增殖放流是养护水生生物资源、修复水域生态的重要手段^[1]，尽管其在恢复某些鱼类种群数量中发挥了重要作用，但许多鱼类的增殖放流并未达到预期效果^[2]。这主要是因为放流鱼类在自然水体中摄食与反捕食能力不足，导致放流初期死亡率很高^[3-4]。因此，如何增强放流鱼类对野外自然环境的适应能力 (即野化能力) 是鱼类放流实践中亟需解决的关键问题。

Mirza和Chivers^[5]认为，放流前进行适当的野化训练是潜在提高放流鱼类成活率的手段。例如，放流前经过某种敌害鱼类气味的短期暴露，能提高放流鱼类对该敌害鱼类的反捕食能力。然而，由于自然水体中捕食者和环境复杂多样，经过单一捕食者暴露的鱼类仍不能适应复杂的自然环境^[6]。Brown等^[7]指出，在养殖水体中用抄网模拟捕食者对鱼类追赶训练一段时间后，一些人工饲养鱼类能获得与野生个体相当的躲避捕食者的能力，表明用抄网对鱼类进行追赶训练可能是一种潜在的野化训练方法。以往对鱼类进行追赶训练的研究多集中在追赶训练对游泳能力、力竭运动后代谢特征等的影响^[8-10]，只有极少数学者研究了追赶训练对反捕食能力和新环境适应能力等的影响，并评估其作为一种野化训练方法的有效性^[11]。虽然国外有关鱼类的野化训练已有较多报道，但鲜见针对鲤科经济鱼类的野化训练研究。国内仅对少数鱼类放流前的半自然水体暂养^[12]和摄食训练^[13]等进行了少量研究，尚未见对鱼类野化训练的系统研究。鱼类的野化训练效果与鱼的种类和生活习性密切相关^[14]，杜浩等^[15]提出了一种用敌害鱼类模型惊吓鱼类的野化训练方法，但该方法对鱼类野化能力的影响尚无数据支持。

倒刺鲃 (Spinibarbus denticulatus) 属于鲤科、鲃亚科、倒刺鲃属，是珠江水系著名的优质经济鱼类。近年来，由于水利工程建设和过度捕捞，导致其资源量显著下降，目前倒刺鲃是北盘江流域人工增殖放流的常见鱼种^[16]。冯三杰等^[17]指出，北盘江流域针对喜流水生境鱼类 (包括倒刺鲃) 的增殖放流效果尚不明显。因此，有必要对倒刺鲃的野化训练展开研究。本研究以倒刺鲃为试验对象，采用与抄网追赶训练类似的方法——用鳜鱼模型对其进行追赶训练，测定训练对临界游泳速度(U_crit)、逃逸时间、摄食比率和体质量增长的影响，以期丰富其野化训练资料，为其资源保护提供参考。

1.   材料与方法

1.1   试验鱼的来源与暂养

试验用的倒刺鲃来自贵州省晴隆县北盘江光照鱼类增殖放流站，挑选大小相近的倒刺鲃幼鱼，在室内微流水养殖水槽中 (圆柱形，水容量500 L，水体交换量400 L·h⁻¹) 暂养10 d。暂养期间以商业颗粒饲料 (重庆通威饲料有限责任公司) 饱足投喂，分别于每天上午9:00和下午17:00各投喂1次，投喂饲料30 min后用虹吸法清除残饵。暂养水温控制在 (22±1) ℃，溶解氧 (DO) 质量浓度大于7.0 mg·L⁻¹。用60 W白色LED灯作为光源，悬于水槽正上方。用JD-3型数字式照度计 (上海华岩仪器设备有限公司) 测量水槽水体表面的光照强度为700~800 lx，人工控制光暗周期为12 h∶12 h。

