TDG过饱和水体对黄颡鱼幼鱼耐受能力的影响

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高坝泄洪导致下游水体中总溶解气体(Total Dissolved Gas,TDG)过饱和。水体中TDG过饱和会导致鱼类患气泡病甚至大量死亡,严重影响水生生态系统功能及其稳定。近年来,随着我国高坝的不断建成,高坝下游TDG过饱和问题日益严峻。因此,减缓高坝泄洪导致的TDG过饱和对鱼类的影响,是亟待解决的科学问题。对于鱼类受水体中TDG过饱和胁迫影响的研究,主要集中在鱼类受TDG过饱和水体急性暴露后的气泡病症状、耐受性等方面,已取得了初步研究成果。但泄洪期间,电站根据上游来水量、发电需求等实际情况调整泄洪时间及泄洪流量,进而使得下游水体中的TDG饱和度发生变化,鱼类更多遭受间歇性的TDG过饱和胁迫,开展鱼类受TDG过饱和间歇性胁迫的实验研究更符合工程实际,对制定水库调度方案和长江流域生物多样性保护措施有一定的参考意义。根据已有的研究成果,鱼类幼鱼易受TDG过饱和的伤害,耐受性较弱。因此,本文以长江流域浅层鱼类——一月龄黄颡鱼幼鱼为实验对象,基于室内实验系统,对实验鱼进行TDG过饱和急性暴露实验和间歇性暴露实验,对比分析TDG过饱和连续暴露和间歇性暴露对该鱼类的影响。主要研究内容及成果如下:(1)在TDG过饱和水体对黄颡鱼的急性暴露实验中,共设置5个TDG饱和度(100%、125%、130%、135%、140%),其中125%、130%、135%和140%为TDG过饱和处理组,100%为清水对照组。实验结果表明:a)黄颡鱼幼鱼受TDG过饱和胁迫后,出现明显的异常行为(如上下窜动、侧游等)和气泡病症状,如腹部肿胀,鱼鳍、鱼鳃充血等。b)各TDG饱和度组实验鱼出现不同程度的死亡。TDG饱和度愈大,黄颡鱼受到TDG过饱和的伤害愈大。当TDG饱和度为140%时,黄颡鱼的死亡率达到100%;直至实验结束,其他TDG饱和度组(125%~135%)均有黄颡鱼存活,存活率分别为25%、15%和5%。黄颡鱼在高饱和度的TDG过饱和水体(>125%)中,耐受性较弱,而在相对较低饱和度的TDG过饱和水体(125%)中具有更好的耐受能力。c)黄颡鱼的半致死时间(Median Lethal Time,LT50)随着TDG饱和度的增大而减小,即耐受性随TDG饱和度的升高而降低。d)整个实验过程中,清水对照组中实验鱼均未出现异常行为、气泡病症状及死亡现象。(2)在急性暴露实验的基础上,进一步开展TDG过饱和水体对黄颡鱼的间歇性暴露实验。TDG饱和度的设置与急性暴露实验相同(125%、130%、135%和140%为TDG过饱和处理组,100%为清水对照组),各TDG过饱和组的单次暴露时间(Exposure Time,ET)设定为3h和6h,相应的单次恢复时间(Recovery Time,RT)依次设定为3h、6h和9h,将单次暴露时间(3h、6h)与单次恢复时间(3h、6h和9h)两两组合得到24种不同的实验工况。实验结果表明:a)各TDG过饱和处理组实验鱼的异常行为和气泡病症状与急性暴露实验相似。b)3-3工况中,实验鱼间歇性暴露于TDG饱和度为125%、130%、135%和140%的水体中,死亡率分别为45%、75%、95%和100%,而在3-9工况中,相同TDG饱和度下的死亡率分别为10%、70%、80%和85%,可见,实验鱼的死亡率随着TDG饱和度的增加而增加,同一暴露时间下,黄颡鱼的死亡率随着恢复时间的增加(3h增至9h)逐渐降低,长时间的恢复(9h)可最大限度延长黄颡鱼的存活时间。但6-3工况中,各TDG过饱和处理组(125%~140%)的死亡率分别为65%、85%、95%和100%,说明恢复时间一定时,暴露时间的延长(3h增至6h)加速了黄颡鱼的死亡。d)直至实验结束,清水对照组中的实验鱼存活良好,未出现任何异常现象。(3)通过急性和间歇性暴露实验的黄颡鱼气泡病症状比较,受间歇性TDG胁迫后的该鱼类气泡病症状出现概率均低于急性暴露,其受TDG过饱和水体间歇性暴露影响略小。当TDG饱和度最高时(140%),与急性暴露(存活时间为38.27h)相比,间歇性暴露(ET=3h、RT=3h)后黄颡鱼的生存时间延长至69h;当TDG饱和度最低时(125%),55%的实验鱼存活,存活率高于急性暴露(25%)。此外,相同TDG饱和度下(130%~140%),急性暴露后黄颡鱼的半致死时间分别为32.64h、16.36h和8.02h,间歇性TDG胁迫(ET=3h、RT=3h)其半致死时间分别为58.49h、33.96h和32.12h。可见,间歇性暴露后的黄颡鱼幼鱼存活时间和半致死时间增长,存活率增高,对TDG过饱和的耐受性增强,说明黄颡鱼幼鱼在间歇性暴露的恢复期内得到了一定程度的恢复,使其生存能力得以提高。
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