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全方位数字宽带多波束渔用声呐研制

农业工程学报 2024年第4期40卷 82-90页

作者：李国栋汤涛林张玉涛王志俊程婧尹项博魏珂杨航杨育红中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所上海200092

针对远洋渔业捕捞作业过程中对于高效、高精度探测扫海的需求,该研究结合全方位数字宽带多波束技术具有长距离、高分辨率目标探测的特点,采用宽带技术和多波束技术抑制界面混响、体积混响的干扰,及提升探测目标分辨率,提出一种基于可编... 详细信息

针对远洋渔业捕捞作业过程中对于高效、高精度探测扫海的需求,该研究结合全方位数字宽带多波束技术具有长距离、高分辨率目标探测的特点,采用宽带技术和多波束技术抑制界面混响、体积混响的干扰,及提升探测目标分辨率,提出一种基于可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的分布式信号处理系统架构,实现多个扇区独立探测扫海,通过水声学理论仿真分析方法,确定影响系统性能的换能器阵尺寸、最大探测距离和最优工作频点3个主要参数之间的相互制约关系,并结合国内典型渔船现状确定渔用声呐关键参数,优选探测信号频段为20~30 kHz。进一步分析噪声、界面混响、体积混响对探测性能的影响,采用基于FPGA的“并行+串行”宽带波束成形实现算法方案,使运算过程中片上存储资源使用量降低90%;采用Delta-Sigma调制技术提升发射信号信噪比,将20~30 kHz内的噪声调整到50 kHz以上频段;提出基于两点递推插值一步预测的波束稳定改进算法,实现在渔船大幅度摇摆下实时波束稳定误差小于1.6°(-0.8°~+0.8°)。研制渔用声呐圆柱型换能器阵、高集成度接收机和发射机、256通道多通道信号处理机等核心部件,并进行系统集成,最终系统实现256个独立的接收和发射通道,支持20~30 kHz频段信号,具备水平360°全方位及垂直近70°的扫描探测能力。选择远洋围网渔船进行海上试验,结果表明:系统性能稳定,环境目标探测结果清晰连续,对目标强度为0 dB鱼群的探测距离达到1550 m以上。所研制的全方位数字宽带多波束声呐关键指标满足海洋渔业捕捞场景需要,可大幅度提升渔业捕捞探测性能,为下一步大规模自主量产奠定基础。

关键词：渔业声呐多波束宽带 Delta-Sigma调制

基于水声学的阳宗海鱼类行为特征及其资源评估

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南方水产科学 2024年第1期20卷 110-119页

作者：张丽媛杨剑虹熊清海田敏王慧曲品蒋荣明寇春妮武智昆明市水产科学研究所云南昆明650021 中国水产科学研究院珠江水产研究所/农业农村部珠江中下游渔业资源环境科学观测实验站/国家渔业资源环境广州观测实验站广东广州510380 农业农村部外来入侵水生生物防控重点实验室广东广州510380

阳宗海是云南九大湖泊之一,为评估其鱼类分布特征及资源现状,分别于2022年3、5、8和10月采集渔获物,并于6月20—21日昼夜利用鱼探仪进行水声学探测。结果显示,阳宗海共采集鱼类24种,隶属于7目14科23属,太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis... 详细信息