1.2   追赶训练处理

追赶训练方案参见Takahashi和Masuda ^[11]并略作修改。暂养期结束后，选取大小基本一致 [体长 (12.52±1.30) cm] 的倒刺鲃幼鱼300尾，随机分为对照组和追赶训练组。分别随机选取50尾，逐尾放入含有麻醉剂 [3-氨基苯甲酸乙酯甲基磺酸盐 (MS-222)，50 mg∙L⁻¹] 的水中麻醉2 min，测定每条试验鱼的体质量 (精确至0.1 g)。将抽样的对照组试验鱼的体质量 (16.44±1.60) g和追赶训练组的 (16.39±1.51) g分别作为两组的初始体质量。两组各设3个重复，每个重复50尾试验鱼，然后将其放入单独的室内养殖水槽 (圆柱形，水容量500 L) 中饲养。在每个水槽正上方的相同位置，悬挂1只60 W白色LED灯作为光源，用JD-3型数字式照度计测量水槽水体表面的光照强度为700~800 lx，人工控制光暗周期为12 h∶12 h。试验期间的水温、DO等条件与暂养期相同。每次追赶训练前45 min按试验鱼体质量的1.5%投喂饲料，投喂饲料30 min后清除残饵。将长度为20 cm的鳜鱼塑料模型捆绑到一根PVC管上，试验者手持PVC管使鳜鱼模型沿着顺时针方向在圆柱形水槽内运动，对倒刺鲃进行人工追赶；追赶时，试验鱼以急冲的方式游动，模型尽量接近、偶尔会接触到部分落后的试验鱼。每天在上午10:00−11:00和下午18:00−19:00 各进行追赶训练1次，每次训练5 min。对照组与训练组相比，除无追赶训练外，其他所有环境和投喂均相同。

在追赶训练后的第8和第16天，分别在训练组和对照组的试验鱼中随机挑选15尾 (每个重复5尾) 试验鱼测定U_crit、逃逸时间和摄食比率 (方法见后)。在追赶训练后第16天，分别在训练组和对照组的试验鱼中随机挑选15尾 (每个重复5尾) 测量体质量。

1.3   试验装置和测定方法

1.3.1   逃逸时间测定

逃逸时间测定方案参考Brockmark等^[4]。测试装置是边长为1.0 m的正方形网箱 (图1)。网箱的四周及底面由40目白色尼龙网围成，在其中相邻的两个角落分别布置1株大小、形态相近的水葫芦 (H区，藏匿区) 以模拟水草等藏匿场，用白色细线将水葫芦固定在角落。网箱中央 (A区) 为20目的钢丝网围成的圆形适应区 (直径为0.24 m)。试验前将网箱放入底部平坦的室内养殖水泥池中，池水为清澈的北盘江江水，池水水深20 cm，池内水温控制在 (22±1) ℃。用白色 LED 灯作为光源，悬于水泥池上方。用JD-3型数字式照度计测量水泥池水体表面的光照强度为700~800 lx。网箱上部采用海康威视DC-2CD3T35D.I3摄像头 (25帧·s⁻¹ ) 对试验鱼的行为进行录像。取单尾鱼置于钢丝网中，等待1 min使其适应周边环境。继续等待至试验鱼静止10 s时缓慢提起钢丝网，同时将鳜鱼塑料模型从试验鱼正上方 (A区) 距离水面30 cm处自然落下到水中，模拟捕食者袭击。当试验鱼逃逸到藏匿区后，测定终止，更换另一尾试验鱼。试验结束后，利用视频分析软件Logger pro 3.13对试验视频进行分析。记录每条试验鱼从鳜鱼模型“攻击”开始至到达藏匿区 (H区) 的时间，作为倒刺鲃幼鱼逃逸时间；统计试验鱼在2 s内成功躲避到藏匿区的鱼占供试鱼的百分比，即为逃逸成功率。

图  1  躲避捕食者行为测试装置

H. 藏匿区；A. 适应区

Figure  1.  Experimental device used in escape response under a simulated predator attack

H. Refuge zone; A. Adaption zone

下载: 全尺寸图片 幻灯片

1.3.2   摄食比率测定

摄食比率测定方案参考Takahashi和Masuda^[11]并稍作修改。测试装置是长×宽×高分别为45 cm×30 cm×40 cm的10个玻璃箱。玻璃箱内水深均为30 cm，相邻的两个玻璃箱之间用不透光的塑料纸隔开，每个玻璃箱侧面采用海康威视摄像头 (25 帧·s⁻¹) 对试验鱼的摄食行为进行录像。试验过程中，用遮光布将玻璃箱区域围住，避免外界的干扰。在玻璃箱上方悬挂白色LED灯作为光源，用JD-3型数字式照度计测量玻璃箱水体表面的光照强度为700~800 lx。将单尾鱼从养殖水槽转入玻璃箱中，分别在转入后的30和90 min用捞网给玻璃箱内轻轻放入3粒颗粒饲料。如果在放入饲料后的10 min内有饲料被试验鱼摄食，则试验鱼被定义为“摄食鱼”；时间到达10 min后就用吸管轻轻吸出剩余的颗粒饲料、并确认是否有饲料被摄食。计算转入试验鱼30和90 min后各试验组中“摄食鱼”所占供试鱼的百分比，即为摄食比率。

