光照强度对许氏平鲉群体结构及行为的影响

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摘要：摘 要：为了探究许氏平鲉群体在不同光照强度条件下的响应机制，试验设置3种光照强度(0lx、105lx、620lx)，观察不同光照条件下许氏平鮋群体的自发游泳行为及群体结构的变化情况。结果表明：0lx光照强度条件下，许氏平鲉的平均速度为4.4/s;105lx光照强度条件下，许氏平鲉

　　摘 要：为了探究许氏平鲉群体在不同光照强度条件下的响应机制，试验设置3种光照强度(0lx、105lx、620lx)，观察不同光照条件下许氏平鮋群体的自发游泳行为及群体结构的变化情况。结果表明：0lx光照强度条件下，许氏平鲉的平均速度为4.4/s;105lx光照强度条件下，许氏平鲉的平均速度为4.9cm/s;620lx光照强度条件下，许氏平鲉的平均速度为6.7cm/s。620lx组平均速度显著大于其他2组(P<0.05)，0lx光照强度许氏平鲉个体最邻近距离主要分布在0～5cm，而620lx光照强度条件下许氏平鲉最邻近距离主要分布在10～15cm。0lx和105lx光强下许氏平鲉个体最邻近距离主要分布在0～10cm。许氏平鲉在0lx条件下，群体的凝聚力最高，显著高于其他2组(P<0.05)，0lx组的极性也显著高于其他2组(P<0.05)。研究结果对于今后海洋牧场中鱼类行为的有效控制方面提供了参考依据。

　　关键词：光照强度;许氏平鲉;群体行为;个体游泳速度;最邻近距离

　　在鱼类的生活史中，光环境是一个非常复杂且多变的重要生态因子[1-3]。光环境主要由3个部分组成，分别为光照强度、光照周期以及光色(光谱)，这3个方面的改变会直接或间接地影响鱼类的生理生态学特征[4]。近年来，关于光环境对于鱼类影响的研究正逐步增加，研究的方向主要有趋光性、生长摄食、孵化率、存活率以及性腺發育等[5-10]。关于在光环境下的鱼类反应机制，对于大部分鱼类来说，主要通过鱼的视网膜进行分辨，对光环境作用产生响应。对于鱼类而言，最重要的光感受器官是眼睛，鱼体自身对光环境的适应能力主要是通过自身的视网膜得到反馈[11]。对于光环境的研究，目前主要集中在光照强度和光色(光谱成分)上，研究表明，光照强度会影响鱼类的摄食、游泳、集群等行为[12-15]。有研究表明，光照强度对狭鳕幼鱼集群行为有影响，在12h∶12h光周期下，幼鱼表现出白天出现集群行为，夜间停止集群行为，游动速度下降[14]。光照强度在0～1000lx时，太平洋鳕(Gadus macroce phalus)仔鱼摄食强度最大出现在500lx，700、300lx次之，并且在500lx下摄食率也达到最高[16]。叉尾斗鱼(Macropodus opercularis)仔鱼在持续光照下的摄食量明显高于自然光照组和持续黑暗组[17]。杂交石斑鱼(Epine Phelus fuscoguttatus♀×E. lanceolatus♂)幼鱼在0、50lx照度组摄食行为明显，游泳行为更加活跃，而1600、3200lx照度组的幼鱼对高强度的光照表现并不明显;低照度组(0～800lx)的摄食水平显著高于高照度组(1600、3200lx)[18]。

　　近年来，鱼类行为学研究成为国内外研究的热点，但有关光环境对鱼类集群行为的研究的报道较少[19-20]。许氏平鲉是我国北方典型的岩礁性鱼类，也是北方沿海地区重要的增殖放流品种，隶属于鲉形目(Scorpaeniformes)、鲉科(Scorpaenidae)、平鲉属(Sebastes)，别称黑鱼，黑头，黑石鲈等，在我国的黄渤海和东海均有分布，近年来由于过度捕捞及栖息地破坏等原因，其野生资源量持续衰退。近年来通过实施海洋牧场建设，其资源量得到了一定程度的恢复。在海洋牧场建设中，多种环境因子均会对鱼类及其群体产生影响，其中光照、声音、流速流态、溶氧量及饵料组成等都是关键的环境因子。光照对其群体行为有何种效果，如何通过光照实现对鱼群的有效控制，是目前海洋牧场建设特别是生物群体行为管控中需要解决的问题。

　　为此，本试验选取许氏平鲉作为研究对象，选用不同的光照强度进行试验，通过分析不同条件下的群体游泳速度、个体间的距离等行为学特征，了解不同光照强度条件下许氏平鮋的群体结构和行为反应的差异，为今后海洋牧场中鱼类行为的有效控制提供参考。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验鱼的驯化与处理 试验用许氏平鲉购于大连天正有限公司，购回后在室内循环控温水槽中驯养7d，水温为(15±0.5)℃。驯养期间，每天8：00以商品饲料作为饵料饱足投喂1次，投喂1h后用虹吸管清除残饵和粪便，每天换水1/3以保证水质的清洁，昼夜持续供氧，光周期为L∶D=12h∶12h，光照时间为8：00—20：00。驯化结束选取鱼体健康、规格一致的10尾鱼作为试验对象，试验用鱼体重(38.50±0.05)g，体长(13.34±0.03)cm。

　　1.2 试验方法 试验水槽为长方体玻璃钢水槽，长×宽×高为180cm×100cm×80cm。为了减少鱼类发生垂直方向的移动，便于观察记录，水槽内水深设置为10cm，试验期间水温(15±0.5)℃。为拍摄清晰且能凸显鱼体轮廓，水槽底部设置白色不透明玻璃钢板，在水槽正中上方1m处放置1个红外摄像头，水槽周围使用黑色遮光布用来避免室内其他的光源和人为活动的影响。所有试验进行的时间为白天8：30—12：30。试验设置3种光照强度，分别为全黑暗(0lx)，正常日光照(105lx)，高强度光照(620lx)。每组3个重复。为了避免食物消化对许氏平鲉集群行为的影响，所有试验鱼在试验拍摄前均进行24h的饥饿处理。

　　1.3 数据获取 使用1台红外摄像机昼夜连续拍摄(15帧/s)，每种条件连续拍摄3d，控制气石出气量避免给鱼体带来应激反应。分析数据取9：00—12：00每个小时的前10min进行观察分析。整个试验过程中，为了防止对试验造成人为的干扰，试验和录像控制分别在不同的房间内进行，同时保证无噪音、振动和气味等干扰。将分析视频导入EthoVision XT运动轨迹跟踪系统进行分析，得到所需要的游泳速度、个体间距离等数据。另需要统计鱼群的游泳速度同步性以及排列极性，通过以上数据可以分析得到鱼群的凝聚力和协调性，它们是群体指标中重要的参数。凝聚力主要通过最近邻距离(NND)来描述，而协调性主要通过速度同步性和排列极性来描述。同步性(H，%)和排列极性(P，%)的相关参数计算公式如下：

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