鲢鱼自由游泳行为的研究的论文

2021-04-15 论文

　　摘要：在水温(20.0±3.0) ℃下，使用长方水槽，运用Swistrack软件对鲢鱼的自由游泳行为进行视频追踪处理，实验结果显示体长为(8.79±0.62) cm鲢的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为(23.03±3.53) cm/s和(2.62±0.40) bl/s;速度与体长之间存在显著性差异(P<0.05)。

　　关键词：swistrack; 运动追踪; 自由游泳速度; 相对游泳速度

　　1 研究意义

　　鱼类自由游泳行为作为游泳过程的一种表征现阶段研究较少，主要原因为自由游泳行为不易人工定量以及鱼类标记追踪技术不易操作。运用计算机软件对鱼类游泳行为进行研究可以一定程度上提高分析鱼类游泳行为的效率。

　　2 材料与方法

　　2.1 试验材料及暂养试验用鱼鲢由宜都渔场提供，通过充氧水包或供氧水箱车分批运送到三峡大学生态水工实验室，暂养3d后进行试验。暂养水槽为长为1.10 m、宽为0.22 m、高为0.95 m。(暂养期间水温为(20.00±3.00)℃，24 h连续持续充氧。

　　2.2 试验装置长方立体玻璃缸(长1.10 m、宽0.22 m、高0.95 m)为试验鱼的游泳环境。玻璃缸的正前方1.20 m处放置摄像头记录试验鱼的自由游泳行为。试验数据通过视频回放和swistrack软件收集数据和处理数据。试验水温为(20.00±3.00)℃，溶解氧保持在6.0 mg/L。

　　2.3 试验方法

　　2.3.1 试验方法试验鱼选择鲢幼鱼，体长为(8.79±0.62) cm，试验鱼禁食24 h后，将鱼放置于试验水槽，适应30 min后进行试验。控制水温在(20.0±3.0) ℃，试验时用遮光布把试验水槽围住，禁止试验水槽附近的活动，避免干扰。使用红外摄像头(型号)录像24 h，选用每个小时中间时间段做视频分析。试验截取3个不同的背景图，分为早上、下午、夜晚用作背景减法处理，用swistrack软件对视频进行轨迹分析。试验每次使用一种共3尾鱼，同一种鱼做3天即9个重复。试验数据包括体长(cm)、自由游泳速度(cm/s)，相对自由游泳速度(bl/s)。

　　2.3.2 Swistrack软件对鲢游泳速度的运算 SwisTrack采用了英特尔的OpenCV的库，用于快速图像、视频处理。主要步骤包括视频输入，背景剪切，参数设定和目标识别与坐标输出。载入鲢游泳视频后，通过OpenCV库把视频转化为可处理格式，筛选出只含有目标鱼的运动图像。

　　3 结果与分析

　　结果表明，鲢的自由游泳速度、相对自由游泳速度检测与体长有显著关系(P<0.05)。在水温在(20.0±3.0)℃时体长为(8.79±0.62)cm鲢的自由游泳速度与相对自由游泳速度分别为(23.03±3.53 )cm/s和(2.62±0.40) bl/s。

　　24h内鲢的速度数据每个时间点均具有显著性差异(P<0.05)，17:00-06:00之间，鲢的活动能力较强，该时间范围内鲢处于较好的状态，与鱼类节律[10]行为情况相一致。其中较为活跃的.夜晚(18:00-06:00)的自由游泳能力为(31.10±10.21)cm/s;(3.54±1.16)bl/s，较不活跃的白天(07:00-17:00)的自由游泳能力为(8.91±5.33)cm/s;(1.01±0.61)bl/s。

　　4 讨论

　　本试验通过计算机软件分析鲢的自由游泳速度与传统方法测得的结果存在一定的差别，采用传统的克流法测得值平均在(1.0～1.5)bl/s，计算机追踪测得值为(2.62±0.40) bl/s。传统克流法是使鱼在一定时间内不间断游泳所得到的持续游泳能力的值，计算机追踪所测得值是追踪鱼在24 h内持续游泳的行为，其中07:00-17:00的值(1.01±0.61)bl/s是白天所测，为鲢的不活跃时期，其测得的值与传统克流法测得的值相差不大，符合持续游泳能力测量标准。但从全部24 h时间范围上看，鲢在夜晚较为活跃，其自由游泳值(3.54±1.16)bl/s也较大，也符合持续游泳能力测量标准，但此时鲢处于活跃期，所以测得值较大。因此，计算机追踪在测量鱼类持续游泳能力时较传统克流法测量更加精确，计算机追踪技术更能反映鱼类在自然条件下的游泳行为。

　　参考文献

　　[1] Bainbridge R.The Speed of Swimming Fish As Related to Size and to the Frequen Cyan Damp Altitude of the Tail Beat.Exp.Biol.，1958(35)：109-133.

　　[2] Wardle CS . Limit of Fish Swimming Speed.Nature，1969(221)：274.

　　[3] Kim YH. Nu Merical Modeling of Chaotic Behavior For Small-scale Move Ments of Demersal Fishes in Coastal Water.FisheriesScience，2003(69)：535-546.

　　[4] 井爱国，张秀梅，李文涛. 花鲈、许氏平鲉游泳能力的初步实验研究. 中国海洋大学学报，2005，35 (6)：973-976.

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