1.3.3   U_crit测定

U_crit测定方案参考刘慧杰等^[18]。试验所采用的鱼类游泳能力测试装置是长×宽×高为110 cm×25 cm×25 cm的封闭水槽 (图2)。在水槽上方悬挂1只60 W白色LED灯作为光源，用JD-3型数字式照度计测量水槽水体表面的光照强度为700~800 lx。水槽上部采用海康威视摄像头 (25帧·s⁻¹) 对试验鱼的游泳行为进行录像。试验进行过程中，用遮光布将试验水槽四周围住，避免外界干扰。取单条鱼放入游泳区内，开启变频器和电动机，让试验鱼在低流速下适应1 h，以消除转移过程中产生的应激。随后将流速调至U_crit预估值的60%，试验鱼持续游泳20 min (以△t表示) 后速度增加15% U_crit预估值，以此种方式提高水流速度，直至试验鱼达到运动力竭状态 (即停留在游泳区拦网处20 s)。在试验鱼贴网20 s后停止电动机，结束试验并记录试验鱼在某一最高流速下游泳的时间。整个测定过程中DO质量浓度不低于7 mg·L⁻¹。

图  2  临界游泳速度测试水槽

A. 变频器；B. 电动机；C. 恒温器；D. 整流器；E. 游泳区；F. 拦网；G. 螺旋桨

Figure  2.  Critical swimming speed test flume

A.Transducer; B. Motor power; C. Thermostat; D. Flow streamen; E. Swimming tunel; F. Blocking net; G. Propeller

下载: 全尺寸图片 幻灯片

U_crit (cm·s⁻¹) 的计算方法参照文献[19]：

式中U_max表示试验鱼能够完成持续时间的最大游泳速度，Δt为改变流速的时间间隔 (20 min)，t在最高流速下游泳的时间 (min)，ΔU为速度增量。由于本研究的试验鱼最大截面积均小于测试区截面积的10%，故所测得的U_crit无需校正^[20]。

1.3.4   体质量测量

试验开始前和结束后，将试验鱼放入含有麻醉剂 (MS-222，50 mg·L⁻¹) 的水中麻醉2 min，分别测定对照组和训练组试验鱼的体长 (精确至0.1 cm) 和体质量 (精确至0.1 g)，参照李秀明等^[10]计算特定生长率。

1.4   数据处理

采用SPSS 17.0对试验数据进行统计分析，追赶训练时间对逃逸时间、逃逸成功率、U_crit和特定生长率的影响采用单因素方差分析 (ANOVA)，追赶训练时间和饲料投入时间对摄食比率的影响采用双因素方差分析。若组间存在差异则采用多重比较 (Duncan's) 分析差异。统计值均以“平均值±标准误 ($\overline { X}{ \pm {{\rm SE}}} $)”表示，显著水平为P<0.05。

2.   结果

2.1   追赶训练对逃逸行为的影响

追赶训练7和15 d后，倒刺鲃幼鱼受到模拟敌害攻击后躲避到藏匿区的逃逸时间均显著低于对照组 (P<0.05)。追赶训练15 d后倒刺鲃幼鱼躲避到藏匿区的逃逸时间稍小于追赶训练7 d后，但两者间无显著差异 (P>0.05，图3-A)。对照组、追赶训练7和15 d的试验鱼，受到模拟敌害攻击后躲避到藏匿区的成功率均为100%，两两之间无显著性差异 (P>0.05)。

图  3  追赶训练对倒刺鲃幼鱼行为指标及生长的影响 (平均值±标准误)

A. 逃逸时间；B. 转入到测试玻璃箱后30和90 min的摄食比率；C. 临界游泳速度；Cont. 对照；CT7. 追赶训练7 d；CT15. 追赶训练15 d;方柱上不同小写字母表示相互之间有显著性差异 (P<0.05)

Figure  3.  Effect of chasing training on behavioral indices and growth performance of in S. denticulatus $(\overline { X}{ \pm {\rm{SE}}}) $

A. Escape time; B. Foraging rate after 30 and 90 min post-transport; C. Critical swimming speed (Ucrit); Cont. Control; CT7. Chasing training of 7 d; CT15. Chasing training of 5 d; values with different letters on the bar are significantly different between treatments (P<0.05).

