄组、2龄组和3龄组)的白斑红点鲑在4、8、12、16、20和24℃共6个水温的临界游泳速度和游泳耗氧率。结果表明: 水温和体重对临界游泳速度的单独效应均显著(P0.05), 但水温和体重交互作用效应却不显著(P0.05), 在相同水温下白斑红点鲑临界游泳速度均随着年龄的增长(体重增加)而增加。水温4℃时3个年龄组白斑红点鲑临界游泳速度均最低, 分别为(21.61.06)、(22.930.61)和(30.271.29) cm/s, 随着水温的升高临界游泳速度均不断增加, 当水温升高到16℃时临界游泳速度达到最大值, 分别为(39.60.80)、(46.800.80)和(53.731.22) cm/s, 此后随着水温进一步升高到20℃, 临界游泳速度虽出现略微降低, 但经统计分析16℃和20℃时临界游泳速度无显著性差异(P0.05), 当水温达到24℃时却出现明显降低。水温和流速以及二者的交互作用对游泳耗氧率的影响均达到显著水平(P0.05), 白斑红点鲑在适宜的相同水温和流速时体重越大其游泳耗氧率越低, 整体观察3个年龄组白斑红点鲑鲑游泳耗氧率均随着水温和流速的增高而增高, 但当水温和流速升高到一定值游泳耗氧率却出现降低。研究得出体重较大的个体在相同水温下抵抗水流的游泳能力较强, 3个年龄组白斑红点鲑适宜的最高水温不应超过20℃, 最高流速依次不应超过32、40和48 cm/s。       

鳊鱼和宽鳍鱲幼鱼流速选择与运动能量代谢特征的关联

为考察喜好激流环境的宽鳍鱲(Zacco platypus)和喜好缓流环境的鳊鱼(Parabramis pekinensis)的最适游泳速度和流速选择的关联以及运动能量代谢特征对流速选择的影响,在(25±0.5)℃条件下将实验鱼(n=13×2)单尾分别置于梯度流速选择仪(设定流速范围为18.6—102.7 cm/s,等距离划分为5个流速区域)中获取视频资料,采用Ethovision XT19软件分析视频资料并计算两种实验鱼在5个流速区域的平均停留时间百分比(P_t)和平均出入频率百分比(Pf);另外,使用游泳代谢仪测定两种实验鱼的临界游泳速度(U_(crit))和不同游泳速度下的运动耗氧率(M_(O2)),并计算出不同速度下单位位移耗能(COT)、最适游泳速度(U_(opt))、静止耗氧率(RMR)和净单位位移耗能(COTnet)。结果显示:鳊鱼的U_(crit)和RMR均显著小于宽鳍鱲(P0.05),但二者的最大耗氧率(MMR)无显著差异;随游泳速度的增加,两种实验鱼的M_(O2)均显著上升,尽管在较低游泳速度下,鳊鱼的M_(O2)和COT均小于宽鳍鱲,但在高游泳速度下则相反;两种实验鱼的U_(opt)分别为(6.20±1.29)体长(BL)/s和(11.56±1.57)BL/s,鳊鱼显著小于宽鳍鱲;两种实验鱼的COTnet随着游泳速度增加差异逐渐增大,鳊鱼显著高于宽鳍鱲(P0.05);两种实验鱼在最低流速区域(18.6—23.8 cm/s)的P_t和Pf显著大于其他速度区域(P0.05),由此可见两种实验鱼的偏好游泳速度(U_(perf))等于或小于(18.6—23.8 cm/s),然而鳊鱼在最低速度区域P_t和Pf均显著大于且在较高速度区域的P_t和Pf则均显著小于宽鳍鱲(P0.05)。结果表明:有别于过往研究的是两种实验鱼的U_(perf)均与U_(opt)偏离;在激流环境中生存的宽鳍鱲更加偏好较高的水流速度,生境水流对实验鱼的水流速度选择特征存在显著影响,这种影响的主要能量学机制与鱼类的运动能量效率有关。     

