基于深度学习的鱼类养殖监测研究进展

鱼类养殖是通过人工方式在水中养殖各种鱼类的经济活动。鱼类养殖可以在淡水、海水或者盐碱水环境中进行,通过各种监测技术和设备来培育和管理鱼的生长和繁殖。传统的鱼类养殖监测方法存在效率低和准确性差等问题。近年来,基于深度学习的视觉技术的发展为鱼类养殖监测提供了新的解决方案。该文阐述了基于深度学习的视觉技术在鱼类养殖监测中的应用,并从鱼体测量、鱼类计数、鱼类摄食、鱼类游泳行为和鱼病诊断5个方面分别对研究进展进行梳理。在此基础上总结了鱼类养殖监测在数据采集与传输、建立鱼类养殖监测数据集、超规模参数模型、终端监测设备边缘计算、数字孪生、智能监测业务化应用不足等问题和展望,旨在为深度学习在鱼类养殖监测中的推广应用提供科学参考。

不同诱鱼方式在黄登升鱼机鱼道的诱鱼效果比较研究

以澜沧裂腹鱼和光唇裂腹鱼为研究对象,通过在鱼道内安装黄色集鱼灯和饵料袋,鱼道进口处安装PIT监测设备,采用饵料诱鱼、灯光诱鱼和综合诱鱼(饵料+灯光)等3种诱鱼方式进行诱鱼,记录标记鱼类进入鱼道的时间、频次和数量,研究澜沧江云南流域黄登水电站的升鱼机系统鱼道的诱鱼方式。结果表明,使用饵料诱鱼触发PIT天线的频次最高;综合诱鱼方式标记鱼触发PIT设备5次以下共计12尾,高于其他诱鱼方式;综合诱鱼的总诱鱼效率最高,总诱鱼效率为60%,饵料诱鱼总诱鱼效率为50%,灯光诱鱼总诱鱼效率为35%。研究认为综合诱鱼方式适用于黄登升鱼机工程鱼道诱鱼措施。

叶灯鱼与异灯鱼两属鱼类的分类与仔稚鱼形态学比较

叶灯鱼与异灯鱼两属鱼类在全球有道氏叶灯鱼、日本叶灯鱼和异灯鱼3个物种,隶属于灯笼鱼目、灯笼鱼科。目前我国仅在台湾省东部海域有日本叶灯鱼成鱼和仔稚鱼分布以及东海外海黑潮流域有被鉴定为隶属于叶灯鱼属的盖氏翼胸灯笼鱼后期仔鱼和翼胸灯笼鱼稚鱼分布的记录。为厘清叶灯鱼和异灯鱼两属鱼类的分类地位与隶属关系,明确其发育形态,本文在归纳两属鱼类分类要点、构建分类检索表的基础上,对1984年6—7月(夏季)和1984年12月—1985年1月(冬季)于东海外海黑潮流域两个航次调查采集的仔稚鱼样品再次整理,将原被鉴定为盖氏翼胸灯笼鱼和翼胸灯笼鱼的仔稚鱼分别订正为日本叶灯鱼与异灯鱼。描述了体长5.10 mm日本叶灯鱼后期仔鱼和6.80 mm异灯鱼稚鱼的形态特征,同时引述了日本叶灯鱼和道氏叶灯鱼仔稚鱼以及异灯鱼稚鱼的发育形态。通过比较3种仔稚鱼的发育形态特征,明确了翼状胸鳍是它们区别于其他硬骨鱼类仔稚鱼的独特形态特征;发现仔稚鱼体表黑色素的形状和数量与不同地理群体的发育生物学和生境有关,而黑色素的分布趋势具有物种特异性,可作为物种鉴别的形态学依据之一;还明确了稚鱼发育过程中鳃盖条区发光器的发育顺序与分布位置。同时,综合分析各大洋的仔稚鱼分布资料,提出道氏叶灯鱼仔稚鱼在西北太平洋分布的可能性很小的见解;根据黑潮流域的冬、春、夏季均有日本叶灯鱼生殖群体进行产卵繁殖,提出日本叶灯鱼的繁殖生物学及其种群动力学需要深入调查与研究的科学问题。研究结果提高了我国对叶灯鱼和异灯鱼两属鱼类的认知及对这3种仔稚鱼的鉴别能力,丰富了灯笼鱼科鱼类早期生活史研究的内涵,为今后开展相关海洋生态调查的仔稚鱼种类鉴别提供了理论依据,也为灯笼鱼等小型鱼类的资源养护提供了重要参考。

