禁渔初期长江宜昌-城陵矶江段鱼类资源时空分布特征

研究于2022年7月(丰水期)和2023年1月(枯水期)使用SIMARD EY60回声探测仪对长江中游宜昌-城陵矶江段的鱼类资源进行了调查,并结合网捕调查结果,评估了长江十年禁渔初期该江段鱼类资源的时空分布特征。结果显示,禁渔初期宜昌-城陵矶江段丰水期和枯水期的鱼类密度分别为128.69和38.43 ind./1000 m^(3),目标强度(TS)均值分别为–57.54和–60.18 dB,转换后鱼类体长均值为5.22和3.85 cm。丰水期和枯水期鱼类密度和TS值均存在显著性差异。在水平方向上,鱼类分布不均匀,蜿蜒曲折处鱼类密度高于平直江段。两次调查鱼类密度最大江段分别为公安-石首和枝江-荆州江段;在垂直方向上,不同水层间鱼类平均密度表现为底层>中层>表层,两时期各水层之间鱼类密度均存在极显著性差异。结合网捕数据及历年历史调查数据,宜昌至城陵矶江段鱼类资源以鲤科、鲿科鱼类为主。禁渔初期鱼类资源有所恢复,但仍以小个体鱼类为主。长江中游鱼类资源的时空分布与生活习性、水域生态环境等因素相关。相关成果将为后续进一步开展禁渔效果评估提供数据支撑。

鱼类产卵行为与生态水文指标响应关系研究——以长江四大家鱼为例

四大家鱼作为我国重要淡水经济鱼类,近年来产卵规模大幅衰减,水文条件作为影响家鱼自然繁殖的重要因素,确定四大家鱼产卵行为与生态水文指标的关系对保护四大家鱼早期资源具有重要意义。以长江中游宜昌段为研究区域,采用ROC曲线、分类回归树、Logistic回归等方法将生态水文指标对家鱼产卵刺激划分为“无效、低效、高效”多分类问题,分析家鱼产卵行为与生态水文指标间的响应关系,并对比研究不同方法间的性能与优缺点。结果显示,ROC曲线判别准确率、预测准确率、模型鲁棒性均最优,是判定生态水文指标对四大家鱼产卵规模影响的最优方法;当流量日增量大于1370 m^(3)/s且两次洪峰间隔时间大于7.5 d时可以引起四大家鱼高效产卵响应。辨识出高效刺激家鱼产卵的生态水文指标及其阈值,对生态调度的优化改进具有重要的现实意义。

基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法研究——以三峡水库为例

为了改善生态调度效果,提高生态调度实践成功率,采用医学领域适用性广、准确性高、直观性强的受试者工作特征曲线法(receiver operating characteristic,ROC),以三峡水库为例,提出了一套基于生物水文响应模型的刺激四大家鱼繁殖生态调度目标量化方法,包括涨水事件界定及生态水文指标选择、鱼类自然繁殖事件及有效繁殖响应界定、生物-水文响应模型构建与多指标判别优选等多个环节。运用三峡水库运行后2013—2019年(除2016年)6年47场次宜昌江段的涨水事件和24次四大家鱼有效繁殖响应的实际观测数据构建模型并量化三峡水库生态调度目标。结果表明:(1)依据初始流量Q_(0)、洪峰流量Q_(peak)、流量总增长量Q_(sum)和流量日增长率dQ这4个指标所建立的单指标生物-水文响应模型具有较好判别四大家鱼自然繁殖对水文条件是否响应的能力;(2)各评价指标Q_(0)、Q_(peak)、Q_(sum)、dQ的最佳阈值分别为14960 m^(3)/s、19610 m^(3)/s、4050 m^(3)/s及1405 m^(3)/(s·d);单指标模型性能排序为dQ>Q_(peak)>Q_(sum)>Q_(0);(3)依据dQ或Qpeak的指标组合方式建立的多指标生物-水文响应模型综合性能最佳。结果表明,ROC模型方法结果形式简单、预见性强,据此量化生态调度目标,可为其他流域、水库的鱼类繁殖响应判别和水库生态调度方案制定提供参考借鉴。