水流对团头鲂(Megalobrama amblycephala)幼鱼游泳行为的影响

为探讨团头鲂幼鱼(Megalobrama amblycephala)游泳行为对水流的响应规律,该文通过特制鱼类游泳行为测定装置,测定了团头鲂幼鱼在25℃,0、0.1、0.2、0.3、0.4m/s流速条件下的游速、游距、转角、至中心点的距离及游泳轨迹。结果表明:随着流速的增大,个体游速、游距及转角值均相应增大。0、0.1及0.2m/s流速组间的游速、游距及转角差异均不显著(P>0.05),但显著小于0.3和0.4m/s组别,且0.3和0.4m/s流速组之间差异均不显著(P>0.05);整个时间段内,个体至中心点的距离随流速增大并未呈现明显规律性,各流速间差异不显著(P>0.05),游速与游距呈显著线性正相关,而与转角呈显著线性负相关,与至中心点的距离则无相关性;游泳轨迹随水流增大趋向复杂化。     

两种温度条件下四种鱼类临界游泳速度的比较

以鳜(Siniperca chuatsi)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)、鲫(Carassius auratus)、鳙(Aristichthys nobilis)4种暖水性鱼类为研究对象,分别在(28±1)℃和(10±1)℃条件下测定它们的临界游泳速度,采用SPSS17.0统计软件进行数据的分析比较。体长相近的鱼类之间比较,鳜的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度均显著性低于鳙(P0.01),瓦氏黄颡鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度均显著性低于鲫(P0.01)。通过比较两种温度条件下同种鱼的临界游泳速度,结果发现4种鱼在这两种温度条件下的临界游泳速度均有极显著性差异(P0.01),在(28±1)℃条件下4种鱼的临界游泳速度极显著性高于(10±1)℃条件下它们的临界游泳速度。     

鲢幼鱼在不同水流速度下的暴发-滑行行为策略

在水温（18±1）℃的条件下,以全长（11.70±0.57）cm的鲢（Hypophthalmichthys molitrix）幼鱼为研究对象,测定其不同流速（16.5、22.0、27.5、33.0、38.5、44.0、49.5和55.0 cm/s）下的持续游泳时间、调头百分比和暴发-滑行运动数据。结果表明,鲢的平均持续游泳时间先随流速的增加而减小,后随流速的增加而增加。当流速33.0 cm/s时,平均持续时间最短为118.6min,其中各组试验鱼的最大可持续游泳时间均可达到200min。调头百分比随流速的增加迅速减小,当流速≥44.0 cm/s时,不再出现调头行为。暴发-滑行游泳的平均暴发时间随流速的增加呈上升趋势（y=0.03x+2.64,R2=0.92,P<0.05）。平均对地暴发距离均在30-45 cm,没有显著性差异（P>0.05）,平均绝对暴发距离存在极显著性差异,且随流速的增加而增加（y=4.98x-5.63,R2=0.98,P<0.001）。平均对地暴发速度没有显著性差异（平均对地平均速度和最大速度分别在9-12 cm/s、12-16 cm/s,P>0.05）。平均绝对暴发速度与水流速度之间存在线性正相关关系（平均绝对平均暴发速度:y=0.98x+10.74,R2=1.00,P<0.001;平均绝对最大暴发速度:y=1.02x+13.75,R2=0.99,P<0.001）。研究表明鲢在不同的流速下采取的暴发-滑行行为策略不同。     

五种淡水鱼类幼鱼游泳能力的比较

为了探讨栖息于不同生境中鱼类的游泳能力和偏好游泳速度及其生理机制,本研究以中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)、异育银鲫(Carassius auratus gibelio)、岩原鲤(Procypris rabaudi)、青鱼(Mylopharyngodon piceus)和胭脂鱼(Myxocryprinus asiaticus)5种鱼的幼鱼为对象,在(25±1)℃条件下测定了5种鱼类的标准代谢率(SMR)、最大代谢率(MMR)、有氧代谢范围(MS)、临界游泳速度(Ucrit)、最大匀加速游泳速度(Ucat)和偏好游泳速度(Upref)。结果发现:5种实验鱼中,中华倒刺鲃的游泳能力最强,游泳能力较差的为青鱼和胭脂鱼;5种鱼之间的代谢和游泳能力差异显著,其偏好游泳速度主要集中在(10~24.5cm·s^-1)区域。研究表明,鱼类游泳能力的种间差异可能主要由心鳃系统相关的呼吸能力和体型相关的游泳效率所决定。本研究提供的有关鱼类游泳能力、偏好游泳速度等资料对于鱼道设计等有一定的参考价值。     

