1、 本科毕业论文 （ 20 届） 大黄鱼耐流试验研究 所在学院 专业班级 生物科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 目录 摘要 .I Abstract . II 引言 . 1 1 材料与方法 . 4 1.1 实验材料 . 4 1.2 实验仪器 . 4 1.3 实验方法 . 4 1.3.1 大黄鱼续航游泳时间的测定 . 4 1.3.2 大黄鱼临界游泳速度的测定 . 5 2 实验结果 . 6 2.1 续航时间 . 6 2.2 临界游泳速度 . 6 3 实验讨论 . 9 3.1 续航时间的问题 . 9 3.2 临界游泳速度的问题 . 9 3.2.1 流速增幅的影响
2、 . 9 3.2.2 温度的影响 . 11 3.2.3 临界速度的不足 . 12 小结 . 14 参考文献 . 15 致谢 .错误 !未定义书签。 本科毕业论文 中文摘要 I 摘要 摘要 现在网箱养殖技术日趋成熟，养殖大黄鱼 的技术也逐步的完善，但是也有不足之处的！比如对于流速的控制，各个地方对于最适流速的定位都有所不同，比较混乱所以本实验研究了大黄鱼的续航游泳速度和临界游泳速度 2 个指标 目的在于计算出大黄鱼的临界游泳速度以及大黄鱼能够续航的游泳时间，这对网箱养殖大黄鱼提高产量，以及养殖海域的选择有一定的帮助。实验分 2 个步骤，第一是通过在固定流速下让大黄鱼顶流游泳，并记录大黄鱼在实验流
3、速下的游泳时间，即续航游泳时间，通过实验 6 尾一龄大黄鱼的实验，确定了大黄鱼的最适游泳速度为 60cm/s；第二是通过大黄鱼在一个流速梯度下顶流游泳，通 过多个流速梯度后，记录放弃顶流的当前流速，并通过公式来算出其临界游泳速度，经过实验可看出大黄鱼的续航游泳时间和水流流速呈现幂函数递减关系，它的临界游泳速度为 40.2cm/s。研究结果表明，大黄鱼适合在 60cm/s 流速的下的海域养殖，而它的临界游泳速度为 40.2cm/s 也可以作为一个参考的指标。 关键词 大黄鱼，流速，续航游泳时间，临界游泳速度 本科毕业论文 英文摘要 II Abstract Abstract Cage cultur
4、e technology is now mature, cultured large yellow croaker in the technology gradually improved, but there are deficiencies.For example, flow control, optimal flow rate for various parts of the positioning is different, a bit confusing,Therefore, this experimental study of the large fish swimming spe
5、ed and endurance swimming speed of two critical indicators aim to calculate the critical swimming speed of large fish and large fish can swim time for endurance,This big fish cage culture to increase production, as well as the choice of breeding area will certainly help.Were divided into two steps,
6、first is a fixed flow rate through the roof flows to large fish swimming, and record the big fish swimming under the experimental flow time, that life swimming time, the experiment six fish a big old experiment to determine The optimal swimming speed of large yellow croaker was 60cm / s; the second
