不同密度日本真鱸對氣泡幕阻攔的行為反應(yīng)研究

黃六一，陳 婧，李 龍 ，黃洪亮，唐衍力，孫旋旋，房 璐，李玉巖 ，張宗航，張文慧

(1.中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，青島 266003；2. 農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點試驗，上海 200090)

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不同密度日本真鱸對氣泡幕阻攔的行為反應(yīng)研究

黃六一1，陳 婧1，李 龍1，黃洪亮2，唐衍力1，孫旋旋1，房 璐1，李玉巖1，張宗航1，張文慧1

(1.中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，青島 266003；2. 農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點試驗，上海 200090)

氣泡幕對一些魚類行為具有阻攔和驅(qū)趕作用，是海洋牧場建設(shè)中魚群控制的技術(shù)之一。本試驗在水槽中進(jìn)行，分別研究將氣泡幕設(shè)置在水槽1/4 L、1/2 L和3/4 L處時，對20尾日本真鱸(Lateolabraxjaponicus)的阻攔效果，以及將氣泡幕設(shè)置在水槽1/2 L時，在 1.56尾/m2、3.12尾/m2、 4.69尾/m2和6.26尾/m2四種密度條件下日本真鱸的行為反應(yīng)。試驗發(fā)現(xiàn)：1)實驗魚為20尾時，將氣泡幕設(shè)置在水槽1/4 L、1/2 L和3/4 L處，阻攔率分別達(dá)到了59.08%，94.47%和45.20%，1/2 L處氣泡幕阻攔效果較為明顯；2)將氣泡幕設(shè)置在水槽1/2 L處，實驗魚分別為5尾、15尾和20尾時，氣泡幕阻攔率分別達(dá)到了91.67%、92.33%和94.47%，阻攔效果良好，而實驗魚為10尾時，氣泡幕通過率達(dá)到了136.67%，說明氣泡幕對攔截日本真鱸具有一定不確定性；3)在 1.56尾/m2、3.12尾/m2、 4.17尾/m2、4.69尾/m2、 6.26尾/m2和12.52尾/m2六種密度條件下，氣泡幕阻攔率分別為91.67%、-36.67%、45.21%、92.33%、94.47%和59.08%。本研究結(jié)果可為我國投放日本真鱸的海洋牧場魚群控制技術(shù)提供參考。

氣泡幕； 日本真鱸； 魚群密度； 阻攔率

隨著我國近海漁業(yè)資源的不斷衰退，通過建設(shè)海洋牧場及增殖放流等技術(shù)手段恢復(fù)近海漁業(yè)資源已經(jīng)取得了一定的成效。作為海洋牧場中建設(shè)的重要研究內(nèi)容，魚群控制技術(shù)已包含網(wǎng)具、聲、光、電和氣泡幕等控制手段，尤其是利用氣泡幕控制魚群技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。上世紀(jì)三十年代國外學(xué)者試圖將氣泡幕應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)和魚類資源保護(hù)中，利用管道通出的壓縮空氣所產(chǎn)生的氣泡墻改變魚群行為。而后，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者驗證了這種設(shè)想，發(fā)現(xiàn)當(dāng)魚群靠近氣泡幕時，氣泡幕會使魚眼中形成一道氣泡墻從而阻礙了魚的前行，而氣泡上升的振動發(fā)聲又驚嚇到魚群，改變其行為。但是對于不同魚種，氣泡幕阻攔會呈現(xiàn)出不同效果[1-5]。

