为探究鱼类个性特征与认知能力之间的关联, 本研究以喜好群居生活的德玛森小岩鲷(Chindongo demasoni)幼鱼为对象, 通过“颜色−食物奖励”的联想学习训练和测试获得其认知能力, 分析了认知能力与个性特征(活跃性、勇敢性和社会性)的关系。结果发现: (1)德玛森小岩鲷个体的活跃性与勇敢性正相关(P=0.024), 符合“行为综合征假说”(Behavioral syndromes hypothesis); (2)该鱼可通过联想学习训练建立颜色与食物奖励的关联, 选择正确率随训练天数的增加而显著提升(P<0.001); (3)该鱼个体的社会性与认知能力(联想学习测试阶段的选择正确率)呈正相关(P=0.006), 而活跃性和勇敢性则与认知表现无显著关联。社会性与认知能力的关联支持“社会脑假说”(Social brain hypothesis), 提示对于群居性鱼类而言, 处理复杂社会信息的需求可能是驱动认知演化的重要驱动力。

为考察社会隔离和生态场景对鲤科鱼类群体行为的影响, 本研究以鲤(Cyprinus carpio)幼鱼为实验对象, 设置两种社会状态处理组(群养组, 5尾作为一个群体进行群体饲养; 隔离组, 单尾鱼隔离饲养), 饲养28d后, 测定3种生态场景(包括开放水域、食物、食物+隐蔽场所)下实验鱼的群体行为。结果表明: 社会隔离并未显著改变鲤幼鱼的个体行为, 但生态场景显著影响其运动表现, 在食物场景下, 个体游泳速度最高; 而在食物+隐蔽场所场景中, 两组鱼的游泳速度同步性最低。社会隔离与生态场景共同调控群体行为与结构: 群养组的群体游泳速度和运动时间比均随环境复杂化而上升; 隔离组则在开放水域和食物+隐蔽场所中表现出群体极性下降、个体间距增加, 导致群体协调性与凝聚力显著降低。经过28d, 所有鱼群觅食效率均提升, 在隐蔽场所停留时间缩短, 且隔离组离开隐蔽场所的群体规模显著增大。这表明, 社会隔离会降低鱼群活跃度与协调性, 而环境复杂化虽提升运动能力, 却可能削弱群体协调性。

为探究营养来源对高原湖泊大型底栖动物群落β多样性格局的影响, 在2022—2024年间干季和湿季对扎陵湖、鄂陵湖流域开展了大型底栖动物及其营养来源的定量调查。共鉴定大型底栖动物8纲39科108属种, 总体来看, 湖泊类型、生境类型、季节单独及交互作用对底栖动物种类数的影响均不显著(P>0.05)。群落整体β多样性较高, 且主要由周转组分驱动。通过水体指标(叶绿素a、浮游植物、营养盐)与集水区特征(植被覆盖率、海拔高差、降水)量化内外源营养, 其中叶绿素a浓度湿季显著高于干季(P<0.001), 湖滨带植被覆盖率显著高于河流区(P<0.01)。随机森林分析表明, 营养源对底栖动物的影响具有生境与季节特异性, 外源输入在湿季河流区及湖滨带的重要性高于内源因子; 而干季湖滨带中, 叶绿素a和总磷等内源因子重要性显著上升, 呈现内外源共同驱动格局。总β多样性及周转组分对外源因子响应更为敏感, 湿季河流区嵌套组分也对内源因子表现出一定响应。研究成果为高原湖泊的生态管理提供基础科学支撑。

