CN111557270A - 一种无损伤测试鱼类生境选择的试验装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到鱼类行为学领域，公开了一种无损伤测试鱼类生境选择的试验装置及其应用。本发明的装置包括摄像装置、水循环系统、运鱼桶以及测试水槽；所述的运鱼桶为底部可开合的水桶；所述的测试水槽的中心区域通过隔板设置为封闭的适应区，适应区底部设置有出水口；适应区的隔板设置有过鱼通道；围绕适应区通过隔板设置有大小相等的试验区；每个试验区所在的水槽的槽壁上设置有进水口，对应进水口处设置有水流缓冲板，试验区的隔板底部设置有过鱼通道；试验区的进水口与水循环系统相连。该装置依据试验区内布设环境因子的不同，可以实现光照、底质等多种环境因子的鱼类偏好研究，同时消除因人为操作产生胁迫对偏好性行为研究结果产生的影响。
Description
技术领域
本发明涉及到鱼类行为学领域，特别涉及到一种无损伤测试鱼类生境选择的试验装置及其应用。
背景技术
鱼类行为学是研究鱼类对环境和其他生物的交互问题的学科，对鱼类资源保护、渔业养殖生产等具有重要的指导意义。鱼类偏好行为是衡量鱼类对环境因子的不同阈值的选择和喜好性程度的有效指标，是开展鱼类自然栖息地保护、过鱼设施设计、福利化养殖等研究中的重要内容。光照、底质等环境因子是鱼类行为偏好研究中的常规内容。鱼类偏好性行为研究是基于鱼在各种不同环境因子中的分布频率而获得的。因此，试验中如何有效消除人为干扰和其它环境因子对试验目标因子的干扰是偏好行为研究成败的关键。
光照和底质偏好行为研究中一般采用静水试验方法，或者在流速选择类似环道中进行。采用静水试验方法，由于缺乏游泳行为诱导，鱼类很可能停留在一处原地不动或者虽然游动，但游动没有超过环境因子的边界，从而没法真实反映偏好行为，造成试验误差或结论错误。采用环道试验方法，会形成横向流速均匀、纵向流速存在差异的流速梯度分布模式，因此试验过程中鱼类会因克流本能而产生行为干扰，导致试验结果说服力不强。此外在大多数流水试验中会造成水面的波动，导致后期利用软件进行行为精细化分析时出现画面干扰。
而且现有的研究中，研究人员考虑的大多数是试验区域内部的干扰因素，而忽略了人为因素对试验对象的影响，在试验前后，对鱼类进行转运过程中常常会受到人为胁迫，导致试验误差或结论错误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无损伤测试鱼类生境选择的试验装置，本发明的装置可以实现光照、底质等多种环境因子的鱼类偏好研究；消除鱼类因非定向游动及克服水流对偏好性行为研究结果产生的影响；消除鱼类因人为操作导致胁迫反应对偏好性行为研究结果产生的影响。
本发明的另一个目的在于提供了一种无损伤测试鱼类生境选择的试验装置的应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置，包括摄像装置、水循环系统、运鱼桶以及测试水槽；
所述的运鱼桶为底部可开合的水桶，其底部与牵引装置连接；
所述的测试水槽为顶部开口的容器，其中心区域通过隔板设置为封闭的适应区，适应区直径略大于运鱼桶的直径，适应区底部设置有出水口；适应区的隔板靠近底部设置有过鱼通道；围绕适应区通过隔板设置有大小相等的试验区；每个试验区所在的的水槽的槽壁上设置有进水口，对应进水口处设置有水流缓冲板，试验区的隔板底部设置有过鱼通道；
试验区的进水口通过水管并联与水循环系统的进水相连；水循环系统的另一端与出水口相连；
摄像装置设置在测试水槽的上部；
所述的水循环系统包括过滤系统和循环泵；
以上所述的试验装置，优选的，所述的牵引装置为拉绳或者拉杆；
以上所述的试验装置，优选的，还包括可伸缩格栅；
以上所述的试验装置，优选的，所述的摄像装置为红外摄像装置；
以上所述的试验装置，优选的，所述的试验区的底部铺设有底质层；
以上所述的试验装置，优选的，所述的试验区安装有光源；
以上所述的试验装置，优选的，所述的隔板为不透光隔板；
以上所述的试验装置，优选的，所述的运鱼桶设置有提手。
一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置的应用，包括利用该装置对鱼进行光偏好，底质偏好、或是水流流速影响的检测。
以上所述的应用中，在检测鱼类光照、底质偏好时，其应用过程包括：
(1)将测试水槽注满水，通过水循环系统调节水流大小，将摄像装置设置在测试水槽上方；将运鱼桶放置于适应区内；
