基于声学标签系统（ATS）鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式与应用.pdf

分类号 X826 密级-UDC _博士学位论文基于声学标签系统(ATS)鱼类个体运动 行为对水质变化的响应模式与应用学科专业 结构工程 基于声学标签系统(ATS)鱼类个体运动行为 对水质变化的响应模式与应用摘要水环境污染是社会经济发展过程中面临的重大环境问题，具有危害性 大、偶然性强和社会影响恶劣等特点，引发的水环境安全问题已经引起社 会公众和政府管理部门的高度重视。因此，对江河湖库水质监测技术提出 了更高更迫切的要求。本论文以鱼类作为指示生物，引进美国先进的声学 标签系统(ATS),以室内水生态环境模型和野外小型湖畔为研究平台，对 鱼类个体运动行为轨迹进行24小时在线监测，研究其对水质变化的响应模 式。通过无人船水质在线监测系统和MIKE软件对水质进行了验证性监测 和模拟，同时耦合ATS鱼类个体运动行为对水质的响应指标和鱼类敏感性 水质指标构建了水生态健康评价体系。主要研究结论如下：(1)确定了鱼类个体运动行为对水质变化的响应指标为鱼类离污染源 距离yd、鱼类离水面距离火和鱼类游泳速度为。通过分析鱼类个体运动轨迹 的时空分布情况可知：在时间尺度上，鱼类个体运动行为响应模式主要表 现为鱼类离污染源距离为，且随污染物浓度增大yd也越大；在空间尺度上，鱼类个体运动行为响应模式主要表现为鱼类离水面距离yz。在贫中营养 阶段，力变化范围较大；在富营养阶段，yz的主要范围为020.4m。鱼类 游泳能力对水质变化的响应模式主要表现为鱼类游泳速度%。两个连续轨 迹点的间距大小反映了鱼类游泳速度的快慢，距离大说明鱼类游泳速度快,反之则慢，鱼类游泳速度随水中污染物浓度增大而逐渐变慢。(2)确定了鱼类敏感性水质指标为溶解氧DO、铜绿微囊藻毒素MC-LR 和非离子氨NH3,以及水质变化对鱼类个体运动行为轨迹的影响及其致死 I阈值。在贫中营养阶段，DO含量变化是鱼类个体运动行为轨迹发生变化 的主要影响因素；在富营养阶段，DO、MC-LR和NH3是共同引起鱼类个 体运动行为轨迹发生变化的主要影响因素，在此阶段由于藻类死亡而释放 出大量衍生污染物MC-LR和NH3,DO快速下降，MCLR和NH3快速上 升。当溶解氧含量为3.0 mg/L时，成年鲤开始出现45。浮头现象；当DO、MC-LR和NH3含量分别达2.5mg/L、1.20mg/L和1.50mg/L时，成年鲤开 始出现死亡现象。(3)构建了基于ATS鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式。根据 鱼类个体运动行为响应指标与鱼类敏感性水质指标的相关性分析结果可知,鱼类个体运动行为响应指标yd、yz.%与鱼类敏感性水质指标DO、MC-LR 和NH3呈强相关性和强负相关性以上；建立了丫心力和%对水质变化的预 测模型，模型相关系数均达0.9以上，且预测模型的拟合优度、I可归方程以 及回归系数显著，可做为鱼类个体运动行为对水质变化响应指标的预测模 型。(4)验证了基于ATS鱼类个体运动行为响应指标预测模型，且验证模 型比原预测模型更准确。结合野外水域实测资料对预测模型进行了验证，根据验证结果可知：与原预测模型相比，验证模型y/、为和%的验证结果 与实测值偏差更小，说明经过验证后的预测模型比原预测模型更准确。(5)得到了水质变化过程中鱼类个体运动行为的拟合轨迹。根据BP 神经网络算法对水质变化过程中鱼类个体运动行为轨迹进行了拟合，拟合 结果表明鱼类三维运动轨迹坐标X、Y方向拟合的相关系数均达到0.9以上，拟合效果好；Z方向拟合的相关系数为0.365,拟合效果欠佳，主要是由于 水体较浅且鱼类在贫中营养阶段Z方向的轨迹分布范围变化较大引起的。但归一化处理后的拟合相关系数比归一化前均有所提高，说明归一化处理 后鱼类三维运动轨迹的整体拟合效果比归一化前拟合的效果要好。说明BP 神经网络算法是一种拟合鱼类三维运动轨迹的有效方法。(6)得到了鱼类敏感性水质指标DO、MC-LR和NH3的推求值，且与 实测值、模拟值偏差较小。根据验证模型推求得到鱼类敏感性水质指标DO、MCLR和NH3的含量，且推求值和实测值偏差较小。另外，通过MIKE软 件模拟了野外实测水域主要水质指标的演变过程，并得到了主要水质指标 的模拟值，且与推求值偏差较小。根据验证后的ATS鱼类个体运动行为响 应模式得到鱼类敏感性水质指标的推求值与实测值、模拟值的偏差均较小,进一步说明了根据基于ATS鱼类个体运动行为响应模式推求水质指标含量 结果是可信的。(7)建立了耦合ATS鱼类个体运动行为响应指标及敏感性水质指标的 水生态健康评价体系并进行等级划分。根据构建的水生态健康评价体系对 野外实测水域的水生态健康状态进行了评价，评价结果与根据实测水质指 标进行评价的结果基本一致，说明该评价体系与方法更真实、实时地反映 出水体生态环境的健康状况。最后，采用虚拟仿真技术对鱼类在水质演变 过程中的运动行为响应进行了三维可视化虚拟仿真模拟，为鱼类运动行为 监测、水生态健康评价和预警提供可视化视觉效果。