水利枢纽工程过鱼设施的设计主要依赖于目标鱼类的游泳行为参数。本研究以工程主要过鱼对象瓦氏雅罗鱼(Leuciscus waleckii Dybowski)和马口鱼(Opsariichthys bidens)为研究目标, 测试了2种鱼的感应流速和临界游泳速度, 并分析了3种游泳速度(2、4和6 BL/s)下, 实验鱼在顶流静止时的摆尾频率、摆尾幅度、身体波动速度、身体波长、鱼头最大转角和鱼头最大转角速度等生态行为指标。结果表明: 瓦氏雅罗鱼和马口鱼的绝对感应流速分别为(0.06±0.01)和(0.11±0.03) m/s, 相对感应流速分别为(0.55±0.11)和(1.11±0.27) BL/s。瓦氏雅罗鱼绝对感应流速及相对感应流速均与其体长呈显著负相关(P<0.05), 马口鱼绝对感应流速与其体长呈显著正相关(P<0.05)。瓦氏雅罗鱼和马口鱼的绝对临界游泳速度分别为(0.99±0.20)和(0.96±0.14) m/s, 相对临界游泳速度分别为(9.30±1.14)和(10.07±1.47) BL/s。瓦氏雅罗鱼绝对临界游泳速度及相对临界游泳速度均与其体长呈显著正相关(P<0.05)。2种鱼的摆尾频率、身体波动速度和鱼头最大转角速度均随着流速增大而升高, 摆尾幅度和鱼头最大转角均随着流速增大而下降。瓦氏雅罗鱼的身体波长在2 BL/s下显著高于另2个流速(P<0.05), 而马口鱼的身体波长随着流速增加没有显著性变化(P>0.05)。在几种生态行为指标中, 摆尾频率、鱼头最大转角速度和身体波动速度与游泳速度的关联系数最大, 可推测以上3种行为是为鱼游泳过程提供推动力的主要指标。以瓦氏雅罗鱼和马口鱼为主要过鱼目标时, 建议上行集运鱼船入口设计流速为0.9—1.2 m/s, 集鱼箱内部设计流速为0.1—0.9 m/s。本文探讨了2种典型工程过鱼对象的游泳能力及关键游泳行为特征, 研究结果可为过鱼设施的设计与优化提供参考依据。

为探究6种鲤科鱼类群体行为特征的种间差异及其对运动训练的响应, 本研究选取鲫(Carassius auratus)、丁鱥(Tinca tinca)、鲤(Cyprinus carpio)、中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)、岩原鲤(Procypris rabaudi)和光唇鱼(Acrossocheilus fasciatus)作为实验对象, 在25℃下, 各自分为对照组、无氧运动训练组(1次/d)和有氧运动训练组[4倍体长/秒(bl/s), 18h/d]进行为期3周的处理。随后在六臂迷宫中测定鱼群在无捕食者刺激和模拟捕食者刺激下的群体中心密度(Center density, CD)、庇护所臂密度(Shelter density, SD)、非庇护所臂密度(Non-shelter density, NSD)和凝聚力指数(Cohesion index, I_c)。结果发现: 在无捕食者刺激和模拟捕食者刺激下, 鲫、丁鱥、鲤和中华倒刺鲃对照组都展现出相对较高的CD、NSD、Ic值和相对较低的SD, 岩原鲤对照组展现出相对较低的CD、NSD和相对较高的SD、I_c值, 光唇鱼对照组展现出相对较低的CD、SD、I_c值和相对较高的NSD。无论有无捕食者刺激, 运动训练对鲫、丁鱥、鲤的群体行为特征都没有产生统计学意义上的显著影响。无氧运动训练导致岩原鲤在无捕食者刺激下NSD显著降低81%, I_c值显著增加21% (P＜0.05); 无氧运动训练导致光唇鱼在模拟捕食者刺激下I_c值显著增加39% (P＜0.05); 有氧运动训练导致中华倒刺鲃在无捕食者刺激下I_c值显著降低17% (P＜0.05)。研究表明: (1)6种鲤科鱼类群体行为特征具有显著的种间差异, 可能与其生活习性和生境因素有关; (2)运动训练对6种鲤科鱼类群体行为特征具有不同程度的影响, 其影响依赖于鱼的种类和训练制度。

