不同水域鲤鱼耳石微化学特征及其环境指示意义

利用中子活化分析对密云水库与白洋淀水域两个不同水域(无污染水域和重污染水域)中鲤鱼耳石的微量元素进行分析,发现白洋淀鲤鱼耳石中Sr、Zn、As、Au、Ba、K、Na的含量明显比密云水库鲤鱼耳石的相应元素含量高。采用线性判别方法对两地耳石中Sr、Zn、As、Ba4种元素进行分析,表明存在明显的分组差异,而且两地的差别主要在于Sr含量不同,其次是Zn、As和Ba;白洋淀鲤鱼耳石中As、Ba、Sr、Na等元素含量变化幅度比密云水库鲤鱼耳石中相应元素含量的变化幅度大,与白洋淀水域废水排放时间上的周期性和短暂性导致元素在耳石部分日轮上沉淀等因素相吻合。两地鲤鱼耳石微量元素特征存在截然的区别,与两地水域水体中微量元素差异相一致,表明鲤鱼耳石微化学特征具有水化学环境指示意义,为进一步研究利用鲤鱼耳石进行水化学环境监测或恢复鲤鱼生长期水环境特征奠定了基础。

长江中游不同江段四大家鱼幼鱼孵化日期和早期生长的比较研究

2008年和2009年从东洞庭湖区和长江、监利、鄂州和武穴江段采集青鱼Mylopharyngodon piceus(178尾)、草鱼Ctenopharyngodon idella(341尾)、鳙Aristichthys nobili(6尾)和鲢Hypophthalmichthys molitrix(390尾)幼鱼,通过耳石日轮分析确定2008年和2009年这些幼鱼的孵化日期分别为5月16日至8月20日和5月14日至8月9日。与三峡建坝前相比,四大家鱼的繁殖时间明显推迟。洞庭湖和监利江段幼鱼在仔鱼阶段形成的耳石日轮宽度较鄂州和武穴江段幼鱼同期形成的日轮宽度窄,表明前者仔鱼阶段的生长速度小于后者,这可能是前者离三峡大坝距离较近、受大坝影响更加显著造成的。三峡大坝下泄水温较低、营养物质较少是影响坝下四大家鱼繁殖和早期生长的重要因素。繁殖季节推迟和早期生长速度下降可能导致坝下四大家鱼早期生活史阶段死亡率增大,从而影响其资源补充和种群数量变动。

人工饲养和野生草鱼幼鱼耳石微结构的比较研究

分别检测了人工饲养和野生草鱼幼鱼的耳石微结构特征。根据耳石透明性的差异 ,可将微耳石划分出中央暗区和外部亮区两部分。饲养种群的耳石暗区大小和生长轮数目均大于野生种群 ,暗区和亮区的特征比较稳定 ,生长轮清晰 ,对比度好 ,宽度比较均匀 ;野生种群的耳石暗区和亮区表现形式多变 ,暗区的生长轮清晰或不清晰 ,亮区的生长轮清晰 ,但宽度波动较大。依据耳石微结构特征 ,可以对饲养和野生草鱼种群进行识别。

草鱼和鲢仔鱼耳石原基和中心核特征的研究

描述了草鱼和鲢仔鱼耳石原基和中心核的形态特征,并测定了其大小.草鱼仔鱼矢耳石和微耳石原基的直径分别为8.60～11.34μm和8.03～9.95μm,鲢仔鱼矢耳石和微耳石原基的直径分别为9.48～10.36μm和8.54～9.75μm,草鱼仔鱼矢耳石和微耳石中心核的直径分别为18.53～21.90μm和17.03～20.03μm,鲢仔鱼矢耳石和微耳石中心核的直径分别为18.53～21.02μm和17.34～19.36μm.两种仔鱼的人工繁殖饲养种群的耳石中心核直径均显著小于野生种群,可用于种群鉴别.

