张国胜,杨超杰,邢彬彬
(大连海洋大学辽宁省海洋牧场工程技术研究中心,辽宁大连116023)
摘要：介绍了声诱捕捞技术的概念及国内外声诱捕捞技术的研究现状;针对目前渔业资源所面临的问题,分析和探讨了声诱捕捞技术在保护渔业资源和渔业环境方面所起的作用;阐述了声诱捕捞技术的应用前景,并提出了结合声诱捕捞技术在中国建设淡水牧场的新构想。
关键词：声诱捕捞技术;渔业资源;应用前景;淡水牧场
随着捕捞技术的进步,捕获能力不断提高,导致海洋、江河、湖泊里的渔业资源日趋衰竭,这就暴露了以往渔业捕捞技术所存在的严重问题。因此,寻找一种既能提高捕捞效率又不破坏渔业资源的新型捕捞技术尤为重要。利用声音来控制鱼类行为从而进行捕捞即声诱捕捞技术就是这样一种新型的捕捞技术。
声诱捕捞技术是一种在渔业捕捞上应用声学原理诱鱼的新型捕捞技术[1],利用鱼类对声音的正趋向反应,在水中播放由特定仪器记录下来的鱼类的生物学声音 (如摄食、求偶、集群等的声音),使鱼集群,并诱导鱼群进入预定的捕捞区域,从而达到捕捞目的的方法[2-6]。这在一定程度上将被动性渔具变成了主动性渔具,可大大提高捕捞效率。声诱捕捞技术应用于海洋捕捞或淡水捕捞,利用声音的诱引作用,使鱼的活动区域变小或者使鱼类的集群率提高,从某种意义上说是增强了渔具的空间有效捕捞率。特别是对于底质特殊 (底质不平、突兀岩块)及水体较深的水域捕捞有着更重要的意义[3]。通过声音诱捕,对不同种类、不同大小、不同年龄的鱼,可以做到有选择的、健康的 “绿色”捕捞,从而达到有效保护种鱼和幼鱼,进而保护渔业资源的目的。
关于声音在捕捞技术方面的应用研究,日本是较早的国家之一。1968年,日本在千叶县进行了声诱鲐鱼Pneumatophorusjaponicus的试验,在实验室内录下鱼摄食时发出的声音,然后在水下播放这种声音进行诱集试验。后来又在该县沿海渔场进行了探索试验[1,2,6]。
日本还以开发海洋牧场为目的,对真鲷Pagrus major、牙鲆Jparalichthysolvaceus、许氏平鲉Sebastesschlegeli等鱼类进行音响驯化,并于1977年建成了世界上第一个利用声音诱捕的海洋牧场[7-8]。1988—1992年在长崎县开展的 “为鱼建故乡”事业中,在五岛玉的浦湾和大村湾内的形上湾两地,结合放流海区投石,用自动声响驯诱装置,分别驯化放流真鲷、黑鲷幼鱼,已确认比直接放流回捕率高。日本还对驯诱装置作了改进,使装置更加小型化、简易化。日本基于对声诱捕捞技术的长时间研究与经验积累,在放流鱼的回捕方面取得了较好的效果[9]。
日本还把声音对鱼的诱集原理应用于钓具上[10]。1969年,日本进行了机钓鱿鱼Ommastrephessloani的试验,试验中配合播放600 Hz的断续单音和船舶倒车的声音。试验时渔船主机停止,分别在放声和不放声时各捕捞10 min,进行渔获量的比较。结果表明:播放600 Hz的断续单音、船舶倒车声音及不放声的情况下,平均渔获量分别为181.25、36.25、112.5尾,这表明鱿鱼对600 Hz的断续单音有明显的趋向性,而对于船舶倒车的声音有负趋向性 (远离声源)[6]。
其它发达渔业国家也十分重视声音在渔业捕捞中的应用研究 ,前苏联 、美国、澳大利亚、新西兰、英国、法国等都投入了相当多的人力进行试验和研究。
在远东部分竿钓金枪鱼Thunnustonggol作业中,船上设有人工降雨装置。作业时,将船舷人工降雨的水流朝着游动的金枪鱼。金枪鱼会误以为人工降雨落下的水滴是小鱼被凶猛鱼类追逐时从水中跳出的声音和状态,从而会朝雨点落下的地方扑去,这也是声诱鱼的典型例子[9]。
前苏联池塘研究所研制了一种生物声学装置来控制鱼群的索饵强度,并利用鱼对索饵声的反应,将鱼诱集到捕鱼区后捕获[11]。
1998年,俄罗斯圣彼得堡中央捕捞研究所研制出一种声音捕鱼装置,该装备主要应用于拖网渔船捕鱼。当采用拖网渔船捕鱼时,通常鱼会受到船体的马达声产生负趋向性而四处逃窜,影响渔获量。将这种声学诱鱼装置装配在拖网末端15 m左右的绳索上,可在水下形成一个长达1 000 m的声学旋涡,从而保证了鱼群在拖网的有效范围内。这项技术得到许多国家的重视,现在已被挪威、澳大利亚等渔业国家采纳[12]。
对于声诱捕捞这一新技术,世界渔业组织也很重视,在1970年第三次世界渔业大会上,首先讨论了音响渔法和控制鱼类行为等问题。
敲舟古作业应算是中国最早的音响渔法之一[20-21]。敲舟古作业是指由数十艘船围成一定范围的包围圈,然后敲击船上的舟古板来驱赶鱼类,使鱼集群后再捕获。20世纪50年代中期,中国曾研制了HYQ-751型音响唤鱼器。