捕食胁迫对“四大家鱼”幼鱼生理反应的影响

本研究选取乌鳢(Channa argus)和南方大口鲶(Silurus soldatovi meridionalis)为捕食者,青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为猎物鱼,比较了在无捕食(空白对照)、低捕食(隔网胁迫)和高捕食(直接胁迫)压力下,胁迫0、7、14d后,“四大家鱼”幼鱼血清皮质醇(COR)水平和血液生化指标的变化。结果显示,不同捕食胁迫水平下,“四大家鱼”幼鱼的血液生化指标和COR水平变化程度不同,但变化趋势一致。“四大家鱼”幼鱼的COR水平随着捕食胁迫程度和胁迫时长的增加显著升高,表现为无捕食组<低捕食组<高捕食组,0 d<7 d<14 d。在血液生化指标中,血清蛋白浓度和总胆固醇(CHO)浓度较为稳定,各组相比无显著变化;血糖(GLU)浓度和碱性磷酸酶(ALK)在捕食胁迫下升高,甘油三酯(TG)则相反,呈下降趋势。研究表明,“四大家鱼”幼鱼会根据捕食风险来增强自身生存能力的方式及调整生理反应。捕食胁迫处理后,“四大家鱼”幼鱼均产生了应激反应,与隔网捕食相比,直接捕食对鱼体生理反应影响更为显著,且随着胁迫时长的增加应激程度也随之增加。各检测指标中,血清蛋白和CHO可能不是捕食胁迫下鱼类应激的敏感指标;COR和GLU的变化最为显著,这可能是为了弥补应激期间机体对能量需求的增大。

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(P<0.01),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(P<0.01),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(P>0.05)。

温度梯度对四大家鱼临界游泳速度的影响

在水利工程建设中,鱼道是一项重要的生态补偿措施,研究鱼类游泳能力可为鱼道等过鱼设施设计提供参考数据。本研究以四大家鱼为研究对象,分别测定其在不同温度(10℃、15℃、20℃、25℃和30℃)梯度下的临界游泳速度。结果显示,在10℃~30℃温度范围内,青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)的相对临界游泳速度分别为(3.93±0.24~9.94±1.65)BL/s、(3.50±0.48~10.55±2.07)BL/s、(0.95±0.04~4.68±0.58)BL/s、(2.22±0.18~3.95±0.23)BL/s[BL为实验鱼的体长(cm)]。在水温为10℃~20℃范围内,四大家鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度均随水温升高而增大,基本表现为在20℃时达到最大值,随后趋于稳定,且20℃组四大家鱼游泳能力显著高于15℃组和10℃组,20℃组、25℃组和30℃组四大家鱼临界游泳速度均无显著性差异。此外,随着温度的升高,草鱼的游泳能力增加速度高于其他3种鱼。相同温度条件下,草鱼和青鱼的临界游泳速度相近,均极显著高于鲢和鳙(P<0.01)。当考虑过鱼对象为四大家鱼时,建议延长鱼道在夏季的开放时间,将鳙的临界游泳速度作为鱼道设计的主要依据。

三峡水库运行以来四大家鱼产卵的生态水文响应变化

水库对径流的调蓄作用,改变了天然河流的水文情势,从而破坏了鱼类原有的生长繁殖条件和对环境的正常行为响应。2011年以来,三峡水库在四大家鱼繁殖期采取了积极的生态调度运行方式以减缓这一不利生态影响。为分析三峡水库运行以来四大家鱼产卵的生态水文响应变化,本研究应用Weber-Fechner生物感知定律,新提出了鱼类感觉日流量涨幅和鱼类感觉累积流量涨幅两个生态水文指标,并借鉴前人提出的有效反映四大家鱼产卵响应的指标,利用2013—2019年多年水文、生物监测成果分析了鱼类产卵与当前水文过程的响应特性。结果表明:(1)当前刺激家鱼产卵的涨水关键生态水文指标为鱼类感觉日流量涨幅、鱼类感觉累积流量涨幅、流量日增长和流量总增长;(2)涨水过程中有效刺激家鱼产卵达全年产卵规模25%以上的生态水文指标阈值为鱼类感觉日流量涨幅8.37%~36.05%、鱼类感觉累积流量涨幅58.58%~180.23%、流量日增长1 295~2 825 m3/s、流量总增长7 500~12 670 m3/s;(3)总体上三峡水库生态调度对四大家鱼产卵具有较好的促进作用。