X射线断层扫描技术在鲤鱼耳石对环境响应研究中的应用初探

作为生命矿物文石和球文石的载体,鱼耳石(fish otoliths)记载了鱼体生长过程中大量的环境信息。近30年来,其研究取得了很多成果,但利用医学技术的研究尚未见报道。文中尝试应用医学X射线断层扫描技术(CT)对取自河北白洋淀和北京密云水库的野生鲤鱼耳石进行分析研究。结果表明:白洋淀鲤鱼的星耳石和微耳石CT值均大于密云水库鲤鱼耳石相应的CT值,与白洋淀水体中的重金属元素含量明显高于密云水库水体中的重金属含量存在较好的相关性;同一水域星耳石与微耳石的CT值也存在明显差异,分析认为这种差异可能与元素的亲和性及占位方式有关。

滇池鲤4种年龄鉴定材料的比较

为确定鉴定滇池鲤（Cyprinus carpio）年龄的适宜材料，对4种年龄鉴定材料（耳石、鳞片、胸鳍条和鳃盖骨）的形态和年轮标志进行了描述，并对这4种钙化组织鉴定鲤年龄的一致性进行了探讨。2013年5、6、8－11月以及2014年3－7月，使用拖网采集云南滇池鲤584尾，体长范围7．5～50．5 cm，体重范围17．2～3211．3 g。其中耳石采集于584尾样本，鳃盖骨和鳞片分别采集于276尾样本，胸鳍条采集于274尾样本。微耳石磨片轮纹清晰，在反射光下呈明暗相间的条纹，年龄标志明显。同一鉴定者2次年龄读数的吻合率，微耳石磨片轮最高（88.0％），鳞片次之（84．1％），胸鳍条和鳃盖骨则分别为73．7％和72．1％。2次读龄的平均误差百分比，微耳石磨片和鳞片较小，分别为2．6％和2．9％；胸鳍条和鳃盖骨较高，分别为4．7％和5．9％。以微耳石磨片年龄读数为基准，鳞片年龄读数与其吻合率最高（77．5％），平均变异系数最低（6．14％）；鳃盖骨和胸鳍条与其吻合率分别为61．9％和56．2％，平均变异系数均超过12％。综合分析认为，耳石是滇池鲤年龄鉴定的最佳材料，鉴定4龄以下个体年龄时可使用鳞片，鳃盖骨和胸鳍条则不适于滇池鲤的年龄鉴定。

草鱼仔鱼耳石的自然标记和生长轮的清晰度

将野生和人工繁殖的草鱼仔鱼的耳石取出并置于显微镜下观察微结构特征。结果表明 :草鱼耳石一般有一个圆形或卵圆形的原基和中心核 ,但有 0 4 1%～ 4 6 7%的样本具有双原基或双中心核。343尾野生仔鱼中 ,6 71%的个体在矢耳石和微耳石上具有营养转换标记 ,而 187尾人工繁殖的仔鱼中 ,在矢耳石和微耳石上出现营养转换标记的比例分别是 6 4 17%和 5 0 80 % ;在营养转换标记处 ,矢耳石和微耳石的直径分别为 5 4 12±9 4 9μm和 4 0 4 8± 7 0 2 μm (n =5 0 ) ;133尾野生仔鱼在转入实验室饲养的过程中 ,86 4 7%的个体在耳石上形成了转移标记 ;野生仔鱼生长轮纹清晰的矢耳石 (n =5 2 1)和微耳石 (n =5 2 1)样本的比例分别低于 10 %和2 5 % ,但在人工饲养仔鱼中 ,95 0 0 %个体的矢耳石 (n =186 )和 88 0 0 %个体的微耳石 (n =184 )具有清晰的生长轮纹 ;野生仔鱼经人工饲养后 ,其耳石上在饲养期间沉积的生长轮的清晰度亦明显比在野外生存期间沉积的高 ;对比实验显示饥饿对仔鱼耳石生长轮的清晰度没有明显的影响.