基于鱼类上溯行为的导鱼堰设计与效果评估

河道内鱼类上溯路径不唯一,聚集位置更是难以预测,对鱼类上溯行为进行有效引导有助于提升过鱼设施进口的效率。为此,该研究提出了一种导鱼堰的概念和设计方法,结合姚家坪水电站的过鱼设施,利用流场三维数值模拟、鱼类洄游(active fish migration,AFM)模型和实鱼试验对导鱼堰的效果进行评估。结果表明:姚家平水利枢纽工程的导鱼堰上下游水面落差为0.36~0.40 m,过堰水流流速可达1.5~2.8 m/s,形成阻鱼的屏障,并在导鱼堰下游侧形成了诱导鱼类向集鱼渠进鱼口游动的唯一低流速上溯通道,鱼类聚集点趋于唯一,验证了导鱼堰方案的合理性。利用鱼类洄游模型对导鱼堰的导鱼效果进行预测,结果表明,下游高水位和低水位2种工况下,90%以上的鱼类游动路径均表现出相似的规律,鱼类沿河道右岸和导鱼堰下游侧的低流速通道上溯,并最终聚集在集鱼渠的进鱼口处。放鱼试验中试验个体全部进入集鱼渠,结果进一步证实导鱼堰可以有效引导鱼类游动路线,并在集鱼渠进鱼口处形成唯一的聚集区。本文提出的导鱼堰丰富了生态水工建筑物的形式,可为过鱼设施进口的水力设计及下游河道的局部整治提供参考。

小丑鱼亲鱼培育技术要点

小丑鱼也称海葵鱼,隶属于雀鲷科、双锯鱼属,约有28种。小丑鱼色彩美丽,是珊瑚礁中可爱的“小精灵”,已成为大众最为喜爱的观赏鱼之一,相关产业在发展休闲渔业、促进农户增产增收等方面具有广阔的市场前景。项目组在天津市海水养殖产业技术体系等支持下,利用示范基地相关设施设备开展了小丑鱼亲鱼培育工作,现将相关技术要点介绍如下。

食蚊鱼养殖技术

食蚊鱼(Gambusia affinis),又叫大肚鱼、柳条鱼、山坑鱼等,属鳉形目,胎鳉科,食蚊鱼属[1]。原产于北美洲,为暖温性小型鱼类,其体长,稍扁,尾柄宽长,鱼体在光线下呈黄色或灰黑色。生活于水库、湖泊、坝塘、沼泽、稻田、水渠和洼地等各类静水体,集群游泳于水的表层,行动活泼、敏捷,以水生无脊椎动物为食,幼鱼主食轮虫、纤毛虫,成鱼摄食昆虫、枝角类、桡足类和小球藻。雄鱼臀鳍特化为长条形的交接器,雌鱼性成熟后腹部膨大,故得名大肚鱼。食蚊鱼营养丰富,作为一种优质的活饵,在观赏鱼的饲养中被广泛使用。在花鸟鱼虫市场,1 kg食蚊鱼售价可达60元,具有较高的经济价值。随着观赏鱼市场日益扩大,市场对食蚊鱼的需求也逐在年增加。现介绍食蚊鱼养殖技术。

蚌埠闸鱼道工程建设的几点思考

我国的鱼道工程建设起步晚、经验少,安徽省淮河干流现有鱼道工程仅3个。本文以蚌埠闸枢纽鱼道工程建设为例,分析工程建设时需要重点关注的过鱼对象、鱼道布局、结构形式及诱鱼设施等重要参数的确定,为后续类似工程建设提供参考与借鉴。