下载: 全尺寸图片 幻灯片

2.2   追赶训练对摄食比率的影响

追赶训练7和15 d后，倒刺鲃幼鱼在转入到测试玻璃箱后30和90 min的摄食比率均显著高于对照组 (F_2,17=4.2，P=0.041)，而追赶训练7和15 d后倒刺鲃幼鱼的摄食比率无显著性差异 (P>0.05)。各试验组内，饵料投入30和90 min的摄食比率无显著性差异 (F_1,17=1.8，P=0.2，图3-B)。

2.3   追赶训练对临界游泳速度的影响

追赶训练7 d后倒刺鲃幼鱼的U_crit与对照组无显著差异 (P>0.05)，而追赶训练15 d后的U_crit显著高于追赶训练7 d后及对照组的 (P<0.05，图3-C)。

2.4   追赶训练对生长的影响

追赶训练15 d后，倒刺鲃特定生长率为 (0.460±0.042) %·d⁻¹；养殖15 d的对照组则为 (0.475±0.046) %·d⁻¹。追赶训练15 d后倒刺鲃的特定生长率与对照组无显著性差异 (P>0.05)。

3.   讨论

3.1   追赶训练后躲避敌害能力的变化

识别潜在捕食者并作出适当反应对鱼类的存活至关重要^[21]。一些研究证明，经过敌害鱼类的暴露可以提高鱼类的反捕食能力^[22-23]，例如，暴露后的启动速度更快、能更快地进入藏匿场，从而降低被捕食的几率^[24]。杜浩等^[15]证明采用敌害鱼模型惊吓能提高放流幼鱼的反捕食能力。本研究发现，用敌害鱼模型追赶训练后，能显著缩短倒刺鲃幼鱼进入藏匿场的逃逸时间，表明每天的模拟捕食者追赶训练使受训鱼获得了躲避潜在危险的能力。提示用敌害鱼模型追赶训练与模型惊吓法类似，也能提高鱼类的反捕食能力。相关研究表明，抄网追赶训练后的真鲷 (Pagrus major) 躲避到藏匿场的成功率显著增加^[11]，而本研究中受训鱼躲避到藏匿场的成功率与对照组无显著差异，表明在捕食胁迫下的倒刺鲃更倾向于选择提高运动速度、缩短进入藏匿场时间的逃逸策略，这与中华倒刺鲃 (S. sinensis) 的逃逸策略一致^[25]。用抄网追赶训练后的虹鳟 (Oncorhynchus mykiss) ^[26]和真鲷^[27]学会了选择适宜的逃逸路径，被捕食几率降低。这表明不同鱼类会选择不同的逃逸策略。倒刺鲃选择缩短进入藏匿场时间的逃逸策略，可能是由于其生活在急流河流中^[16-17]，具有抗逆流的快速游泳能力，在面临捕食胁迫时会选择更适合自身生理和行为特征的逃逸策略。

