漁業(yè)資源游泳行為的研究進(jìn)展

漁業(yè)資源游泳行為的研究進(jìn)展

Summary：游泳行為是魚類生命活動(dòng)的主要內(nèi)容之一，魚類在進(jìn)行攝食、生殖、躲避敵害、尋求配偶等活動(dòng)時(shí)都離不開游泳。魚類行為的研究與捕魚業(yè)的關(guān)系及其重要性已經(jīng)越來越多的引起人們的重視。近年來，隨著漁業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，如何改進(jìn)和提高舊的生產(chǎn)捕撈技術(shù)以及對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，在未來的海洋養(yǎng)殖農(nóng)牧化中對(duì)魚類行為的控制，這些都與魚類游泳行為的研究密切相關(guān)。研究魚類的游泳行為有利于漁業(yè)資源的開發(fā)利用。Keys：魚類游泳行為漁業(yè)資源游泳行為是魚類生命活動(dòng)的主要內(nèi)容之一，魚類在進(jìn)行攝食、生殖、躲避敵害、尋求配偶等活動(dòng)時(shí)都離不開游泳。隨著有關(guān)動(dòng)物行為研究的發(fā)展，作為動(dòng)物的組成部分——魚類行為研究也得到了相應(yīng)的發(fā)展。而魚類能游多遠(yuǎn)？魚類能有多快等問題同樣也是捕魚生產(chǎn)者非常關(guān)心的問題，這是解決如拖網(wǎng)最佳拖速的確定、圍網(wǎng)長(zhǎng)度及圍堵魚群時(shí)圍旋和網(wǎng)衣沉降速度設(shè)計(jì)等問題的主要依據(jù)。此外，在水利工程中設(shè)計(jì)過魚、攔魚和誘魚設(shè)施時(shí)，魚類游泳行為的研究也是必不可少的。1魚類游泳行為的研究?jī)?nèi)容要研究魚類游泳行為除了需要對(duì)魚類游泳方法、魚類游泳速度等方面進(jìn)行具體研究，還應(yīng)該對(duì)魚類魚群大范圍的游動(dòng)方向和路線進(jìn)行研究。魚類的游泳方法如果要研究魚類的游泳行為，首先我們應(yīng)該知道魚類通常的游泳方式有哪些。那么魚類的基本游泳方式有三種：第一種是肌肉的交替伸縮；第二種是魚鰭的運(yùn)動(dòng);第三種是呼吸從鰓孔噴水。一般來說，這三種游泳方式都是交替使用或是同時(shí)使用。當(dāng)遭遇敵害時(shí)，這三種方法需要同時(shí)使用以便加速身體的運(yùn)動(dòng)速度。1.1.1魚類游泳時(shí)肌肉交替伸縮運(yùn)動(dòng)魚體全身肌肉的交替伸縮運(yùn)動(dòng)是魚類在水中游泳最普遍也是最重要的一種方法。魚類的肌肉發(fā)達(dá)，通過排列整齊的肌肉進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，使得身體左右搖晃而擊水，產(chǎn)生的反作用力會(huì)使魚體向前推進(jìn)。也因此肌肉收縮快慢與魚的游泳速度有關(guān)。另外，魚類利用肌肉進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的方式各有不同。金槍魚、旗魚類游泳時(shí)身體伸縮只限于尾柄，前進(jìn)幾乎全部依靠尾鰭的運(yùn)動(dòng);但角鯊和鮐魚游泳時(shí)較多依靠身體伸縮;鰻鱺尾鰭退化，前進(jìn)僅僅依賴身體的收縮。1.1.2魚鰭的運(yùn)動(dòng)魚鰭在魚類游泳時(shí)，它的作用是多方面的。魚的尾鰭有推進(jìn)和轉(zhuǎn)向的作用。大多數(shù)魚類游泳時(shí)尾鰭的運(yùn)動(dòng)和肌肉收縮是同時(shí)進(jìn)行的，以增大推進(jìn)力。在非流線型魚類中，背鰭和尾鰭聯(lián)合使用也能作為游泳器官。