基于灯光罩网法的南海鸢乌贼声学评估技术研究

南海中南部深水海域蕴藏着丰富的鸢乌贼资源,为推动南海外海渔业资源开发,实验探索了灯光罩网与声学手段相结合的鸢乌贼资源量评估方法。根据2011年4—5月在南沙群岛海域灯光罩网和Simrad EY60科学鱼探仪同步采集鸢乌贼生物学和声学数据,对鸢乌贼的趋光性行为、种群结构、声学映像和分布水层等特征进行分析。结果表明,灯光诱集结合罩网采样可确定南海鸢乌贼的单体回波,分布于0～100 m水层;通过背景噪声消除、鱼类和浮游动物目标限定、单体目标检测等处理,确定鸢乌贼现场目标强度-67～-52 dB;选择鸢乌贼渔获比例较大的网次,统计得到鸢乌贼胴长10.4～14.2 cm,对应目标强度-60.7～-58.0 dB,胴长与目标强度经验公式为TS=21.23LogML-82.48。研究认为,声学与灯光罩网相结合的调查方法可以作为南海今后开展鸢乌贼资源量评估的基本方法。     

鸢乌贼目标强度绳系控制法测量

2017年9月在南海北部(18°42.9′N,113°05.5′E)附近的深海海域,利用Simrad EY60型便携式分裂波束科学探鱼仪(120 kHz)和自制的鸢乌贼绳系控制装置对25尾鸢乌贼逐尾进行了单体目标强度(TS/dB)的测量,探讨了鸢乌贼单体目标探测中脉冲长度决定水平(PLDL/dB)、最小标准脉宽(min NPL)、最大标准脉宽(max NPL)和短轴角度最大标准偏差(MIA)等参数的变化对鸢乌贼单体目标强度测量的影响,分析了鸢乌贼单体TS的变化规律,并归纳了鸢乌贼TS与胴长的关系。结果显示,①随着PLDL增大,所探测鸢乌贼单体目标的数量呈先增加后减少的特征,并在PLDL=6 dB时达到峰值,而平均TS则呈单调增加趋势;随着min NPL增大,鸢乌贼单体目标的数量减少,在min NPL0.7范围内,平均TS呈明显的上升趋势;当max NPL1.2时,鸢乌贼单体目标的数量随max NPL的增大而增加,但平均TS却随之减小,当1.2max NPL1.8时,鸢乌贼单体目标的数量呈缓慢增加趋势,但平均TS则基本保持稳定;鸢乌贼单体目标数量随MIA的增大而增加,但平均TS则随之减小。②本研究中鸢乌贼单体目标探测参数的优化组合为PLDL=6.00dB,min NPL=0.7 dB,max NPL=1.8 dB,MIA=0.8°。③活体鸢乌贼单体平均TS的最大值和最小值分别为-48.6 dB和-63.63 dB,其对应鸢乌贼的胴长(ML/cm)分别为25.2 cm和12.4 cm,鸢乌贼TS与其ML的关系为TS=34.22 lg ML–98.23 (N=16,R2=0.603)。本实验首次尝试利用绳系控制法海上现场测量活体鸢乌贼的目标强度,为今后继续深入研究鸢乌贼声学散射特性积累了资料,亦能为其他头足类或鱼类目标强度的海上现场测量提供参考。     

基于Echoview声学数据后处理系统的背景噪声扣除方法

基于2012年2~3月南海中部鱼类资源声学调查资料,利用Echoview系统中虚拟变量模块的功能,探讨扣除背景噪声对声学映像、单脉冲回声信号图、海里面积散射系数(NASC)和体积反向散射强度(Sv)的影响。结果显示,背景噪声对120kHz数据的干扰明显强于38kHz;随着水深逐渐增加,扣除背景噪声后,120kHz声学映像变化亦比38kHz更加明显;扣除背景噪声时,换能器表面1m处的Sv值在不断改变过程中,相同水层中不同频率数据的NASC和Sv的变化差异明显,其差异程度因具体水层而异,相同频率数据在不同水层的NASC和Sv的变化差异亦明显。分析认为,扣除背景噪声非常必要;本研究的方法能够较好地排除背景噪声,是提高资源评估准确度的有效手段。     

