CN101011042A - 一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置 - Google Patents

一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，包括密闭的水槽，与水槽连通的进水管、出水管，及装在进水管上的流量调节装置；水槽内形成环形水道，且有控制水流沿环形水道同一方向流动的水流产生及调节装置。密闭水槽采用透明材料制成，在密闭呼吸室的上方或/和侧方装有摄像机。本发明的装置不但可以测定鱼类的基础代谢或常规代谢，且可测定其不同强度的活动代谢，同时可记录各种运动状态下的游泳行为。

Description

一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置
技术领域
本发明涉及一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置。
背景技术
新陈代谢是动物体最基本的生命活动，其代谢强度与活动状态，运动量大小密切相关。代谢率的测定是代谢研究的基本方法，是评价代谢水平与运动强度的重要手段。由于鱼类栖息于水体环境，其代谢率的测定一般都采用在一个密封的呼吸室中通过测定其耗氧率再换算成代谢率的间接测定方法。最初的测定是将实验鱼置于一个封闭的容器(呼吸室)中，容器内的水体不流动，不与外界交换，通过测定前后水体的溶解氧含量的差值推算单位时间的代谢率(文献1)。这种方法因密闭容器内水体溶解氧的降低本身对鱼呼吸产生的影响而出现较大的误差。现行呼吸测定装置是在原有密闭呼吸室的基础上，采用进水和出水导管使呼吸室内的水体与外界保持一定的交换率，从而维持呼吸室内水体的溶解氧保持在一定的水平上，通过测定进水以及出水的水体的溶解氧含量的差值推算鱼类的代谢率(文献2)。但上述方法均只能测定鱼类的标准代谢(空腹、静止状态)或常规代谢(空腹、日常运动状态)，不能测定不同运动状态下的代谢强度变化。
不同鱼类其游泳行为及运动特性不同。与游泳运动相关的行为指标如尾鳍摆动频率、摆动幅度、游泳方向、轨迹、速度等都可在止水或流水的开放式实验水槽中通过录像及视频分析获得。采用静水透明水槽可以观察分析静水条件下鱼类的游泳行为(文献3)，采用环形循环水槽设计不同流速可测定不同运动状态下鱼类的游泳行为，但实验鱼的实际活动区域被限定于水槽的一部分空间，当流速过大时，实验鱼会被拦截在下游拦栅上，无法观察到其进一步的行为反应(文献4)。由于上述实验水槽均为开放式设计，不能测定实验期间鱼类的代谢率。
动物的行为是其生理功能的外在表现。将生理参数与行为指标相结合进行分析是现代行为学研究的发展趋势和研究热点之一。鱼类的游泳行为与其活动代谢有密切关系，通对两者关系的定量分析，查明其变化规律，有助于探讨鱼类行为变化的生理学机制。为此，首先必须建立可以同时测定活动代谢及游泳行为的研究方法。
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发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，该装置不仅能测定鱼类不同运动状态下的行为特征，而且可同时测定鱼类在不同运动状态下的代谢强度。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，包括密闭的水槽，与水槽连通的进水管、出水管，及装在进水管上的流量调节装置；所述水槽内形成环形水道，且有控制水流沿环形水道同一方向流动的水流产生及调节装置。
为了能同步记录鱼类的运动状态，所述水槽采用透明材料制成，在水槽的上方或/和侧方装有摄像机。
作为一种优选方案，所述水槽呈圆柱型，水槽中央有一圆筒，水槽外壁与中央圆筒之间的空间形成所述环形水道。所述水流产生及调节装置包括至少一个潜水泵和与潜水泵出水口相连通的喷水管；潜水泵安装在所述圆筒内，喷水管径向地固定于环形水道的底部，喷水管的一侧设有多个出水孔。
为了使环形水道内水流流速稳定且分布均匀，所述潜水泵和喷水管各有两个，两喷水管成一直线固定安装，两喷水管上的出水孔方向相反。
为了使环形水道内流速可调，所述潜水泵为可调速潜水泵。
为了能根据需要调节水槽内外的水交换，所述流量调节装置为可调节流量的恒流泵。
本发明的测定装置集合通过控制水槽环形水道内水的流速，使环形水道中的实验鱼因顶流而产生不同强度的运动量，测定水槽进水和出水的溶解氧含量就可计算实验鱼的代谢率。由于主体结构采用透明材料制成，因而可通过摄像或录相同时记录实验鱼的游泳行为，从而达到活动代谢与游泳行为同步测定的目的。水槽中通过设置圆筒的方式形成环形水道，且潜水泵置于圆筒内，既节省了装置的空间，又不影响环形水道内的流速，结构科学合理。
本发明相对现有技术具有如下的优点及效果：
1、该鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置不但可以测定鱼类的基础代谢或常规代谢，且可测定其不同游泳强度的活动代谢。