Stewart通過海上網(wǎng)箱試驗表明，氣泡幕能夠阻攔綠鱈和隆頭魚的行動，但對高眼鰈、油鰈和鰈魚的阻攔效果較差[6]。Smith研究表明，在透明度高、無強(qiáng)海流的海區(qū)中氣泡幕對鯡魚和油鯡的行為有阻攔效果，但對鯊魚不明顯[7]。川村軍藏研究表明氣泡幕對魚有一定的驅(qū)趕作用，并將氣泡幕應(yīng)用到海洋牧場中，建立用氣泡幕驅(qū)趕魚群而達(dá)到科學(xué)合理捕撈目的的新型漁業(yè)系統(tǒng)[8]。D.P.Zielinski等研究了環(huán)形水槽中氣泡幕對鯉魚阻攔效果，結(jié)果表明空間布局越復(fù)雜時所形成氣泡幕對鯉魚阻攔效果更好[9]。劉理東研究了氣泡幕對5種淡水魚的阻攔效果，對羅非魚阻攔效果最佳，鰱、鳙次之，對鯽魚和草魚阻攔效果最差，并且隨著試驗的進(jìn)行對氣泡幕有一定的適應(yīng)作用[1]。趙錫光等分別從孔距、孔徑等方面研究了氣泡幕對黑鯛和青石斑魚的阻攔作用[10]，得到阻攔率在70%～80%之間；陳勇等通過不同密度固定氣泡幕對紅鰭東方鲀的阻攔效果研究中得到，平均阻攔率為71.0%[5]。綜合上述諸多研究表明，氣泡幕對魚群的阻攔效果會受到魚的種類和設(shè)置條件影響。

日本真鱸(Lateolabraxjaponicus)為我國南北方傳統(tǒng)名貴養(yǎng)殖魚類，由于其肉質(zhì)鮮美、適應(yīng)性強(qiáng)、生長快和食性廣等優(yōu)點，已成為我國海水養(yǎng)殖第一大產(chǎn)量品種。目前，關(guān)于日本真鱸對氣泡幕的行為反應(yīng)研究鮮有報道。因此，本次研究通過對改變?nèi)毡菊骥|尾數(shù)和氣泡幕裝置布設(shè)位置來考察不同密度日本真鱸對氣泡幕阻攔的行為反應(yīng)，為海洋牧場中日本真鱸的控制以及氣泡幕阻攔設(shè)備的設(shè)計和分布提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

試驗選用日本真鱸的全長范圍為190mm～222 mm, 平均全長為202 mm，平均體重為87.30 g，實驗期間暫養(yǎng)于室內(nèi)圓形水槽。養(yǎng)殖環(huán)境保持溫度為16 ℃左右，pH為7.5左右，溶氧量6.5 mg/L左右。每天打開過濾循環(huán)裝置，晚上定時清理魚池糞便，并且每隔三天進(jìn)行換水。

1.2 試驗裝置

實驗選在中國海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院魚類音響馴化實驗水槽中進(jìn)行，水槽長3.40 m，寬1.88 m，水深0.44 m。實驗室內(nèi)光照強(qiáng)度相同，水面光強(qiáng)范圍為20～30 lx，水溫為15.0～17.0 ℃。在水槽底部中央安置一根內(nèi)徑2 cm且與水槽等寬的硬質(zhì)塑料管作為通氣管，塑料管上均勻打孔，孔距2 cm，孔徑1 mm，兩端封閉，然后將 “海平面”牌ACO-009B型號電磁式充氣泵通過橡膠管與通氣管中部連接，充氣后形成一定規(guī)格的氣泡幕。其中，充氣泵的功率為185 W，排氣量105 L/min。

1.3 試驗方法

實驗采用觀察法、對照試驗法、控制變量法對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，每組實驗重復(fù)三次，取平均值。每次試驗前將日本真鱸從圓形水槽轉(zhuǎn)移到實驗的方形水槽時要進(jìn)行1h的養(yǎng)殖適應(yīng)。實驗包含如下內(nèi)容：

(1)選取相同尾數(shù)的日本真鱸，通過改變通氣管在實驗水槽底部的位置來考察氣泡幕對日本真鱸的阻攔效果。通氣管分別放置在水槽長度方向的1/4 L、1/2 L和3/4 L處(圖1)。隨機(jī)將20尾日本真鱸放入三個區(qū)域時所對應(yīng)的魚群密度分別為12.52尾/m2、6.26尾/m2和4.17 尾/m2。

(2)將通氣管放置在水槽長度方向的1/2 L，通過改變?nèi)毡菊骥|尾數(shù)來考察氣泡幕的阻攔效果。隨機(jī)放入5、10、15、20尾日本真鱸進(jìn)行試驗，魚群密度分別為1.56尾/m2、3.12尾/m2、4.69尾/m2和6.26尾/m2。

(3)數(shù)據(jù)記錄包括日本真鱸在空白實驗和通氣實驗中穿過通氣管(氣泡幕)的魚尾數(shù)，每次實驗進(jìn)行1 h，期間每隔10 min記錄一次日本真鱸穿過通氣管(氣泡幕)的魚尾數(shù)。