速度增量及持续时间对瓦氏黄颡鱼幼鱼临界游泳速度的影响

为了考查速度增量(△v)和持续时间(△t)2个参数变化对鱼类临界游泳速度(critical swimming speed,Ucrit)的影响,于25℃条件下,首先以15%临界游泳速度作为△v,设置不同的持续时间(△t:5,10,15,30,60min);再以20min作为△t,设置不同的速度增量(△v:5%,10%,15%,20%,30%Ucrit),测定瓦氏黄颡鱼(Pelteobag vachelli)幼鱼的临界游泳速度。结果表明:随△t的增加Ucrit整体呈下降趋势,△t由5min增加至60min,绝对游泳速度(absolute swimming speed,Ua)由(47.4±0.7)cm.s-1下降至(39.1±1.5)cm.s-1(P<0.05),除15和30min无显著差异外,其余各组间均存在显著差异(P<0.05);而△v由5%提高至10%Ucrit,Ua由(44.1±0.6)cm.s-1显著增加至(47.0±0.4)cm.s-1(P<0.05),15%和20%Ucrit的Ua分别为(45.2±0.2)cm.s-1和(46.3±0.8)cm.s-1,与10%Ucrit组之间均无显著差异,但△v增...     

亚成体巨须裂腹鱼游泳能力及活动代谢研究

以野生雅鲁藏布江巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)为对象,通过自制的鱼类游泳实验装置,测定了4个温度(5、10、15和18℃)梯度下亚成体巨须裂腹鱼的临界游泳速度(Ucrit)及流速变化对耗氧率的影响,并通过摄像记录分析了不同游泳速度下的游泳行为。野生亚成体巨须裂腹鱼的临界游速随着温度的变化呈近似线性的递增趋势(P<0.001),4个温度下的绝对临界游速(Ucrit-a)分别为(0.88±0.07)、(1.09±0.07)、(1.24±0.15)和(1.49±0.15)m/s;若以单位时间内游过的体长倍数(BL/s)表示,相对临界游速(Ucrit-r)分别为(3.96±0.21)、(4.4±0.16)、(4.9±0.18)和(5.35±0.14)BL/s。根据不同温度及流速下耗氧率的变化情况,采用非线性拟合得到了4个温度梯度下耗氧率与游泳速度关系的幂函数模型(P<0.05)。模型表明耗氧率随游泳速度的增大而增加,且温度越高耗氧率随游泳速度的变化越显著。4个温度下的速度指数分别为2.4、2.6,2.8及3.1,表明有氧运动的效率随温度升高有所降低。在自然水温条件下(5—9℃),摆尾频率(TBF)与流速的关系呈线性正相关(P<0.001),而运动步长(Ls)的变化与流速没有显著关系,出现由高至低再升高的三个阶段。录像分析表明在流速逐渐增加的过程中,巨须裂腹鱼采用了三种不同的游泳方式,以实现降低能量消耗的目的。研究可为鱼道等过鱼设施的设计提供参考,对数量日益减少的巨须裂腹鱼保护具有较大的意义。     

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。     

禁食对胭脂鱼幼鱼游泳能力、热耐受能力和自发运动的影响

为了考察1—2周禁食对胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)幼鱼游泳能力、热耐受能力和自发运动的影响,以胭脂鱼幼鱼[体质量(3.26±0.64) g,体长(5.32±0.32) cm]为实验对象,将其随机分成对照组、1周禁食组和2周禁食组测定其有氧运动能力及其代谢、热耐受能力和自发运动行为相关参数。结果发现:1周禁食组和2周禁食组的静止代谢和临界游泳速度与对照组没有显著性差异,但其最大代谢率、代谢空间、单位位移能量消耗、头高/头长及体高/体长显著低于对照组(P<0.05); 1周禁食组和2周禁食组的临界低温和致死低温与对照组没有显著性差异,但其临界高温和致死高温显著高于对照组(P<0.05); 1周禁食组和2周禁食组的运动总距离、平均运动速度和运动时间百分比与对照组没有显著性差异。综上所述:胭脂鱼幼鱼采取有氧运动能力和自发运动行为的维持策略应对1—2周禁食胁迫,这可能有利于维持其日常的觅食活动。此外,尽管对低温耐受没有显著影响,但1—2周的禁食显著提高了胭脂鱼幼鱼的高温耐受能力。