4种茴鱼属鱼类形态差异比较

为查明中国现存茴鱼属(Thymallus)鱼类形态差异,以黑龙江茴鱼(T.grubii)、北极茴鱼(T.arcticus)、鸭绿江茴鱼(T.yaluensis)和下游黑龙江茴鱼(T.tugarinae)为研究对象,采用传统形态学方法和框架度量法结合的方式,对茴鱼属鱼类的10项分节特征和32项标准化可量性状进行了统计分析。结果显示:(1)鸭绿江茴鱼全部分节特征与黑龙江茴鱼均无显著性差异(P>0.05),黑龙江茴鱼、北极茴鱼和下游黑龙江茴鱼两两之间均存在5项以上分节特征差异显著(P<0.05)。(2)差异系数分析显示,除尾柄长/体长外,鸭绿江茴鱼与黑龙江茴鱼之间形态特征差异均属种内地理种群间的差异水平。(3)主成分分析共筛选出8项特征值大于1的主成分,累积贡献率达81.170%,其中,贡献率最高的第一、二主成分分别主要解释了茴鱼属鱼类之间的躯干部和头部差异,构建第一、二主成分散点图发现,鸭绿江茴鱼与黑龙江茴鱼个体交叉程度较高且无法单独进行区分,下游黑龙江茴鱼与黑龙江茴鱼的个体交叉程度次之,可以部分被区分开,仅北极茴鱼可以被单独区分开。(3)判别分析共筛选出14项标准化可量性状用于建立Fisher线性判别函数,个体被正确判入各自群体的判别率高达97.30%。(4)聚类分析显示,与黑龙江茴鱼相比,鸭绿江茴鱼与其相似度最高,下游黑龙江茴鱼次之,北极茴鱼与黑龙江茴鱼相似程度最低。综合分析表明:(1)鸭绿江茴鱼不应被定为有效种,其学名应修订为黑龙江茴鱼。(2)黑龙江茴鱼、北极茴鱼和下游黑龙江茴鱼的形态差异主要体现于其分节特征以及躯干部和头部的可量性状上。本研究将为茴鱼属鱼类的物种分类和进化关系研究提供参考。

珍稀淡水养殖品种——胭脂鱼

胭脂鱼为鲤形目亚口鱼科胭脂鱼属广温性淡水鱼类,又称黄排、火烧鳊、红鱼、燕雀鱼和紫鳊鱼等,是我国特有的珍稀水产品种,为国家二级保护野生动物。胭脂鱼不但观赏价值极高,还是著名的食用鱼,经济价值较高,养殖效益可观,具有较大的发展潜力。

长江宜宾-江津段漂流性鱼卵纵向分布特征及与环境因子关系

通过2023年4-7月对长江上游宜宾、合江和江津断面鱼类早期资源的逐日监测,了解漂流性鱼卵种类组成、鱼卵径流量、产卵高峰期及产卵场的纵向分布特征,分析逐日产卵径流量变动与水文、水温条件的关系,明晰不同断面鱼卵径流量峰值出现的流量区间,辨识影响鱼卵径流量变动的关键环境要素。结果表明:共采集到漂流性鱼卵24种,包括长江上游特有鱼类鱼卵8种,其中红唇薄鳅(Leptobotia rubrilabris)、长薄鳅(L.elongata)、长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)为国家二级保护动物;流经宜宾、合江和江津断面的漂流性鱼卵总径流量分别为729.45×10^(4)、17301.92×10^(4)和76027.44×10^(4)粒,鱼卵总径流量从上游到下游呈明显增加的特征;3个断面鱼卵径流量的高峰期出现在5月下旬以后,其中宜宾断面最早,江津断面次之,合江断面最晚;金沙江一期工程蓄水后,保护区干流江段产卵场的纵向分布特征发生了明显改变,主要产卵场位置下移;流量上涨量、水位上涨量和流量日上涨率是影响3个断面鱼卵径流量变动的最重要因素。研究结果可为长江上游保护区干流鱼类早期资源保护、生态调度等提供科学依据。