圖1 實驗裝置圖Fig.1 Installation of experiment

1.4 計算方法

通過率和阻攔率的計算公式如下：

PR(%)=(NPA / NPC)·100%

(1)

OR(%)=(1-PR)·100%[3]

(2)

式中，PR是通過率，OR是阻攔率，NPA是1 h 通氣實驗中魚通過通氣管的尾次數(shù)，NPC是1h 空白實驗中魚通過通氣管的尾次數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 行為描述

在空白試驗中，日本真鱸在水槽中自由游動，大多數(shù)時間在水層中上層活動。有較強(qiáng)的集群性，偶爾出現(xiàn)相互追逐現(xiàn)象。水槽底部的通氣管對日本真鱸活動沒有明顯影響。

在通氣實驗中，初始時日本真鱸表現(xiàn)出不同程度的驚恐狀態(tài)，集群性更加明顯，游動速度加快，多沿水槽邊緣來回游動，有的會快速游向氣泡幕，但當(dāng)接近氣泡幕時，立即停止游動繼而折返，有的沿著氣泡幕游動。隨時間推移，有少數(shù)日本真鱸穿過氣泡幕，此時其他魚會緊隨其后，從同一位置穿過氣泡幕；而當(dāng)沒有其他魚跟隨時，穿過氣泡幕的日本真鱸會短暫停留后再次穿過氣泡幕返回，有時也會立即返回。日本真鱸在穿過氣泡幕時多為加速通過，很少在氣泡幕上停留。魚群從氣泡幕兩端和中間穿過的次數(shù)無明顯差別。隨著時間持續(xù)推移，其穿過氣泡幕的次數(shù)時而增加，時而減少，有的無明顯規(guī)律。

2.2 通氣管不同位置時氣泡幕阻攔的效果

圖2表示空白實驗和通氣實驗分別在三種不同通氣管位置時，每隔10 min日本真鱸通過通氣管的魚尾數(shù)，虛線表示空白實驗，實線表示通氣實驗。由圖2可以看出，通氣實驗中日本真鱸穿過氣泡幕次數(shù)比空白實驗有顯著下降，說明氣泡幕阻攔效果明顯。隨著時間推移，實驗30 min以后，在水槽1/2 L和1/4 L處的空白實驗日本真鱸穿過通氣管尾次總體呈現(xiàn)減少趨勢，而在3/4處無穩(wěn)定趨勢。實驗后期50 min以后，隨著時間的推移對于試驗組中通氣管在水槽1/2 L 、3/4 L處通過的尾數(shù)增加，是由于鱸魚喜歡尋找小的空間躲避有關(guān)，至于魚類產(chǎn)生何種適應(yīng)性并且這種適應(yīng)性行為是否影響其穿越氣泡幕，還有待進(jìn)一步試驗探究。

圖2 通氣管不同位置時每隔10分鐘穿過氣泡幕的魚尾數(shù)Fig.2 Average number of fish passing through the air-bubble curtain(or the pipe) every 10 min at different positions of the air-bubble curtain(or pipe)

表1計算了通氣管不同位置時氣泡幕對日本真鱸的平均通過率和阻攔率，以及對試驗組和空白對照組進(jìn)行顯著性檢驗。由表中可以看出，三個位置的氣泡幕對鱸魚的阻攔效果有所差異，阻攔率分別達(dá)到了59.08%、94.47%和45.20%，其中在1/2位置處攔魚效果最好。對三處位置試驗組和空白對照組進(jìn)行F檢驗，分別得到F值為1.141 8、9.374 1和2.448 7，都小于F0.01,5.5=10.967 0，所以試驗處理組與空白對照組差異并不顯著，需使用等方差t檢驗進(jìn)行進(jìn)一步檢驗，概率值依次分別得到P5,0.01=0.000 333、0.000 021、0.125 148，在1/4L和1/2L概率均小于0.05，差異顯著；但在3/4 L處概率大于0.05，差異不顯著。說明在1/2L處數(shù)據(jù)較為可信，相對1/4 L和3/4 L處氣泡幕阻攔效果明顯。

