[發明專利]研究親魚產卵與流速刺激定量關系的實驗裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 201710710122.3
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107646752B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 陳求穩;林育青;胡柳明;張與馨;唐磊;關鐵生;高勇;姜偉
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: A01K61/10
• 分類號: A01K61/10;A01K63/00;A01K63/04;G06Q50/02
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種研究親魚產卵與流速刺激定量關系的實驗裝置及實驗方法，該實驗裝置具體為環形水槽，由第一弧形水槽、第一異形水槽、第二弧形水槽和第二異形水槽依次首尾相接而成，外周長為70m?110m，其中，第一異形水槽和第二異形水槽的內壁均為平面，且外壁與內壁之間的寬度均從兩端向中間逐漸加寬，第一異形水槽和第二異形水槽中分別放置有能夠使實驗裝置內最大水流流速達到預設值的水流推動設備。本發明所述的實驗方法根據實驗裝置設置不同流速刺激親魚產卵，并得出流速與親魚產卵的定量關系。本發明的實驗裝置具備復雜流場，首次成功實現親魚產卵行為模型實驗。

技術領域

本發明涉及生態學技術領域，尤其涉及一種研究親魚產卵行為與流速刺激之間定量關系的實驗裝置及方法。

背景技術

中國重要經濟魚類四大家魚(草魚、青魚、鰱魚、鳙魚)的主要繁殖地位于長江，產量約占全國總產量的70％，繁殖時間主要在每年的5～7月。從20世紀80年代起，四大家魚資源出現嚴重的衰減現象。2003年以后受三峽工程運行調節的影響，中下游河道的水力學條件發生了改變，四大家魚產卵場發生了規模縮小、合并、位置遷移等變化，四大家魚資源量顯著下降。據調查統計，三峽下游監利斷面的魚苗徑流量由60年代的1150億尾，下降到三峽水庫蓄水前2000～2002年的28.5億尾、19億尾、19億尾；三峽水庫運行后，又進一步下降，2007～2010年分別為0.9億尾、1.8億尾、0.4億尾、4.2億尾。2011年以來，為促進家魚繁殖，三峽水庫每年開展生態調度，四大家魚卵苗徑流量有所增加，但目前調度的理論依據主要還是基于對歷史水文資料的分析總結，尚不清楚水流因子對魚類產卵行為的驅動機理。

為進一步提高魚類的繁殖效益，揭示魚類產卵的適宜水流條件，國內外學者對不同魚類產卵場水流特征進行了大量研究。Moir H J等研究蘇格蘭大西洋鮭產卵場時，選取局部水深、流速、弗勞德數作為描述產卵場水力特征的變量，Peggy Z等對挪威西部大西洋鮭魚和褐鱒魚的產卵場進行了數值模擬，研究了流速、水深、流量和底質的影響。陳永柏等對四大家魚產卵場的水動力特征進行了分析，發現家魚產卵位置多位于地形變化較大的江段。陳明千等將魚類產卵場特性分為幾何形態特性、水體運動學特征及水體動力學特征三個層面。王遠坤等對魚類產卵場的紊動能進行了計算分析，發現魚類產卵場形成的重要原因之一是水流能量損失。這些研究大多數針對產卵場水文情勢進行分析，缺乏對魚類行為的深入研究。

為探索水動力學條件對魚類的影響，劉穩等(2009)修建了流速漸變環形生態水槽，并在水槽內選取鯉科魚類鯽魚為代表進行模型試驗研究，選用流速、流速梯度、動能梯度3個水動力學特征量，量化魚類生長對水動力學條件的需求。專利方面，“一種測定魚類對水流應激反應的實驗裝置(CN201220732987.2)”公開了一種測定魚類對水流應激反應的實驗裝置，包括實驗水池和感應監測裝置；所述實驗水池設置有表層和底層的平流、環流產生裝置，產生側向流動的環流和水平方向的平流；所述感應監測裝置設置在所述實驗水池上方，用于監測實驗魚的應激行為，該實用新型能夠模擬各種不同的水流條件，記錄和研究在不同水流條件下魚類的行為特征，以及體內生化成分的適應性魚類對水流應激反應。然而，該類型專利或文獻中相似研究僅關注魚類游泳行為，缺乏對魚類產卵行為觸發機理的揭示。

經研究發現，流速是誘發四大家魚產卵的關鍵驅動因子；然而，目前尚未見利用大型水槽實驗，研究流速刺激親魚產卵的實驗方法與實驗裝置。究其原因，主要是由于產卵親魚體長較大(四大家魚親魚體長0.6～1米)，且四大家魚產卵適宜流速范圍為1.0～1.65m/s；在大型水槽中，如何構造適宜流速和多樣性流態環境刺激親魚產卵，是本發明的研究重點。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種研究親魚產卵行為與流速刺激之間定量關系的實驗裝置和方法，本發明的實驗裝置適用于較大體型的親魚產卵研究，能在實驗區域為親魚提供多種流態的復雜流場，更接近天然河道，適宜親魚產卵研究。