自由游动大口黑鲈冬季行为模式与能量代谢动态研究及其生态生物能量学模型优化

本研究针对野生鱼类生物能量学模型缺乏生态真实性的问题，通过结合心率记录仪与加速度计技术，对自由生活的大口黑鲈（LMB）开展冬季能量代谢研究。研究发现LMB在冬季维持低速游动且存在摄食行为，更新威斯康星生物能量学模型后揭示其代谢策略与越冬适应性，为鱼类生态生理学与保护实践提供关键数据支撑。

　　

在鱼类生态学与保护生理学研究中，生物能量学模型已成为评估鱼类能量分配、生长潜力及栖息地适宜性的重要工具。然而，现有模型多依赖实验室控制环境下的数据，难以真实反映野生鱼类在自然条件下的能量动态。这种生态真实性的缺失严重限制了模型在野外管理实践中的应用价值，尤其对于冬季这种能量胁迫关键期，野生鱼类的行为策略与代谢调节机制更是缺乏直接观测证据。

针对这一科学瓶颈，由Connor Reeve、Luc LaRochelle、Christian J. Bihun、Jacob W. Brownscombe和Steven J. Cooke组成的研究团队，在《Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences》发表了关于自由游动大口黑鲈（Largemouth Bass, LMB, Micropterus nigricans）冬季行为与能量代谢的研究。该研究通过整合多种生物传感技术，对野生LMB种群进行了长达秋末至春末的连续监测，揭示了其越冬期间的行为适应性及能量利用模式，并为生物能量学模型的生态化修正提供了关键参数。

研究团队主要采用三项关键技术：首先，对野生大口黑鲈植入心脏速率记录器（Heart Rate Loggers），实时监测其心搏变化以推估代谢率（Metabolic Rate）；其次，借助三轴加速度传感器（Accelerometers）量化鱼体活动强度与游泳行为模式；最后，结合实测的生长数据与环境参数，运用威斯康星生物能量学模型（Wisconsin Bioenergetics Model）进行能量收支模拟与摄食量反算。所有实验个体均来自自然湖泊环境，未经过人工驯化，保证了数据的生态真实性。

行为与能量代谢的季节性动态

通过分析加速度计与心率数据，研究人员发现LMB的活动水平、心率及代谢率自秋季起逐渐下降，在整个冬季维持于较低水平，直至春末繁殖期才显著回升。这一模式符合温带鱼类应对低温与食物短缺的经典能量节约策略。但值得注意的是，LMB并未完全进入静止状态，而是持续表现出低速游泳行为，暗示其可能在冬季仍保持一定程度的觅食或栖息地探索。

生长与能量收支的变异特征

研究期间大部分LMB个体体质量呈现负增长，但个体间差异显著，表明其对冬季能量胁迫的响应存在较大可塑性。通过更新参数的威斯康星模型反算消耗量，发现部分个体的实际摄食量高于模型假设的完全绝食状态，说明冬季摄食行为可能确实发生。进一步模拟显示，若LMB完全停止摄食，其预测体质量损失将远高于实际观测值；但若考虑绝食引发的代谢率下调（如标准代谢率SMR的降低），则模型预测更接近实际情况。这表明LMB可能通过调节代谢水平与间歇性摄食相结合的方式应对冬季能量挑战。

本研究首次在自然环境下系统揭示了大口黑鲈冬季的能量代谢策略与行为适应性，证实其并非完全处于休眠或绝食状态，而是通过低速活动、潜在摄食与代谢调节的组合策略维持能量平衡。这一发现挑战了传统关于冬季鱼类完全依赖能量储备的假设，强调了生态真实性在生物能量学建模中的重要性。

研究更新的威斯康星模型不仅为LMB的越冬管理提供定量工具，也为其他鱼类物种的冬季能量学研究树立了方法学范例。在实践层面，该成果可用于优化渔业资源保护策略，例如评估越冬栖息地质量、制定季节性捕捞管制措施，或预测气候变化对鱼类能量收支的长期影响。未来研究可进一步整合水体环境参数（如溶解氧、水温梯度）与个体生理状态，构建更高精度的能量动态预测模型。