不同適應條件對細鱗鮭幼魚游泳能力的影響

徐革鋒，尹家勝，韓 英，馬 波，牟振波,*

1 中國水產(chǎn)科學研究院黑龍江水產(chǎn)研究所, 哈爾濱 150070 2 東北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院, 哈爾濱 150030

不同適應條件對細鱗鮭幼魚游泳能力的影響

徐革鋒1,2，尹家勝1，韓 英2，馬 波1，牟振波1,*

1 中國水產(chǎn)科學研究院黑龍江水產(chǎn)研究所, 哈爾濱 150070 2 東北農(nóng)業(yè)大學動物科技學院, 哈爾濱 150030

為了研究適應條件對鮭科魚類幼魚續(xù)航游泳能力的影響，在(16.0±0.2)℃和8 mg/L溶解氧條件下，以續(xù)航時間作為評定游泳能力的關鍵指標，通過適應時間、適應流速、加速時間以及測試流速對細鱗鮭幼魚的續(xù)航游泳時間的影響進行了研究, 試驗采用4因素8水平的均勻設計方案。結果表明，最大適應流速應控制在1—1.5 BL/s為宜，相應的最佳適應時間應為1 h，在合理條件下適應流速和適應時間對續(xù)航游泳能力的影響可忽略不計；加速時間只在大流速條件下(>0.5 m/s)對續(xù)航時間有極顯著影響，其他情況的影響可以忽略不計；盡管長時間適應環(huán)境更有利于魚類身體機能的充分調整，但適應時間仍建議控制在1—2 h以內，且受試魚類要經(jīng)過試驗前的適應能力篩選；測試流速建議控制在3—4 BL/s以內，以避免超過魚類的最大游泳耐受范圍。測試流速對細鱗鮭幼魚的續(xù)航時間有極為顯著的影響，其續(xù)航時間隨測試流速的增加呈冪函數(shù)規(guī)律衰減。

細鱗鮭；適應時間；適應流速；加速時間；續(xù)航時間

游泳能力是關乎魚類生存的至關重要因素，且大多魚類必須通過不同游泳形式進行逃避敵害或災害環(huán)境、獵食、求偶、遷徙等活動[1-3]。大多學者通常將游泳速度和游泳時間作為評價魚類游泳能力的關鍵指標[4-5]，并利用游泳時間將游泳能力區(qū)分為持續(xù)游泳能力和短暫游泳能力，而持續(xù)游泳又區(qū)分為恒速游泳和變速游泳[6]；因此，相應延伸出了魚類游泳速度的劃分標準，持續(xù)游泳能力主要包括最大續(xù)航游泳速度[7-8]、最優(yōu)巡航游泳速度[9-12]、最大游泳速度[13]、臨界游泳速度[14-16]、短暫游泳能力主要為沖刺游泳速度[17-19]等。一般認為，最大續(xù)航速度與魚類在自然水域的真實游泳能力最為貼近，也是魚類索餌、遷徙或洄游等的主要運動形式。而續(xù)航屬于非疲勞狀態(tài)，且最大續(xù)航速度一般無法直接測定。但大多學者認為，通過多組次續(xù)航時間的測定，并構建數(shù)學模型可獲得任意給定續(xù)航時間下的最大續(xù)航速度[8, 20-21]。而魚類的最大續(xù)航速度和最大續(xù)航時間的測定結果受適應條件的影響極大，如果不區(qū)別對待魚的種類特異性，將導致大多研究結果差異較大而失去可比性。因此，設計合理的適應條件不但對魚類游泳能力的準確測定起到至關重要的作用，而且對一些攔水工程的魚道設計具有指導意義，即在進行試驗之初要設計合理的適應條件，對于魚道的激流區(qū)設計要充分考慮魚的適應能力，避免魚類適應不足或是疲勞過度浪費體力，而導致生理應激或是無法克服水流速度及流態(tài)造成的水流障礙，從而試驗失敗或魚道設計產(chǎn)生重大失誤[22]。

