基于长短基线法的赛里木湖高白鲑（Coregonuspeled）超声波标记跟踪研究

发布时间：2020-09-01 10:11

　　 超声波生物遥测技术是利用超声波接收机对被超声波发信器标志的水生动物进行追踪研究的一种声学遥测技术,1956年开始首次被用于鱼类的追踪研究,发展至今已经被广泛应用于海洋、湖泊等水域的多种水生生物,理论方法和追踪设备已经比较完善,是目前研究水生动物行为特征的最有效的方法。赛里木湖是位于中国西北部的一个高原冷水湖,湖面海拔2 073 m,总面积458 km~2,也是中国的一个国家级风景区。1998年高白鲑从俄罗斯被引进至赛里木湖,目前已经成为赛里木湖的主要经济物种。高白鲑在赛里木湖的行为学特征对其资源渔业的保护、管理和渔具渔法等至关重要,但是高白鲑在赛里木湖的行为特征目前还不清楚,因此,本研究通过利用超声波生物遥测技术在赛里木湖对高白鲑进行标志跟踪研究,以获得高白鲑的行为学特征,为高白鲑的资源保护、网具设计、网具设置位置等提供技术支持,同时也对2017年新设置的大型定置网进行渔具捕捞效果评价。短基线法(SBL)超声波生物遥测技术被用来在沿湖开阔水域对高白鲑进行追踪研究,短基线超声波生物遥测系统被置于小型船舶,通过遥测系统的电脑显示界面掌握被超声波发信器标志的高白鲑的方位信息,对高白鲑进行实时追踪。一共3尾高白鲑被植入超声波发信器,手术方法为第一背鳍悬挂,选择在天气状况良好时在赛里木湖西侧水深30m左右处放流,追踪结果表明,高白鲑被放流后均以顺时针方向(俯瞰赛里木湖)游动,并且趋向于朝浅水区游动,由于赛里木湖天气情况多变,小船追踪持续的时间较短。长基线法(LBL)超声波生物遥测技术被用来研究高白鲑在大型定置网内的活动特征,一共10个设置式接收机通过浮子和锚被固定于定置网周围,通过解析接收机的数据,获得高白鲑在定置网内的游泳深度和三维位置数据,一共12尾试验鱼被植入超声波发信器,手术方法为腹部植入,待体征恢复正常后在定置网的运动场内放流。追踪结果表明,高白鲑趋向于沿湖浅水区顺时针(俯瞰赛里木湖)方向游动;在运动场放流的高白鲑很少游入箱网,并且容易从运动场的入口逃离;主要活动深度在2-15m;其中10号高白鲑在追踪期间穿过运动场网墙和导网网墙;通过追踪路线和统计分析各个接收机分别对单个高白鲑的信号接收情况,发现11尾高白鲑中有6尾在24h之内逃离定置网并且沿顺时针方向(俯瞰赛里木湖)逃离,此外,一种新的方法被用来测量鱼类在开阔水域的持续游泳速度,结果表明高白鲑在赛里木湖的持续游泳速度为0.26~2.04 BL/s。
【学位单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S917.4
【部分图文】：

损且不易修补，并且对高白鲑幼鱼的选择性很差，而高白鲑由于其特殊的生在赛里木湖进行自然繁育，必须在工厂进行人工繁殖再运输至赛里木湖生长鲑幼鱼的保护非常关键。为了降低渔业生产活动对赛里木湖环境的影响，对保护以及提高捕捞效率，赛里木湖渔业生产部门结合以往小型定置网的使用洋大学的科研工作者联合开发了一种大型定置网，并于 2017 年设置于赛里移规律、活动深度、分布范围等行为学信息对大型定置网的设计和选址至关术条件限制相关研究仅限于赛里木湖的水文特征和高白鲑的生长特性、营养-8]。因此近年来研究者试图寻找更加有效的方法在赛里木湖对高白鲑进行行里木湖为淡水湖，对超声波信号的吸收系数较小，超声波信号的有效传播距较小，容易设置相关接收设备，自 20 世纪 50 年代以来，超声波生物遥测技种水生动物进行标记研究，长期以来的试验证明适当规格的超声波信标的植的行为没有显著影响，成年高白鲑体格较大，适合植入超声波发信器。因此测技术被认为是研究赛里木湖高白鲑行为特征的最有效的方法。

图 2.1 超声波发信器的结构示意图Fig2.1 Structure diagram of ultrasonic transmitter有自主生产的超声波生物遥测仪器和超声波发信器，。下表 2.1 为日本 AquaSound，加拿大 VEMCO 和信器的规格参数[32]。表 2.1 常见的超声波发信器规格参数Tab2.1 Specification for common ultrasonic transmitters直径/mm长/mm水中质量/g发射声压 dB re1μPa at1m发射频率/kHz大) 7 18 0.7 136 69 2大) 9 21 1.6 145~151 69 5 6 16 0.29 152 307 16 48 9.65 156 80 ) 9.5 36 1.6 155 62.5 1) 9.5 43 1.8 155 62.5 1物遥测方法分类测技术根据其工作方法和使用条件可以被分为跟踪型

基于长短基线法的赛里木湖高白鲑（Coregonuspeled）超声波标记跟踪研究踪船舶的两侧，则来自超声波发信器的超声波信号到达各个接收机时存在一个时间差，这个时间差由信号到达时的方位θ1-2决定。假设超声波信号到达各个接收机的时刻为t1、t2接收机 1 和接收机 2 之间的距离为 ，则超声波信号到达接收机 1 和接收机 2 的距离差1 2即为声速 c 与超声波信号到达两个接收机的时间差（t1-t2）的乘积。因此，相对于接收机基线超声波发信器的方位θ1-2为：θ1-2=cos-1 (2.1) （t1- t2） 1 2根据追踪船舶左右配置的两个接收机，可以判断超声波信号从船舶的左边或者右边传播而来，但是，无论超声波发信器位于船舶的前方或者后方都可以产生相同的时间差，因此不能够判断超声波信号由追踪船舶的前部或者后部传播而来。因此，在追踪船舶的前部和后部又设置了接收机 3 和接收机 4，组成另一组接收机阵列，同样的方法，相对于接收机基线超声波发信器的方位θ3-4为：θ3-4=cos-1 (2.2) （t3 t4） 3 4

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本文编号：2809603