阳宗海是云南九大湖泊之一,为评估其鱼类分布特征及资源现状,分别于2022年3、5、8和10月采集渔获物,并于6月20—21日昼夜利用鱼探仪进行水声学探测。结果显示,阳宗海共采集鱼类24种,隶属于7目14科23属,太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、子陵吻鰕虎(Rhinogobius giurinus)、䱗(Hemiculter leucisculus)、间下鱵(Hyporhamphus intermedius)为阳宗海鱼类优势种。其中,太湖新银鱼、子陵吻鰕虎等小个体鱼类,数量占比超90%。整体来看,鱼类水平空间分布无明显昼夜差异,高密度区均分布在南北2个浅水区。鱼类垂直分布、行为特征存在显著昼夜差异,表现为夜间大量弱声信号聚集于5~10 m水层,白天则分散分布;夜间75%的鱼类向上游动而昼间则相反,中小型鱼类在夜间小幅上浮,而大型鱼类在夜间垂直迁移更为活跃。初步估算,阳宗海鱼类昼夜平均密度分别为0.033和0.038尾·m−3。结果表明,目前阳宗海已形成了以外来鱼类为优势种、土著鱼类种类和数量不断减少的新群落结构。建议加大对太湖新银鱼等小型鱼类的捕捞,继续开展鲢、鳙和中上层土著肉食性鱼类的增殖放流来调整鱼类群落结构,以达到调控水质的目的。

关键词：鱼类资源评估水声学种类组成空间分布昼夜节律阳宗海

禁渔初期长江宜昌-城陵矶江段鱼类资源时空分布特征

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水生生物学报 2024年第4期48卷 546-557,I0001页

作者：史银魁俞立雄周雪高雷朱峰跃杨锦毅陈大庆王珂段辛斌中国水产科学研究院长江水产研究所国家农业科学重庆观测实验站/农业农村部长江中上游渔业资源环境科学观测实验站武汉430223 上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

研究于2022年7月(丰水期)和2023年1月(枯水期)使用SIMARD EY60回声探测仪对长江中游宜昌-城陵矶江段的鱼类资源进行了调查,并结合网捕调查结果,评估了长江十年禁渔初期该江段鱼类资源的时空分布特征。结果显示,禁渔初期宜昌-城陵矶江段... 详细信息

研究于2022年7月(丰水期)和2023年1月(枯水期)使用SIMARD EY60回声探测仪对长江中游宜昌-城陵矶江段的鱼类资源进行了调查,并结合网捕调查结果,评估了长江十年禁渔初期该江段鱼类资源的时空分布特征。结果显示,禁渔初期宜昌-城陵矶江段丰水期和枯水期的鱼类密度分别为128.69和38.43 ind./1000 m^(3),目标强度(TS)均值分别为–57.54和–60.18 dB,转换后鱼类体长均值为5.22和3.85 cm。丰水期和枯水期鱼类密度和TS值均存在显著性差异。在水平方向上,鱼类分布不均匀,蜿蜒曲折处鱼类密度高于平直江段。两次调查鱼类密度最大江段分别为公安-石首和枝江-荆州江段;在垂直方向上,不同水层间鱼类平均密度表现为底层>中层>表层,两时期各水层之间鱼类密度均存在极显著性差异。结合网捕数据及历年历史调查数据,宜昌至城陵矶江段鱼类资源以鲤科、鲿科鱼类为主。禁渔初期鱼类资源有所恢复,但仍以小个体鱼类为主。长江中游鱼类资源的时空分布与生活习性、水域生态环境等因素相关。相关成果将为后续进一步开展禁渔效果评估提供数据支撑。

关键词：长江中游水声学鱼类资源时空分布禁渔初期

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七连屿浮游植物群落特征及其影响因子

中国水产科学 2024年第6期31卷 693-703页

作者：粟丽徐姗楠李纯厚陈作志中国水产科学研究院南海水产研究所农业农村部外海渔业可持续利用重点实验室中国水产科学研究院南海渔业资源与环境大数据重点实验室

根据2018—2021年七连屿海域4个航次的调查资料,对该海域浮游植物群落特征及环境状况进行了分析,以期为该海域生态环境保护及管理提供参考。结果显示,该海域浮游植物共鉴定出5门111属341种,种类组成以硅藻（69.21%）和甲藻（23.75%）为... 详细信息

