环境驱动与投喂策略对养殖大西洋鳕垂直行为的影响及其生理机制研究

为解决养殖大西洋鳕（Gadus morhua）因环境温度分层与投喂策略冲突导致的生理应激和高死亡率问题，挪威研究团队通过70天双频回声探测仪（dual-echosounder）连续监测，结合温度记录仪和模型数据，发现 submerged feeding（5?m）能增强鱼群垂直同步性，而 surface feeding 导致热暴露和肠道解剖学损伤。该研究为优化鳕鱼养殖策略、提升动物福利和产业可持续性提供了关键依据。

　　

论文解读

在挪威蓬勃发展的鳕鱼养殖业中，一个看似简单的日常操作——投喂，却隐藏着致命矛盾。大西洋鳕（Gadus morhua）作为闭鳔鱼类（physoclistic），需要通过复杂的腺体调节鱼鳔气压，这使得它们对快速垂直移动极为敏感。然而当前主流的表层投喂（surface feeding）方式迫使这些天生偏好4-12^°C冷水层的鱼类频繁上浮，不仅导致热应激，更可能引发占死亡率50%以上的肠系膜绞窄（Skedsmo et al., 2024）。更棘手的是，从三文鱼养殖照搬的技术方案忽视了鳕鱼独特的生理特性——异常延长的肠道和脆弱的气压调节系统，这些问题在产业规模化进程中日益凸显。

针对这一困局，挪威FORCod项目组联合Cageeye AS公司开展了一项开创性研究。通过部署专为养殖网箱设计的双频回声探测系统（dual-echosounder），配合70天的温度剖面监测，科学家们首次完整捕捉到鳕鱼在商业养殖环境中的三维行为图谱。研究发现，当夏季水温分层明显时，鱼群会智能聚集在15^°C等温线以下；而采用5米深度的 submerged feeding 策略时，鱼群不仅表现出更强的48小时摄食节律同步性，其垂直分布中心（CoM）还能精准追踪残余洋流而非潮汐周期。尤为重要的是，空气温度被证实可作为预测鱼群垂直分布的简易指标——这一发现为养殖场提供了低成本监测方案。

关键技术方法
研究在挪威Nesna的Labukta养殖场（70?m水深）选取4个网箱，采用定制化回声探测阵列克服网箱边界回声干扰。通过同步采集声学数据、温度记录仪数据和模型衍生的环境参数（流速、盐度、溶解氧剖面），结合信号处理技术提取鱼群深度分布百分位数（15th/85th）和中心质心（CoM）。对比分析 submerged feeding 与 surface feeding 期间2,400小时的行为数据。

研究结果
Behavioral response to temperature
温度是驱动垂直分布的核心因素：在7-8月强温跃层期间，鳕鱼持续回避表层高温区（>15^°C），聚集在8-12^°C的中层水域；当9月水温垂直混合增强后，鱼群上移5-7米。值得注意的是，submerged feeding 组始终保持更紧密的集群结构（85th百分位深度差缩小40%）。

Feeding practice modulation
投喂深度显著改变行为模式：表层投喂导致投喂前1小时 anticipatory surfacing（ anticipatory surfacing ），使鱼群暴露在高温下的时间增加3倍；而 submerged feeding 维持了自然 thermal preference ，并减少67%的垂直位移幅度。声学信号分析显示，后者使鱼群48小时摄食节律的同步性指数提升2.1倍。

Physiological implications
研究揭示了解剖学脆弱性与行为的关联：鳕鱼异常延长的肠系膜（mesentery）在频繁垂直运动中易发生扭转，这与养殖场50%的突发性死亡直接相关。闭鳔特性（physoclistic）更使得表层投喂需额外消耗7-12%的能量用于气压调节。

结论与意义
该研究首次系统论证了环境驱动与投喂策略对养殖鳕鱼行为的交互影响：温度分层主导基础分布格局，而投喂深度决定生理代价的强弱。submerged feeding 通过减少垂直迁移幅度和热暴露，有效降低了肠扭转和气压调节障碍风险。提出的"空气温度-CoM"预测模型（R²=0.83）为养殖场提供了实用工具。这些发现不仅为修订《挪威鳕鱼养殖操作规范》提供了科学依据，更启示水产领域需根据物种特异性（species-specific）生理约束设计管理系统——这对实现联合国可持续水产发展目标（SDG14）具有示范意义。