水槽實驗法是進行魚類游泳能力及游泳行為等基礎研究所采用的最常用手段[7-8, 16, 21]。這種試驗方法可對眾多復雜的環(huán)境因子進行有目的的調控,將最主要刺激源進行強化，易于直接觀測及定量比較,試驗重復性較高。大多學者都非常重視測試前的準備與適應過程，但對適應條件(水溫、光照、溶解氧、初始適應流速、適應時間、加速適應等)的選擇與其對測試結果的影響通常未做過深入探討，無法確定適應條件與測試結果的相關程度，導致不同研究之間的比較缺乏足夠的說服力。本研究選擇了我國珍稀、名貴的細鱗鮭(Brachymystaxlenok)幼魚進行測定試驗，目前該魚是我國“十二五”期間主推的名特優(yōu)品種之一，近年來在有關細鱗鮭的健康養(yǎng)殖、疾病和生物學等方面的報道較多[23-25]，但未見在行為生態(tài)學方面的研究報道。本文借鑒桂福坤等[21]方法，在恒定的環(huán)境因子條件下，通過調整適應流速、適應時間、加速時間這3種適應條件來研究對幼魚階段細鱗鮭的最大續(xù)航時間和最大續(xù)航速度的影響，旨在為今后開展鮭科魚類的行為學、運動能量學和行為生態(tài)學等方面的試驗設計，尤其在前期適應條件方面提供有價值的資料，并對攔水工程的魚道設計提供鮭科魚類游泳能力的基礎參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗對象

細鱗鮭(Brachymystaxlenok)來自于中國水產(chǎn)科學研究院黑龍江水產(chǎn)研究所丹東養(yǎng)殖基地，為5月齡幼魚，共60尾，體長為(18.52±0.35)cm, 體重為(64.50±3.5)g。試驗前， 受試魚被暫養(yǎng)于控溫循環(huán)水水族箱內(1.5 m × 0.5 m×0.6 m)，水溫為(16.0±0.2)℃，溶解氧大于8.0 mg/L，光照為不作特殊控制的自然光，暫養(yǎng)時間10 d。當試驗魚適應了暫養(yǎng)環(huán)境，繼而進行為期10 d的養(yǎng)殖馴化，選用鮭鱒魚專用飼料(北京，思諾)每日按魚總體重的2%進行投喂，每天8：00和14：00各投喂1次。水族箱內配備了污水過濾、紫外殺菌、精確控溫、除氨等輔助系統(tǒng)，污水過濾系統(tǒng)每1—3 d清洗1次，且每天交換20%的水體。

1.2 試驗設計

本試驗設計主要借鑒桂福坤等[21]方法，選擇續(xù)航時間作為細鱗鮭幼魚的游泳能力的評價指標。試驗共設定3個適應因子，分別為魚在水槽中的流速適應、時間適應以及由適應流速升至測試流速的加速適應，加上最大續(xù)航流速(測試流速)共4個因子，并且忽略各因子間的交互影響，以降低試驗強度。細鱗鮭幼魚的續(xù)航時間測定采用4因子8水平的均勻設計試驗方案[26](表1)，共需試驗對象48尾，分為8組，每組2尾魚，試驗共設3個重復組，每組測試后不再進行重復試驗。

試驗對象的測試流速范圍根據(jù)預試驗獲得的相關數(shù)據(jù)進行設定，測試流速范圍為0.25—0.60 m/s，流速水平為均勻遞增；適應流速以大致1.0 BL/s(0.19 m/s)作為最大值，適應流速水平為均勻遞減。

適應時間范圍根據(jù)預試驗情況設定，范圍為5—75 min，適應時間的水平增量為10 min；加速時間設定為8個水平，為1—8 min，加速時間水平增量為1 min。

表1 細鱗鮭續(xù)航時間試驗均勻設計方案Table 1 Uniform design for lenok sustained swimming time tests