7、is through a large yellow croaker in the top flow velocity gradient swimming, multiple velocity gradient in the record to give up the top of the current flow velocity, calculated by formula to the critical Swimming speed,Experimental results can be seen swimming endurance of large yellow croaker and
8、 decreasing flow velocity power function relationship, its critical swimming speed of 40.2cm / s. The results show that for large yellow croaker in the 60cm / s velocity under the sea farming, and its critical swimming speed of 40.2cm / s can be used as a reference indicator. Key words Large yellow
9、croaker,Endurance swimming,Critical swimming speed Countercurrent 本科毕业论文 引言 1 引言 由于水环 境和动物生存方式的多样性 ,各种鱼类通常在游泳运动的方式和能力上表现出很大的差异。处于临界游泳速度 ( critical swimm ing speed, Ucrit )状态下的鱼类 ,心输出量和耗氧率均可达到最大值 ( Thorarensen et a l. , 1996) ,因此目前普遍采用临界游泳速度作为评价鱼类最大有氧运动能力的一个重要指标 (Jain et a l. , 1997) 。游泳速度的测定基于鱼类在水流中
10、逆流运动的生活习性 ,当鱼体截面积足够小时 ,则可将水流速度作为实验鱼的游泳速度。实验鱼在进行 Ucrit 的测定前 ,通常需要在游泳管的微水流条件下进行一段时间 (约为 60 m in)的适应 ,然后将水流速度调到某一设定的初始速度 (约为50% 70% Ucrit ) ; 此速度下持续一段时间 ( t)后 , 再以一定的速度增量 ( v) 提高水流速度 ;通过不断提高水流速度并重复上述过程直至实验鱼力竭。临界游泳速度的计算公式如下 : Ucrit = v + ( t / t) v (1) 式中 : t为各速度下统一设定的持续时间 , t是在最高速度下的实际持续时间 ( t t) ; v 为
11、各速度梯度间的速度增量 , v 为实验鱼能够完成持续时间 ( t)的最大游泳速度 ,即亚最高速度。自 B rett 于 1964 年提出上述测定方法以来 ,此方法一直被广泛使用 ( Jones Hartwell Kolok, 1991; Hawkins 而实验中测定的持续时间 ( t) 和速度增量 ( v)通常为研究者根据实验鱼自行设定 (Lowe, 1996; Gree 一直引起学者的关注 ( Farlinger Hammer, 1995) 。大黄鱼不仅是一种重要的经济鱼类 ,也是一种常用的实验对象。本实验室相关研究显示 ,该种鱼的幼鱼具有较强的临界游泳能力 (L iu et a l. ,
12、2009) ,在此基础上 ,本研究以该种鱼的幼鱼为实验对象 ,探讨不同的持续时间和速度增量对其临界游泳速度测定结果的影响。 正因为大黄鱼属于洄游鱼类所以才会产生耐流等等的有关流速的问题，鱼类在水中运动，大体上 可分为两种：一种是没有一定规律的，如临时躲避敌害的袭击，追逐俘获物，或其他偶然性的运动等等。这类运动有时连续发生，有时则很长时间没有出现，移动的距离或持续时间一般较短，而且没有一定的方向和周期性，因而被称为“不定向移动”。另一种则相反。它的运动是有目的性的，时间和距离相当长，有一定路线和方向，而且在一年或若干年中的某一时间，某些环境条件下，作周期性的重复，因而形成了所谓“定向移动”，这就
