[发明专利]一种基于分布式水声发射器节点的大黄鱼诱集方法

说明书

一种基于分布式水声发射器节点的大黄鱼诱集方法，涉及大黄鱼诱集方法。在声诱集大黄鱼的水域放置水声发射器节点，根据大黄鱼听阈频率范围生成扫频信号，分别通过放置好的水声发射器节点中的发射换能器按顺序发射；将水听器接收到的摄食声信号经前置放大、抗混叠滤波和A/D转换电路处理后得数字信号,分别计算得大黄鱼摄食声的频带声压级，根据频带声压级分别计算对应的扫频信号的幅度调节系数；对水声发射器节点的模式进行设定；对于调整节点的发射信号在布置方位上顺时针依次交换，维持节点的发射信号不变；调整的扫频信号经Hanning窗处理后通过水声发射器节点中的水声换能器发射；当发射时长T达到预置的发射时长，停止声波发射。

技术领域

本发明涉及大黄鱼诱集方法，特别是涉及一种基于分布式水声发射器节点的大黄鱼诱集方法。

背景技术

海洋牧场作为一种新兴的基于海洋生态系统管理的渔业模式近年来获得较大的关注和研究，海洋牧场能可持续运行的关键手段是吸引鱼类到达牧场，控制鱼群在良好的牧场环境中生活。利用海洋牧场中鱼类的声信息进行本项目中鱼类的集中和控制，通过合适的人工饵料、充分利用海洋牧场中的自然食物链和鱼群之间的相互作用，特别是大黄鱼对声音敏感性的特点，进行集鱼控鱼，可提高饵料利用效率，保护牧场生态环境，并增加鱼群在指定区域的聚集度([1]杜元伟,姜靓,王一凡.海洋牧场生态管理研究的现状与展望[J].中国海洋大学学报(社会科学版),2020(3):32-41.)。目前的鱼类声诱集技术的发射声波主要是人工合成音和类生物噪声，人工合成音的波形和频率较单一，而类生物噪声功能单一，无法根据不同背景噪声环境进行变化、诱集效果不稳定。

大黄鱼是我国近海主要的经济鱼类之一，在沿海养殖鱼类中具有较高的经济和文化价值。大黄鱼的听觉主要来自内耳和鱼鳔两个部分。由于大黄鱼鱼体的密度与水相近，而内耳中的耳石的密度约为水的3倍，因此声波极易进入鱼体，传入至内耳到达耳石，引起耳石振动，产生听觉；而鱼鳔内充满气体，会随声波发生振动，振动到达内耳从而增强听觉。大黄鱼通过内耳的耳石感受质点位移，通过鱼鳔接收声压波，因而能判别声的方向和声强。20世纪五六十年代在中国盛行的敲罟作业捕获大黄鱼，正是利用大黄鱼对声波特别敏感这一特点，导致野生大黄鱼过度捕捞、几乎灭绝的窘境。

大黄鱼的发声系统使其能发出强烈的声响，发声频率范围130Hz～4kHz，谱峰在630～800Hz，不同行为下大黄鱼发声信号的频谱特性基本一致，约在800Hz频率处有一个明显的谱峰；但不同行为下发声的时域信号差距较大，即觅食时大黄鱼的发声信号都是简单的单脉冲，脉冲间隔大多集中在1～30ms，脉冲间隔比较小；而产卵时大黄鱼的发声信号则大部分是连续的双脉冲或三脉冲，只有极个别的单脉冲，脉冲间隔则集中在100～130ms，脉冲间隔要大得多。以上研究表明，大黄鱼的发声特性可以反馈其行为状态，而听觉特性与其发声频率关系密切，因此，大黄鱼的听阈研究对指导大黄鱼的声诱集技术有很大帮助。早在1981年Bullock提出可采用听性脑干反应(Auditory brainstem response,以下简称ABR)的方法测量并记录鱼类的听觉诱发电位，ABR方法是一种对鱼体无伤害的非侵入式听阈测量方法，测量迅速且高效。经ABR实验测量和研究得到大黄鱼的听觉特性，大黄鱼的听阈曲线呈典型的“V”字型，幼鱼、小鱼和成鱼的听觉灵敏度和听阈曲线有所不同(幼鱼、小鱼和成鱼的发声也有差异，发声的最高声压谱级分别为110dB/re 1μPa、125dB/re 1μPa、140dB/re1μPa)([2]殷雷明.大黄鱼声诱集行为反应与机理研究[D].上海:上海海洋大学海洋科学学院,2017.)