水力设施的修建对水生态环境造成了较大影响,尤其是鱼类资源,最直接的影响是阻断了鱼类的洄游路径,致使鱼类资源大幅度减少甚至灭绝。为保证鱼类资源的可持续发展,修建过鱼设施这种补偿措施十分重要。目标鱼类的游泳能力与游泳行为对过鱼设施的通过率至关重要,而水流环境(流场)或测试环境对鱼类游泳能力与游泳行为的测定具有显著影响,如测定装置空间大小对实验鱼行为的限制、开放或封闭的流场条件差异等,都将影响实验鱼游泳行为的测定结果。为提高过鱼设施的通过率,准确有效的参考数据对过鱼设施设计与修建至关重要,因此游泳行为测定的水流环境影响不可忽视。本研究比较了草鱼幼鱼在不同水流环境中的生理指标与游泳特性变化,采用游泳测试区体积分别为5L(长宽高分别为50×10×10cm)与50L(长宽高分别为80×25×25cm)的两种鱼类游泳能力测定装置(以下用5L水槽,50L水槽表示),各有开放与封闭两种型式,利用递增流速法测定草鱼幼鱼游泳能力与游泳行为,并对草鱼幼鱼游泳至疲劳过程中的生理指标进行测定,分析了开放/封闭测试环境下及不同空间大小对草鱼幼鱼的游泳能力与行为的影响。主要内容与结果包括:1、为探究不同水流环境对运动相关的血液指标变化影响,分别在开放/封闭环境及不同空间大小的条件下,研究运动前后草鱼幼鱼血液指标血液葡萄糖、乳酸与皮质醇的浓度变化。实验结果表明,5L水槽因空间限制,导致草鱼幼鱼血液乳酸快速积累,实验鱼过早停止运动,血液葡萄糖浓度因未达到真正疲劳而升高。开放与封闭两种环境下,血液葡萄糖浓度分别增加36.96%与17.78%,血液乳酸浓度分别增加256.52%与208.70%,血液皮质醇浓度分别增加30.79%与25.00%;50L开放与封闭水槽中,草鱼幼鱼疲劳时血液指标较运动前的变化情况为,血液葡萄糖浓度分别降低25.53%与19.57%,血液乳酸浓度分别增加322.73%与363.64%,血液皮质醇浓度分别增加53.35%与46.75%。血液皮质醇浓度越高,促使糖异生作用更加显著,使得草鱼幼鱼乳酸浓度能够维持在相对稳定的浓度范围内,在更高水流速度下继续保持运动状态,导致草鱼幼鱼在50L水槽中表现出比5L水槽中更强的游泳能力。游泳达到疲劳时,由于边壁层效应的影响,5L开放水槽中草鱼幼鱼的血液葡萄糖与乳酸浓度分别比封闭水槽高15.87%与13.41%;而50L开放水槽中的血液葡萄糖浓度与封闭水槽无显著差异,血液乳酸浓度比封闭水槽低8.82%,两种开放水槽中皮质醇与封闭水槽无显著差异。疲劳休息30分钟后,5L开放水槽中草鱼幼鱼的血液葡萄糖、乳酸浓度分别高于5L封闭环境水槽15.87%与14.12%,50L开放水槽中草鱼幼鱼的血液葡萄糖、乳酸浓度分别低于封闭水槽11.83%与8.73%,相同空间体积条件下,开放水槽中皮质醇与封闭水槽无显著差异。不同水流环境对草鱼幼鱼的血液指标浓度变化有显著影响。2、为探究不同水流环境对草鱼幼鱼游泳能力的影响,在开放/封闭环境与不同空间大小的条件下,研究草鱼幼鱼感应流速、转换速度、临界游泳速度与爆发游泳速度变化。实验结果表明,感应流速仅在50L开放水槽中有显著性差异;转换速度在同为开放或封闭水槽时,游泳测试区域的空间大小对其无影响,在空间大小相同时,5L开放水槽中转换速度小于封闭水槽26.13%,50L开放水槽中转换速度小于封闭水槽20.54%;临界游泳速度与爆发游泳速度均受到游泳测试区差异的影响,临界游泳速度与爆发游泳速度从小到大顺序排列均为:5L开放水槽<5L封闭水槽<50L开放水槽<50L封闭水槽。不同水流环境对草鱼幼鱼游泳能力具有显著影响。3、为探究不同水流环境下草鱼幼鱼游泳行为差异,在开放/封闭环境与不同空间大小条件下,研究草鱼幼鱼的摆尾频率与幅度、冲刺次数与速度、四类游泳状态时间比例差异。与50L水槽相比,5L水槽对草鱼幼鱼游泳行为有显著限制作用,相同进口流速下摆尾频率与幅度、冲刺次数与速度显著增大,同为开放水槽时增加的最大幅度分别达到51.21%、16.15%、123.68%、46.03%;冲刺距离减小幅度最大可达34.38%;逆流静止游泳状态状态时间比例下降,逆流冲刺与逆流后退游泳状态时间比例增加。与开放水槽相比,封闭水槽中因边壁层的低流速效应,使得草鱼幼鱼的摆尾频率与幅度、冲刺次数、速度与距离均低于开放水槽,同为5L的水槽时,降低的最大幅度分别为22.82%、16.58%、92.86%、46.85%、41.78%;逆流静止游泳状态状态时间比例高于开放水槽,逆流冲刺与逆流后退游泳状态时间比例低于开放水槽。不同水流环境对草鱼幼鱼的游泳行为具有显著影响。