13、是通常所说的洄游。鱼类的洄游是自然界中一种非常有趣的现象。大麻哈鱼和鳗鱼是比较典型的例子。在海洋中度过青少年时期的大麻哈鱼 ，到了性成熟的时候，就成群游向河本科毕业论文 引言 2 口，并以一昼夜四五十公里的速度，逆水而行，到离海洋数百公里的河流上游产卵。它们在洄游途中，不思饮食，只顾前进，遇到浅滩峡谷、急流瀑布也不退却。有时为了跃过障碍，竟碰死于石壁上。到达目的地后，因长途跋涉，体内脂肪损耗殆尽，憔悴不堪。鱼类也和其它动物一样，它的活动受到温度的影响。由于鱼类在水中生活，除了温度，水流和盐度等对鱼类的洄游都有影响。水流对鱼类的洄游，特别是对幼鱼的洄游起着重要作用。因为对幼鱼来说，它们缺乏必要的
14、运动能力，不能与强大的水流作斗争，因而只能完全被水流所“挟持 ”，随着水流而移动。许多成鱼的洄游，在很大程度上也受水流所左右。又由于它们身体的两侧有许多被称为“侧线”的感触器官，它对水流的刺激尤为敏感，能帮助鱼类确定水流的速度和识别方向。不同种的鱼类对水流的刺激作用的反应也不同。有的是逆流而上，有的是顺流而下。鱼类的长途洄游，可以说大多数是由水流的作用而引起的。水的温度对鱼类的洄游，也有不可估量的作用。大多数鱼类也和候鸟一样，对温度的感觉相当敏感，它们只能在一定的水温中生活，当水温发生变化的时候，鱼类就要寻找适于生活的环境，从而产生洄游。例如我国沿海的大黄鱼、小黄鱼， 它们在秋未冬初就先后离开
15、沿岸，游向深海去度过严寒的冬夫。这种洄游彼称为“越冬洄游”。鱼类的洄游与水的盐度也有关系。水中盐分的变化，会引起鱼类生理上的变化，例如使鱼的血液内盐分减少或增多，就能使鱼的神经系统处于兴奋状态。不同种类的鱼或同一种类的鱼，在不同生活阶段中，对水中盐度的适应能力是不同的。对有的鱼来说，不同盐度水域的分界处，似乎是不可逾越的鸿沟，可是对另一种鱼来说，却又是它们洄游途上的“路标”。 鱼类为了维持自己的生命和身体的新陈代谢，特别是在产卵以后为恢复体力，就必须寻觅必要的食料。鱼类的食料大多数是 浮游生物或其他小鱼小虾，而这些生物的数量往往随着水域的环境变化而有很大的增减，因此，鱼类为了追逐饵料生物群，就
16、不得不作长距离的索饵洄游。也有人会问：为什么有的鱼喜欢逆流而上，有的喜欢顺流而下？为什么有的鱼就爱游向近海或江河中去产卵，而另一些又恰好相反，游向深海中去产卵？我们说，这与鱼类的遗传本能有关系。鱼类长期受外界环境条件的影响，洄游运动已经形成一种习性，成了一种遗传的本能。不同种类的鱼，由于从它们祖先所继承下来的习性不同，所经历的历史年代不同，所以这种遗传性的本能也有很大差别，并形成某一种族的固有特性。 所以掌握鱼类的洄游规律，在渔业生产上具有极其重要的意义。目前，我国以时间长度作为分类标准可将游泳速度分为巡航游泳速度 ,长时游泳速度 ,冲刺游泳速度 3 类。对鱼类游泳速度的研究也日趋着重化，因为
17、过度的捕捞以及生态环境的破坏，所以我国在鱼类游泳的研究方面采取了不少的举措，例如对洄游鱼类的重建鱼道等等，而国外对鱼类游泳速度的研究则是偏向于仪器方面，例本科毕业论文 引言 3 如挪威使用扇形扫描声纳来研究鱼的游泳速度，专门研制了一种可供长时间使用的声学标志，利用这种标志可同时收到鱼尾摆动频率、鱼心脏跳动率，其所在深度和栖息处水温状况。 本科毕业论文 材料与方法 4 1 材 料与方法 1.1 实验材料 实验使用的是大黄鱼 (一龄大黄鱼 )，属于鲈形目，石首鱼科，黄鱼属。实验共 20尾鱼，经实验室暂养 2 天后，挑选出健康，活泼体态的 12 尾鱼作为实验材料，鱼体体长在 29.531.5cm 之
18、间，体重在 298315.7 克其中那个用于续航游泳时间测定的有 6 尾鱼，用于临界游泳速度测定的有 6 尾鱼；体长和体重等实验数据为试验后的测量结果，是为了避免该测量对整个实验准确度的影响。实验采用经沉淀过滤后的天然海水，温度为 20，盐度为 34；实验海水中使用增氧充气泵为其保持一定的含氧量；实验室为自然光照条件。 1.2 实验 仪器 实验使用的仪器为鱼类耐流性实验垂直循环水槽，垂直循环水槽全长 350cm，高度为 116cm，玻璃观测视窗长度为 180cm，断面尺寸为 30cm 30cm，水流采用无极变速，造流速度范围 0 2.0m/s，流速由 0 增至 2.0m/s 的加速时间小于 1
