[发明专利]研究亲鱼产卵与流速刺激定量关系的实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种研究亲鱼产卵与流速刺激定量关系的实验装置及实验方法，该实验装置具体为环形水槽，由第一弧形水槽、第一异形水槽、第二弧形水槽和第二异形水槽依次首尾相接而成，外周长为70m‑110m，其中，第一异形水槽和第二异形水槽的内壁均为平面，且外壁与内壁之间的宽度均从两端向中间逐渐加宽，第一异形水槽和第二异形水槽中分别放置有能够使实验装置内最大水流流速达到预设值的水流推动设备。本发明所述的实验方法根据实验装置设置不同流速刺激亲鱼产卵，并得出流速与亲鱼产卵的定量关系。本发明的实验装置具备复杂流场，首次成功实现亲鱼产卵行为模型实验。

技术领域

本发明涉及生态学技术领域，尤其涉及一种研究亲鱼产卵行为与流速刺激之间定量关系的实验装置及方法。

背景技术

中国重要经济鱼类四大家鱼(草鱼、青鱼、鲢鱼、鳙鱼)的主要繁殖地位于长江，产量约占全国总产量的70％，繁殖时间主要在每年的5～7月。从20世纪80年代起，四大家鱼资源出现严重的衰减现象。2003年以后受三峡工程运行调节的影响，中下游河道的水力学条件发生了改变，四大家鱼产卵场发生了规模缩小、合并、位置迁移等变化，四大家鱼资源量显著下降。据调查统计，三峡下游监利断面的鱼苗径流量由60年代的1150亿尾，下降到三峡水库蓄水前2000～2002年的28.5亿尾、19亿尾、19亿尾；三峡水库运行后，又进一步下降，2007～2010年分别为0.9亿尾、1.8亿尾、0.4亿尾、4.2亿尾。2011年以来，为促进家鱼繁殖，三峡水库每年开展生态调度，四大家鱼卵苗径流量有所增加，但目前调度的理论依据主要还是基于对历史水文资料的分析总结，尚不清楚水流因子对鱼类产卵行为的驱动机理。

为进一步提高鱼类的繁殖效益，揭示鱼类产卵的适宜水流条件，国内外学者对不同鱼类产卵场水流特征进行了大量研究。Moir H J等研究苏格兰大西洋鲑产卵场时，选取局部水深、流速、弗劳德数作为描述产卵场水力特征的变量，Peggy Z等对挪威西部大西洋鲑鱼和褐鳟鱼的产卵场进行了数值模拟，研究了流速、水深、流量和底质的影响。陈永柏等对四大家鱼产卵场的水动力特征进行了分析，发现家鱼产卵位置多位于地形变化较大的江段。陈明千等将鱼类产卵场特性分为几何形态特性、水体运动学特征及水体动力学特征三个层面。王远坤等对鱼类产卵场的紊动能进行了计算分析，发现鱼类产卵场形成的重要原因之一是水流能量损失。这些研究大多数针对产卵场水文情势进行分析，缺乏对鱼类行为的深入研究。

为探索水动力学条件对鱼类的影响，刘稳等(2009)修建了流速渐变环形生态水槽，并在水槽内选取鲤科鱼类鲫鱼为代表进行模型试验研究，选用流速、流速梯度、动能梯度3个水动力学特征量，量化鱼类生长对水动力学条件的需求。专利方面，“一种测定鱼类对水流应激反应的实验装置(CN201220732987.2)”公开了一种测定鱼类对水流应激反应的实验装置，包括实验水池和感应监测装置；所述实验水池设置有表层和底层的平流、环流产生装置，产生侧向流动的环流和水平方向的平流；所述感应监测装置设置在所述实验水池上方，用于监测实验鱼的应激行为，该实用新型能够模拟各种不同的水流条件，记录和研究在不同水流条件下鱼类的行为特征，以及体内生化成分的适应性鱼类对水流应激反应。然而，该类型专利或文献中相似研究仅关注鱼类游泳行为，缺乏对鱼类产卵行为触发机理的揭示。

经研究发现，流速是诱发四大家鱼产卵的关键驱动因子；然而，目前尚未见利用大型水槽实验，研究流速刺激亲鱼产卵的实验方法与实验装置。究其原因，主要是由于产卵亲鱼体长较大(四大家鱼亲鱼体长0.6～1米)，且四大家鱼产卵适宜流速范围为1.0～1.65m/s；在大型水槽中，如何构造适宜流速和多样性流态环境刺激亲鱼产卵，是本发明的研究重点。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种研究亲鱼产卵行为与流速刺激之间定量关系的实验装置和方法，本发明的实验装置适用于较大体型的亲鱼产卵研究，能在实验区域为亲鱼提供多种流态的复杂流场，更接近天然河道，适宜亲鱼产卵研究。