关键词：声学追踪系统(ATS)；鱼类个体运动行为响应指标；鱼类敏感性 水质指标；数据挖掘；响应模式；MIKE模拟；水生态健康评价 体系illRESPONSE MODEL AND APPLICATION OF FISH INDIVIDUAL MOTION BEHAVIOURS WITH WATER QULAITY CHANGES BASED ON ACOUSTIC TAG SYSTEM(ATS)ABSTRACTWater pollution is a major en viron men tal problem in curren t society with social an d econ omic developmen t.It is h armful,acciden tal an d h as a rath er passive in fluen ce on th e society.Th e en viron men tal safety problems h ave caused a h igh degree of atten tion to th e gen eral public an d govern men t agen cies.Th erefore,h igh er an d more urgen t requiremen ts are put forward fbr th e water quality mon itorin g tech n ology of rivers,lakes an d reservoir.In th is paper,fish was selected as th e biological in dicator.Th e advan ced acoustic tag system(ATS)of Un ited States was used to mon itor motion trajectories of fish es.Th e fish in dividual movemen t beh aviors were mon itored in real time in an in door water ecological en viron men t model an d lake.Respon se models of fish beh aviors with th e ch an ge of water quality were studied.Water quality was mon itored by on lin e mon itorin g system of un man n ed sh ip.Th e process of water quality evolution was simulated by usin g Mike software.In th e mean time,water ecological h ealth assessmen t system was built by couplin g th e respon se in dicators of ATS fish in dividual motion beh aviors an d fish sen sitivity water quality in dexs.Th e main results were listed as followin g:(1)Th e fish in dividual beh avior respon se in dicators fbr water quality ch an ge were th e distan ce from fish es to th e source of pollution(yj),th e distan ce from fish es to water surface()an d th e speed of fish es swimmin g(%),respectively.By an alyzin g th e temporal an d spatial distribution s of fish in dividual motion beh avioral trajectories in th e process of water quality ch an ge,it can see th at th e respon e mode of fish in dividual motion beh avior was main ly expressed by yd on th e time scale.Wh en th e con cen tration of pollutan ts was IVgreater,became larger.On th e spatial scale,th e respon e mode of fish in dividual motion t beh avior was main ly sh owed by yz.At th e oligotroph ic an d mesotroph ic stage,yz varied widely.At th e eutroph ic stage,th e main ran ge of yz was 0.20.4m.Th e respon se mode of fish swimmin g ability to water quality ch an ge is main ly represen ted by fish swimmin g speed.Th e distan ce between two con secutive trajectory poin ts of fish reflected its swimmin g speed.Th e swimmin g speed was greater wh en th e distan ce was larger,an d vice versa.It sh owed th at th e swimmin g speed of fish gradually slowed down with th e in crease of pollutan t con cen tration in water.