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基于网箱控制法和模型法的长江种淡水鱼目标强(7)
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摘要:两组鲇体长?体重曲线关系为: 实验组(养殖)鲇:W=,R2=0.9941 对照组(野生)鲇:W=,R2=0.9834 式中,W为鱼体重(g),L为鱼体体长,a、b为参数,R为体重与体长的相关系数。
两组鲇体长?体重曲线关系为:
实验组(养殖)鲇:W=,R2=0.9941
对照组(野生)鲇:W=,R2=0.9834
式中,W为鱼体重(g),L为鱼体体长,a、b为参数,R为体重与体长的相关系数。
此外, 实验组(养殖)鲇与对照组(野生)鲇的肥满度计算公式参考黄祥飞[42]:
式中,K为肥满度系数(%),L为体长(cm);W为体重(g)。
实验组鲇的肥满度为0.61%~1.05%, 对照组为0.62%~1.70%。采用独立样本T检验对两组鲇肥满度进行统计分析, 结果表明二者无显著性差异(df=194,P>0.05)。由于缺少野生长江鲟生物学数据, 故未对实验组长江鲟(养殖)与野生群体做对比分析。
图4 4种鱼体长与体重的关系曲线Fig. 4 Relationship between the length and the body weight of 4 fish species
2.2 网箱控制法测定实验鱼平均TS值与生物学指标的关系
采用网箱控制法对4种不同生物学特征鱼类TS值进行标定, 实验鱼相关生物学参数与标定结果见表2。
鳊共计标定6尾, 体长范围19.2~39.5 cm, 体重范围65~1512 g; 目标强度(TS, dB)与体长(BL, cm)的标准方程为TS=20lgBL?70.1 (R2=0.94)。
表2 鱼类体长(BL, cm)/全长(TL, cm)与目标强度TS的回归方程Tab. 2 Regression analyses of mean target strength and fish body length (BL, cm)/total length (TL, cm)鱼种 species体长范围/cm body length range尾数 numberTS1=mlgBL+b1TS2=20lgBL+b2TS3=mlgTL+b3TS4=20lgTL+b4 m1b1SEb2SEm2b3SEb4SE 鳊Parabramis ??79.14.2??80.14.4?71.41.2 鲢Hypophthalmichthys ??66.55.9??67.85.9?68.31.3 鲇Silurus ?82..0?74.45.4??75.55.8?75.11.4 长江鲟Acipenser ??78.84.5??82.35.7?68.01.3
鲢共计标定8尾, 体长范围17.1~51.3 cm, 体重范围78~2223g; 目标强度(TS, dB)与体长(BL, cm)的标准方程为TS=20lgBL?67.0 (R2=0.80)。
鲇共计标定10尾, 体长范围26.7~82.3 cm, 体重范围59~4716g; 目标强度(TS, dB)与体长(BL, cm)的标准方程为TS=20lgBL?74.5 (R2=0.80)。
长江鲟共计标定7尾, 体长范围28.0~63.2 cm,体重范围127~2150 g; 目标强度(TS, dB)与体长(BL, cm)的标准方程为TS=20lgBL?66.1 (R2=0.94)。
2.3 模型法测定结果
选取不同体长规格的鲇3尾、鲢2尾、鳊1尾及长江鲟1尾, 采用基尔霍夫近似模型进行目标强度的模型法计算。其中鲇、鲢及鳊为网箱控制法测定过的实验鱼, 而该尾长江鲟为补充拍摄的X光影像, 未进行网箱控制法测定, 其数据仅用于分析不同鳔室结构的实验鱼在38 kHz换能器频率下TS值随声波角度的变化(图5)。200 kHz频率下模型法与网箱控制法TS值测定结果见表3。其中, 对于较大全长的鲇和鳊, 网箱控制法测定的TS值明显小于模型法测定的结果, 如全长为86.2 cm的鲇, 网箱控制法测定的TS值为?29.09 dB, 明显小于模型法测定的?25.72 dB; 全长为24.5 cm的鳊, 网箱控制法测定的TS值为?43.81 dB, 明显小于模型法测定的?36.61 dB。将网箱控制法与模型法测定的实验鱼TS值进行配对样本T检验, 结果显示差异不显著(P>0.05, 表4)。
图5 4尾不同鳔室结构的实验鱼在38 kHz换能器频率下目标强度(TS)值随声波角度变化图
表3 进行X光拍照的实验鱼平均目标强度值Tab. 3 The mean target strength (TS) of fishes in X-ray images鱼种species全长/cm total length, TL体长/cm body length, BL体重/g body weight, W网箱控制法平均TS值/dB mean TS in cage method模型法平均TS值/dB mean TS in model method 鲇Silurus ?29.09?25.72 54.550.?33.71?33.19 ?40.67?40.30 鲢?39.14?40.30 Hypophthalmichthys ?43.46?42.45 鳊Parabramis ?43.81?36.61
表4 实测值与模型值配对样本T检验结果Tab. 4 PairedTtest results of measurement TS values and calculated results by model实测值与模型值差值 difference between the result of the cage method and model method差值的95%置信区间 95% confidence interval for the differencet自由度 degree of freedom显著性 sig.相关系数 correlation coefficient, R2 平均值mean standard标准差deviation下限lower limits上限upper limits ?1.892.99?5.021.25?
选取体长接近的4种实验鱼, 绘制平均TS值随声波入射角度变化的分布图, 以观察不同鳔室数量与结构差异对TS值的影响(图5)。因频率越高, TS值会呈现出多波峰的特性, 为更加清晰地观测TS值随声波入射角度的变化, 特选择低频率38 kHz, 声波入射角度选择常规状态下的?50°~ 50°范围。图5中TSs、TSb和TSt分别指代鱼鳔、鱼体及鱼体、鱼鳔叠加随声波入射角度变化曲线。由图可知, TSs与TSt两条曲线几近重叠, 印证了鳔是鱼的声散射主体, 同时也是声学回波散射强度的主要贡献因子。长江鲟、鲇和鳊的目标强度最大值对应的姿态倾角主要位于?10°~0°, 且集中在?8°左右, 鳊、鲇的TS值最大值对应的姿态倾角分别集中于?7°和?5°左右, 而鲢TS值最大值对应的姿态倾角位于?20°~?10°, 集中于?13°左右。
文章来源:《长江丛刊》 网址: http://www.cjckzzs.cn/qikandaodu/2021/0722/1402.html