南海中部海域渔业资源时空分布和资源量的水声学评估

2014年3月~2015年2月对南海中部12°N~15°N、111°E~117°E海域进行了4次渔业资源声学调查,其中2014年3月~4月(春季)、11月~12月(秋季)和2015年1月~2月(冬季)利用"南锋"号船载双频分裂波束科学探鱼仪系统(Simrad EK60,38 k Hz、120 k Hz,挪威)进行探测,2014年7月~8月(夏季)利用便携式分裂波束科学探鱼仪(Simrad EY60,70 k Hz,挪威)进行探测。通过鱼类目标强度现场测定,使用回波积分法获得了调查海域内渔业资源的丰度密度空间分布的季节变动特征。结合夏季调查灯光罩网采样数据,分析了调查海域内评估对象种类组成并估算资源总量。结果表明,夏季共捕获鱼类18种,头足类2种,其中鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)为主要渔获种类,声学评估其资源量为2.36×106t,约占评估对象资源总量的73.19%。调查海域内单体目标强度均呈单峰状分布,且主要分布于-56.5~-41.5 d B,4次调查该海域范围内目标强度小于-71.5 d B的单体均分布于100 m以浅水层,而目标强度大于-20.5 d B的单体则均分布于100 m以深水层。     

印度洋西北海域秋季鸢乌贼渔场分布与浮游动物的关系

根据2004年10~11月我国鱿钓船在印度洋西北海域进行鸢乌贼资源调查所获得的资料,对表层浮游动物与鸢乌贼渔场分布之间的关系进行了探讨。结果表明:桡足类、箭虫类和糠虾类在调查海域的出现率在86%以上。浮游动物总生物量平均值为39.51±114.06mg/m3。鸢乌贼的平均日产量为4.6 t,平均CPUE为3.90 ind/线/h。在浮游动物中,生物量最高的种类为尖尾海萤,平均值为24.30mg/m3,但空间分布差异极大,并且与中心渔场分布无关。其次为箭虫类、桡足类和糠虾类,生物量平均值分别为9.18mg/m3、2.32mg/m3和1.38mg/m3,与中心渔场分布关系显著,并可作为渔场分布的指示种类。     

南海中南部海域鸢乌贼CPUE影响因素的GAM分析

为更深入了解南海外海鸢乌贼的渔场渔期及单位捕捞努力量渔获量（CPUE）变化特征,研究基于广义加性模型（GAM）,利用海上实测数据分析了多种因素对南海中南部海域鸢乌贼（） CPUE的影响。研究发现：（1）最佳GAM模型的影响因素包括经纬度、月相、海表温度SST、月份、作业时间与0~50 m温度梯度Δ50,以方差解释率降序排列,前三种因素依次为经纬度、月相、SST;（2）10°~12° N、112°~114° E附近海域鸢乌贼CPUE最高;（3）月黑夜与月光夜间的鸢乌贼CPUE存在显著性差异,月黑夜显著高于月光夜;（4）鸢乌贼渔场的最适SST范围为29.00~29.49℃,此范围内CPUE与渔获量均为最高;（5）不同月份间的鸢乌贼CPUE存在显著性差异,且8、9月的CPUE高于3、4月;（6）鸢乌贼CPUE随作业时间先变大后变小,最大值出现在凌晨1时;（7）Δ50在0.100~0.149℃/m时CPUE最高,0.000~0.049℃/m时渔获量最大。     