當(dāng)背鰭基部肌肉收縮時(shí)，背鰭能產(chǎn)生一連串的波浪式擺動(dòng)，使身體緩慢前進(jìn)。比目魚、帶魚等一些魚類就是通過背鰭波浪式擺動(dòng)增強(qiáng)游泳能力的。胸鰭在魚類游泳時(shí)主要作用是使身體前進(jìn)和控制游泳方向。對(duì)于行動(dòng)迅速的魚類，胸鰭呈長(zhǎng)尖型，主要起變更方向和減低速度的調(diào)節(jié)作用。而在魚類游得很慢的時(shí)候，只要鰭擺動(dòng)就可以了。[1]1.1.3魚類呼吸時(shí)用鰓孔噴水魚類在呼吸時(shí)，從鰓孔中噴出的水流會(huì)產(chǎn)生推進(jìn)力以加速魚的游動(dòng)。特別是在迅速前進(jìn)時(shí)噴水的作用會(huì)更為顯著。另外，鰓孔噴水還能起到變更游泳方向的作用，這種方式對(duì)于某些魚類特別重要，比如箱鲀?cè)谟斡緯r(shí)會(huì)通過呼吸噴水來輔助上浮或前進(jìn)。而另一方面，魚有時(shí)會(huì)為了停留在某一點(diǎn)，用胸鰭向前推水來抵抗呼吸作用引起的前進(jìn)力。1.2魚類的游泳速度魚類的游泳速度分為兩種形式，一種是正常形態(tài)下的游泳速度，又稱為耐久速度或巡航速度，指的是魚類用這樣的速度游泳，可以持續(xù)、耐久地作長(zhǎng)距離游動(dòng)，包括魚類在洄游時(shí)、結(jié)群時(shí)、有海流時(shí)的游泳速度;另一種非正常形態(tài)下的游泳速度，是指魚類在遭受外界突然刺激產(chǎn)生反應(yīng)的游泳速度，又稱為最大速度和突進(jìn)速度，比如說突然遭遇敵害或被漁船追趕而逃跑時(shí)的魚群最大游泳速度。但是這樣的速度一般只能維持幾分鐘，甚至更短的時(shí)間，游泳速度會(huì)很快的降下來，因此這是一種瞬時(shí)的游泳速度。1.3魚類的游泳行為與環(huán)境的關(guān)系魚類的游泳行為還可能受到水溫，海流或潮流以及水域中鹽度和密度的影響。其中水溫的變化會(huì)直接影響到水的黏著性的變化，進(jìn)而影響到魚類的運(yùn)動(dòng)速度。水溫高的海區(qū)（熱帶水域）和季節(jié)（夏季），水的黏著性會(huì)降低，魚類的游速就會(huì)更快，反之，亦然。在魚類進(jìn)行洄游的時(shí)候，大范圍的分布是會(huì)受到海流的影響大，而在一定區(qū)域內(nèi)的魚類行動(dòng)以及小范圍的水平分布和垂直移動(dòng)是受潮流的影響大。曾有人做過一些魚類對(duì)水流反映的室內(nèi)觀察工作，意在說明水流強(qiáng)弱對(duì)魚類游速及結(jié)群的影響，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為魚類對(duì)弱流無(wú)反應(yīng)，強(qiáng)流時(shí)往往會(huì)被沖走。在水族箱的條件下，各種魚類的行動(dòng)變化取決于流速。[2]在自然條件下魚的游速也與水流有著密切關(guān)系。另外魚類在水中的運(yùn)動(dòng)條件很大程度取決于水的密度。而水的密度又取決于水中的鹽度和溫度；若水中鹽度增長(zhǎng)，密度加大。生物比水重,魚類為了棲息在一定水層就需要調(diào)節(jié)自身的比重，主要的調(diào)節(jié)器官是魚鰾。魚類在迅速沉降或短時(shí)間從深處升到水面，需要把多余氣體從魚鰾內(nèi)排出。[2]2魚類游泳行為研究的目的魚類行為的研究與捕魚業(yè)的關(guān)系及其重要性已經(jīng)越來越多的引起人們的重視。1977在意大利貝拉焦召開的有關(guān)魚類行動(dòng)的會(huì)議上又提到了魚類行動(dòng)在養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用的相關(guān)問題。