環(huán)境水流因子對(duì)魚類的影響探究

閏杰　宋晨

摘要：在魚類的生活環(huán)境中，水流是一種非常重要的非生物影響因子。它通過刺激魚類的感知器官使其做出相應(yīng)的行為反應(yīng)和生理變化，如攝食、棲息、生長(zhǎng)、繁殖、能量代謝等。深化對(duì)水流因子的研究，對(duì)魚類行為學(xué)、魚類生態(tài)學(xué)、魚類生理生化學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)等學(xué)科的研究有關(guān)鍵且重要的意義。近幾年的研究表明，水流與魚類的活動(dòng)規(guī)律、生理變化有密切的關(guān)系。本文結(jié)合各方的研究，從魚類的感知原理入手，針對(duì)魚類游泳行為、能量代謝、棲息地選擇、繁殖、生長(zhǎng)、洄游和生理生化指標(biāo)等七個(gè)方面總結(jié)水流與魚類活動(dòng)之間的密切關(guān)系。

關(guān)鍵詞：水流;游泳行為;棲息地;環(huán)境保護(hù)

1魚類對(duì)水流的感知原理

魚類對(duì)水流的感知是通過分布在頭部及身體兩側(cè)的側(cè)線系統(tǒng)來完成的。當(dāng)魚類周邊有水流存在時(shí)，魚類通過組成側(cè)線系統(tǒng)的側(cè)線管神經(jīng)丘與體表神經(jīng)對(duì)水流壓力和水流流速及方向進(jìn)行感知。魚類感知到水流的變化后，通過自身的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)做出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)行為。

2水流對(duì)魚類的影響

2.1 水流對(duì)魚類游泳行為的影響

水流是自然環(huán)境中促進(jìn)魚類運(yùn)動(dòng)的主要因子。在水流的刺激下，魚類會(huì)調(diào)整自身的游泳狀態(tài)來適應(yīng)水流環(huán)境變化。魚類能根據(jù)水流的方向和速度調(diào)整自身的游向和游速，使其自身處于逆流游泳狀態(tài)或長(zhǎng)時(shí)間停留在某一特定位置。魚類在有水流的情況下有明顯趨流游泳行為，而在靜水情況下下沒有特定的方向性和趨流性。魚類在趨流游泳中，主要是通過尾鰭的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)自身的前進(jìn)或滯留，擺尾頻率能充分體現(xiàn)出魚類對(duì)水流的應(yīng)激行為響應(yīng)。

2.2 水流對(duì)魚類能量代謝的影響

生存環(huán)境的變化直接或間接的影響到魚類的代謝，水流作為一個(gè)重要的環(huán)境因子在魚類的代謝活動(dòng)中有重要的作用。呼吸和排泄是魚類能量代謝活動(dòng)的重要表征。

呼吸代謝是反應(yīng)魚類能量代謝的重要指標(biāo)，魚類在短暫（15～20s）的沖刺游泳時(shí)處于無氧呼吸狀態(tài)，而較長(zhǎng)時(shí)間處于有氧呼吸狀態(tài)下，因此魚類耗氧率的變化能充分體現(xiàn)魚類的能量變化。魚類能量代謝的來源主要是脂肪、糖類和蛋白質(zhì)，耗氧率反應(yīng)了脂肪與糖類的代謝狀況，而蛋白質(zhì)的代謝狀況則是由排氨率表現(xiàn)的。

2.3 水流對(duì)魚類棲息地選擇的影響

絕大多數(shù)魚類都具有趨流特性，因此流速在魚類棲息地的選擇中占有重要的地位。魚類棲息地的選擇是由環(huán)境信息、生理狀況、生境偏好等因子共同作用的結(jié)果，對(duì)趨流性的魚類來說，水流能影響魚類的環(huán)境狀況，甚至影響其棲息偏好性。

2.4水流對(duì)魚類繁殖的影響

魚類的繁殖行為是為了種族的繁衍，對(duì)絕大多數(shù)魚類來說，產(chǎn)卵場(chǎng)所是影響魚類繁殖力的重要因素。在產(chǎn)卵場(chǎng)的眾多生境因子中，水力學(xué)特征是主要的生境因素，而水流在水力學(xué)特征的眾多因子中占重要地位，同時(shí)水流也是河流生態(tài)系統(tǒng)最重要的特征。

水流對(duì)魚類繁殖的直接影響表現(xiàn)在以下兩方面：一是適當(dāng)?shù)乃髁魉倌艽碳~類產(chǎn)卵，魚類可以根據(jù)水流的流速獲得產(chǎn)卵信號(hào);二是水流制造的混亂環(huán)境利于提高受精率。