南海春季月相、水深、作业时间与鸢乌贼CPUE的关系

根据2015和2016年春季灯光罩网渔船分别在南海南部和北部海域作业的鸢乌贼产量数据,研究作业条件水深、时间和月相与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的关系。GAM模型分析,作业时间和农历日对CPUE的影响显著。结果显示,月光天时,0～999 m水深范围CPUE较低;月黑天时,各水层CPUE变化不大,2 500～2 999 m水深范围CPUE较高;作业时间在上半夜(21:00—23:00),CPUE较高,最高达399.4 kg/网,下半夜(0:00—5:00) CPUE逐渐下降;月光天和月黑天产量差别较大,分别为267.0和321.6 kg/网;厄尔尼诺现象在一定程度上影响了鸢乌贼资源量在各水层的变化。各作业条件对鸢乌贼CPUE影响的研究能够为渔场的寻找提供参考。     

清河水库鲢鳙鱼类资源声学评估——回波计数与回波积分法的比较

2009年7月下旬使用挪威Simrad公司EY60型（70kHz）分裂式波束科学鱼探仪对清河水库进行了鲢（Hypophthalmichthys molitrix）和鳙（Aristichthys nobilis）的资源声学调查。使用声学处理软件Echoview4.0进行声学回波数据的后处理,研究库区内鲢和鳙昼夜分布特性,尝试使用回波计数法与回波积分法进行资源密度的评估,并进行了对比分析,讨论适合于水库鲢和鳙的声学调查方法。结果表明,鲢和鳙分布于水库10m附近水层,昼间较为集中,单体回波较少,夜间较为分散,可以识别的单体回波较多。深水区域个体较大且密度较低,较浅的区域个体较小且密度较大。声学计数评估更适合夜间进行。根据夜间数据,2种评估方法的结果基本一致,回波积分法获得鱼类密度为0.063ind.m-3,回波计数法为0.049ind.m-3,可以确定2种方法均适合鲢和鳙的调查。     

黄海太平洋磷虾回波映像识别与资源密度评估

太平洋磷虾是黄海生态系统中浮游动物的关键种。为准确评估太平洋磷虾的资源密度,基于2010年1月黄海渔业资源调查过程中采集的声学和生物学数据,利用SDWBA目标强度理论模型,研究了太平洋磷虾38和120 k Hz目标的回声散射特性,并根据2个频率平均体积散射强度的差值(简称频差技术),开展了太平洋磷虾回波映像识别及资源密度评估研究。结果显示,太平洋磷虾的目标强度与其倾角和体长密切相关;120k Hz的目标强度明显高于38 k Hz,且两个频率的有效平均目标强度之差随着磷虾体长的增加而减小。数据处理结果显示,两个频率回声数据的平均体积散射强度(MVBS)呈线性关系,120 k Hz的MVBS比38 k Hz高约14.1 d B,与理论仿真结果一致;回声散射层内太平洋磷虾的资源密度为1.8~2531.8尾/m3,均值为255.1尾/m3。本研究对利用渔业声学技术开展浮游动物资源评估具有借鉴意义,未来还需要进一步对太平洋磷虾目标强度模型参数及目标识别方法进行完善,以提高其资源密度声学评估的准确度。     

南海鸢乌贼产量与表温及水温垂直结构的关系

根据2012年9—10月秋季航次及2013年3—4月春季航次南海灯光罩网船各站点的水温数据及生产数据,对鸢乌贼(Symplectoteuthis oualaniensis)产量与表温(SST)及水温垂直结构的关系进行了分析。结果显示,春季是鸢乌贼的高产渔期,总产量及平均网产都明显高于秋季;鸢乌贼作业渔场的季节变化较为明显,春季南沙和西中沙海域都有渔场分布,产量主要集中在10°~15°N、111°~117°E海域内,而秋季鸢乌贼产量主要集中在13°~15°N、117°~118°E海域;鸢乌贼春季和秋季作业渔场的SST范围有所差异,春季作业渔场表温范围为25.6~29.6℃,秋季作业渔场表温范围为27.6~30.0℃,但最适表温都分布于28.5~29.5℃的海域;不同季节作业渔场水温垂直结构差异明显,从5~50 m水温垂直梯度来看,春季鸢乌贼0.00~0.05℃/m组距内平均网产较高,且随着水温垂直梯度的增加而减少;而秋季鸢乌贼平均网产随水温垂直梯度的增加而增加,并于0.15~0.20℃/m组距内达到最高。灰色关联度分析表明,5~50 m水温垂直梯度是对鸢乌贼产量影响最显著的因子,关联度为0.84,纬度、5~100 m水温垂直梯度、表温和经度影响次之。     