1.3 試驗裝置與試驗方法

圖1 魚類游泳代謝測定儀 Fig.1 The structure of fish swimming-MO2 determining device

目前，水槽實驗中最常用的裝置均來自于Brett[27]式呼吸儀的改進設計。本研究小組從丹麥購置了一套全自動數(shù)字化游泳代謝測定儀(圖1)，該裝置為一個橫截面為矩形的循環(huán)式水槽, 具有流速、溶氧、光照和溫度均可控的特點，工作區(qū)的上游有一個控流裝置, 下游為不銹鋼遮擋網(wǎng)，受試魚在工作區(qū)做趨流運動，水槽外部安裝有監(jiān)視設備,對魚的游泳行為、狀態(tài)進行記錄。研究小組利用該裝置能對各種適應條件進行量化調控，研究初始適應流速、適應時間、加速適應和測試流速對魚類游泳的續(xù)航能力產(chǎn)生的影響。試驗在專用魚類游泳代謝測定儀的環(huán)形水槽中進行(丹麥進口，圖1)，工作區(qū)(測試區(qū))觀測窗口長46 cm，水流斷面尺寸14 cm×14 cm，測試系統(tǒng)造流流速范圍(0—1.5)m/s。測試區(qū)的上下游設有網(wǎng)狀穩(wěn)流裝置，整個環(huán)形水槽被封閉于自動控溫、循環(huán)過濾和充氣系統(tǒng)之中。

試驗前，給整個測試系統(tǒng)注入爆氣24 h以上的自來水，并調控水溫在(16.0± 0.2) ℃，打開增氧和循環(huán)系統(tǒng)，每次試驗隨機取2尾魚(每個水平的測試設3個重復組，分別編號為A—F)，放入試驗區(qū)并讓其適應1 h 以降低環(huán)境更替帶來的壓力，期間水流速度控制在0.06 m/s。測試開始時，按試驗方案，將測試區(qū)的流速在1 min 內升至設定的適應流速，并使魚在該流速下趨流到設定的適應時間，隨后將流速在對應的加速時間內調整到測試流速。以測試方案的第1組為例: 適應環(huán)境1 h后，流速由0.06 m/s 升至適應流速0.09 m/s，并在該流速下適應5 min，然后在8 min內將流速勻速升至對應的測試流速0.40 m/s。當試驗對象接觸試驗區(qū)末端阻隔網(wǎng)，放棄趨流30 s時視為試驗結束[21]。

1.4 試驗魚體力消耗(E)公式應用

本研究中，由于作者對試驗魚采用不同的加速時間組合，因此，魚的體力消耗也存在差異。借鑒桂福坤等[21]的方法，按下式計算試驗魚在加速階段的體力消耗情況:

(1)

式中，E代表體力消耗比例，t1表示加速初始時間(t1= 0)，t2表示加速結束時間，T表示t時刻對應的續(xù)航時間。由于本試驗采用均勻加速，因此速度與時間的關系式為:

(2)

式中，Vt1為加速起始對應的適應流速，Vt2為t2對應的測試流速，ΔT為加速時間。續(xù)航時間與測試速度采用冪函數(shù)模型:

T=aVb

(3)

式中，a和b為進行線性相關回歸分析得到的冪函數(shù)常數(shù)。將公式(2)和(3)帶入公式(1)，可得最終體力消耗公式:

(4)

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗計時采用時鐘和數(shù)碼攝像機(Sony DCR-SR200E)進行全程記錄，作為計時分析和測試結束的判定依據(jù)。對于測試時間較短的計時(<600 min)，通過攝像機回放確定續(xù)航時間；對測試時間較長的計時，采用時鐘作為計時手段，數(shù)據(jù)采用均值作為分析依據(jù)。適應時間、流速和加速時間以及測試流速對試驗魚的續(xù)航時間與體力消耗的影響采用向后剔除回歸法(Regression Backward)進行統(tǒng)計分析(軟件為SPSS 18.0)，以篩選出影響續(xù)航時間和體力消耗的最關鍵因子。