鲤鱼耳石Micro-CT特征与水域中重金属元素响应关系研究

将激光剥蚀等离子质谱技术(LA-ICP-MS)及显微X射线断层扫描技术(Micro-CT)运用到鲤鱼耳石对水环境中重金属元素的响应关系研究中。LA-ICP-MS结果表明白洋淀水域鲤鱼耳石中的Cu和Pb含量大于密云水库相应元素的含量;Micro-CT数据统计表明白洋淀水域鲤鱼耳石的Micro-CT值高于密云水库鲤鱼耳石的Micro-CT值。原子序数大的重金属元素Cu和Pb的富集程度是导致两研究区水域Micro-CT值差异的主要原因。耳石中的元素与水体元素具有相似的分布趋势,且对水体中的相应元素有明显富集作用。因此,鲤鱼耳石Micro-CT特征与水环境中重金属元素存在一定的耦合关系,可作为标型特征指示水体中重金属元素信息。

三峡水库和长江中下游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)草鱼、鲢的孵化日期及早期生长特征

三峡水库以及上游江段形成的河—库生态系统与长江中下游洞庭湖和鄱阳湖的江湖生态系统都是四大家鱼的重要栖息地,有相似性也有差异.2017年7—8月在三峡水库、洞庭湖和鄱阳湖利用地笼、虾笼、高网和迷魂阵采集草鱼和鲢幼鱼样本,观测耳石日轮,分析三峡水库和通江湖泊草鱼和鲢幼鱼的繁殖时间和早期生长特征及差异,探讨相应的保护措施.结果显示,三峡水库、洞庭湖和鄱阳湖采集草鱼幼鱼的孵化日期分别为4月24日—5月25日、5月21日—6月26日和5月4日—5月28日;鲢幼鱼的孵化日期分别为4月10日—6月12日、5月25日—6月19日和5月9日—6月12日.三峡水库、洞庭湖和鄱阳湖草鱼样本的体长增长率分别为1.04、1.84和1.64 mm/d,微耳石的沉积率分别为3.41、5.41和4.77μm/d;鲢幼鱼的体长增长率分别为1.10、2.87和1.96 mm/d,微耳石沉积率分别为2.96、7.17和4.57μm/d.洞庭湖草鱼和鲢的体长增长率和耳石沉积率均显著大于三峡水库;鄱阳湖鲢的体长增长率和耳石沉积率均显著大于三峡水库,而草鱼的体长增长率和耳石沉积率则与三峡水库没有显著差异.结果表明,三峡水库蓄水后长江中游干流草鱼和鲢的繁殖时间明显滞后;洞庭湖和鄱阳湖的草鱼和鲢幼鱼生长更快.目前,长江全面禁渔正在逐步实施,预期将对恢复鱼类资源起到重要的作用.除了全面禁渔之外,还建议保护和修复鱼类栖息地;减少江湖阻隔,灌江纳苗;增殖放流亲鱼;开展生态调度,促进鱼类繁殖.

鲤仔鱼耳石上锶标记的持久性评价

为了探索Sr标记在鱼类耳石上留存的持久性,将1尾鲤(Cyprinus carpio)仔鱼在10 mg/L六水氯化锶(SrCl2·6H2O)溶液中浸泡标记2 d后,让其回到正常水体中恢复续养607 d(即20个月)时采样,再利用电子探针X射线微化学分析(EPMA)技术来确认其耳石上的Sr标记是否能长期存在。EPMA面分布和定量线分布结果均显示,即使在浸泡标记完成后640 d时,该鲤矢耳石、星耳石和微耳石上均能检测到明显的Sr标记区(但星耳石需要通过横截面来测定)。该标记方法在鲤增殖放流标记和效果评价中具有持久性。

草鱼仔鱼耳石茜素络合物标记特征研究

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国主要增殖放流经济鱼种之一,探索有效的标志方法对其增殖放流的技术保障和效果评价无疑至关重要。本研究对草鱼仔鱼耳石进行了1 d茜素络合物(ALC)荧光标记,以确认该方法的可行性及适宜条件。结果显示,微耳石、矢耳石和星耳石均能被标记。标记环在可见光及荧光下均能被观察到。其中,后者使用蓝色激发光(WBS)观察效果最佳。总体上,微耳石的标记效果最好,矢耳石次之。ALC浸泡对鱼体的生存及生长无显著影响,耳石上荧光信号出现和消失与鱼体开始浸泡和结束均存在约12h的时滞。浸泡标记过的实验鱼在经过长达60 d的恢复续养后,标记环仍清晰可见,表明ALC标记效果明显且可长期存在。该方法对草鱼仔鱼的增殖放流标记具有较强的可行性。