为明确狭域种长麦穗鱼(Pseudorasbora elongata)和广布种麦穗鱼(Pseudorasbora parva)的趋流性差异, 以及是否因此导致其适应性的不同, 为长麦穗鱼保护提供科学依据。以二者为研究对象, 采用递增流速法对其感应流速进行测量。结果表明: 长麦穗鱼[体长(7.7±1.3) cm]的绝对感应流速为(2.88±1.00)—(9.63±2.28) cm/s, 相对感应流速为(0.47±0.11)—(1.09±0.24) BL/s, 不同体长组间绝对感应流速和相对感应流速均存在显著性差异(P<0.05)。麦穗鱼[体长(7.2±0.9) cm]的绝对感应流速为(5.25±0.82)—(7.91±1.03) cm/s, 相对感应流速为(0.83±0.10)—(0.94±0.10) BL/s, 除7.0—7.9与8.0—9.0 cm体长组外, 其余各体长组间绝对感应流速与相对感应流速均存在显著性差异(P<0.05)。两种麦穗鱼的绝对感应流速、相对感应流速与体长间均呈极显著正相关(P<0.001)。长麦穗鱼的绝对感应流速及相对感应流速均显著性低于麦穗鱼(P<0.05), 表明狭域种长麦穗鱼比广布种麦穗鱼对水流有更高的敏感性, 这可能是长麦穗鱼分布区域狭窄的重要原因之一。因此, 在长麦穗鱼栖息地的保护中, 应充分考虑其趋流性特征。在满足安全行洪的条件下, 河道整治应遵循河道的自然宽窄变化和起伏, 避免线型渠化。此外, 在长麦穗鱼分布河段, 尽量降低水坝密度, 增大水坝间隔。

为探讨不同光照周期对中国鲎(Tachypleus tridentatus) 2龄稚鲎摄食节律的影响并分析其消化道排空特征, 本研究通过设置一昼夜8个观测时间段为8个处理组(每日各处理组投喂1次), 基于消化道内容物饱满变化分析中国鲎2龄稚鲎的昼夜摄食节律及不同光照条件(自然光照、全光照、全黑暗)对其摄食规律的影响, 并探讨饱食后24h内的消化道排空特征。结果显示, 无论是投饵3h后或是6h后不同光照周期条件下2龄稚鲎8个时间段平均饱食指数均无显著差异; 而在投饵3h后, 自然光照周期下夜晚平均饱食指数显著大于白天, 而全光照周期组和全黑暗周期组尚未表现昼夜差异; 在投饵6h后, 在3种光照周期下, 其夜间平均摄食饱食指数均显著高于白天。在投饵3h后, 自然光照周期下2龄稚鲎摄食高峰在夜间(21:00—翌日06:00), 全光照周期下和全黑暗周期下则无昼夜摄食节律; 而在投饵6h后, 全光照和全黑暗周期条件下均具有明显的摄食节律, 摄食高峰分别出现在21:00至翌日09:00和21:00—翌日06:00。大部分2龄稚鲎在投饵3h内已达一定摄食量, 与摄食6h后无太大差异。此外, 在饱食后, 初次摄食2龄稚鲎在14.7h 消化道排空率达50%, 80%消化道排空率需要时间为27.1h; 非初次摄食2龄稚鲎在8.8h消化道排空率达到50%, 在16.3h消化道排空率达到80%。研究表明, 中国鲎2龄稚鲎具有明显的昼夜摄食节律, 偏好夜间摄食, 该节律受光照周期影响较小; 2龄稚鲎消化道排空方式呈先快后慢型, 初次摄食后其消化道排空较慢, 非初次摄食经一昼夜后消化道接近完全排空。因此, 本研究建议在稚鲎人工培育过程中保持正常自然光照周期、在傍晚以后每天至少投喂1次为宜, 且在其摄食初期可适当延长投喂间隔。本研究结果可为中国鲎幼体人工培育投饵策略提供理论依据。

