金鲈仔鱼对鱼类防护筛的游泳行为响应与贴附风险:流速阈值与发育阶段的关键作用

《Ecological Management & Restoration》:Swimming Behavioural Responses and Impingement Risks of Larval Golden Perch to Fish Protection Screen Approach Velocities

【字体: 时间:2026年01月25日 来源:Ecological Management & Restoration 2.2

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  本研究通过实验揭示了金鲈仔鱼在不同发育阶段(原仔鱼、后弯曲期仔鱼、后期仔鱼)对鱼类防护筛趋近流速(0.08–0.30 m·s?1)的行为响应与贴附风险。结果表明,当前澳大利亚设计标准推荐的0.10 m·s?1流速可为后弯曲期及以后发育阶段的仔鱼提供有效保护,并为最脆弱的原仔鱼提供约10秒的关键保护窗口。研究首次系统量化了仔鱼通过水力庇护(hydraulic refuging)和爆发-滑行(burst-coast)等行为规避贴附的策略,为优化筛网设计(如扫流速度、筛网尺寸与倾角)以保护流域生物多样性提供了关键依据。

  
引言背景
淡水生态系统虽仅占地球宜居水体的0.01%,却孕育了约50%的鱼类物种。然而,淡水鱼类的衰退速度远超海洋鱼类和陆生物种,澳大利亚墨累-达令流域的鱼类种群自欧洲殖民前已减少90%。水资源调配设施(如引水渠道或泵站)导致的鱼类误捕是其主要威胁之一,尤其对缺乏游泳能力的仔鱼影响显著。金鲈作为流域内代表性物种,其仔鱼在漂流迁徙阶段极易被引水设施卷入,年均损失可达数亿尾。鱼类防护筛通过物理屏障与水动力调节可有效降低鱼类误捕,但澳大利亚现行设计标准(趋近流速0.10 m·s?1)主要基于幼鱼研究,其对仔鱼的保护效果尚不明确。
研究方法
实验选用金鲈三个发育阶段(原仔鱼、后弯曲期仔鱼、后期仔鱼),在可控流速的游泳水槽中设置模拟筛网,测试0.08–0.30 m·s?1范围的趋近流速及20°C/25°C水温对仔鱼贴附风险的影响。通过视频分析量化仔鱼游泳时间、贴附发生率及行为策略(包括持续游泳、爆发游泳、水力庇护和失控被动漂流)。采用惩罚性Cox比例风险广义可加模型分析风险比,并通过多变量方差分析比较行为组成差异。
结果分析
贴附风险与发育阶段关联
趋近流速显著影响仔鱼贴附风险,原仔鱼最为脆弱,在0.10 m·s?1流速下贴附率高达95%–100%,贴附时间仅约10秒。后弯曲期仔鱼贴附率降至8%–61%,后期仔鱼在0.10 m·s?1时无贴附发生。风险比显示,流速超过0.10 m·s?1时,原仔鱼贴附风险呈指数增长(0.30 m·s?1时风险比为0.10 m·s?1的2136倍),而后弯曲期和后期仔鱼的最大风险比仅为3.5倍和1.8倍。水温效应仅在原仔鱼阶段显著,20°C下的贴附时间(7秒)显著短于25°C(22秒)。
行为策略的发育差异
非贴附仔鱼普遍表现出更高的游泳控制能力与爆发游泳行为使用率。原仔鱼主要依赖水力庇护行为(占比约58%),后弯曲期和后期仔鱼则采用爆发-滑行策略规避贴附。随着流速增加,成功逃避贴附的个体爆发游泳比例显著上升(后期仔鱼在0.30 m·s?1时增幅达47%),而贴附个体更依赖持续游泳。行为组成的分散性检验证实不同发育阶段和贴附状态间存在显著异质性。
讨论与启示
本研究首次系统揭示了澳大利亚淡水仔鱼与防护筛的相互作用机制。0.10 m·s?1的趋近流速标准可为后弯曲期后的仔鱼提供有效保护,但原仔鱼仍需通过优化筛网设计(如控制筛网长度以确保仔鱼在10秒内被扫流带离高风险区)提升保护效果。仔鱼行为策略的发育转变(从水力庇护到爆发-滑行)与其形态发育(如脊索弯曲、鳍形成、泳鳔充气)密切相关,这为筛网设计提供了生物力学依据。未来研究需关注扫流速度与筛网倾角等参数的协同效应,并在更大尺度水槽中验证原型仔鱼的庇护行为生态意义。本研究为墨累-达令流域鱼类保护设施的精准设计提供了关键科学支撑。
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