19、min，如下图所示。 图 1 鱼类耐流性试验垂直循环水槽 Fig.1 The vertical circulation flume tank for fish swimming performance tests 1.3 实验方法 1.3.1 大黄鱼续航游泳时间的测定 实验流速方案 设计： 本科毕业论文 材料与方法 5 为 3 组流速，分别为： 120， 90， 60cm/s。 实验步骤： 将试验用海水注入水槽，并调至最大流速，使得水中充分溶解氧份，实验前用生化过滤棉对水体进行过滤。设定好温度为 20，从暂养水池中取出 2 尾实验用鱼放入水槽中，设定水槽流速为 10cm/s，并且在接下来的 2
20、 分钟内将流速增至实验流速 ,并记录当前时间。当实验用鱼接触水槽末端网并放弃顶流 30S 时，实验结束并记录当前时间，停止造流并取出实验用鱼，重复上述方法，直至所有流速条件实验完毕。实验完毕以后将大黄鱼放入有微量麻醉剂的水中，待他安静后，测量其体长和体 重，并记录实验数据。 1.3.2 大黄鱼临界游泳速度的测定 实验设计：为 5 组流速，分别为： 20， 30， 40， 50， 60cm/s。设定好温度 20后将鱼放入实验水槽中适应 45min，适应的流速为 10cm/s，完了以后打开驱流装置，以大致 1.5BL/s 的水流速度让实验用鱼适应 5min，随后在 2min 内使水流速度达到 20
21、cm/s，30min 后将流速增加到 30cm/s，再过 30min 将流速增加到 40cm/s，当实验用鱼触网并放弃顶流 30S 的时候实验结束。 实验步骤： 上水启动电机，并调至最大流速，使得水中能够充分溶解氧气；使用 生化过滤棉对水体进行过滤；取 2 为实验用大黄鱼放入水槽中，调整流速至 10cm/s，并放入充气石保持水槽的玻璃盖敞开，让鱼在此环境下适应 45min；取出过滤棉，盖上玻璃盖；在2min 内将流速调节至 20cm/s，然后每过 30min，增加一个流速的梯度；监视鱼的游泳状态记录游泳时间内的腮动频率和摆尾频率，直至大黄鱼触网后放弃顶流 30s 后实验结束并记录下时间，和疲劳
22、的前一流速 Vp，以及在最后的流速段内持续的游泳时间 tf；停止造流取出实验用鱼，并放入含有微量麻醉剂的水中，进行麻醉，后测量其体长和体重的数值。重复上述步骤 ，直至 6 尾实验用鱼都完成实验。实验结束后按照下面公式即可计算出大黄鱼的临界游泳速度： Vcrit=Vp+(tf/ti) Vt； Vcrit 为鱼的临界游泳速度； Vp 为大黄鱼疲劳的前一流速； Vt 为流速增幅； tf 为最后流速段内持续的游泳时间； ti 为时间步长。 本科毕业论文 实验结果 6 2 实验结果 2.1 续航时间 由以下数据可见大黄鱼的续航游泳时间和水流流速呈现幂函数递减关系 表 2.1 续航游泳时间结果 Tab 2
23、.1 Results of endurance swimming 流速 编号 开始时间 结束时间 续航时间 平均续航 120 A 140 645 505 459 B 140 634 454 90 C 120 4134 4014 4139 D 120 4304 4304 60 E 130 8656 8526 8414 F 130 8432 8302 图 2 续航时间与流速关系 Fig.2 Relationships between the sustained swimming time and flow velocities 由上述数据可见在流速 120cm/s 的时候大黄鱼只能续航 459 如此较短的时间，说明大黄鱼不适合在这一流速下生活，在 90cm/s 的流速下大黄鱼身体状态趋于稳定化，而在60cm/s 的流速下，大黄鱼身体特征最为稳定，续航时间随着流速的递减，大黄鱼的续航游泳时间不断的增长，所以在实验中可以看出大黄鱼在 60cm/s 的时候为最适流速。 2.2 临界游泳速度 对于选取的 6 尾大黄鱼的进行续航时间测试后，初始的速度为 10cm/s，适应时间为 45min，流速的增幅为 10cm/s，增速间隔 30min，流速之间的加速时间为 1min，以