根据2018—2021年七连屿海域4个航次的调查资料,对该海域浮游植物群落特征及环境状况进行了分析,以期为该海域生态环境保护及管理提供参考。结果显示,该海域浮游植物共鉴定出5门111属341种,种类组成以硅藻（69.21%）和甲藻（23.75%）为主。浮游植物丰度范围为（2.34～2841.16）×10～3 cells/m3, 2018秋季平均值最高（797.47×10～3） cells/m3, 2018年夏季（675.40×10～3） cells/m3次之, 2020年夏季最低（91.39×10～3） cells/m3。浮游植物丰度主要由硅藻（48.67%）和蓝藻（47.22%）组成。调查期间浮游植物群落存在显著性差异（P环境因子主要为透明度、水深、氨氮、DIN和氮磷比,不同时期主导因子存在差异。该海域浮游植物生长限制因子由氮转为磷;多样性降低可能与该海域氮含量猛增致氮磷比失衡有关,因此应减少含氮污水的排放,加强该海域生态环境的保护和管理。

关键词：浮游植物演替影响因子七连屿南海

来源：博看期刊

基于综合生物标志物响应法的渔港重金属污染风险评价

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渔业科学进展 2024年第2期45卷 28-38页

作者：刘倩刘永张林宝陈海刚张喆田斐王学锋中国水产科学研究院南海水产研究所农业农村部南海渔业资源环境科学观测实验站广东省渔业生态环境重点实验室广东广州510300 广东海洋大学水产学院广东湛江524088

渔港是近海污染物的重要汇集地之一,其中重金属污染尤为突出,但往往缺乏充分的环境监测数据和科学研究。本研究采集了广东和广西4个渔港的表层海水和翡翠贻贝(Perna viridis)样品,测定海水和贻贝软组织中的重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、As和... 详细信息

渔港是近海污染物的重要汇集地之一,其中重金属污染尤为突出,但往往缺乏充分的环境监测数据和科学研究。本研究采集了广东和广西4个渔港的表层海水和翡翠贻贝(Perna viridis)样品,测定海水和贻贝软组织中的重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、As和Cr)含量,同时分析贻贝肝胰腺组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPx)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活力以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量等与抗氧化防御系统有关的生物标志物水平,并利用综合生物标志物响应(integrated biomarker response,IBR)指数法对不同渔港重金属污染水平进行综合评价。结果表明,海水和贻贝软组织中重金属含量均为较低水平,海水重金属综合污染指数(PI)由高至低依次为蛇口渔港>南澫渔港>达濠渔港>渔万渔港,处于自然本底状态。贻贝体内重金属综合污染指数(Pin)由高至低依次为渔万渔港>蛇口渔港>南澫渔港>达濠渔港,处于无污染水平。另外,蛇口渔港海水与贻贝组织中Cu浓度在4个渔港中均表现为最高。IBR指数评价结果表现为蛇口渔港>渔万渔港>达濠渔港>南澫渔港,蛇口渔港的IBR值最高,这与海水重金属综合污染指数结果相一致。相关性分析表明,IBR指数与海水和贻贝体内重金属综合污染指数无显著相关性,但与海水和贻贝组织中Cu的浓度具有显著正相关性。综上,蛇口渔港重金属污染风险相对较高,渔港环境中Cu污染可能需要重点关注,IBR指数综合评价与化学分析相结合在渔港环境污染评价方面具有较好的应用价值。

关键词：渔港重金属翡翠贻贝生物标志物 IBR指数

外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构及其与环境因子的关系

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上海海洋大学学报 2024年第1期33卷 186-201页

作者：冯雪戴小杰袁华荣成志健陈丕茂上海海洋大学海洋科学学院上海201306 中国水产科学研究院南海水产研究所广东广州510300 农业农村部南海渔业资源环境科学观测实验站农业农村部海洋牧场重点实验室广东广州510300

为了解外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构特征,于2020年春季和秋季对该海域开展了资源环境综合调查,分析了游泳生物种类组成、优势种、渔获率和群落结构特征,并构建游泳生物群落结构数据矩阵,分析游泳生物群落结构与环境因子的关... 详细信息

