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为探究安大略湖东部大眼鲈的生态习性,研究人员利用声学发射器和弹出式数据存储标签(pDSTs)研究其年度洄游。结果发现洄游至安大略湖的大眼鲈所处水温更低、垂直运动速率(ROVM)更高。该研究为理解其生态提供新视角。
在安大略湖东部,生活着一群神秘的 “居民”—— 大眼鲈(Sander vitreus)。它们每年都进行着一场壮观的迁徙之旅,从特伦特河出发,穿梭于昆特湾,再游向安大略湖。这场迁徙不仅是生命的征程,更是生态平衡的重要一环,因为它们是近岸最丰富的食鱼性鱼类,对鱼类群落结构有着深远影响。
此前的研究就像拼图游戏,但缺少了很多关键碎片。传统的固定监测站点和索引网捕计划,无法直接从自由游动的大眼鲈身上获取连续观测数据。声学遥测技术虽然有所帮助,但也存在局限性,数据不连续且可能有偏差。而以往结合声学发射器和独立温度记录器的研究,记录时间间隔长,还需捕捞鱼类获取数据,样本量也有限。为了填补这些空白,来自加拿大皇后大学淡水渔业保护实验室、安大略省自然资源部哈克尼斯渔业研究实验室、加拿大渔业和海洋部的研究人员决定深入探究。
研究人员开展了一项关于成年大眼鲈年度洄游的研究,他们使用声学发射器和弹出式数据存储标签(pDSTs)相结合的方法,收集了温度、深度、垂直运动速率(ROVM)和水平运动速率(ROHM)等数据。通过分析这些数据,他们发现了许多有趣的现象。
在研究区域方面,特伦特河流入昆特湾的西北端,昆特湾又与安大略湖东部相连。研究人员在该区域部署了大量的 VR2W - 69 kHz 和 VR2TX - 69 kHz 全向接收器,组成了主要的接收阵列,用于记录大眼鲈的声学信号。
在鱼类标记环节,研究人员在 2019 年 4 月 2 - 16 日,从特伦特河疑似产卵栖息地捕获大眼鲈。经过筛选,挑选出 10 只雄性和 10 只雌性大眼鲈,为它们植入声学发射器和 pDSTs。声学发射器能发射编码信号,pDSTs 则可记录深度和温度数据。
数据收集完成后,研究人员进行了详细的数据分析。他们用 R 软件计算 ROVM,将 pDST 的温度和深度数据浓缩为每小时平均值,对声学数据进行处理得到 ROHM。通过建立线性混合效应模型和广义相加混合模型(GAMMs),研究不同区域、不同时间以及性别对各项指标的影响。
研究结果令人惊喜。在温度和 ROVM 方面,不同区域差异显著。湖中的大眼鲈所处水温(11.56 °C;标准误差 ± 0.1)比上湾平均低 5.33 °C,且 ROVM 增加了 15.5%。通过 GAMMs 模型分析发现,温度在 8 月达到峰值(23.1 °C),深度在 4 月产卵时最浅,ROVM 呈双峰分布,ROHM 在 5 月产卵后迁徙时有局部峰值,10 月达到全球最大值。在时间效应上,温度、深度和 ROVM 都有显著的季节性日变化,而 ROHM 没有。特别是 ROVM 在黄昏和黎明时达到峰值,与大眼鲈的捕食优势期相吻合。在性别差异方面,虽然两性在年度温度体验和深度选择上没有显著差异,但雄性的年度 ROVM 比雌性大,平均每小时多移动 12.1 米(每年 106 公里) 。
这些研究结果意义重大。从生态习性角度看,支持了 Bowlby 和 Hoyle 提出的概念模型,即产卵后迁徙的大眼鲈进入安大略湖,虽然面临水温较低的环境,但可能通过增加觅食来弥补,这表明觅食机会可能是其产卵后迁徙的主要驱动力。从行为策略方面,研究发现大眼鲈在夏季后期会通过垂直移动进行行为性体温调节,当水温达到上限时,它们会向深处移动。在深度选择上,大眼鲈的深度范围与以往研究有所不同,这可能与温度限制或水体透明度变化有关。此外,研究还发现大眼鲈的活动水平在冬季虽降低但并非可忽略不计,仍存在一定程度的冬季觅食行为。
总之,这项研究通过新颖的技术手段,深入剖析了大眼鲈的生态习性和迁徙行为。不仅为理解大眼鲈在安大略湖生态系统中的作用提供了关键信息,也为生物能量学模型提供了更准确的数据支持。未来,若能增加样本量进一步研究,将更全面地揭示大眼鲈的生态奥秘,为渔业管理和生态保护提供有力依据。
研究人员主要使用了以下关键技术方法:一是声学遥测技术,通过部署在研究区域的接收器,记录带有声学发射器的大眼鲈的位置信息,从而获取其运动轨迹和水平运动速率(ROHM)数据;二是弹出式数据存储标签(pDSTs)技术,pDSTs 被安装在大眼鲈身上,以每 2 秒的频率记录深度和温度数据;三是数据分析技术,运用 R 软件进行复杂的数据处理和建模,如计算垂直运动速率(ROVM) ,建立线性混合效应模型和广义相加混合模型(GAMMs)分析各项数据之间的关系。