(2)根据需要在试验区内部放置灯带或布设底质，使试验区形成不同的光照特征或不同的底质类型；试验开始前，将试验鱼放入运鱼桶适应一段时间，再将运鱼桶放置于测试水槽的适应区内继续适应一段时间；通过牵引装置打开运鱼桶底部，缓缓提出运鱼桶；开始试验；
(3)试验结束后，采用格栅将鱼赶回至适应区，并用格栅将出口封住，缓缓放入运鱼桶，打开运鱼桶底部，将试验鱼提出适应区；
(4)通过摄像头记录的数据即可分析出试验鱼对环境光色和底质的偏好性。每隔几分钟记录每个区域内的试验鱼出现次数及在整个试验周期内所有试验区域的总出现次数。其中偏好性以每个区域的出现个数百分比来表示。
P＝(n/N)*100％
其中P为每个区域的出现个数百分比，n为每个区域内的试验鱼出现次数，N为整个试验周期内所有试验区域的总出现次数。
与现有技术相比，本发明的积极效果为：
1、该装置依据试验区内布设环境因子的不同，可以实现光照、底质等多种环境因子的鱼类偏好研究；
2、该装置在进水口处添加了水流缓冲板，消除鱼类因非定向游动及克服水流对偏好性行为研究结果产生的影响；消除水面波动，利于视频观测及分析；
3.该装置利用运鱼桶和格栅消除鱼类因人为操作产生胁迫对偏好性行为研究结果产生的影响；
4.由于各种环境因子试验都可以在同一装置内实施，可以保证研究环境的一致性，消除行为偏好研究中的其他环境因子干扰，有利于试验数据对比和重复；
5.采用红外视频记录鱼类行为，可以实现夜间行为观测。
附图说明
图1为本发明实施例1中的无损伤测试鱼类生境选择的试验装置结构示意图；
图2为本发明实施例1中的无损伤测试鱼类生境选择的试验装置的俯视图；
其中：1-测试水槽；2-运鱼桶；2-1-拉绳、2-2-提手、2-3-水桶底部、3-可伸缩格栅、4-适应区、5-隔板、6-过鱼通道、7-进水口、8-水流缓冲板、9-水循环系统，箭头为水流方向。
具体实施方式
本发明所述技术方案，如未特别说明，均为本领域的常规方案；所述试剂或材料，如未特别说明，均来源于商业渠道。
实施例1：
一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置，包括摄像装置、水循环系统9、运鱼桶2以及测试水槽1、可伸缩格栅3；
所述的运鱼桶2为底部可开合的圆柱形水桶，水桶的底部自经过圆心的方式被平均分为了四部分，底部的周边与水桶壁底部可活动链接，被分成了四部分的底部2-3均设置有拉绳2-1，运鱼桶上设置有提手2-2；
所述的测试水槽1为顶部开口的圆形容器，其中心区域通过隔板设置为封闭的圆形适应区4，适应区4直径略大于运鱼桶2的直径，适应区底部设置有出水口；适应区的隔板靠近底部设置有过鱼通道6；围绕适应区通过隔板5设置有大小相等的试验区；每个试验区所在的水槽的槽壁上设置有进水口7，对应进水口处设置有水流缓冲板8，试验区的隔板5底部设置有过鱼通道6；
试验区的进水口7通过水管并联后，与水循环系统9的进水相连；水循环系统的另一端与出水口相连；
摄像装置设置在测试水槽1的上部；所述的摄像装置为红外摄像装置；
所述的水循环系统9包括过滤系统(森森CPA 5000)和循环泵(WTP卧式高效节能循环专用泵40-125-1.1)；
所述的隔板为不透光隔板。
实施例2：
一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置在裂腹鱼光照偏好测试试验中的应用：
1.将实施例1装置中的测试水槽中注满水，通过水循环系统调节进水量及出水量，在试验区布置不同颜色的灯带(白光、绿光、红光和蓝光)，调节光强(白光：62.22±14.98lx，绿光：62.11±10.87lx，红光：51.11±12.15lx，蓝光：63.55±25.97lx)，营造所需环境；
2.鱼类偏好试验：将1尾试验鱼放入运鱼桶适应30min，再将运鱼桶放置于测试水槽的适应区内继续适应30min；通过拉绳打开运鱼桶底部，缓缓提出运鱼桶；开始试验；
使用红外摄像头观测记录鱼分布的位置。连续记录24h，每隔5分钟记录一次各个试验区中鱼的数量；
3.试验数据采集及偏好指数计算：通过视频录像回放，计算出裂腹鱼在白光、绿光、红光和蓝光内的出现频次百分比，利用公式：
P＝(n/N)*100％
其中P为每个区域的出现个数百分比，n为每个区域内的试验鱼出现次数，N为整个试验周期内所有试验区域的总出现次数。
4.装置的维护与清理：试验结束后，将试验装置及配套子系统进行拆卸、清洗和维护，然后分类存放。