[3]那么研究魚類的游泳行為的目的主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。2.1開發(fā)尚未充分利用的漁業(yè)資源近年來，隨著漁業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，如何改進(jìn)和提高舊的生產(chǎn)捕撈技術(shù)以及對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，在未來的海洋養(yǎng)殖農(nóng)牧化中對(duì)魚類行為的控制，這些都與魚類游泳行為的研究密切相關(guān)。研究魚類的游泳行為有利于漁業(yè)資源的開發(fā)利用。2.2提高漁獲效率從世界上幾個(gè)主要漁業(yè)國(guó)家的漁具漁法的發(fā)展情況看，主要的漁獲量依然是依靠拖、圍、流、釣幾種漁具。為了更好的提高漁獲效率，在這幾種基本的作業(yè)方式上根據(jù)魚類的行動(dòng)特性，附加一些儀器，以有道或強(qiáng)制魚群入網(wǎng)上釣。了解魚類在發(fā)現(xiàn)漁具之后的游泳行為以及在網(wǎng)具中的游泳行為是設(shè)計(jì)出能有效捕撈的漁具的重要步驟。尤其是在拖網(wǎng)和圍網(wǎng)作業(yè)中，對(duì)魚類游泳行為的研究更為急迫。2.3探索漁場(chǎng)機(jī)制的形成漁場(chǎng)究竟是如何形成的？這是事關(guān)大范圍內(nèi)魚群聚集、移動(dòng)、分散與海洋環(huán)境關(guān)系的問題。漁場(chǎng)是魚的密集棲息地，其重要性占漁獲要素的70%以上，故而，了解魚群的游泳行為以及形成漁場(chǎng)的水溫、地形、水流機(jī)制可以大大減少探魚的時(shí)間，提高漁獲效益。另外，隨著養(yǎng)殖漁業(yè)的高速發(fā)展，更多的海洋、內(nèi)陸的大水面將被發(fā)展成更適合魚類繁殖、生長(zhǎng)、棲息的人工漁場(chǎng)。這也需要我們更多的了解魚類的生活習(xí)性，利用光誘、人工魚礁等方式來形成漁場(chǎng)。2.4提高養(yǎng)殖魚類的生長(zhǎng)效益按照養(yǎng)殖魚類的行為規(guī)律建立良好的棲息地和索餌條件為主要研究?jī)?nèi)容，各種投餌設(shè)施、集魚魚礁、不干擾魚的生長(zhǎng)環(huán)境的漁具、漁法都對(duì)魚類的生長(zhǎng)機(jī)制有利。例如，在投放苗種時(shí)，魚往往會(huì)大面積洄游，這也會(huì)增大魚的逃逸率和死亡率。但如果在養(yǎng)殖水面上使用便攜式人工魚礁或有繩子分隔水面且掛附水草、竹片等，可使魚保持目標(biāo)，也會(huì)讓魚在改變棲息環(huán)境后，更快的穩(wěn)定下來。除此之外，在養(yǎng)魚的水域的船舶通道口，設(shè)置便攜式魚礁，也可以減少魚的逃逸率。2.5提高增殖業(yè)的效益開展魚類增殖放流有利于修復(fù)水生態(tài)環(huán)境，改善水域生態(tài)條件，保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)。也符合我們國(guó)家倡導(dǎo)的堅(jiān)持人與自然和諧共生，建設(shè)生態(tài)文明的國(guó)家戰(zhàn)略。[4]為了提高魚類放流之后的成活率，了解幼魚的行為規(guī)律就尤為重要。特別要做好幼魚及其環(huán)境適應(yīng)性行為試驗(yàn)，以提高放流的效果。3魚類游泳行為的研究方法我認(rèn)為研究者在研究魚類的游泳行為，除了要知道掌握魚類的游泳方式和游泳速度以外，不能不考慮魚群在大范圍中的游泳路線和方向的選擇?？