2.5水流對(duì)魚類生長(zhǎng)的影響

在流水的環(huán)境中，魚類為了克服水流的阻礙，其運(yùn)動(dòng)量比靜水中大，體內(nèi)的各項(xiàng)代謝活動(dòng)加強(qiáng)，在增大運(yùn)動(dòng)量的流水環(huán)境中，魚類對(duì)餌料的消化吸收率提高，能量轉(zhuǎn)換率增強(qiáng)，以致餌料系數(shù)低，魚類的增重率加快。水流在一定程度上可以促進(jìn)魚類的生長(zhǎng)。

2.6水流對(duì)魚類洄游的影響

自然界中存在很多洄游性魚類，這一些魚類定期、定向的周期性運(yùn)動(dòng)，以完成自身生命活動(dòng)中各個(gè)重要的環(huán)節(jié)，如：生殖、越冬、索餌等。洄游是洄游性魚類十分重要的生命活動(dòng)行為。

水流在魚類洄游活動(dòng)中不僅刺激洄游發(fā)生，還在魚類洄游過程中起重要作用。魚類能通過測(cè)線系統(tǒng)對(duì)水流的感知，決定洄游的時(shí)間、方向和速度。

2.7水流對(duì)魚類生理生化指標(biāo)的影響

魚類的生理生化指標(biāo)直接反應(yīng)了其生理狀態(tài)和健康水平。魚類的生理生化指標(biāo)除受魚類本身的遺傳生理狀況影響，還受各種外界環(huán)境因子影響。

3意義

3.1 提高養(yǎng)殖效率

現(xiàn)代化的流水養(yǎng)殖規(guī)模已逐漸擴(kuò)大，深化水流因子對(duì)魚類的影響研究，為能更好的認(rèn)識(shí)魚類的行為習(xí)性、提高流水養(yǎng)殖效率、改善增養(yǎng)殖技術(shù)、選育優(yōu)勢(shì)品種提供充足的數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)。能有效地提高魚類的生長(zhǎng)速率和體質(zhì)，為魚類的健康養(yǎng)殖鋪平道路，實(shí)現(xiàn)無公害自然養(yǎng)殖的目的，降低對(duì)自然資源的依賴，并促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)生態(tài)發(fā)展。

3.2 助于魚道的設(shè)計(jì)

隨著人類對(duì)水電能源的開發(fā)，越來越多的大壩、水閘等水上建造物浮現(xiàn)。而這些工程在給人類帶來不菲的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益的同時(shí)，也破壞了河流自身的連續(xù)性，阻斷了魚類的洄游通道，擾亂了河流的原貌和生態(tài)平衡。在這種狀況下，魚道的設(shè)計(jì)和建設(shè)顯得尤為重要。在魚道的設(shè)計(jì)中魚類突破水流阻力的能力是成功與否的關(guān)鍵。魚道的類型、魚道入口的流速、魚道的出口位置等各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)均需以魚類對(duì)水流的響應(yīng)變化作為標(biāo)準(zhǔn)。研究水流流態(tài)、流速場(chǎng)對(duì)魚類的影響能幫助魚類順利通過魚道，使其順利完成自身的洄游行為，為魚道的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供重要的數(shù)據(jù)參照。同時(shí)有助于維持河流的生態(tài)平衡和魚類資源的保護(hù)。

3.3 利于漁業(yè)資源的保護(hù)

頻繁的人類活動(dòng)在帶來環(huán)境污染的同時(shí)也引起了局部水域水流的變化。大壩建設(shè)、航道開發(fā)、采砂、工業(yè)排污等均改變了設(shè)施周圍的水流，對(duì)魚類的棲息環(huán)境、洄游路線、產(chǎn)卵場(chǎng)等生命活動(dòng)場(chǎng)所產(chǎn)生了巨大的影響。通過研究水流對(duì)魚類的影響，了解魚類的棲息地、洄游、產(chǎn)卵等生命活動(dòng)，進(jìn)而從珍稀物種自然保護(hù)區(qū)的建立，對(duì)魚類產(chǎn)卵場(chǎng)，洄游路線的保護(hù)等方面確保魚類的正常繁殖，達(dá)到漁業(yè)資源保護(hù)的目的。

4展望

關(guān)于水流在魚類行為學(xué)、生態(tài)學(xué)、生理生化學(xué)中的對(duì)魚類的影響研究已很成熟了?？蒲械睦碚摶A(chǔ)也十分夯實(shí)，但相關(guān)研究成果向?qū)嵺`生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化比較緩慢。目前已開始利用水流改善對(duì)漁業(yè)資源的保護(hù)措施，流水養(yǎng)殖業(yè)也取得顯著成效。通過研究水流與魚類之間的關(guān)系，對(duì)漁業(yè)資源的分布及環(huán)境保護(hù)的發(fā)展具有重要的意義。

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（作者單位：南京領(lǐng)先環(huán)保技術(shù)股份有限公司）