(2)Th e fish sen sitivity water quality factors were DO,MC-LR an dNH3,respectively.Th e impact of water quality ch an ges on th e fish in dividual motion beh avior an d th eir leth al th resh olds were determin ed.At th e stage of oligotroph ic an d mesotroph ic,DO was th e main in fluen ce factor on th e ch an ge of fish in dividual motion beh avior.At th e eutroph ic stage,DO,MC-LR an d NH3 were th e main in fluen ce factors.At th is stage,algae died an d released a large amoun t of derivative pollutan ts such as MC-LR an d NH3,wh ich also resulted in th e rapid decrease of DO,MC-LR an d NH3 in creased rapidly.Wh en th e DO decreased to 3.0 mg/L,adult carp began to float at 45 an gles.Th e adult carp began to die wh en th e con cen tration of DO,MCLR an d NH3 reach ed 2.5 mg/L,1.20 mg/L an d 1.50 mg/L,respectively.(3)Th e respon se mode of fish motion beh avior based on ATS to water quality ch an ges was con structed.Accordin g to th e correlation an alysis between respon se in dicators of fish in dividual motion beh avior an d fish sen sitivity water quality factors,it was kn own th at th e respon se in dicators yz yv h ad stron g correlation or stron g n egative correlation with DO,MC-LR an d NH3.Prediction models of yd yz an d yv were establish ed.Th e correlation coefficien ts of th ese models were all greater th an 0.9.Th e sign ifican ce an alysis result sh owed th at th e goodn ess of fit,regression equation an d regression coefficien t of th e vestablish ed models were all sign ifican t.Th e models of yd.yz an d yv can be used to predict th e respon se in dicators of fish in dividual motion beh avior wh en water quality ch an g.(4)Th e in dex predictive modeles of fish in dividual motion beh avior based on ATS were verified,an d th e verified models were more accurate th an th e origin al prediction models.Th e prediction models were verified by combin in g th e measured data in small lakes.Accordin g to th e verification results,th e verification result of th e verification models h ad a smaller deviation from th e measured value by comparin g with th e origin al prediction model.It con cluded th at th e verified prediction models were more accurate th an th e origin al on e.(5)Th e fittin g trajectories of fish in dividual motion beh avior durin g water quality ch an ge was got.Accordin g to th e BP n eural n etwork algorith m,th e beh avioral trajectories of fish in th e process of water quality ch an ge were fitted an d h ave a good fittin g efifect.Th e fittin g results sh owed th at th e correlation coefficien ts of x an d y direction in th e th ree-dimen sion al coordin ate of fish in dividual motion beh avior were greater th an 0.9.Th e fittin g effect was good.Th e