鳙仔──幼鱼耳石日轮与生长的研究

催产获得受精卵，从胚胎发育后期到秋季鱼种出塘的孵化饲养过程中，连续取样剖出矢耳石，其制片在光镜下观察耳石形态、大小、轮纹排列及其间距变化，部分耳石在扫描电镜下观察轮纹的细微结构。用实测体长体重和日轮退算体长及计算体重比较研究了生长特性。耳石形态经历了由圆形、椭圆形、菱形到梨形的变化过程。耳石直径与全长呈线性相关，其关系式为ｙ＝－０．１９４４＋０．０３８８ｘ。孵出后第二天出现第一个日轮，之后每日形成一轮，日轮间距变化与鱼体生长及生态条件变化有关。以实测和退算数据用高次方程描绘的生长曲线基本一致，经ｔ检验，无显著差异。

基于耳石核心氧同位素SHRIMP分析研究青海湖裸鲤繁殖特征

青海湖裸鲤是中国重要的内陆珍稀鱼种,在青海湖湖泊生态系统中起着核心作用。繁殖环境是鱼类种群延续的关键因素,能获取青海湖裸鲤的繁殖环境参数和明确最佳产卵场,对于保护和扩大其渔业资源量也非常重要。本文尝试利用耳石的微区原位氧同位素组成分析青海湖裸鲤的繁殖特征,利用SHRIMPⅡ离子探针测定5尾青海湖裸鲤耳石微区原位δ^(18)O组成,沿着最长生长轴到边缘打点,束斑直径大约25μm,束斑深度约2~3μm。分析结果表明,裸鲤耳石的δ^(18)O值变动范围分别是−4.88‰~3.46‰、−0.28‰~3.91‰、−1.43‰~2.94‰、−1.81‰~3.35‰,并且耳石间歇带的δ^(18)O值高于成长带。耳石间歇带是裸鲤在湖水中形成,而成长带是在河水中形成,上述结果与青海湖湖水的δ^(18)O值显著高于河水的δ^(18)O值一致,因此记录了裸鲤的洄游行为。核心区域差异性的δ^(18)O值则反映了裸鲤的产卵地和水温状况,表明有的裸鲤在水温较低的河口产卵孵化,有的在水温较高的河流上游产卵孵化。与其他样品不同的是,其中1尾裸鲤耳石的δ^(18)O变动范围是−9.36‰~−5.21‰,表明该裸鲤固定在河流里生长繁殖,不发生洄游行为。这一发现为进一步优化青海湖裸鲤的人工繁殖和利用耳石化石探究青海湖水环境演变提供了研究基础。

青海湖裸鲤耳石轮纹O-Sr同位素组成及对其洄游行为的指示

以溯河洄游为特征的青海湖裸鲤是青海湖鱼类的优势种,但其洄游行为还知之甚少.利用高分辨率SHRIMPⅡ离子探针和激光剥蚀高分辨多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)分别测定了青海湖裸鲤微耳石轮纹中的氧和锶(O-Sr)同位素组成.结果表明,微耳石成长带中较低的δ^(18)O记录了青海湖裸鲤春夏时期所洄游的河水化学信息;将δ^(18)O与^(87)Sr/^(86)Sr同位素组成相结合,微耳石轮纹的同位素组成明确指示了多数个体可能更倾向于固定的河流洄游产卵.这一结果对于认识青海湖裸鲤的洄游习性以及鱼类保护和管理有重要的意义.

长江、赣江鲢幼鱼耳石核区元素指纹特征分析及其在群体识别中的应用研究

采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱分析技术(LA-ICP-MS)对2012、2014及2016年采自长江、赣江的鲢幼鱼耳石核区微量元素(Sr、Ba、Mg、Na、Si、Cr、Mn、Ca、Zn)进行了测定分析。结果显示:长江、赣江鲢幼鱼耳石核区4种微量元素与钙元素的比值(Sr∶Ca、Ba∶Ca、Si∶Ca、Mg∶Ca)在同一水体年际间基本不变,但不同水体(长江、赣江)鲢幼鱼群体间存在显著性差异,其中,Si∶Ca和Sr∶Ca比值对群体识别的贡献率最大。应用这4种元素比值的线性判别分析(LDFA)对长江鲢幼鱼群体整体判别成功率为92. 11%,其中对2012年、2014年、2016年样本的判别成功率分别为:92. 31%、93. 33%、90. 91%;对赣江鲢幼鱼群体整体判别成功率为92. 31%,其中对2012、2014、2016年样本的判别成功率分别为:80. 00%、96. 77%、93. 75%。研究表明,这4种元素比值可以作为识别长江和赣江鲢群体的环境元素指纹,LA-ICP-MS耳石元素指纹分析技术用于识别长江、赣江鲢群体确实有效可行。