2 結果與分析

2.1 適應條件對細鱗鮭幼魚續(xù)航時間的影響

在8組不同組合的測試方案下，細鱗鮭幼魚的續(xù)航時間結果如表2所示。本試驗的每個組合為3個重復，個別數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)偏差過大將被舍棄。通過表2統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，細鱗鮭幼魚的最大續(xù)航時間為768 min(測試流速為0.25 m/s)，最小續(xù)航時間為2.4 min(測試流速為0.60 m/s)；續(xù)航時間隨著測試流速的增大而減小。

利用相關函數(shù)模型分析各適應因子對細鱗鮭幼魚續(xù)航時間的影響，各因子單獨對續(xù)航時間的影響以及兩者之間的擬合曲線見圖2—圖5。從各個擬合的趨勢線可以看出，只有測試流速與續(xù)航時間具有密切的相關性，且呈顯著的冪函數(shù)關系，即續(xù)航時間隨測試流速的增加而迅速縮短。

表2 細鱗鮭幼魚續(xù)航時間測試結果Table 2 Experimental sustained swimming time of juvenile lenok

*為淘汰數(shù)據(jù)

圖2 適應時間與細鱗鮭幼魚游泳續(xù)航時間的關系 Fig.2 Relationship between acclimation time period and the sustained swimming time of juvenile lenok

圖3 適應流速與細鱗鮭幼魚游泳續(xù)航時間的關系 Fig.3 Relationship between acclimation flow velocity and the sustained swimming time of juvenile lenok

圖4 加速時間與細鱗鮭幼魚游泳續(xù)航時間的關系 Fig.4 Relationship between acceleration time period and the sustained swimming time of juvenile lenok

圖5 測試流速與細鱗鮭幼魚游泳續(xù)航時間的關系 Fig.5 Relationship between testing flow velocity and the sustained swimming time of juvenile lenok

2.2 適應條件對續(xù)航游泳時間的顯著性分析

雖然大多適應條件與續(xù)航時間之間未呈現(xiàn)出某種最佳的線性關系，但并不代表其對續(xù)航時間沒有影響，只是影響程度存在差異。因此，主要采用多元線性回歸的向后剔除法來分析各適應因子對續(xù)航時間的影響程度以及相關性。根據(jù)圖2—圖5中各個模型的初步判斷，只有測試流速與續(xù)航時間具有相關的冪函數(shù)關系(圖5)，因此根據(jù)向后剔除回歸的運算要求，要將測試流速進行冪函數(shù)進行轉換處理，即轉換測試流速(V′)按照公式V′=V-6.688計算，其他適應條件數(shù)據(jù)不做處理，直接帶入運算。之后依次將適應時間、適應流速、加速時間、V′和續(xù)航時間相應數(shù)據(jù)導入統(tǒng)計軟件中，應用線性回歸的向后剔除法進行分析，進而檢驗各因子對續(xù)航時間的影響程度，統(tǒng)計結果見表3。結果分析表明，測試流速在各階元回歸中，對細鱗鮭幼魚續(xù)航時間的影響極為顯著(P<0.01)，而其他適應因子對續(xù)航時間的影響均不顯著(P>0.05)。表3中測試流速的回歸系數(shù)與圖5中的回歸系數(shù)不一致，主要是對測試流速進行轉換處理而導致的，不影響最終的結果分析。

分析中測試流速按照V′=V-6.688進行換算處理

表4 細鱗鮭幼魚加速過程中的體力消耗情況Table 4 Ratio of energy loss of juvenile lenok during acceleration process

2.3 不同適應因子對細鱗鮭幼魚體力消耗的影響

在不斷加速的過程中，各個因子對幼魚體力消耗的影響見表4，各試驗組的體力消耗情況存在差異，第2組和第4組的體力消耗均超過了10%；第1組和第6組的體力消耗超過了1%；剩余其他各組的體力消耗均小于1%，可以忽略不計。依據(jù)向后剔除回歸分析的結果(表5),加速時間與測試流速是影響試驗魚體力消耗的相關的條件因子，且測試流速是直接決定試驗魚體力消耗大小的關鍵因子；而測試流速在0.25—0.45 m/s時，體力消耗最少。本試驗的最大適應流速為0.19 m/s,利用續(xù)航游泳時間與測試流速的冪函數(shù)關系(圖5) 進行換算，細鱗鮭幼魚的續(xù)航游泳時間應為12320.63 min；而在此適應流速下的適應時間為75 min，僅占理論總續(xù)航時間的0.61%，其它適應流速條件下適應時間對應的體力消耗情況(仍以續(xù)航時間比例作為分析依據(jù)) 如表6所示。