表1 不同位置氣泡幕條件下試驗處理組與空白對照組顯著性檢驗Tab.1 Test of significance between the experimental groups and the control group at different air-bubble curtain positions

2.3 不同魚群數(shù)量對攔魚效果影響研究

圖3表示通氣管位于水槽中央位置時，不同數(shù)量的日本真鱸每隔10 min中穿過氣泡幕的魚尾數(shù)，虛線表示空白實驗，實線表示通氣實驗。由圖可以看出，四種數(shù)量下5尾、15尾和20尾時氣泡幕阻攔效果都比較明顯，試驗組通過的尾次數(shù)均低于對照組 。但是尾次數(shù)為10尾情況下后期甚至出現(xiàn)了試驗組通過氣泡幕尾次數(shù)多于對照組的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因是由于魚對氣泡幕產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性，另由于日本真鱸對外界環(huán)境變化比較敏感，在對照試驗前期沒有魚穿過氣泡幕，5尾魚時密度太小，而水體空間足夠，使得魚沒有空間水體壓力游動至對面。而15尾、20尾情況下魚隨時間推移穿越次數(shù)逐漸減少，10尾情況下則逐漸增多，這樣不規(guī)律的情況再次說明魚類對水槽環(huán)境適應(yīng)性的不確定性。同時10尾情況下氣泡幕試驗中出現(xiàn)了穿越次數(shù)突然增加的情況，這是因為有多條魚突然來回重復(fù)穿越氣泡幕。

圖3 不同魚群數(shù)量下每10分鐘通過氣泡的魚尾次數(shù)Fig.3 Average number of fish passing through the air-bubble curtain(or the pipe) every 10 min at different the initial numbers

表2計算了不同魚數(shù)量下平均通過率和阻攔率，以及對試驗組和空白對照組進(jìn)行顯著性檢驗。由表2中可以看出，四種數(shù)量條件下，5尾、15尾和20尾數(shù)量中氣泡幕對日本真鱸阻攔率都很高，分別達(dá)到91.67%、92.33%和94.46%，但10尾數(shù)量的魚中出現(xiàn)了負(fù)值，即通過率大于100%，是由于試驗中幾條魚多次來回穿越氣泡幕引起。5尾、15尾與20尾中，平均通過率相似，平均阻攔率也有較高的統(tǒng)一性，因此可信性比較高。又對四處位置試驗組和空白對照組進(jìn)行F檢驗，分別得到F值為9.374 1，4.205 6，0.477 9和6.535 7，四次試驗中值均未超過F0.01,2.12=10.967 0，可見試驗過程中氣泡幕阻攔效果并不明顯。再分別進(jìn)行t檢驗后得到P5,0.01=0.000 03、0.258 33、0.000 24和0.000 021，其中5、15和20尾魚條件下差異顯著，阻攔效果相對明顯，而10尾魚條件下差異不顯著，阻攔效果不明顯。

2.4 不同密度下日本真鱸的通過率和阻攔率

日本真鱸密度為1.56、3.12、4.17、4.69、6.26和12.52尾/m2時，氣泡幕阻攔率分別達(dá)到了91.67%、36.67%、45.21%、92.33%、94.47%和59.08%，具有一定的阻攔效果。圖4為魚群密度與阻攔率和通過率的關(guān)系。從圖來看，阻攔率和通過率與魚群密度關(guān)系不明顯，這與通常認(rèn)為魚群密度越大，阻攔率越低有一定的差異。

圖4 魚群密度與阻攔率和通過率關(guān)系Fig.4 Relationship between fish density and the interception rate and the pass rate

表2 不同魚數(shù)量條件下試驗處理組與空白對照組顯著性檢驗Tab.2 Test of significance between the experimental groups and the control group under different fish numbers conditions

3 結(jié)果與討論

(1)本次實驗觀察了不同位置和不同魚數(shù)量下氣泡幕的攔魚效果，在位置試驗中，三個位置的氣泡幕對日本真鱸都有一定的攔截效果，阻攔率分別達(dá)到了59.08%、94.47%和45.20%，，其中在1/2 L處攔魚效果最好；魚的四種數(shù)量中， 5尾、15尾和20尾條件下，阻攔率達(dá)到91.67%、92.33%和94.47%，說明氣泡幕對日本真鱸具有一定的阻攔效果；但10尾數(shù)量的魚中出現(xiàn)了負(fù)值，是由于試驗中幾條魚多次來回穿越氣泡幕引起。本試驗是在室內(nèi)水槽中進(jìn)行的，與自然環(huán)境有很大的差異。自然環(huán)境中水域廣闊，魚的密度比試驗環(huán)境中小得多，魚若遠(yuǎn)離氣泡幕后很可能不再回來，這樣可能進(jìn)一步提高氣泡幕對日本真鱸的阻攔效果。