超强纤维材料的试验研究及其在渔业中的应用前景

海洋捕捞作为一种传统的渔业生产方式 ,随着渔船动力化、大型化 ,助航、助渔仪器和甲板机械的现代化 ,捕捞技术的进步 ,对海洋渔业的发展起了极其重要的作用。其中 ,渔具材料的更新换代以及物理性能、渔用适应性能的不断提高 ,为捕捞渔具的大型化和高效率提供了有利条件。近年来 ,随着高分子新材料的不断研发成功以及化纤工业技术的进步 ,超强纤维材料已成为高分子材料与工程技术领域研究与开发的热点课题。世界上许多具有雄厚经济和技术实力的化学、化工公司 ,如美国的杜邦公司、阿兰德信号公司 ,荷兰“ＤＳＭ”公司 ,日本东洋纺公司等 ,相…     

渔业声学数据后处理中积分阈的选择与优化Ⅰ:目标离散分布状态下积分阈的确定

积分阈是渔业声学数据后处理中对回声信号进行积分的临界值,是参与积分的最弱回声信号的体积反向散射强度.通过合理设置积分阈,能在保留目标信号的同时有效地消除噪音和非目标回声信号,从而提高渔业资源声学评估的准确性.为研究目标离散分布状态下选择和优化积分阈的方法,推导了单体目标体积反向散射强度与目标强度之间的函数关系,提出了利...     

印度洋西北部海域鸢乌贼腕足断裂强度的试验

为降低鸢乌贼钓捕脱钩率,2004年12月~2005年1月对鸢乌贼的触腕和腕足断裂强度进行了现场测定。结果认为,触腕的平均断裂强度是其体重的1.06倍;第Ⅰ腕足的平均断裂强度是体重的2.55倍,第Ⅱ腕足的平均断裂强度是体重的2.87倍,第Ⅲ和Ⅳ腕足的平均断裂强度是体重的2.88倍。其断裂强度与体重的比值分别比太平洋褶柔鱼和柔鱼低。研究认为,触腕平均断裂强度低是造成高脱钩率的主要原因之一。断裂强度与体重之比值分别与体重和胴长呈直线相关。     

Differences in swimbladder volume between Baltic and Norwegian spring-spawning herring: Consequences for mean target strength

Fish swimbladders, where present, contribute most to the scattering of sound by fish, as measured by the target strength (TS). The volumes of the swimbladders of two different European stocks of Atlantic herring were compared to consider the effect on estimates of TS. Swimbladder volumes of Baltic and Norwegian spring-spawning herring (Clupea harengus) were measured, together with individual herring fat content. Swimbladder volumes were found to differ significantly between the two herring stocks. Baltic herring have a larger swimbladder volume, which is suggested to be associated with the fish's low fat content, which in turn may be linked to its specific energy budget and the low salinity of the Baltic Sea. A buoyancy model that considered the different salinity conditions and fat proportions was used to evaluate the observed differences in swimbladder volume. The swimbladder volume data were subsequently used to model the mean target strength as a function of depth and growth pattern. Backscattering of the swimbladder was modelled using the modal-series-based deformed-cylinder model (MSB-DCM), describing the swimbladder as a gas-filled, elongated prolate spheroid. The fish body component was modelled as a fluid-filled ellipsoid using the distorted wave Born approximation (DWBA). Modelling results support a different TS-to-size relationship for Baltic herring, with a stronger echo, due to the larger swimbladder. Depth- and length-dependent TS relationships based on the model results are suggested.     