3 討論

3.1 適應時間和適應流速對細鱗鮭續(xù)航游泳時間的影響

通過表6可以發(fā)現(xiàn)，本研究與桂福坤等[21]的研究結果相一致，適應時間與適應流速對續(xù)航游泳時間的影響極其微弱(表6)，體力消耗最大的情況僅為0.55%(適應流速為0.21 m/s，適應時間為35 min)，該體力消耗可以忽略，因此不會對最終的續(xù)航游泳時間的測定結果產(chǎn)生顯著影響，這與在顯著性分析部分的結論相吻合。

表5 加速過程中細鱗鮭幼魚體力消耗與不同適應條件的向后線性回歸分析Table 5 Backward linear regression analysis for the energy loss of lenok during acceleration process

表6 細鱗鮭幼魚適應時間與適應流速條件下相對的體力消耗情況Table 6 Ratio of energy loses of juvenile lenok during flow velocity acclimation stage

但按照上述方法，若將適應流速調整為1.5—2 BL/s適應1 h時間的情況下，細鱗鮭幼魚的體力消耗將達到10%—70%。若仍以10%作為體力消耗比例的控制標準[21]，細鱗鮭幼魚在1 h適應時間內的最大適應流速應為1.5 BL/s(即0.30 m/s)；或適應流速為1.0—1.5 BL/s條件下的最長適應時間應不超過1 h。大多學者常采用的1 h作為魚類的適應時間[8,28]，我們在進行相關游泳能力測定時，建議鮭科魚類幼魚的流速最好不超過1.0 BL/s，在適當流速情況下適應時間可根據(jù)試驗需求確定，1—2 h均不影響最終試驗結果，但根據(jù)大量試驗摸索發(fā)現(xiàn)，適應流速的初始值應設定為微流水狀態(tài)(<0.06 m/s)；在試驗開始前的適應環(huán)境的時間應設定在1 h為最佳,最多不超過2 h。國內外對于鮭科魚類適應條件的研究尚處于空白，但條件因子對于試驗結果的影響顯著，還需進一步深入研究形成一致的試驗慣例。

3.2 加速時間對細鱗鮭幼魚續(xù)航游泳時間的影響

適應條件對魚類游泳能力的影響具有兩面性[28]，足夠的適應可使受試魚的身體機能得以充分地調整，直至最佳游泳狀態(tài)，進而延長了其續(xù)航時間，即積極的影響；但過度的適應也會使受試魚消耗大量體力，導致其續(xù)航時間被縮短,即消極的影響。這兩方面的影響在整個適應過程中是相伴存在的，針對不同種類魚進行大量實驗摸索，找出各適應條件對續(xù)航游泳時間影響的有效范圍，是確保測定魚類游泳能力研究結果準確和可靠的基本前提，也可為不同種類間的試驗結果比較分析提供強有力的理論依據(jù)。對于加速時間而言，緩慢而勻速的過程對于試驗是利好的，但過慢同樣會浪費大量不必要的體力；但過快情況下魚類將無法迅速調整自身的生理機能以適應不斷變化的流速環(huán)境，進而使其始終處于緊張和脅迫狀態(tài)下，導致機體浪費大量體力來做調整所用。多數(shù)研究人員都希望魚有足夠的適應時間，但又不想讓實驗魚在此過程中消耗過多的體力，因此，通過大量科學合理的試驗探索，篩選出合適的條件因子，進而指導魚類游泳能力的相關研究是必要的。本研究基本獲得了與桂福坤等[21]相一致的研究結果，通過不同適應因子與續(xù)航游泳時間和體力消耗的向后剔除回歸相關分析發(fā)現(xiàn)，盡管測試流速是其最關鍵的條件因子，但在相應的測試流速情況下，加速時間對續(xù)航游泳時間的影響最為敏感。因為在較大測試流速條件下，過長的加速時間會導致體力消耗過大，從而影響了測試結果，如細鱗鮭幼魚、美國紅魚以及黑鯛的測試流速分別在0.6、1.16 m/s和0.86 m/s時，加速時間均為7 min，這3條魚在加速過程中的體力消耗分別占20.64%、19.40%和15.2%[21]，而這3條魚在其它流速條件下的體力消耗相對較小，這也證明了回歸分析的正確性，即加速時間對續(xù)航時間的影響總體并不顯著。

