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申请/专利权人：武汉大学

摘要：本发明公开了一种评估水体微塑料影响鱼类游泳能力的方法及应用。方法步骤为：收集研究流域的微塑料污染情况、水环境参数以及鱼类的情况；根据收集到的流域资料，设计鱼类微塑料暴露实验；对实验鱼进行封闭环形水槽测试，获得鱼类游泳能力；绘制Kaplan‑Meier曲线，得到特征流速Ui90、Uc90、Ub90；对比特征流速，评估微塑料对鱼类游泳能力及洄游的影响。本发明将收集到的流域资料运用到微塑料的暴露实验，能够直接反映出不同微塑料浓度条件下对鱼类游泳能力的影响；通过研究鱼类在不同微塑料浓度影响下的游泳能力及其洄游特征变化，可以了解水体微塑料背景下鱼类洄游周期变化，为未来鱼道的设计、修建提供理论参考。

主权项：1.一种评估水体微塑料影响鱼类游泳能力的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：收集含有微塑料水体的流域资料；所述步骤S1中流域资料包括微塑料污染情况、水环境参数以及鱼类的情况；S2：根据流域资料设计包括以不含微塑料水体作为对照组的暴露实验；S3：按照设计的暴露实验，对实验鱼进行封闭环形水槽测试，获得鱼类的游泳能力参数；所述步骤S3中游泳能力参数包括洄游鱼的游泳速度、耐力和活动范围；收集资料的断面与鱼类洄游路线相符，主要包括流域的上、中、下游及闸坝的上下游；流域微塑料污染情况包括流域水体中微塑料的主要类型、微塑料的颜色、微塑料的粒径以及微塑料的浓度；水环境参数包括流域的水温、流速、pH及溶解氧；鱼类的情况包括鱼的类型、体长范围；所述步骤S3中，设计暴露实验的方法如下：选取研究流域中丰度最大的洄游鱼类作为实验鱼；实验鱼的体长、体重能够涵盖研究流域鱼类的范围；根据流域的微塑料污染情况，设计3种微塑料浓度的实验组和不含微塑料的对照组，实验组的微塑料类型为流域丰度最大的微塑料类型，实验所用微塑料粒径和颜色与流域的实际情况保持一致；所述步骤S3中：在封闭环形水槽中测试鱼类游泳能力；实验鱼游泳能力由感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度进行表征；S4：根据游泳能力参数绘制Kaplan-Meier曲线，得到特征流速，描述鱼类在不同微塑料浓度影响下的游泳能力及其洄游特征变化；所述步骤S4中：Kaplan-Meier曲线图的绘制步骤：将流速按从大到小的顺序排列，Ai为小于等于第i个流速的个数，Bi＝1-1Ai，C0＝1，Ci＝Bi×Ci-1，以流速为横坐标，Ci为纵坐标即可绘制Kaplan-Meier曲线图；所述步骤S4中：特征流速为Ui90、Uc90、Ub90；Ui90表示90％的实验鱼在实验中能够感应到水流方向从而逆向游泳的流速值；Uc90表示90％的实验鱼在临界游泳速度测试中未达到疲劳状态的流速值；Ub90表示90％的实验鱼在突进游泳速度测试中未达到疲劳状态的流速值；S5：通过特征流速判断微塑料是否对鱼类的游泳能力产生了影响；所述步骤S5中：将步骤S4得到的实验组特征流速对照组特征流速进行对比，评估微塑料对鱼类游泳能力及洄游的影响；感应流速为鱼类能够感应到水流的最小速度，在实验中以实验鱼从不规则的四处游动变为逆水流时的流速为感应流速；临界游泳速度反映鱼类长时间游泳的能力，测定方法采用递增流速法，临界游泳速度由下式进行计算： 其中，Uc为实验鱼的临界游泳速度，Umax1为实验鱼未达到疲劳状态的最大速度，U1为流速增量，t1为最后一个时段实验鱼达到疲劳状态的时间，t1为实验设置的时间间隔，20min；突进游泳速度是指鱼类在较短时间内能达到的最大速度，突进游泳速度测定方法采用递增流速法，由下式进行计算： 其中，Ub为实验鱼的突进游泳速度，Umax2为实验鱼未达到疲劳状态的最大速度，U2为流速增量，t2为最后一个时段实验鱼达到疲劳状态的时间，t2为实验设置的时间间隔，20s；所述步骤S5中，具体为：S5.1将实验组Ui90与对照组Ui90进行比较，若实验组Ui90更大则说明实验鱼感知水流的敏感度更低，在该组微塑料浓度水环境下更难以辨认出洄游方向；S5.2将实验组Uc90与对照组Ui90进行比较，若实验组Uc90更小则说明实验鱼的有氧运动的能力更差，在该组微塑料浓度水环境下洄游鱼类可能无法按时抵达产卵场、越冬场、索饵场，影响其生命周期的正常环节；S5.3将实验组Ub90与对照组Ub90进行比较，若实验组Ub90更小则说明实验鱼的无氧运动的能力更差，在该组微塑料浓度水环境下洄游鱼类在穿越高流速区域或躲避敌害时可能会遇到危险。

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百度查询： 武汉大学 评估水体微塑料影响鱼类游泳能力的方法及应用