1973—1976年,湛江水产学院在北部湾和海南岛东岸进行了类似的声音诱鱼试验,使用音响唤鱼。结果表明:在利用灯光把鱿鱼诱来的情况下,再使用400 Hz单频音时,鱼群映像由浅淡逐渐变为深黑;若停止播音,映像则开始变淡;再播音,映像又开始变深黑。从试验结果可知,鱿鱼对400 Hz的单频音有明显的正趋向性[1]。
目前,国内有关鱼类音响驯化基础的研究报道相对较少。2002年,张国胜等[22]对鲫幼鱼进行了音响驯化的研究试验,张沛东等[23-24]对鲤和草鱼进行了音响驯化试验及鲤和草鱼对移动声源跟随效果的试验,均取得了较好的效果。这些鱼类音响驯化的基础研究,对于声诱捕捞技术的发展提供了一定的理论依据。
张沛东等[23]在2003年进行了鲤和草鱼在声音刺激下对模拟八字网的行为反应试验,姜邵阳[25]在2005年又进行了鲤和草鱼在声音刺激下对模拟组合网的行为反应试验。结果表明,鲤和草鱼对于400 Hz的正弦波连续音具有较强的正趋向性,能够被最终诱集到指定区内聚集,聚集率达100%。
在鱼类音响驯化的研究中,国内外学者多关注声音诱集效果的好坏[22],常使用正弦波连续音,而对其他波形是否会影响到声音诱集的效果却很少关注。姜昭阳等[26]于2007年,应用400 Hz的矩形波连续音对鲤和草鱼进行了音响驯化试验。结果表明:鲤和草鱼的最高聚集率分别为 100%和98.8%,平均聚集率为89.7%和94.1%。比张沛东等[23]用400 Hz正弦波连续音得到的平均聚集率96%和100%偏低,平均聚集时间也明显缩短。但是两次试验的条件不尽相同,对于两种波形声波的诱集效果还需商榷。2008年,姜昭阳等[27]又应用300 Hz的矩形波连续音对真鲷进行了音响驯化试验,得出结论:“对于骨鳔类和部分对声音敏感的海水非骨鳔类进行音响驯化,采用的声音频率为300～400 Hz时,即便选取不同的波形,其驯化效果也不会有显著差别。”
2009年,邢彬彬等[28]使用400 Hz正弦波连续音对不同体长的鲤进行音响驯化,探讨了声音对不同体长鲤的诱集效果。结果表明:体长较小的鲤相对于体长较大的鲤聚集效果要好 (不包括聚集时间的比较)。这一结论印证了古河太郎[29]“有些鱼类幼鱼时期具有某些趋向性,而成鱼后这种趋向性就会消失”的说法。张国胜等[30]使用300 Hz正弦波连续音对黑鲷进行音响驯化。结果表明,利用音响驯化技术可以较大地提高黑鲷对饵料的利用率。
1)促进渔具渔法的改革与创新
随着科学技术的进步和渔业生产规模的不断扩大,单一简陋的渔具渔法已经不能适应渔业生产的需要。现在不少渔业捕捞单位的渔具渔法仍然停滞在20世纪80年代的水平,网具对渔获的选择性差、自动化程度低,作业耗时、耗力、耗财,而渔获产量却不尽如人意。随着声诱捕捞技术研究的不断深化,必然会带来渔具渔法的改革与创新,根据鱼类对声、光、电的刺激反应设计出更有效、更科学的捕捞新技术势在必行。随着水产动物学和行为学的发展,环境科学的不断完善,尤其是计算机的广泛应用,渔具渔法学已从渔具力学的研究发展到渔具渔法的选择性研究,而捕鱼技术也从一般的“粗放型”操作发展到综合计算机、鱼类行为、声光电学等技术参数的 “集约型” 操作[1,3,31]。
2)有效利用复杂、危险水域的渔业资源
对于一些底质复杂、岸线曲折的水域,普通的拉网、拖网等拖曳性渔具不能应用,定置渔具也多受限制。光、电捕捞网具也因受空间、时间以及自身特点 (如传播距离等)的条件限制往往在这些复杂、危险的水域不能应用[1,3,20]。但利用声诱捕捞技术却能很好的做到这一点,因为声音受空间和时间的影响小,传播距离远,能改变渔具的应用范围,从而变被动性渔具为主动性渔具。
3)保障渔业资源的可持续利用
可持续发展,是指既满足当代人的各种需求又不至于对后代人的需求构成危害的发展模式。21世纪渔具渔法的设计,应围绕保护渔业资源和生态环境这一新概念来进行。在新的渔具设计制作和使用过程中,将根据绿色设计的原理,充分考虑渔具渔法对资源和环境的影响,从而保障渔业资源的长期持续发展[32-38]。声诱捕捞技术既不破坏环境又能进行选择性捕捞,利于渔业资源的保护和有效利用,能达到可持续利用的目的。
4)开发音响驯化型海洋牧场