通過大量分析與比較研究發(fā)現(xiàn)，在鮭魚類續(xù)航游泳能力試驗中，幼魚的最大測試流速一般應控制在3—4 BL/s，且在大流速情況下，應避免其體力消耗過大，需根據(jù)預試驗設定相對較短的加速時間，但加速時間應考慮魚的種類、規(guī)格、年齡以及測試流速等情況，視具體情況而定[21]；小流速情況對其體力消耗影響不大，加速時間的選擇范圍也較大。根據(jù)本研究的結果，如以10%體力消耗作為控制標準，對細鱗鮭幼魚而言，在最大測試流速下的適應時間應控制在1 h、其加速時間應控制在4 min以內。

3.3 測試流速對細鱗鮭幼魚續(xù)航時間的影響

通過表1發(fā)現(xiàn)，細鱗鮭在幼魚階段游泳能力不是特別強，測試流速達到0.6 m/s時，續(xù)航時間僅能達到2.4 min，這符合該魚的早期生活史主要是在北方地區(qū)江河的支流或山間溪流的棲息習性[29]。細鱗鮭經(jīng)過長期進化，其主要的棲息地在溪流中，因此其游泳能力不是特別強，但沖刺能力較好。由于該魚自身的特點，在設定測試流速時，應充分考慮最大測試流速極值，根據(jù)續(xù)航時間結果和體力消耗的情況，本研究認為，鮭科魚幼魚階段的最大測試流速應設置在3—4 BL，因為通過之前體力消耗比例公式測算，如果測試流速過大，將直接影響其續(xù)航時間的測定結果。根據(jù)上述分析與大量試驗摸索我們還發(fā)現(xiàn)，對于鮭科魚類幼魚的續(xù)航游泳能力的測定，首先應對試驗魚進行初步篩選，因為魚類屬于群體性動物，存在個體差異(適應能力)，為了使測定的游泳能力能盡量接近群體的真實情況，所以應先通過預試驗找到一個測試速度標準，即在該測試流速下能自然趨流游泳，且游泳狀態(tài)正常(無掙扎與拒絕游泳情況)3—5 min，如能通過該標準測試，即視為合格，因為有些個體適應環(huán)境的能力很差，必須采用超長的適應環(huán)境時間才能進行正常游泳測定，但由于不能浪費大量寶貴時間以及體力消耗，所以我們要進行初步篩選。本研究將細鱗鮭幼魚的最小測試流速通過預試驗判定為0.25 m/s。在自然界中，魚類的運動是一系列復雜的游泳狀態(tài)的綜合體，常與階段性的持續(xù)式游泳運動、暫停及偶爾性的爆發(fā)游泳運動相互穿插發(fā)生[30-31]。以鮭科魚類生殖洄游為例，爆發(fā)游速為其越過水流障礙到達產(chǎn)卵場提供了保障，持續(xù)式和耐久式游泳狀態(tài)則在長距離洄游中發(fā)揮重要作用[32]。而通常魚類在季節(jié)性洄游或遷徙時還會面臨大型水壩設施，他們只能借助魚道通行。因此，魚道內的設計流速通常按魚類的耐久游泳速度設計，在修建較長的魚道時，通過魚類的耐久游泳能力計算其最大游泳距離，以此確定休息池的距離。尤其對于鮭科魚類的幼魚，在索餌或遷徙過程中，對于水流障礙的影響更為明顯。對于細鱗鮭幼魚而言，如果想穿越魚道，那么該魚道的最大流速不能超過體長4倍，且距離不能超過80m。