correlation coefficien t of z direction was on ly 0.365,wh ich main ly due to th e sh allow water an d th e ran ge distribution of th e trajectoryies in th e z-directio at th e oligotroph ic an d mesotroph ic stage.But th e fittin g correlation coefficien ts were improved after th e n ormalization th an before.It in dicated th at th e overall fittin g results were better after n ormalization th an un n ormalization.Th e results sh ow th at th e BP n eural n etwork algorith m is an effective way in fittin g th e th ree-dimen sion al trajectories of fish.(6)Th e values of fish sen sitivity water quality in dicators were calculated,wh ich h ave little deviation from th e measured values an d simulated values.Th e con cen tration s of DO,MC-LR an d NH3 were calculated by usin g th e verified modeles of fish in dividual motion beh avior.Th e calculatin g res lutes were very VIclose to th e actual data.In addition,th e evolution processes of main water quality factors were simulated by MIKE software.Th e simulatin g results were obtain ed.Th e con cen tration of TP,TN,Ch l-a an d NH3-N n ear th e outlet were th e h igh est an d gradually decreased an d gradually lower aroun d.Th e simulatin g data were very close to th e actual data.Th erefore,it sh owed th at th ere was a small deviation between th e calculated values of fish sen sitivity water quality in dex based on repson modes an d measured value,th e simulated value.It was furth er clarified th at th e results of water quality in dex estimation based on ATS fish in dividual beh avioral respon se modes are feasible.(7)Water ecology assessmen t system was establish ed based on couplin g th e respon se in dicators of ATS fish in dividual mon tion beh avior an d fish sen sitivity water quality in dexs.A n ew water ecological h ealth assessmen t system was establish ed based on couplin g th e in dicators of yd,yz,yv an d DO,MC-LR,NH3,respectively.Th en,it was graded.In th e mean time,th e water quality of lake was evaluated,an d th e evaluation results were con sisten t with th e results based on actual data.It in dicated th at th e evaluation system can reflect real-time th e h ealth status of waters.Fin ally,th e virtual simulation tech n ology was used to simulate th e movemen t beh avior of fish in th e process of water quality evolution.It provided visual effects for fish beh avior mon itorin g,water ecological h ealth assessmen t an d early warn in g.KEY WORDS:Acoustic tag system(ATS);Respon se in dex of fish in dividual beh avior;Fish sen sitivity