鱼类集群行为的研究进展

大多数鱼类具有集群性,由于集群的原因和机制不同,对“鱼群”的定义或文字表达也各不相同。建议对运动方向较一致或具有洄游特性的鱼群采用“Schooling”一词表达。还介绍了探索研究鱼类集群的机制和鱼群群体功能的方法和发展沿革,鱼群结构、次群体和自组织群体的特征。提出采用数学模型的模拟仿真技术探索鱼群产生自组织结构现象的机制是一种有效方法,这属于“唯像学”的方法,在大量观察数据和现象、经验的基础上,构建数学模型,对鱼群集群现象进行模拟和预测,再将模拟预测的结果与实际观察记录进行对比分析,由此推测或确定影响集群现象的主要因子或机制。计算机技术为建立复杂的模型提供了支持,采用模型仿真技术为研究鱼类群体行为学提供了有效的工具。     

实验室条件下鱼类视角与个体邻近距离关系的探究

在麦穗鱼（Pseudorasbora parva）鱼群中，随着邻居鱼的靠拢，其影像在本鱼眼睛中占的视角越大。为了进一步探究其他的鱼群是否也存在相同的规律，本实验选用个体体长较小的喜成群的红鼻剪刀鱼（Hemigrammus rbodostomus）[由30尾组成，平均体长：（20.3±0.2）mm]作为对比研究对象。将其放置在水深5cm的水族缸（78.0cm×52.0cm×65.0cm）中，使用摄像机从正上方拍摄鱼群影像。逐幅提取鱼群影像中各个体的头部、质心（近头部1/3处）、尾部的二维数据，经过数据处理，分析视角与NND间的关系。结果表明：1）红鼻剪刀鱼与麦穗鱼的视角均集中在80o内，即本鱼观察邻居鱼的视角不大于80度。2）在体长差异较大的两种鱼群中，邻近个体占据本鱼的视野范围不会因为鱼体的增大而增加。3）邻近个体占据本鱼视野的最大视角与两者NND间满足以下关系：xy=A，y为视角（用弧度表示），x为NND（单位:BL），A为常数。该规律适用于麦穗鱼与红鼻鱼群体。4）该关系式表示，当邻居鱼靠近本鱼时，为了避免碰撞，鱼类个体用视角作为控制的主要参数，调整相互距离；此表明视觉在起主导作用，而侧线，嗅觉、电感觉、磁感觉等即使起作用，也处于次要的地位。     

吉尔伯特群岛海域延绳钓渔场大眼金枪鱼的环境偏好

为了掌握基里巴斯吉尔伯特群岛附近海域大眼金枪鱼的环境偏好,2009年9月至12月,金枪鱼延绳钓船"深联成719"在该海域进行了调查。利用仪器获取海洋环境数据,结合每天渔获数据,应用逐步回归方法,建立钓钩深度预测模型,计算大眼金枪鱼在各水层、温度、盐度、叶绿素、含氧量、水平海流和垂直海流范围内的渔获率,渔获率最大的各环境因子范围为大眼金枪鱼偏好的环境。结果表明:(1)大眼金枪鱼偏好的水层、水温、盐度、叶绿素、含氧量、水平海流和垂直海流范围分别为200.0~240.0 m、14.0~15.0℃、35.00~35.10、0.24~0.26μg/L、3.0~4.0 mg/L、0.00~0.20 m/s和0.03~0.04 m/s;(2)一般情况下,接近成熟的大眼金枪鱼偏好的水温为14.0~17.0℃;(3)大眼金枪鱼的适盐性较广;(4)溶解氧高于门限值(0.8 mg/L)时,大眼金枪鱼的分布由其它环境因子决定。     

尼龙有结节菱形网片的水动力系数

为了提高网片水动力系数的计算精度,本文通过动水槽实验对5种网片的水动力学性能进行测试。测试的参数包括水流对网片的冲角、流速、网片的水平缩结系数ET等,网片的水动力学升力系数CL、阻力系数Cd、升阻系数比K等。结果表明:(1)当雷诺数Re小于1 500,冲角小于45°时,阻力系数呈现先增后减的趋势;而冲角大于45°时,阻力系数呈减小的趋势。雷诺数Re大于2 800时,阻力系数基本趋于稳定。(2)升阻系数比K最大值出现在20°附近;在30°~90°之间,K值呈减小趋势;(3)升阻力系数随d/a的增大先增大后减小;(4)升阻力系数随线面积系数的增大而减小;(5)通过多元非线性拟合得出升阻力系数的经验公式,拟合度较好。本实验经验公式为拖网阻力的计算提供了依据。     

金枪鱼延绳钓钓具的最适浸泡时间

根据2010年10月—2011年1月金枪鱼延绳钓海上调查数据,分两种起绳方式,建立每次作业每一根支绳的浸泡时间计算模型。将钓具的浸泡时间以1 h为间隔分别统计每个区间的支绳数量及大眼金枪鱼(Thunnus obesus)、黄鳍金枪鱼(Thunnus albacores)的渔获尾数,并计算其钓获率(CPUE)。结果表明:1)大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼的CPUE都随浸泡时间的增加呈现先增后减的趋势,这是由于饵料的诱引效果变化及渔获的丢失引起的;2)二次曲线可拟合浸泡时间与大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼CPUE的关系;3)大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼CPUE最高的浸泡时间分别为9.9 h和10.1 h。建议:1)今后在金枪鱼延绳钓作业中,保证每一根支绳在水中的浸泡时间为9.5~10.5 h,以提高捕捞效率并减少副渔获物;2)可把延绳钓钓具的浸泡时间作为有效捕捞努力量,并用于CPUE的标准化。研究结果可用于提高捕捞效率并减少副渔获物的技术方案制订,并为渔业生产和CPUE的标准化提供科学参考。     

实验室条件下麦穗鱼群体动态结构的表达

为了探究麦穗鱼群体动态结构的特征参数,以及这些参数可能反映的行为机理,本实验使用2台摄像机从俯视和侧视2个方向同时拍摄由13尾麦穗鱼组成的群体,获取连续时间内麦穗鱼群体中各个体的三维位置数据,对个体间最近邻近距离、视角、转角变化量、个体游泳速度等参数进行分析。结果表明:麦穗鱼个体最近邻近距离多数处于0.5~2 BL,偏好的最近邻近距离为0.6~0.8 BL;麦穗鱼总是将最邻近的个体保持在本鱼80°视野范围内;避免碰撞时,个体鱼转角改变量为0~30°;在无人为干扰的自然环境下,个体鱼以0.75 BL/s左右的速度配合其他个体保持运动速度一致性。实验观察证实,视觉对麦穗鱼个体间的分布起着关键性作用,此外麦穗鱼群体动态结构还受到个体状态(饱食与饥饿)的影响。