齐口裂腹鱼上溯过程中“冲刺-滑行”行为对水动力的响应

作者：李沁芝; 邓月曦; 唐锡良; 严忠銮; 王小明; 卢晶莹; 李嘉; 安瑞冬^*

来源：水生生物学报, 2022, 46(06): 811-819.

• 上溯
• 水动力学
• 生态行为学
• “冲刺-滑行”
• 图像识别
• 齐口裂腹鱼

研究以西南山区特有鱼种齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)为研究对象,对其游泳行为模式进行量化解译,寻找其偏好的水动力学条件,构建水流条件与生态行为的纽带。运用具有流速梯度的水槽创造非均匀流场条件,得到齐口裂腹鱼在室内试验水槽内上溯的视频图像。运用图像识别技术,计算上溯全过程的游泳动力学指标摆尾角度与摆尾频率,在此基础上实现生态学与水动力学的耦合研究。研究表明,齐口裂腹鱼在上溯过程中喜好在具有流速梯度处通过改变摆尾角度和摆尾频率等来适应非均匀流场,其喜好摆尾角度为25°—35°,喜好摆尾频率为2.5—3.5次/s,偏好流速为0.20—0.40 m/s。随着水流速度的增大,摆尾角度呈现逐渐减小的趋势,且齐口裂腹鱼偏好选择在流速由大变小的区域,进行摆尾冲刺加速,且更趋向于摆尾角度变化为“弱强弱”的摆尾模式。滑行阶段引入滑行流速系数,量化表示摆尾角度、滑行距离和流速三者间的耦合关系,通过计算滑行距离对水流负方向上位移的贡献率,得到滑行方向与水流负方向夹角。研究表明,滑行流速系数为1.0—3.0时具有代表性,齐口裂腹鱼对滑行方向与水流负方向夹角的偏好为40°—60°。研究利用多指标量化评价的方法,以复杂流场为背景条件,进一步满足过鱼设施建设需求。

• 单位
  四川大学; 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室