water quality factors;Data min in g;Respon se model;MIKE simulation;Water ecological h ealth assessmen t systemVII目录摘要.IABSTRACT.IV符号说明-XI第一章引言-11.1 研究背景及意义.11.1.1 研究背景.11.1.2 研究意义.21.2 鱼类个体运动行为监测技术国内外研究进展.31.2.1 基于计算机视觉的鱼类行为监测技术研究进展.41.2.2 基于声学信号的鱼类行为监测技术研究进展.613水生态环境健康评价方法研究现状.913.1 指标体系法.91.3.2指示物种法.111.4 研究内容.151.5 技术路线.16第二章基于ATS鱼类个体运动行为对水质变化的响应实验.192.1 基于ATS鱼类个体运动行为对不同水动力条件的响应实验.192.1.1 实验材料.192.1.2 实验方案.202.1.3 实验结果分析.202.2 基于ATS鱼类个体运动行为对水质变化的响应实验研究.272.2.1 实验材料.272.2.2 水质演变模拟实验.322.2.3 监测技术及方法.342.2.4 实验结果分析.432.3 基于ATS鱼类个体运动行为响应野外实验.72vin2.3.1 野外实测水域概况.722.3.2 监测技术及方法.732.3.3 实验结果及分析.742.4 本章小结.77第三章基于ATS鱼类个体运动行为对水质变化响应模式的构建-793.1 数据挖掘技术.793.2 鱼类个体运动行为轨迹的拟合.803.2.1 BP神经网络算法.803.2.2 归一化处理.813.2.3 拟合结果分析.813.3 ATS鱼类个体运动行为响应模式的构建.833.3.1 响应模式构建方法.833.3.2 鱼类个体运动行为响应模式的构建.883.4 ATS鱼类个体运动行为响应模式的验证.923.4.1 偏差分析.923.4.2 响应模式的验证.933.5 本章小结.97第四章 基于ATS鱼类个体运动行为响应模式的应用-994.1 应用响应模式推求鱼类敏感性水质指标含量.994.2 基于MIKE软件的水质模拟.1014.3 模拟结果及验证.1024.4 本章小结.109第五章基于ATS鱼类个体运动行为响应指标与鱼类敏感性水质指标水生态健康评价体系的构建.1105.1 鱼类个体运动行为评价指标.1105.2 水生态健康评价体系的构建.1115.2.1 评价指标体系构建的原则.1115.2.2 评价指标体系的构建.111IX5.3 指标等级标准的确定.1125.4 水生态健康评价体系的应用.1135.5 本章小结.113第六章鱼类对水质变化的行为响应可视化仿真模型的构建-1146.1 UNITY3D可视化仿真技术.1146.2 可视化仿真模型的构建方法及步骤.1156.3 可视化仿真模型的功能.1176.4 鱼类个体运动行为对水质变化的响应可视化模型.1196.4.1 水质指标查询模块.1196.4.2 污染物迁移可视化仿真模块.1196.4.3 鱼类运动轨迹可视化仿真模块.1206.5 本章小结.121第七章结论与展望.1227.1 结论.1227.2 创新点.1247.3 展望.125参考文献.126致漫.143攻读学位期间发表论文情况.144X符号说明符号意义ATS声学标签系统(Ac o ustic Tag System)BP反向传播(Bac kPr o pagatio n)ya鱼类离污染源距离yz鱼类离水面距离yv鱼类游泳速度DO溶解氧(Disso l ved Ox ygen)MC微囊藻毒素(Mic r o c ystins)MC-LR铜绿微囊藻毒素nh3非离子氨nh3-n氨氮pH酸碱度TP总磷TN总氮Ch l-a叶绿素-aCODMn高锦酸盐指数SD透明度单位或量纲mmm m m m mmXI广西大学博士学位论文基于声学标签系统(ATS)鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式与应用第一章引言1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着工农业、城镇化的快速发展以及人民生活水平的提高，含有氮、磷污染物的大 量排放，引起水体中藻类及其他浮游生物的迅速繁殖、死亡并释放出衍生污染物，同时 消耗水中大量氧气而导致溶解氧含量快速下降，出现水质恶化、鱼类死亡现象。这种由 于水体中氮、磷营养盐含量过多而引起的水质污染现象被称为水体富营养化(Eutr o ph ic atio n),由于其治理难度大且修复过程漫长等特点被人们形象地称为“生态 癌”水体富营养化现象不仅改变了水体的物理化学性质、增加治理成本，还会对人 类正常的饮水、娱乐、旅游和工业生产产生重要影响，它的存在严重妨碍水资源的可持 续利用，造成环境和经济的重大损失。水生态环境问题是全球社会经济快速发展的副产物，已成为世界性的环境难题。目 前，亚洲、欧洲、北美洲和非洲现阶段富营养化水体比例分别达到54%、53%、46%和28%。自1980年以来，我国富营养化湖泊面积增加了近60倍，而25%的湖泊正 面临富营养化的威胁网。在2014年水利部发布的水资源公报中，根据全国121个开发利 用程度较高和面积较大湖泊的营养状态评价结果，这些湖泊大部分都处于水体富营养状 态。其中，达到富营养状态的有93个，占据评价湖泊的76.9%；达到中营养状态的有 28个，占据评价湖泊的23.1%旬。据统计，中国湖泊富营养化程度贫营养、中营养、富 营养的比例分别为44%,24%和32%,其中有22%的湖泊出现重富营养和超富营养现 象，成为全球湖泊富营养化最为严重的国家之一。水体富营养化问题严重制约了我 国水生态环境安全和经济社会的可持续发展，也成为我国急需解决的重大环境问题之一。面对严峻的湖泊富营养化形势，我国相继采取了一系列治理修复措施。自1980年 以来，批准和实施了一大批生态修复工程，在控制污染物输入和修复受损水生态系统方 面投入了大量的人力物力，累积资金投入近3万亿元。