牧场化养殖是一种增养殖渔业系统,即在某一水域内,建设适应水产资源生长的人工生息场,采用增殖放流和移殖放流的方法将生物种苗经过中间育成或人工驯化后放流到该水域,利用水域自然生产力和微量投饵培育,采用声、光、电等先进的鱼群控制技术和环境监控技术对其进行科学的管理,使其资源量增大,然后有计划且高效率地进行捕获的一种未来渔业模式。关于牧场化养殖的应用与研究,目前各水产业发达的国家侧重于海洋牧场的建设,特别是结合了声诱捕捞技术的 “音响驯化型海洋牧场”。其中日本在海洋牧场及其相关领域的研究居于世界前列[8,39-41]。而中国在这方面的研究远远落后于其他水产业发达的国家。中国在20世纪80年代曾提出开发建设海洋牧场的设想,20世纪80—90年代投放了大量的人工鱼礁,取得了较好的经济效益。但是,到20世纪末中国海洋牧场的开发还仅限于投放人工鱼礁,另外,对海洋牧场的研究也不够重视,特别是结合声诱捕捞技术的音响驯化型海洋牧场这一海洋高新技术的开发研究还没有真正开展起来。因此,声诱捕捞技术在中国今后的音响驯化型海洋牧场建设中将具有广泛的应用前景。
5)开发淡水牧场化养殖新模式
声诱捕捞技术在淡水渔业发展中也具有广泛的应用前景。在进入21世纪之后,随着淡水渔业的快速发展、科学技术的不断进步以及对生态、资源和环境保护呼声的日益高涨,淡水牧场化养殖方式作为新兴的环保、可持续发展的渔业养殖模式必将是淡水渔业未来发展的趋势。同时,声音诱集技术在有效的人工放流、人工驯化、投饵控制、资源监测技术在淡水牧场化养殖中也必将得到广泛的应用和快速的发展[10]。据统计,中国现有大、中、小型湖泊3万多个,大、中、小型水库8万多座,其中可养殖的面积达到300多万m2,占中国内陆水域可养殖面积的70%以上[3,20]。随着淡水养殖业的发展,这个面积还会不断扩展。因此,中国完全有条件建立自己的淡水牧场养殖渔业模式。
中国是一个渔业生产大国。近20年来,中国渔业产业取得了很大的发展,水产品总产量大幅度增长,渔业综合生产能力显著增强。但是,也有许多不足之处,较欧美、日本等渔业发达国家还是有很大的差距,渔业装备较落后,人员配置不合理,专业研究人员较少,创新意识还需要提高。为促进中国淡水牧场的发展,当前需要研发一些应用在声诱捕捞技术中的先进的鱼类听觉设备,来音响驯化鱼类;有必要设立一个与其相关的水产养殖协会,学习海洋牧场的管理经验,结合水产养殖技术,对淡水牧场进行科学有效的管理;有必要成立专门的声诱捕捞研究机构,加强对声诱捕捞技术的研究[42],只有这样,中国淡水渔业才能拥有更辉煌的将来。
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A review of fishing technology by acoustic attraction
ZHANG Guo-sheng,YANG Chao-jie,XING Bin-bin
(The Research Center for Marine Ranching Engineering Technology of Liaoning,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)
Abstract：The conceptand research status of fishing by acoustic attraction are introduced in world.Then the role of the fishing by acoustic attraction in protection of fishery resources and environment is considered based on present problems with fisheries.The application of the fishing by acoustic attraction is discussed and establishmentof freshwater ranching fisheries is suggested in China.
Keywords：fishing technology by acoustic attraction;fishery resources;application prospect;freshwater ranching
中图分类号：S973.4
文献标志码：A
文章编号：2095-1388(2012)04-0383-04
收稿日期：2012-05-28
基金项目：农业部 “948”项目 (2011-G29)
作者简介：张国胜 (1960-),男,博士,教授。E-mail:hyx-zhang@dlou.edu.cn