淡水鱼鱼糜性质研究

采用清水漂洗、盐水漂洗和碱水漂洗、钙离子、热处理方法对草鱼、白鲢鱼糜进行试验,阐明诸因素对草鱼、白鲢鱼糜凝胶性能的影响,为生产鱼糜制品提供合理的工艺参数、研究表明,草鱼2次清水与1次盐水漂洗凝胶性能较好,鲢鱼鱼糜的最佳钙离子质量分数为0 5%。     

纤维绳索强度分析中线性回归与曲线拟合法的比较

介绍了对绳索的断裂强度与直径关系的直线回归、幂函数拟合及自然对数拟合的方法,图示比较了三种函数图形及其与标准指标值的偏差,分析了这三种方法所得结果的差别,其中自然对数函数的返回值与标准指标值最为接近。以自然对数函数对聚丙烯、聚乙烯和聚酰胺绳索产品国际标准建立了断裂强度与直径关系的数学模型。采用这种数据分析方法,在制定系列规格的产品标准中确定技术指标,比较具有规律性。     

深水网箱养殖中的声学监测问题探讨

针对深水网箱养殖过程出现的一些诸如网衣安全、鱼类逃逸等问题,介绍了几种类型的监测技术应用:(1)声学警戒带方式构成的被动式网衣安全监测技术,监视声纳可以是单波束,也可以是机械扫描的多波束或电子扫描的多波束,同时采用水下机器人进行巡视;(2)基于网箱中鱼的目标强度,实现对网箱中养殖品种大小、数量的统计监测,鱼的目标强度主要取决于鱼的体态特征,同时也与发射声波的波长有关;(3)数量识别技术以及饵料投饲过程中的声学监测技术,通过将声纳输出信号反馈到投饵机,实现饵料投放自动化。     

拖网渔船艉门架设计方法及研究

艉门架是拖网渔船的关键强力构件,其结构形式和强度直接影响捕捞作业的效率和安全。在分析艉门架工作原理和受力的基础上,运用两种结构力学方法,即两端刚性固定梁和平面刚架解析法,对设计计算结果进行分析和比较,并对推荐方法所得的艉门架结构进行受力分析验证。数值计算结果表明,在极限工况下结构强度能够达到使用要求,验证了艉门架结构设计的合理性。本文对经典结构力学公式进行分析、整理和归纳后,给出的弯矩影响系数表达式对提高船舶艉门架或类似结构的设计效率和优化构件尺寸具有实用价值。     

Regular, cyclic oscillations in cohort strength in an allopatric population of brown trout. Salmo trutta L.

Abstract– Dominant year-classes of brown trout occurred at regular time-intervals in the alpine Lake Skavatn, Norway. In samples obtained by beach scining, electrofishing and gill-netting during 1989–1992, yearclasses 1979, 1982, 1985, 1988 and 1991 were much more abundant than their neighbouring year-classes. Correspondingly, in a sample of gillnetted fish from 1979, the year-classes 1973 and 1976 were dominant. Spawning areas in the outlet are virtually absent, and lotic rearing areas for juveniles very restricted. Young-of-the-year immigrated to the lake during the autumn, and juveniles inhabited the restricted littoral cobble areas until they reached a length of about 10–12 cm and an age of 3+. Competitive exclusion by dominant year-classes may cause the regular, cyclic oscillations in cohort strength. An abundant year-class of juveniles occupying the restricted suitable lacustrine rearing areas may exclude younger fish by inter-cohort interference. The smaller fish are forced to unsheltered marginal rearing areas where they presumably suffer increased mortality. A new strong year-class can arise every 3 years when the dominant fish leave the rearing areas.