乌东德水电站尾水集鱼平台集鱼效果影响因素分析

为研究乌东德水电站尾水集鱼平台集鱼效果与诱鱼措施、下游水文要素等影响因素之间的关系,通过分析2021年4~10月乌东德水电站右岸尾水集鱼平台运行数据以及同期水文数据,采用数据对比分析法初步提出了水文指标变化与集鱼效果之间的趋势关系。数据分析显示:金沙江中游江段投放肉食型饵料诱鱼增益效果更好;6~7月开启灯光诱鱼,可显著提升光照敏感鱼类的收集率;短时间的下泄流量增加对刺激鱼类洄游,增加集鱼数量没有明显作用,而超过5 d以上连续的下泄流量增加可以刺激鱼类洄游,提升集鱼数量。研究成果可为优化金沙江中游水电站生态调度以及提升集鱼系统集鱼效率提供支撑。

白鲢鱼养殖技术

白鲢,又叫鲢鱼、水鲢、跳鲢、鲢子,属于鲤形目,鲤科,是人工饲养的大型淡水鱼,具有食物链短、生长快、个体大、疾病少、易养殖、成本小、市场需求量大等特点,分布在全国各大水系,被列入我国淡水鱼养殖的“四大家鱼”之一,与鳙鱼大多作为搭配鱼类饲养。

大渡河上游几种典型鱼类克流能力研究及应用

探讨多种目标鱼类过鱼设施的流速设计,为大渡河上游集诱鱼设施的过鱼设计提供数据参考。以短尾高原鳅(Triplophysa brevicauda)、齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)以及重口裂腹鱼(Schizothorax davidi)为研究对象,使用自制Brett-type鱼类游泳能力测试水槽对3种鱼的临界游泳速度以及突进游泳速度进行测量。实验结果表明:(1)短尾高原鳅体长(9.92±1.15)cm,绝对和相对临界游泳速度分别为(0.91±0.13)m/s和(9.30±1.56)BL/s;齐口裂腹鱼体长(22.01±5.17)cm,绝对和相对临界游泳速度分别(1.09±0.35)m/s和(4.89±0.93)BL/s;重口裂腹鱼体长(28.84±2.57)cm,绝对和相对临界游泳速度分别为(1.45±0.25)m/s和(5.00±0.48)BL/s。2种裂腹鱼绝对、相对临界游泳速度均与体长呈正相关关系,短尾高原鳅与体长并无显著性关系(P>0.05)。(2)短尾高原鳅体长(9.66±1.07)cm,绝对和相对突进游泳速度分别为(1.06±0.12)m/s和(11.11±1.80)BL/s;齐口裂腹鱼体长(26.34±1.11)cm,绝对和相对突进游泳速度分别为(1.29±0.26)m/s和(4.86±0.81)BL/s;重口裂腹鱼体长(28.37±2.30)cm,绝对和相对突进游泳速度分别为(1.50±0.36)m/s和(5.24±0.89)BL/s。2种裂腹鱼绝对、相对突进游泳速度均与体长呈正相关关系,而短尾高原鳅与体长并无显著性关系(P>0.05)。(3)K-M曲线表明,90%目标鱼类累计疲劳的临界和突进游泳速度分别为0.81、0.96 m/s。当以短尾高原鳅、齐口裂腹鱼以及重口裂腹鱼为过鱼对象时,建议过鱼设施入口设计流速为0.81~0.96 m/s,过鱼设施内部流速不应小于0.1 m/s,休息区设计流速为0.1~0.81 m/s。

JC水电站鱼道工程鱼类资源监测效果研究

西藏高原鱼类资源物种丰富,但当地此前修建的水电站大多未有鱼道等过鱼设施,水电站的建设对当地的鱼类生态造成了破坏。为了缓解水电站对当地鱼类的阻隔,加查水电站(JC水电站)修建了竖缝式鱼道供流域内鱼类洄游、生殖、繁衍。为进一步了解该鱼道项目的实际过鱼效果,研究对JC水电站坝上、坝下鱼类资源及水体资源进行了监测和统计,总结了坝上、坝下的鱼种组成及鱼类特征,同时结合鱼道内部流动特性对JC水电站鱼道的过鱼效果进行了全面分析,并提出了鱼道的优化策略。经过优化后的鱼道更有利于过鱼控制和过鱼效果监测。