试验以平均体长为20cm的裂腹鱼为对象开展光照偏好研究，光照设置为白光、绿光、红光和蓝光。每尾试验记录24h，重复6组，试验结果如下，最终得出该规格裂腹鱼在白光、绿光、红光和蓝光区域内的出现频次百分比分别为：37.2％，19.7％，13.2％和29.9％。结果表明裂腹鱼较偏好白光和蓝光，对红光和绿光偏好性不明显。有研究表明，蓝光能够缓解尼罗罗非鱼的压力，增加其繁殖能力(Maia&Volpato,2017)，大口黑鲈排斥红光(Brittany et al.,2016)。相关研究均采用出现频次进行统计，但相关研究的试验均在静水中进行，忽略了鱼类非定向游动对实验的影响。后者采用长方形试验设备，且无适应区，忽略了实验统计的误差。裂腹鱼生活在水体底层，太阳光照通过水体后，光谱颜色会被逐级过滤，在水体表面多为红光，水体底层为蓝光(Bowmaker，1995)。故裂腹鱼对蓝色光照产生偏好与事实相符。偏好白光可能是因为白光为复合光，鱼类亦会对其产生偏好。
实施例3：
一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置在裂腹鱼底质偏好测试试验中的应用：
1.将实施例1装置中的测试水槽中注满水，通过水循环系统调节进水量及出水量，在试验区布置不同的底质(水泥池底、碎砾石、小鹅卵石和大鹅卵石)，营造所需环境；
2.鱼类偏好试验：将1尾试验鱼放入运鱼桶适应30min，再将运鱼桶放置于测试水槽的适应区内继续适应30min；通过拉绳打开运鱼桶底部，缓缓提出运鱼桶；开始试验；
使用红外摄像头观测记录鱼分布的位置。连续记录24h，每隔5分钟记录一次各个试验区中鱼类的数量；
3.试验数据采集及偏好指数计算：通过视频录像回放，水泥池底、碎砾石、小鹅卵石和大鹅卵石试验区内的出现频次百分比，利用公式：
P＝(n/N)*100％
4.装置的维护与清理：试验结束后，将试验装置及配套子系统进行拆卸、清洗和维护，然后分类存放。
试验以平均体长为20cm的裂腹鱼为对象开展底质偏好研究，底质设置为水泥池底、碎砾石、小鹅卵石和大鹅卵石生境。每尾试验记录24h，重复6组，试验结果如下，底质设置为水泥池底、碎砾石、小鹅卵石和大鹅卵石生境区域内的出现频次百分比分别为：31.0％，38.9％，6.0％和24.1％。结果表明裂腹鱼较偏好碎砾石。裂腹鱼平时多生活于缓流的沱中，摄食时多在底质为沙和砾石河床中，繁殖时，产卵于水流较急的砾石河流中。该试验的操作时期为7、8月，得出裂腹鱼较偏好碎砾石与事实相符。
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置，包括摄像装置、水循环系统（9）、运鱼桶（2）以及测试水槽（1）；
所述的运鱼桶为底部可开合的水桶，其底部（2-3）与牵引装置连接；
所述的测试水槽（1）为顶部开口的容器，其中心区域通过隔板设置为封闭的适应区（4），适应区直径略大于运鱼桶的直径，适应区底部设置有出水口；适应区的隔板靠近底部设置有过鱼通道（6）；围绕适应区通过隔板（5）设置有大小相等的试验区；每个试验区所在的水槽的槽壁上设置有进水口（7），对应进水口处设置有水流缓冲板（8），试验区的隔板（5）底部设置有过鱼通道（6）；
试验区的进水口（7）通过水管并联与水循环系统（9）的进水相连；水循环系统的另一端与出水口相连；
摄像装置设置在测试水槽（1）的上部；
所述的水循环系统包括过滤系统和循环泵。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的牵引装置为拉绳（2-1）或者拉杆。
3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：包括可伸缩格栅。
4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的摄像装置为红外摄像装置。
5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的隔板为不透光隔板。
6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的运鱼桶设置有提手（2-2）。
7. 根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于： 所述的试验区的底部铺设有底质层。
8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的试验区安装有光源。
9.一种无损伤测试鱼类偏好的试验装置在对鱼进行光偏好，底质偏好、或是水流流速影响的检测中的应用。
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