偟膩碚f魚類的游泳行為不能被看作是單一情境下的選擇，而是要在大環(huán)境中整體對(duì)魚類的行為進(jìn)行考量，這才能使得漁業(yè)的生產(chǎn)捕撈效益最大化。3.1游泳速度方面的研究研究魚類游泳速度方面，要解決兩個(gè)問題：一定游泳速度與魚體的關(guān)系；游泳與持續(xù)時(shí)間的關(guān)系。國(guó)外使用了各種方法和儀器測(cè)量計(jì)算魚類的游泳速度，還相應(yīng)研究了魚類運(yùn)動(dòng)的理論模型。自1956年起，國(guó)外就報(bào)道了不少有關(guān)超聲波和遙控裝置對(duì)魚的連續(xù)跟蹤研究結(jié)果，可以測(cè)定魚的游泳方向、游泳速度、晝夜活動(dòng)情況和環(huán)境因子等等，這能夠直接獲得魚類游速資料，也為研究魚類運(yùn)動(dòng)理論提供了數(shù)據(jù)支持。此外，魚的生理學(xué)狀況不同、游速也會(huì)不同。環(huán)境因子也對(duì)魚的游速有影響。研究不同體長(zhǎng)的各種魚類在某一速度下游泳的持續(xù)時(shí)間，對(duì)確定拖網(wǎng)作業(yè)的適宜拖速很重要。[5]3.1.1突發(fā)性高速運(yùn)動(dòng)的速度測(cè)量將剛捕獲的一尾魚放入水池中，用攝像頭攝錄魚類游泳的全過程，一般魚在猛游幾次后就會(huì)開始疲倦，此時(shí)將其撈起。重復(fù)用更多尾的魚試驗(yàn)。3.1.2巡游運(yùn)動(dòng)的速度測(cè)量將要測(cè)量的魚放入大水池中，在水池上方設(shè)置攝像機(jī)，則可錄制在其下經(jīng)過的魚的巡游運(yùn)動(dòng)3.2魚類的行為的研究要想整體、客觀的研究魚類的游泳行為，應(yīng)對(duì)魚類的整體行為進(jìn)行研究。以下是對(duì)魚類行為研究的具體方法3.2.1現(xiàn)場(chǎng)觀察法這種方法最為形象直觀，它可以分為直接目測(cè)及儀器觀察兩大類。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，開發(fā)出了許多搭載工具和水下的測(cè)量裝備，例如，水中機(jī)器人、潛水車、水中攝影、錄像、超聲波探測(cè)、航空、衛(wèi)星的大范圍探測(cè)等等，使得研究人員對(duì)魚類的研究范圍和觀測(cè)的可能性都大大得到了提高。3.2.2漁獲試驗(yàn)法這種方法一般都是生產(chǎn)者應(yīng)用，漁獲試驗(yàn)實(shí)際上時(shí)通過應(yīng)用不同的漁具、漁法的漁獲量來間接地探究魚類的游泳行為。例如：使用同一漁具在不同季節(jié)、時(shí)間、地點(diǎn)、水深進(jìn)行漁獲比較，或者用不同的漁具在同一地點(diǎn)進(jìn)行漁獲比較。這種方法對(duì)于改進(jìn)漁具，探明漁獲過程及機(jī)制、提高漁獲效率、改進(jìn)漁業(yè)管理都有實(shí)效，且易被生產(chǎn)者接受和采用。3.2.3水槽實(shí)驗(yàn)法水槽實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究者最為常用的方法，用魚或漁具模型在水槽中試驗(yàn)，這個(gè)方法可以排除眾多的環(huán)境因素的干擾，也易于直觀測(cè)量和定量比較，可以作為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)。且其實(shí)驗(yàn)結(jié)果能多次再現(xiàn)。3.2.4魚群行為模擬試驗(yàn)法這種方法是以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)和鑒別，使魚類的行為規(guī)律數(shù)學(xué)模型化，把魚類行為當(dāng)作與自身部分、魚和群體的組成部分、魚和環(huán)境的組成部分等構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)工程。