本研究以菜子湖流域为研究区, 应用SWAT模型对农业非点源污染中丁草胺的迁移与输出过程进行模拟。通过模型参数率定与验证, 获得了较为可靠的模拟结果。结果表明, 丁草胺输出在时间和空间尺度上均表现出显著差异。时间上, 6—7月丁草胺输出量占全年总量的79.32%, 与5—6月施药期后夏季强降水及径流增加密切相关; 日输出量与日径流量呈显著正相关(P<0.01, r=0.632)。丰水年(如2016年)丁草胺输出量显著高于枯水年(如2018年)。空间上, 下游子流域(如13、17、19号)为主要输出区, 输出强度明显高于上游地区。在土地利用类型方面, 由于多塘系统中水体对污染物具有显著的传输和滞留作用, 子流域内水体覆盖面积对丁草胺输出具有显著影响, 而农田和林地的影响相对较小。研究结果可为菜子湖流域农业非点源污染防控及农药管理提供科学依据, 对保障流域水质安全、优化区域农药管理策略具有重要意义。

为掌握禁捕初期徽水河中游及支流水系鱼类群落多样性特征及年际变化, 于2021—2023年连续3年开展鱼类资源调查, 共采集鱼类59种, 隶属于7目12科40属, 其中鲤科(Cyprinidae)鱼类占绝对优势, 其物种数占比为67.80%, 数量及生物量占比依次为89.22%和91.65%; 生态类型以底栖生活、杂食性和产沉性卵鱼类占优, 物种数占比依次为55.93%、55.93%和44.07%。年际特征显示, 鱼类物种数变幅为35—47种, 其中共有优势种为宽鳍鱲和条纹光唇鱼; Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数总体均呈波动上升趋势, 变幅依次为4.18—5.34、1.97—2.37、0.55—0.62; Simpson指数则呈下降趋势, 变幅为0.19—0.31。丰度−生物量曲线分析表明, 鱼类群落受干扰程度总体呈下降趋势。聚类分析显示, 时间上2021年春、夏、冬季群落结构相似, 2022年冬季和2023年冬季群落结构相似, 其他时间聚为一类, 表明恢复进程具有显著的阶段性特征, 恢复初期(2021年)的响应模式具有独特性。空间上干流和支流总体上各自聚为一类, 说明由基础生境特征驱动的群落差异仍然存在并占主导地位。整体来看, 群落结构恢复在时间动态下受生境条件、季节差异多因子共同驱动, 呈现阶段性、空间异质性等生态响应特征。本研究揭示了禁捕初期徽水河中游及支流水系鱼类群落特征及多样性变动趋势, 为支撑禁捕效果评估和水生生物资源科学管护提供了依据。

为解析洱海水环境的时空变化特征, 本研究基于2017—2024年洱海北、中、南三区湖心及对应湖湾(沙坪湾、挖色湾、向阳湾)季度监测的19项水体理化指标, 分区域构建了整体、年度和季度尺度的水质相关性网络。结果表明: (1)洱海湖心水质网络较湖湾更松散、简单, 这一低连通、高模块化的结构可把污染等扰动局域化, 从而赋予其更高的抵抗力; 而湖湾网络复杂、连接冗余, 在外部扰动下更易发生连锁波动, 抵抗力相对较弱。(2)湖心区水质网络以TN、TP、SD和Chl.a为核心节点, 其中TP是共有的关键驱动因子, 对其调控可产生高效的杠杆效应。湖湾水质指标虽连接数多, 但关键节点少, 对扰动的缓冲更依赖随机连通路径, 稳定性相对较低。(3)湖湾区水质网络结构呈季节性演变, 由春季至冬季逐渐复杂紧密, 这可能受降雨径流与水生植物季节波动等的共同驱动。因此, 通过调控湖湾水生植物群落, 有望局部降低网络密度、提升模块化, 进而为全湖水质网络的简化与稳态维持提供一种关键驱动途径。本研究将网络稳定性框架引入高原湖泊水质评价, 所提出的“水质网络结构特征”可为洱海分区治理提供新的预警指标(如模块度与密度), 并指明通过削减外源负荷与调控水生植被驱动网络向更优构型转变的精准治理路径。