四大家鱼幼鱼运动能力对捕食胁迫的响应

捕食胁迫(胁迫时长和胁迫强度)影响鱼类的运动能力,遭遇捕食者时猎物鱼的逃逸策略不尽相同。为考察鱼类运动能力对捕食胁迫的响应,本实验选取乌鳢(Channa argus)和南方大口鲶(Silurus meridionalis)为捕食者,青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)四大家鱼幼鱼为猎物鱼。猎物鱼分别在无捕食(对照)、低捕食(隔网胁迫)和高捕食(直接胁迫)压力下接受捕食胁迫,胁迫时长分0、7和14 d三个水平,随后对比四大家鱼种间运动能力的差异,并考察四大家鱼幼鱼的稳定和非稳定游泳能力在不同捕食胁迫水平(胁迫时长和胁迫强度)下的适应性改变。结果表明:四大家鱼的稳定游泳和非稳定游泳能力之间存在权衡,应对捕食胁迫时以增强快速启动游泳能力为主,临界游泳速度有下降趋势;四大家鱼均表现为“C”型快速启动游泳模式,在快速启动过程中身体旋转主要在第1阶段完成,速度性能在第2阶段达到最大;在捕食压力下,四大家鱼的逃逸策略存在种间差异;青鱼和草鱼以缩短反应时滞为主要逃逸策略,随着捕食强度增加,反应时滞下降幅度增大;鲢在低捕食胁迫水平下即表现出显著的缩短反应时滞和增大逃逸角度,高捕食胁迫水平下增加表现为增大逃逸速度;鳙在受到捕食胁迫后以提高逃逸速度为主要应对策略,反应时滞有降低趋势,但响应不显著。

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(P<0.01),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(P<0.01)。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(P<0.01),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。

五种鱼类标志对草鱼血液生化指标的影响

实验旨在研究鱼类标志对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)血液生化指标的影响。选用108尾体长(18.54±2.04 cm)、体重(109.04±36.36 g)的草鱼,设6个处理组,分别为超声波标志组、Passive Integrated Transponder(PIT)标志组、荧光标志组、切鳍标志组、T型标志组和对照组。每个处理组设置3个重复,每个重复6尾草鱼,并在标志后的1、7、15 d从每个重复组随机选2尾草鱼进行抽血检验。结果表明:超声波标志对草鱼血液生化指标的影响最大,标志后1 d草鱼血清球蛋白、谷丙转氨酶、谷草转氨酶浓度显著性升高,氯离子浓度在标志后7及15 d也维持在较高水平,标志后15 d球蛋白浓度降低,但仍然显著性高于对照组;PIT标志、切鳍标志及T型标志对草鱼血液生化指标影响相对较小,PIT标志组草鱼在标志后7 d氯离子浓度显著性升高,15 d后恢复正常;切鳍标志组草鱼在标志后1 d甘油三酯浓度显著性下降,7 d后恢复正常;T型标志组草鱼在标志后1 d谷草转氨酶浓度显著性升高,7 d后恢复正常;荧光标志对草鱼血液生化指标影响最小,标志后所有生化指标与对照组均无显著性差异。荧光标志适用于大规模标志,标志后即可放流;PIT标志、切鳍标志和T型标志对草鱼的生理状况都产生一定的影响,建议在标志后至少暂养7 d再放流;超声波标志后草鱼至少暂养15 d,待其伤口愈合,消除标志对其产生的负面影响后再放流。

长江上游异鳔鳅鮀线粒体控制区遗传多样性

异鳔鳅鮀(Xenophysogobio boulengeri)是长江上游特有鱼类,目前主要分布在长江上游干流及岷江江段,近年来其资源量呈显著下降趋势。本研究采用线粒体DNA(mt DNA)控制区序列,分析江津、南溪、犍为和水富4个群体共178尾异鰾鳅鮀的遗传多样性。结果表明:异鳔鳅鮀线粒体控制区序列共检测出38个变异位点,定义41个单倍型;平均单倍型多样性(Hd)和平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.817和0.002;分子方差分析(AMOVA)显示总群体间无显著遗传分化,绝大部分变异来自群体内部;但基因流(Nm)分析显示部分群体间基因交流受到阻碍,两两群体间的FST值支持部分群体间出现初步分化;错配分布及中性检验表明,异鳔鳅鮀在历史上曾发生过群体扩张事件,发生群体扩张的时间是0.0173 Ma;单倍型网络结构及NJ系统发育分析显示异鳔鳅鮀遗传结构比较单一。基于上述结论,应将异鳔鳅鮀作为一个整体进行就地保护。