不過這個(gè)會(huì)涉及到生物內(nèi)在因子的復(fù)雜性，目前來說，實(shí)用性不是很高。3魚類行為學(xué)研究的現(xiàn)狀和發(fā)展近年來，隨著漁業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展以及日益發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，為我們研究魚類的行為提供了必不可少的條件。有關(guān)魚類行為學(xué)的研究也逐漸開展起來，從方法的摸索以及應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐都已經(jīng)取得了大量的成果。最近以來，許多學(xué)者致力于魚類行為學(xué)的研究并取得了重大突破。國(guó)內(nèi)出版了許多相關(guān)專著，趙傳洇、唐小曼、陳思行1989年出版的《魚類的行動(dòng)》,何大仁、俞文釗1984年譯注的魚類的行動(dòng),何大仁、蔡厚才1988年出版的《魚類行為學(xué)》等。茅紹廉1985年編著的《魚類行動(dòng)與捕魚技術(shù)》等等。雖然魚類行為學(xué)作為一門新興學(xué)科已經(jīng)顯示出巨大的發(fā)展前景，各類行為學(xué)的研究也逐步開展且也取得了相應(yīng)的成果，但是大部分的研究只是為了捕撈業(yè)的發(fā)展，運(yùn)用在養(yǎng)殖生產(chǎn)上并不普遍?；蛟S我們對(duì)于某種養(yǎng)殖魚類的行為習(xí)性已經(jīng)非常清楚了，但是對(duì)魚類生長(zhǎng)和其他方面的環(huán)境影響不是很了解，所以在實(shí)際應(yīng)用中往往忽視根據(jù)他的特定行為制定相關(guān)戰(zhàn)略。因此魚類行為學(xué)的研究在養(yǎng)殖生產(chǎn)業(yè)中還沒有大力推廣。除此之外，我國(guó)相關(guān)的研究起步較晚，從實(shí)驗(yàn)方法到試驗(yàn)設(shè)備還有許多不完善的地方，因此在未來長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，還必須做大量的相關(guān)工作，在于國(guó)外現(xiàn)代化接軌的同時(shí)，需要大力推廣到生產(chǎn)實(shí)踐中。[6]4魚類游泳行為研究在實(shí)踐生產(chǎn)中的應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐是技術(shù)發(fā)展的源泉，生產(chǎn)實(shí)踐作為人類最基本的實(shí)踐活動(dòng)，是從低級(jí)到高級(jí)逐步發(fā)展而來的。從最初的漁獵時(shí)代到現(xiàn)當(dāng)代漁業(yè)發(fā)展史，是需要不斷實(shí)踐、不斷了解、不斷總結(jié)、逐步提高、逐步完善的。了解魚類的游泳行為，有利于漁具漁法的不斷設(shè)計(jì)、制造、改進(jìn)。此外，研究不同體長(zhǎng)的各種魚類的在某一速度下游泳的持續(xù)時(shí)間，對(duì)確定拖網(wǎng)作業(yè)的適宜拖速很重要。需要研究魚的游速和拖網(wǎng)拖速間的最適比率。除此之外，研究魚類的游速對(duì)水庫(kù)建設(shè)魚道中選定合適的流速以及合理建造攬魚壩等都有很大的實(shí)用意義。包括圍網(wǎng)的起網(wǎng)速度，特別是放網(wǎng)速度和結(jié)群的魚群的游速都有密切的關(guān)系。另外，研究潮流和海流對(duì)魚