为了解外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构特征,于2020年春季和秋季对该海域开展了资源环境综合调查,分析了游泳生物种类组成、优势种、渔获率和群落结构特征,并构建游泳生物群落结构数据矩阵,分析游泳生物群落结构与环境因子的关系。研究共采集到游泳生物73种,隶属于12目30科49属,其中鱼类最多,共有47种,虾类10种,蟹类9种,头足类4种,虾蛄类3种。相对重要性指数(Index of relative importance,IRI)分析显示,渔获物中IRI>1000的优势种有4种,分别为银鲳(Pampus argenteus)、赤鼻棱鳀(Thrissa kammalensis)、火枪乌贼(Loligo beka)和鹿斑鲾(Leiognathus ruconius),其中银鲳和赤鼻棱鳀是两季调查共同优势种。游泳生物Margalef物种丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(J')均呈现春季高于秋季的结果,单因素方差分析(ANOVA)显示多样性指数(H')和均匀度指数(J')在不同季节存在显著性差异,物种丰富度指数(D)季节差异不显著。相似性百分比分析(SIMPER)表明春季贡献率最高的物种为赤鼻棱鳀,秋季贡献率最高的是印度鳓,春秋季组间平均相异性为78.64%,相异性累积贡献率为42.72%。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示:叶绿素a、水团和石油类是影响外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物群落结构的主要环境因子。研究表明,外伶仃海洋牧场附近海域游泳生物渔获量高密度区主要出现在岛礁近岸海域,游泳生物在不同季节群落组成差异明显,可能与生活史规律、伏季休渔政策的执行及海域重点环境因子的影响有关。研究结果可为科学合理摸清海洋牧场建设区域游泳生物群落特征和指导评估海洋牧场生态修复效果提供基础数据和理论参考。

关键词：外伶仃岛种类组成群落结构环境因子 RDA分析

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基于熵权模糊物元法的广东省海洋牧场生态效益评价

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南方水产科学 2024年第5期20卷 14-23页

作者：柳睿杰袁华荣冯雪陈丕茂中国农业科学院研究生院北京100081 中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部海洋牧场重点实验室/农业农村部南海渔业资源环境科学观测实验站广东广州510300

海洋牧场是广东省海洋渔业资源养护和环境修复的重要手段之一。为系统评估广东省海洋牧场的生态效益,采用熵权法(Entropy Weight Method)和模糊物元法(Fuzzy Matter Element Method)构建综合评价模型,根据2019—2021年广东省10个海域养... 详细信息

海洋牧场是广东省海洋渔业资源养护和环境修复的重要手段之一。为系统评估广东省海洋牧场的生态效益,采用熵权法(Entropy Weight Method)和模糊物元法(Fuzzy Matter Element Method)构建综合评价模型,根据2019—2021年广东省10个海域养护型海洋牧场的生物资源和环境因子调查数据,筛选出透明度、溶解氧、叶绿素、初级生产力、浮游生物多样性等26个关键指标,并制定三类标准作为参照。结果显示,2019—2021年广东省海洋牧场生态效益的综合得分分别为0.588113、0.609307和0.521257,均高于一类标准的评价值(0.462171),表明广东省海洋牧场保持了较高的生态质量,并有效改善了海域的生态环境;初级生产力在生态效益评价中具有较高的重要性,其2021年的得分略有下降,主要受到无机氮含量上升和浮游生物、底栖生物多样性指数降低的影响。研究建议,应进一步完善评价指标体系和加强对外部环境因素影响的研究,以更科学地评估海洋牧场的生态效益。

关键词：海洋牧场生态效益熵权法模糊物元法

喷点雪印小丑鱼的胚胎及仔、稚、幼鱼形态发育观察

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南方水产科学 2024年第2期20卷 73-82页

作者：谭泽宇李涛姜敬哲黄小林杨育凯中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地广东深圳518121 大连海洋大学水产与生命学院辽宁大连116023 中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室/广东省渔业生态环境重点实验室广东广州510300