黑龙江3种野生雌性茴鱼肌肉与卵的营养品质

【目的】对比分布于黑龙江流域的黑龙江茴鱼(Thymallus grubii)、下游黑龙江茴鱼(Thymallus tugarinae)和贝加尔茴鱼(Thymallus baicalensis)在性成熟时期的肌肉及卵的营养品质。【方法】采集处于卵巢Ⅳ期的3种茴鱼的肌肉与卵,检测其水分、粗灰分、粗脂肪、粗蛋白质含量以及氨基酸、脂肪酸组成等营养指标并进行评价。【结果】3种茴鱼卵常规营养成分含量均高于肌肉,其中卵水分、卵灰分、卵脂肪与卵蛋白质含量均有种间差异(P <0.05),贝加尔茴鱼卵的水分与灰分质量分数最高,下游黑龙江茴鱼卵的粗脂肪和粗蛋白质的质量分数均最高。肌肉脂肪含量有种间差异(P <0.05),以贝加尔茴鱼肌肉的脂肪含量最高、黑龙江茴鱼肌肉粗蛋白质含量最高。下游黑龙江茴鱼肌肉与贝加尔茴鱼卵的必需氨基酸质量分数/氨基酸总质量分数[w(EAA)/w(TAA)]最高,分别为38.39%、39.79%;下游黑龙江茴鱼肌肉和黑龙江茴鱼卵的鲜味氨基酸质量分数/氨基酸总质量分数[w(DAA)/w(TAA)]最高,分别为39.77%、33.44%;黑龙江茴鱼肌肉与下游黑龙江茴鱼卵的必需氨基酸指数(EAAI)最高,分别为73.41、100.60。3种茴鱼肌肉与卵的第一限制氨基酸均为色氨酸,第二限制氨基酸均为蛋氨酸+胱氨酸。下游黑龙江茴鱼、贝加尔茴鱼的肌肉检出19种脂肪酸,黑龙江茴鱼肌肉仅检出16种脂肪酸,3种卵中均检出16种脂肪酸;其中,肌肉营养成分中下游黑龙江茴鱼的脂肪酸配比更为理想,在卵营养成分中贝加尔茴鱼的脂肪酸配比更为理想。肌肉与卵的常量元素均为高K低Na型,且富含Fe、Zn、Cu、Mg等微量元素,下游黑龙江茴鱼和贝加尔茴鱼的矿物质含量较黑龙江茴鱼略高。【结论】3种性腺发育处于IV期的雌性野生茴鱼肌肉与卵均具有较高的营养价值,其中下游黑龙江茴鱼和贝加尔茴鱼肌肉与卵营养成分组成及配比较黑龙江茴鱼更为合理,因此黑龙江茴鱼以及尚未开展人工养殖的下游黑龙江茴鱼、贝加尔茴鱼具有广阔的养殖前景。

向左走?向右走?——实验探究金鱼对方向的选择倾向性

1鱼缸前的遐想我家里养着一群美丽的海水鱼,有小丑鱼、蓝吊、西瓜刨鱼……我平时也喜欢看一些海洋鱼类的书籍和视频,通过这些资料我了解到,其实鱼并不傻,它们不仅有很强的记忆力,还是绝佳的“航海家”。它们总能用各种各样的方法辨别方向,比如利用视觉、嗅觉、侧线的触觉或者感知地球磁场等。有一天,我坐在鱼缸前天马行空地想:它们在旅行途中,如果遇到障碍物,是喜欢向左走还是向右走呢?它们会不会也像我们人类一样存在方向的偏好呢?