水生态修复技术方面的研究取 得了很大的成果，与此相关的水体富营养化监测、预警以及水生态修复效果评价的研究 工作也相继得到开展。水生态环境健康评价方法除了通过对水体水质进行监测外，利用对水生生物的生理、1广西大学博士学位论文基于声学标盖系统(ATS)鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式与应用行为响应进行监测来达到对水环境污染状况进行评价和预警的目的也成为国内外研究 的热点。一般情况下，研究所选取的评价指标反映的是研究期间的实际情况，很难持续 反映水体真实生态环境的健康状况。水生态环境修复是一个漫长的动态过程，能够实时 反映水生态环境健康状况及修复效果的理论技术和方法研究成为水生态环境健康评价 的发展方向。目前，生物监测已成为评价水生态健康的重要手段，通过监测鱼类的行为 响应来对水生态环境的健康状况进行评价成为国内外的研究热点。近年来，由于水体受污染引起鱼类大量死亡的事件常有发生。这些事件反映了鱼类 与其生存环境是一个统一的整体，环境创造了生物，生物又不断地适应环境，两者相互 依存、相互补偿并协同进化。水环境改变是鱼类生理、行为发生变化的主要原因，同时 产生一系列的生物效应如生长缓慢、产量减少、繁殖率下降、死亡、回避、种群和群落 结构变化等。鱼类长期生存于水体环境中，是水域污染情况一个活的“监测器”。鱼类 监测对事故性污染事件的早期预警具有其他检测方法不可替代的优点。在很多水污染事 件中，最早发现水体受污染的不是当地的环保部门，而是生活在水域附近的渔民。这些 水污染事件说明了在监测条件和水平有限情况下，鱼类比环境监测更能快速有效、真实 地反映水体当时的环境状况。鱼类作为水生生物的高级类群，位于食物链的顶层。以鱼 类为指示生物对水生态环境进行监测，与理化分析手段相比，具有实时、直接、客观反 映水污染状况的优势，能更真实地反映出水生态环境污染的客观状况。因为当水体环境 发生变化时，首先出现响应的就是长期生存于水体中的鱼类，其在水体中的行为响应情 况能够很好地反映出当时的水生态环境状况。目前，国内外专门针对水生态因子对鱼类个体运动行为影响的定量和实证性的研究 成果相对较少。将鱼类个体运动行为进行定性与量化，结合鱼类在水质变化过程中产生 的行为响应对水生态环境现状作出合理性评价是水生态环境健康评价的一项重要工作 内容。1.1.2 研究意义鱼类对污染物或有毒物质的各种生理、行为响应，是对水体受污染情况进行监测的 基本原理。根据鱼类的这种响应可以直接或间接判断水中污染物或有毒物质对鱼类的潜 在影响以及实际毒性，从而对水环境健康状况进行相应的评价。以鱼类为指示物种对水 环境污染状况进行监测，与通过物理化学的分析手段相比能更真实、更直接地反映水体 2广西大学博士学位论文基于声学标签系统(ATS)鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式与应用环境的污染状况，这种综合性和真实性是许多物理化学的监测方法所无法比拟的。同时,还可以结合物理化学分析手段全面地了解水体的污染程度。在积累大量数据的基础上,可为各种水体污染物或有毒物质的排放标准选择合适的污水处理方法和工艺流程，为区 域环境容量、环境标准的制订提供数据参考依据。本论文将鱼类个体运动行为学、生态学、声学、数学模型以及计算机仿真技术等多 门学科结合起来进行的科学研究，实现了多门学科的交叉利用与研究，为江河湖库的水 生态环境保护、水生态修复及防治和水生态健康评价提供科学的数据依据。1.2 鱼类个体运动行为监测技术国内外研究进展目前研究鱼类个体运动行为的方法主要是通过水槽模拟实验、现场实测、渔获实验 和数学模拟等来获得，其中水槽模拟实验是研究鱼类个体运动行为最常用方法，也是 进行基础研究的方法，这些方法主要应用于水动力和水质变化对鱼类行为的影响研究。目前，国内在水动力条件变化对鱼类运动行为的影响研究方面主要集中在不同水流下的 趋流率、游泳速度、摆尾频率等游泳行为特征和游泳能力。钟金鑫(2012)等人采用特 制的鱼类游泳行为测定装置对静水和不同流速下云南华峻幼鱼的游泳状态、游泳速度、趋流率和摆尾频率进行研究，发现水流速度对幼鱼的游泳状态、趋流率、摆尾频率和游 泳速度等有显著影响。Vo wl est(2012 2014)等人以下游移动的幼年大戟鞋为研究对 象，研究其在通过加速流动区明暗条件下对其回避行为的影响口仇川。龚丽(2015)等人 利用自制鱼类游泳行为试验装置，采用流速递增法，研究草鱼幼鱼的游泳能力和游泳行 为，发现鱼类的摆尾频率随着水流速度的增加而呈线性增加段辛斌(2015)等人以 4种暖水性鱼类为研究对象，分别在(281)和(101)C条件下测定它们的临界游 泳速度，并采用SPSS 17.0统计软件进行数据分析比较，发现4种鱼在这两种温度条件 下的临界游泳速度均有极显著性差异0儿李会锋(2016)等人通过研究鲤鱼的游泳能力 及游泳行为，根据鱼类对水流速度的游泳行为响应发现就鱼摆尾频率随水流速度的增大 而增加且两者呈线性关系。刘慧杰(2016)等人以鲤鱼和鳗鱼为研究对象，测定不同 体长触鱼和鳗鱼的临界游泳速度并发现雏鱼和统鱼的绝对临界游泳速度随着体长的增 加而增大，相对临界游泳速度随着体长的增大而减小均。曹平(2017)等人利用鱼类游 泳行为测试水槽研究了草鱼幼鱼游泳特性指标和游泳行为【附。林晨宇(2017)等人以爆 幼鱼为研究对象在自行设计的加速流装置中进行下行实验，发现加速流会对鲸幼侑下行 3广西大学博士学位论文基于声学标签系统(ATS)鱼类个体运动行为对水质变化的响应模式与应用的时间和方式产生影响。柯森繁(2017)等人以鲤为对象，通过分析软件对鲤鱼在顶 流游泳、顶流静止和顶流前进中的水流速度U、摆尾频率f、相对摆尾振幅A、绝对游 泳速度V和游泳加速度a之间进行了相关性分析“叟Sur iyampo l a(2017)等人以斑马 鱼为研究对象，测试四种不同水流和障碍物对它们行为