为建立喷点雪印小丑鱼(Amphiprion sp.)人工繁育技术,在人工模拟自然条件下对其繁殖习性、胚胎发育及胚后发育进行观察。结果表明:喷点雪印小丑鱼受精卵长径为1.9~2.1 mm,短径为0.93~0.95 mm;胚胎发育主要经历受精卵期→胚盘期→卵裂期... 详细信息

为建立喷点雪印小丑鱼(Amphiprion sp.)人工繁育技术,在人工模拟自然条件下对其繁殖习性、胚胎发育及胚后发育进行观察。结果表明:喷点雪印小丑鱼受精卵长径为1.9~2.1 mm,短径为0.93~0.95 mm;胚胎发育主要经历受精卵期→胚盘期→卵裂期→囊胚期→原肠胚期→神经胚期→器官形成期→孵化期等;在水温为(27±0.5)℃时,受精卵约需197 h孵化出膜。初孵仔鱼全长(4.415±0.412)mm,身体透明,鳍膜明显,卵黄囊仅剩小部分残留,并已开口摄食。9日龄全长(6.813±0.835)mm,鳍膜消失,各鳍基本形成,头部开始出现纹带,进入稚鱼期。21日龄全长(10.581±2.659)mm,身体被鳞,体色、纹路开始分化。35日龄全长(15.512±4.927)mm,形成4种不同体色、纹路的幼鱼。作为人工选育的品系,喷点雪印小丑鱼胚后发育过程中最为明显的变化是幼鱼期体色、纹路等形态特征的形成与分化。

关键词：喷点雪印小丑鱼胚胎发育胚后发育仔、稚鱼纹带

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嫩江下游大龙湖大银鱼生长特性、种群资源现状与开发利用

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水生态学杂志 2024年

作者：曾皓宇唐富江鲁万桥郑义李喆中国水产科学研究院黑龙江水产研究所农业农村部黑龙江流域渔业资源环境科学观测实验站国家农业科学渔业资源环境抚远观测试验站上海海洋大学水产与生命学院

调查大龙湖大银鱼种群生物学，并分析其生长特性及种群资源现状，可为大银鱼增养殖种群调控、建立可持续高产技术提供基础资料。2021年4-12月逐月采集大龙湖大银鱼（Protosalanxchinensis）样本，用幂函数拟合体长-体质量关系；确定各... 详细信息

调查大龙湖大银鱼种群生物学，并分析其生长特性及种群资源现状，可为大银鱼增养殖种群调控、建立可持续高产技术提供基础资料。2021年4-12月逐月采集大龙湖大银鱼（Protosalanxchinensis）样本，用幂函数拟合体长-体质量关系；确定各月大银鱼体长分布频率，运用FISATⅡ估算种群生长与死亡相关参数，构建Von bertalanffy生长方程描述种群生长；构建Beverton-Holt单位补充量产量模型，估算大银鱼的相对单位补充量渔获量，评估种群资源现状并优化管理方案。结果表明，大龙湖大银鱼种群体长-体质量幂函数关系式为Wt=3×10-6Lt3.0886(R2=0.900)(Lt，Wt分别为年龄为t的大银鱼的体长与体质量)，属于正异速生长鱼类；种群的体长生长方程为 Lt=183.75[1-e-2.1（t+0.074）]，体质量生长方程为 Wt=29.54[1-e-2.1（t+0.074）] 3.0886。大银鱼种群拐点年龄为0.463龄，临界年龄为0.83龄；种群总瞬时死亡系数为4.21/a；自然瞬时死亡系数为1.12/a；捕捞瞬时死亡系数为3.09/a；种群开发率为73.4%。目前大龙湖大银鱼种群处于过度开发状态，综合考虑其个体生长潜力、种群瞬时生物量以及种群补充，建议将开捕时间推迟至8月下旬，种群开发率应控制在61.4%。

关键词：大银鱼生长特性死亡系数资源评估大龙湖