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Effects of different acclimation conditions on sustainable swimming performance of juvenile lenok,Brachymystaxlenok(Pallas)

XU Gefeng1,2, YIN Jiasheng1, HAN Ying2, MA Bo1, MOU Zhenbo1,*

1HeilongjiangRiverFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Harbin150070,China2CollegeofAnimalScienceandTechnology,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China

Swimming performance is considered a critical factor in determining the survival of many fish species under natural conditions. Flume experimentation, which is visible, measurable, and repeatable for the adjustment and control of environmental factors, is a basic and effective method for the study of swimming performance and behavior in fish. However, many current studies of fish behavior have focused solely on the process of adaptation, while other influencing factors such as temperature, light, dissolved oxygen, velocity, and time have been generally ignored. In addition, maximal sustained swimming time and maximal sustained swimming speed are accepted as key indicators for determining swimming performance in fish. Swimming performance is assessed by determining the maximum sustained swimming performance at a given time and constant speed, and maximal sustained swimming speed is used as the base-line reference when fish become fatigued. The lenok,Brachymystaxlenok(Pallas), is one of the rare and valuable salmonid species found in the northeast of China. In recent years, the biology, ecology, reproduction success, disease prevention, and culture techniques of this species have been extensively studied and reported. However, to the best of our knowledge, there have been very few studies on the behavioral ecology of this species. In this report, the effects of acclimation time, acclimation flow velocity, acceleration time, and tested flow velocity on the sustained swimming time of juvenile lenok were investigated at a water temperature of 16.0 ± 0.2 ℃ and dissolved oxygen level of 8 mg/L. The observed results served as reference data on the ethology, kinematics, energetics, and behavioral ecology of this species. Uniform experimental design was used with four factors and eight levels being applied to all tests. The results revealed that the maximal acclimation flow velocity (AFVmax) should be limited to 1.0—1.5 (body lengths) BL/s, with a corresponding optimum acclimation time (AT) of 1 h. Under reasonable conditions (AFVmax≤ 1.0—1.5 BL/s,AT≤ 1 h), the influence of acclimation flow velocity and acclimation time on sustainable swimming performance was negligible. Acceleration time significantly affected sustained swimming time under stronger flow velocities (> 0.5 m/s) (P< 0.05). Although a longer time period may be favorable in allowing fish to adjust to a new environment, an acclimation time of 1—2 h is recommended; screening for a suitable acclimation time should be performed before trials. It is recommended that the tested flow velocity be limited to 3—4 BL/s to avoid the maximum swimming tolerance range. Sustained swimming time was significantly affected by the tested flow velocities: sustained swimming time decreased significantly with an increase in flow velocity (P< 0.05). The energy loss in fish was also affected by tested flow velocity, acceleration time, and acclimation time. Under the maximal tested flow velocity (> 0.5 m/s), the maximal acclimation time and the acceleration time should be limited to 60 and 4 min, respectively. In conclusion, this study provides a scientific baseline for the behavioral ecology, kinematic theory, and energetics ofB.lenok, which will prove valuable for the design and construction of fish-pass facilities.

Brachymystaxlenok(Pallas); acclimation time period; acclimation flow velocity; acceleration time period; sustained swimming time

中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項(HSY201312); 國家“十二五”農(nóng)村領域科技計劃(2012BAD26B05)

2013-05-24;

日期:2014-04-25

10.5846/stxb201305241165

*通訊作者Corresponding author.E-mail: mouzhenbo@163.com

徐革鋒，尹家勝，韓英，馬波，牟振波.不同適應條件對細鱗鮭幼魚游泳能力的影響.生態(tài)學報,2015,35(6):1938-1946.

Xu G F, Yin J S, Han Y, Ma B, Mou Z B.Effects of different acclimation conditions on sustainable swimming performance of juvenile lenok,Brachymystaxlenok(Pallas).Acta Ecologica Sinica,2015,35(6):1938-1946.