2、该鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置不但可记录鱼类各种运动状态下的游泳行为，且可同时测定与此相关的代谢率的变化。由于实验区域为一环道，实验鱼的游泳方向可连续向前或向后而不受限制，可获得更多有用数据。
附图说明
图1是本发明的同步记录测定装置的结构示意图；
图2是本发明的水流产生及调速装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，包括由透明材料制成的圆柱型水槽1、上盖2，水槽1顶部与上盖2之间有密封圈9形成密闭的水槽，上盖中部有气泡排出孔6。水槽1一侧与进水管3相连接，另一侧与出水管4相连接，进水管3上有流量调节装置5。通过流量调节装置5可调节进水量，保持装置内水体溶解氧维持在一定的水平上。水槽1的上侧和外侧分别设有摄像机8。在水槽中央有一圆筒10，圆筒10与水槽外壁之间的空间形成环形水道11；在圆筒10中央的底部，装有水流产生及调节装置7。如图2所示，该水流产生及调速装置7由两个潜水泵71和分别与两潜水泵相连通的两根喷水管72组成。潜水泵71为可调速式潜水泵，置于圆筒10内；喷水管72由圆筒10内伸出至环形水道11，成一直线径向地固定于环形水道11底部，每根喷水管72的单边有多个出水孔，两根喷水管72的喷水方向相反。潜水泵71的电源线穿过上盖2与外部电源相连接。
工作时，潜水泵71产生的水压将水由喷水管72上的出水孔喷出，由于这两条喷水管喷水方向相反，从而形成流速相对稳定且分布均匀的环流，流速大小可由潜水泵调节。通过控制环形水道11的流速，使实验鱼因顶流而产生不同强度的运动量，测定进水和出水的溶解氧含量就可计算实验鱼的代谢率。由于主体结构采用透明材料制成，因而可通过摄像或录相同时记录实验鱼的游泳行为，从而达到活动代谢与游泳行为同步测定的目的。
以下是2例利用该鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置进行测试的结果：
1、以体重约100g的红鳍银鲫为实验材料用该装置测定其在流速为0，0.1，0.3，0.5m/s 4种条件下的耗氧率，并记录分析实验鱼尾鳍摆动频率。结果表明，随着流速的增大，红鳍银鲫耗氧率增大，但流速达到0.5m/s时耗氧率不再增大反而有所下降；尾鳍摆动频率与耗氧率成正比，随流速呈相同的变化趋势，证明红鳍银鲫在一定流速范围内随流速增大因逆流游泳而加大尾鳍摆动频率，能耗率增大，故代谢率提高。当流速过大时，红鳍鲫逆流游泳运动减弱，能耗率减少，故耗氧率下降。
2、以同样的实验材料，测定其在0.3m/s流速下，24小时内活动代谢及游泳行为的变化。结果表明，在最初的3个小时内红鳍银鲫耗氧率及尾鳍摆动频率逐渐升高，在3小时达到最大值，随后下降并长时间维持在一定水平上。证明实验开始时，由于红鳍银鲫对此流速不大适应，逆流游泳运动减少，尾鳍摆动频率和耗氧率显示较低水平。随着时间的延长，逐步适应的红鳍银鲫逆流游泳运动量增大，尾鳍摆动频率和耗氧率达到最大值后因疲劳而有所下降，随后在较长时间保持一定的游泳状态和运动量。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，包括密闭的水槽，与水槽连通的进水管、出水管，及装在进水管上的流量调节装置，其特征在于：所述水槽内形成环形水道，且有控制水流沿环形水道同一方向流动的水流产生及调节装置。
2、根据权利要求1所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述水槽采用透明材料制成，在水槽的上方或/和侧方装有摄像机。
3、根据权利要求1所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述水槽呈圆柱型，水槽中央有一圆筒，水槽外壁与中央圆筒之间的空间形成所述环形水道。
4、根据权利要求3所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述水流产生及调节装置包括至少一个潜水泵和与潜水泵出水口相连通的喷水管；潜水泵安装在所述圆筒内，喷水管径向地固定于环形水道的底部，喷水管的一侧设有多个出水孔。
5、根据权利要求4所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述潜水泵和喷水管各有两个，两喷水管成一直线固定安装，两喷水管上的出水孔方向相反。
6、根据权利要求4所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述潜水泵为可调速潜水泵。
7、根据权利要求1所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述流量调节装置为可调节流量的恒流泵。
8、根据权利要求1所述的鱼类活动代谢及游泳行为同步记录测定装置，其特征在于：所述水槽顶部有气泡排出孔。
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