3.2   追赶训练后游泳能力的变化

众多研究证明，人工养殖鱼类的游泳能力普遍低于同种类的野生鱼类^[28]。提高放流鱼类游泳能力是提高其成活率的潜在途径，而经过锻炼后拥有较强游泳能力的个体释放到自然水体中的成活率也更高^[29-30]。鱼类的运动训练可以分为有氧和无氧两种类型^[29]，U_crit是被广泛认可的一种反映鱼类有氧运动能力的指标^[31]。许多研究表明适当的有氧训练能提高鱼类的有氧运动能力。例如，以略大于60% U_crit的速度进行4~8周的有氧运动训练，能提高许多鱼类的U_crit ^{[9, 32]}。而无氧运动训练多采用抄网对鱼类进行高强度、间歇性力竭追赶的方式来进行^{[9-10, 25]}。在以往的力竭性追赶训练研究中，对试验鱼追赶5~10 min直至其出现对人工刺激无明显反应或完全失去身体平衡的力竭状态^{[10, 25]}。本研究采用鳜鱼塑料模型追赶试验鱼，由于鳜鱼塑料模型的阻力较抄网大，因此追赶训练速度可能小于李秀明等^[10]、王芳等^[25]报道的速度，所以追赶5 min后鱼类并未出现对人工刺激无明显反应或完全失去身体平衡的力竭状态。然而，由于鳜鱼塑料模型能更好地模拟捕食者的攻击 (如模拟捕食者的视觉刺激)，追赶训练15 d后，倒刺鲃幼鱼的U_crit也得到了显著提高。一般认为无氧运动训练只能提高鱼类的无氧运动能力^[29]，但也有少量研究证明间歇性的力竭性追赶也能提高鱼类的U_crit^[32-33]。例如Pang 等^[33]发现在15 ℃下经过14 d的力竭性追赶训练，中华倒刺鲃的U_crit增加了19%。瓦氏黄颡鱼 (Darkbarbel catfish) 经过14 d的力竭性追赶训练，U_crit增加了16%^[9]。这种差异可能是由于不同研究中所采用的鱼种、训练强度和训练持续时间等的不同所致。以接近U_crit的速度进行训练时，一些无氧运动因子也参与其中^[9]。因此，本研究中U_crit的增加可能是由于敌害鱼模型追赶训练的过程中，倒刺鲃的无氧运动能力得到了提升所致。

3.3   追赶训练后环境适应能力和体质量的变化

本研究中，训练组有更多的鱼从养殖水槽转入测试玻璃箱30和90 min后开始摄食，表明训练组具有更强的适应新环境的能力，这与用抄网追赶训练真鲷的研究结果类似^[11]。Brown等^[7]发现处于高捕食胁迫下的鱼能更快地回到正常行为状态，认为快速回到正常行为状态也是一种野化特征。因为在自然环境中的野生鱼类经常会受到敌害的追赶，快速回到正常摄食等行为状态，有助于其在野外环境中生存^[7]。

用抄网进行追赶训练经常会使鱼产生应激^[34]，但急性应激会对鱼类生长造成不利影响^[35]。例如，力竭追赶训练导致中华倒刺鲃和岩原鲤 (Procypris rabaudi) 幼鱼的生长率显著下降^[36]。本试验中用鳜鱼模型追赶训练也可能对试验鱼造成温和应激，但是追赶训练15 d的试验鱼体质量与对照组无显著差异，表明处于温和应激状态下的受训鱼，一段时间后能对环境作出适应性调整^[11]。鱼类在放流前一般要进行转运，而转运也会使鱼类产生应激，因此，放流之前的追赶训练能使鱼经历温和的应激，并作出适应性调整。但采用此方法训练后能否提高倒刺鲃的野外成活率，还需进一步在野外试验中进行验证。

在高捕食压力的环境中，鱼类通常会减少觅食行为以获得更高的生存几率^[37]。研究证明，在非致命捕食胁迫下 (如与捕食者的非直接接触)，中华倒刺鲃的觅食行为不受明显影响，表明在非致命捕食胁迫下，中华倒刺鲃能通过大量摄食实现快速生长，这也是鱼类的一种反捕食行为策略^[38]。而本研究中用鳜鱼模型追赶训练，受训鱼也处于非致命捕食胁迫下，追赶训练15 d的试验鱼体质量与对照组无显著性差异，这也提示倒刺鲃拥有与中华倒刺鲃类似的反捕食行为策略。

4.   结论

与其他野化训练方法^[39]相比，用鳜鱼塑料模型对倒刺鲃幼鱼进行追赶训练，是一种历时短、又相对简单的野化训练方法，且追赶训练7和15 d后倒刺鲃幼鱼的与野外生存有关的几项行为能力均得到显著提高，例如躲避模拟敌害鱼类的逃逸时间缩短、转入到新环境后能更早地摄食。追赶训练15 d后的U_crit提高，而特定生长率与对照组无显著性差异。表明此训练方法能对倒刺鲃幼鱼进行野化，同时并不会降低幼鱼的生长。由于追赶训练15 d后的U_crit显著提高，而追赶训练7 d后的并未显著提高，所以前者的野化效果优于后者。