云南曲靖下泥盆统“曲靖东方鱼”的分类学厘定

“曲靖东方鱼”(‘Dongfangaspis qujingensis’)的归属长期以来存在争议,其最初被归入东方鱼属(Dongfangaspis),之后被归入宽甲鱼属(Laxaspis)。然而,由于宽甲鱼属模式种为曲靖宽甲鱼(Laxaspis qujingensis),这一分类学厘定又引起异物同名的问题。描述了来自云南曲靖早泥盆世洛赫考夫期西山村组的“曲靖东方鱼”和变异坝鱼(Damaspis vartus)的新材料。“曲靖东方鱼”在头甲长略大于宽,侧横管末端呈二分叉,V字型后眶上管不汇合,以及至少7条侧横管从侧背管发出等方面与变异坝鱼高度相似。这些相似之处表明,相较于宽甲鱼属和东方鱼属,“曲靖东方鱼”更接近坝鱼属。因此提出将“曲靖东方鱼”从宽甲鱼属中移除,归入坝鱼属。新标本表明变异坝鱼多出来第5对长的侧横管是该种的一个鉴别特征,而正型标本所呈现的非对称感觉管系统应为种内变异所造成。

玉曲河流域裂腹鱼类游泳能力及其在鱼道设计中的应用

探究玉曲河流域裂腹鱼类的游泳能力,为过鱼设施建设和鱼类游泳行为学提供基础参数。以该流域优势种怒江裂腹鱼(Schizothorax nukiangensis)、贡山裂腹鱼(S.gongshanensis)为研究对象,在野外现场通过游泳能力测试水槽对裂腹鱼的感应流速、临界游泳速度、突进游泳速度及持续游泳速度、耐久游泳速度进行测定。结果表明,怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼的绝对感应流速相近,分别为(0.18±0.01)m/s和(0.18±0.06)m/s,绝对临界游泳速度分别为(1.05±0.12)m/s和(1.11±0.14)m/s,绝对突进游泳速度分别为(1.45±0.26)m/s和(1.40±0.21)m/s,相对临界游泳速度分别为(8.47±0.95)BL/s和(9.21±2.45)BL/s;二者的相对突进游泳速度均突破了10倍体长(BL),分别为(11.90±2.31)BL/s和(10.80±3.16)BL/s;怒江裂腹鱼和贡山裂腹鱼最大持续游泳速度均为0.63 m/s,最大耐久游泳速度分别为0.93 m/s和0.73 m/s。当以此2种裂腹鱼为主要过鱼对象时,建议鱼道入口及竖缝处流速为1.05~1.40 m/s,过鱼设施内部整体平均流速设计为0.24~1.05 m/s,休息池主流流速为0.18~1.05 m/s。研究结果可为西藏玉曲河流域鱼类资源保护及过鱼设施设计提供参考。

水库底层水养殖虹鳟鱼的五大要素

虹鳟鱼也称淡水三文鱼,属于冷水性鱼类,最适生存水温16~18℃,摄食临界水温7~24℃,水温低于7℃或高于24℃时逐渐停止摄食,养殖虹鳟鱼水中溶氧在7mg/L,最低不能低于5mg/L,虹鳟鱼食性为肉食性,鱼苗阶段主要以浮游动物、水生昆虫等为食,幼鱼和成鱼阶段主要以鱼类、甲壳类、水生昆虫等为食。水库底层水水温18℃左右,溶氧平均在7.3mg/L左右;而且水生昆虫、浮游动物丰富,适宜虹鳟鱼的生长。利用水库底层水养殖高品质虹鳟鱼必须抓住五大要素。

西沙群岛10种鹦嘴鱼鱼体形态学研究

为探究鹦嘴鱼鱼体形态的主要种间差异及其在物种鉴别中的重要作用,于2019—2022年在西沙群岛海域采集到10种鹦嘴鱼,选取24个形态学性状对其进行测量,采用多元分析方法对鹦嘴鱼物种进行形态差异判别分析。单因素方差分析结果表明,鹦嘴鱼种间所有形态学指标均存在显著性差异(P<0.05);主成分分析提取了7个特征值大于1的形态学指标,累积方差贡献率为66.86%,各物种间的形态差异主要表现在反映食性和游泳能力的特征上;采用判别分析方法对所有鹦嘴鱼样本进行判别,综合判别率为81.1%;10种鹦嘴鱼的形态学聚类结果与鱼类分类结果一致,与已有研究的进化树结果差异显著,说明鹦嘴鱼的表型特征除了受遗传因素控制外,也会受环境因素影响。