鱼梯到底是个什么东西呢？
鱼梯到底是个什么东西呢？
鱼在水中能上下游动，为什么要给小鱼建立这种东西呢？
其实所谓“鱼梯(Fish ladder)”，是一类让河流中的鱼到高处水域的通道，也称“鱼道(Fishway)”。
河流里的鱼类一般不会只待在一个水域内度过终生。
为了产卵，为了繁殖，为了躲避不适合它们生长生存的天气或急流，小鱼们会在这些功能不同的水域间迁徙洄游。
人类发明并修建了鱼梯，鱼梯到底是个什么东西呢？今天算长见识了
而我们人类为了防止洪水泛滥，水力发电，储备水资源等，在河川里建立了水坝。
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水坝
图片来源：Max Pixel
其中的一些水坝，阻止了河川里的鱼的正常洄游。
为了满足受到影响的鱼类能进行洄游的需要，人们便创造了可供小鱼能跃过的鱼梯！
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--诶，等等，鱼不是会跳的吗！说好的鲤鱼跳龙门？！
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跳出水面的三文鱼
图片来源：Max Pixel
的确，河流里确实有一些能跳跃的鱼类。但，还有很多小小鱼的游泳和跳跃能力非常的弱，水坝对于它们来说，可能就好像大山一样高，根本不可能跃过这个龙门。
所以在设计一个鱼梯时，必须通过严格的实验测试，调查需要通过该流域所有鱼类的游泳能力，建造出一个倾斜角度适合的鱼梯，让成功爬上鱼梯的小鱼的数量和种类达到最大化。
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英国德文郡 Lopwell 水坝的鱼梯
图片来源：Nilfanion, Wikipedia
比如，在北美大平原地区的美国科罗拉多州，生物学家和工程师决定建立斜坡岩石鱼道（rock ramp fishway），这是一种模仿自然环境，由人工斜坡和岩石块组成且没有垂直高低落差的鱼梯。
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德国 Illerkraftwerk 的斜坡岩石鱼道
图片来源:Franzfoto, Wikipedia
那么，鱼梯的倾斜角度到多少合适呢？
生物学家们对大平原地区中常见的三种小型鱼类进行了研究，它们分别是阿肯色镖鲈、黄石鮰和扁头鲦。
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繁殖期的成年雄性阿肯色镖鲈（Etheostoma cragini）
图片来源:The North American Native Fishes Association
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黄石鮰（Noturus flavus）
图片:Ellen Edmonson and Hugh Chrisp, Wikipedia
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扁头鲦（Platygobio gracilis）
图片:Chad Thomas
首先，工作人员建立了一个长达6.1米，可以控制倾斜角度的鱼梯模型，并以每2.01米为单位，划了两道不影响小鱼游动的横线，以供研究员记录有多少小鱼成功游过了该端鱼梯。
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鱼梯模型
图片:Tyler Swarr
生物学家们很快发现，在这三种小鱼中，阿肯色镖鲈的游泳能力是最弱的。
当鱼梯的倾斜角度为最陡的10%时，只83%的阿肯色镖鲈能游过第一段的鱼梯，且没有一条能游上第二段。
相比之下，扁头鲦的游泳能力最强，全部游过第一段，并有89%成功游过了第二段鱼梯，但也没有一条能游过第三段。
黄石鮰处于中等，有35%成功游上了第二段鱼梯。
于是工作人员们以2%的倾斜角度为单位，不断降低鱼梯。直至6%的倾斜度，大部分(97%)阿肯色镖鲈才能越过第一段鱼梯。
当倾斜角度为4%时，扁头鲦和黄石鮰能游完整条鱼梯。倾斜角度为2%时，40%的阿肯色镖鲈才能游到终点。
所以，科研人员发现在科罗拉多州的大平原地区中的河流里建立斜坡岩石鱼道，需要至少要2%甚至更低的倾斜角度，才能照顾到所有的鱼类。
从鱼的角度来讲，虽然游泳能力的差别限制了它们能否游过鱼梯，但可以通过在鱼道中设立供鱼小憩的休息池（就像高速公路上的服务区），来给耐力较差的鱼类恢复体力。
而建立休息池也需要针对每条河流里鱼类的不同需求来进行设计调整。
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竖缝式鱼道
图片：U.S. Fish and Wildlife Service - Northeast Region
竖缝式鱼道(vertical slot fishway)是典型的代表，同时也是所有鱼梯型式中最常见的。
就像上图那样，它由数个方形的小水池和倾斜的坡底构成，每个水池都留有一条水槽供水流向下通过。
同时水槽也是小鱼们向上游的入口，它们可以通过瞬时突进的游泳速度来通过一道小水池，然后在水池中间休息，养精蓄锐，直到体力恢复再次突进游到下一个小水池。
根据具体鱼群种类的不同，小水池的长度、水槽中水流的流速等，都是在设计竖缝式鱼道时要考虑调整的因素。
其实，除了斜坡岩石鱼道和竖缝式鱼道以外还有很多种鱼梯哦，甚至还有用电梯将鱼直接从水坝底部送到上段的鱼电梯！
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