鲤稚鱼耳石锶标记效果

对鲤稚鱼开展了不同浸泡浓度和不同标记时间梯度的SrCl2·6H2O暴露标记试验,以确认其耳石Sr标记的可行性及基本条件.首先,基于4个浓度(0、4、8、12 mg·L-1)水平的SrCl2·6H2O溶液,浸泡标记2 d来筛选基本浸泡标记浓度.然后,在SrCl2·6H2O为8 mg·L-1浓度下,基于5个浸泡时间(1、2、3、4、5 d)来筛选基本浸泡标记时间.电子探针分布分析结果显示:对照组(0 mg·L-1)耳石Sr/Ca比值低且稳定,标记组均出现了高Sr/Ca比值区.对照组耳石剖面为均一的低Sr蓝色图谱,而标记组耳石上均有高Sr红色标记环带,且标记成功率为100%.试验期间,标记组和对照组的死亡率、平均全长和平均体质量无显著差异,表明Sr标记对供试鱼无不良影响.由于耳石上清晰、完整的高Sr红色标记环带出现在标记浓度为8 mg·L-1及以上,标记时间为2 d及以上,故建议分别选择8 mg·L-1和2 d为基本浸泡标记浓度和基本浸泡标记时间.本研究证实耳石Sr标记技术对鲤稚鱼具有很好的可行性.

基于耳石微结构的长江监利断面草鱼和鲢仔鱼群体日龄结构研究

利用耳石微结构对2018~2020年在监利断面采集草鱼和鲢仔鱼群体进行日龄鉴定,推测其孵化时间和繁殖时间,结合长江水文特征,分析监利断面四大家鱼仔鱼来源,以及三峡水库生态调度等对四大家鱼仔鱼资源的影响。结果显示,草鱼和鲢仔鱼耳石轮纹特征相似,日龄结构也相似。监利断面2018和2019年苗汛期草鱼和鲢仔鱼苗汛期日龄分布范围为8~15日,其中主要分布在9~12日。2020年草鱼和鲢仔鱼日龄分布范围为10~22日,主要分布在12~15日。这表明,监利断面草鱼和鲢仔鱼群体日龄范围较窄,规格整齐,可能产自相同或相近的产卵场。基于日龄推测长江监利断面草鱼和鲢苗汛期仔鱼的繁殖时间与宜昌江段涨水日期基本一致,推测该江段四大家鱼鱼苗主要来自于宜昌江段。2018~2020年三峡水库开展4次生态调度,仅2018年6月中旬的生态调度在监利断面出现相应的家鱼苗汛,其它5月底开展的3次生态调度在监利江段未监测到相应的苗汛,可能是因为5月下旬长江中游温度较低、饵料生物较少,影响了鱼苗的早期生长和死亡率。基于研究结果,建议加强在6月下旬开展生态调度,对下游仔鱼资源的补充有较好的效果。

鲢鱼耳石锶标记技术应用研究

使用不同浓度梯度的SrCl2.6H2O水溶液对鲢鱼鱼种进行浸泡标记,探讨了锶元素对鲢鱼耳石的元素指纹标记效果,分析了锶元素标记对鲢鱼生长和存活的影响。结果表明:4个试验浓度在鲢鱼各耳石的截面上大致相同的位置都可以看到一个非常清晰的高锶环(红色环),且均可保证100%标记率和存活率,在正常养殖过程中不存在标记丢失的问题,受标个体的生长不会产生负面影响。此项标记技术对大水面鲢鱼增殖放流效果评价具有重要的意义,易操作应用广泛。