(2)本研究由于氣泡幕的相對位置以及相同位置下不同數(shù)量魚群反應(yīng)均是在有限空間內(nèi)魚群密度與氣泡幕阻攔效果的關(guān)系，魚群受到氣泡幕驚嚇后首先會遠(yuǎn)離，然后群聚，在適應(yīng)一段時間后，便會試圖穿越氣泡幕。這是由于日本真鱸在水中喜歡聚集在一起有關(guān)，另一方面是由于魚群密度尚未達(dá)到一個極點，即沒有超過單個魚對領(lǐng)域空間需求。另外，對不同的魚在水中分布的差異也存在差異，這方面需要進(jìn)一步驗證。

(3)對于阻攔率的計算，本試驗采用的方法是氣泡幕下與空白試驗中通過的魚尾次做比較，這也是目前國內(nèi)學(xué)者普遍采用的方法。但是這樣的計算方法無法把幾條魚重復(fù)穿越氣泡幕的行為衡量出來。如果一群魚里只有一條魚重復(fù)穿越多次，且次數(shù)較多時，則以上阻攔率公式無法給出合理的結(jié)果。本試驗在10尾魚試驗中出現(xiàn)了這樣的情況，因此對衡量阻攔效果方法和計算阻攔率進(jìn)一步開展研究。

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Study on different densities of sea bass(Lateolabraxjaponicas)′ behavioral response to the blocking effects of air-bubble curtain

HUANG Liu-yi1， CHEN Jing1，LI Long1， HUANG Hong-liang2， TANG Yan-li1，SUN Xuan-xuan1， FANG Lu1， LI Yu-yan1， ZHANG Zong-hang1， ZHANG Wen-hui1

(1.CollegeofFisheries，OceanUniversityofChina,Qingdao266003，China; 2.KeyLaboratoryofEastChinaSea&OceanicFisheryResourcesExploitation
andUtilizationMinistryofAgriculture，Shanghai200090，China)

Air-bubble curtain can be used as a control technique for fish in marine ranching for its functions of intercepting and driving fishes. This paper studied the intercepting effects of the air-bubble curtains, which were set at 1/4, 1/2 and 3/4 of rectangular flumes respectively, on 20 fishes. And the behaviors of sea bass (the densities were 1.56, 3.12, 4.69 and 6.26 individuals per square meter, respectively) responding to the air-bubble curtain (set at 1/2 of the flume) were also researched. The results showed that the interception rates were 59.08%, 94.46 and 45.21%, respectively when the bubble curtains were set at 1/4, 1/2 and 3/4, indicating that the second setting was the best. When there were 5, 15, and 20 fishes in the flume, the air-bubble curtain had interception rates of 91.67%, 92.33% and 94.47%, respectively. While the pass rate was 136.37% with 10 fishes in the flume, which showed that the interception effect was uncertain. In addition, the interception rates were 91.67%, -36.67%, 45.21%, 92.33%, 94.47% and 59.08%, respectively densities of 1.56, 3.12, 4.17, 4.69, 6.26 and 12.52 individuals per square meter, respectively. In clusion, the air-bubble curtain has a good interception effect and the results of this study can provide a references for the control technique of sea bass in marine ranching.

bubble curtain; Sea Bass (lateolabraxjaponicas); fish densities; intercepting rate

2016-11-01

2016-12-30

公益性項目(農(nóng)業(yè))行業(yè)專項(201203018)；農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點試驗室開放課題(2014K05)；中國海洋大學(xué)本科生訓(xùn)練計劃項目(1112010616)

黃六一(1970-)，教授，研究方向：增殖養(yǎng)殖工程。E-mail：huangly@ouc.edu.cn

2095-3666(2017)01-0118-06

10.13233/j.cnki.fishis.2017.02.006

Q 958.8

A