鰱魚自由游泳行為的研究的論文

　　摘要：在水溫(20.0±3.0) ℃下，使用長方水槽，運用Swistrack軟體對鰱魚的自由游泳行為進行影片追蹤處理，實驗結果顯示體長為(8.79±0.62) cm鰱的自由游泳速度與相對自由游泳速度分別為(23.03±3.53) cm/s和(2.62±0.40) bl/s;速度與體長之間存在顯著性差異(P<0.05)。

　　關鍵詞：swistrack; 運動追蹤; 自由游泳速度; 相對游泳速度

　　1 研究意義

　　魚類自由游泳行為作為游泳過程的一種表徵現階段研究較少，主要原因為自由游泳行為不易人工定量以及魚類標記追蹤技術不易操作。運用計算機軟體對魚類游泳行為進行研究可以一定程度上提高分析魚類游泳行為的效率。

　　2 材料與方法

　　2.1 試驗材料及暫養試驗用魚鰱由宜都漁場提供，透過充氧水包或供氧水箱車分批運送到三峽大學生態水工實驗室，暫養3d後進行試驗。暫養水槽為長為1.10 m、寬為0.22 m、高為0.95 m。(暫養期間水溫為(20.00±3.00)℃，24 h連續持續充氧。

　　2.2 試驗裝置長方立體玻璃缸(長1.10 m、寬0.22 m、高0.95 m)為試驗魚的游泳環境。玻璃缸的正前方1.20 m處放置攝像頭記錄試驗魚的自由游泳行為。試驗資料透過影片回放和swistrack軟體收集資料和處理資料。試驗水溫為(20.00±3.00)℃，溶解氧保持在6.0 mg/L。

　　2.3 試驗方法

　　2.3.1 試驗方法試驗魚選擇鰱幼魚，體長為(8.79±0.62) cm，試驗魚禁食24 h後，將魚放置於試驗水槽，適應30 min後進行試驗。控制水溫在(20.0±3.0) ℃，試驗時用遮光布把試驗水槽圍住，禁止試驗水槽附近的活動，避免干擾。使用紅外攝像頭(型號)錄影24 h，選用每個小時中間時間段做影片分析。試驗擷取3個不同的背景圖，分為早上、下午、夜晚用作背景減法處理，用swistrack軟體對影片進行軌跡分析。試驗每次使用一種共3尾魚，同一種魚做3天即9個重複。試驗資料包括體長(cm)、自由游泳速度(cm/s)，相對自由游泳速度(bl/s)。

　　2.3.2 Swistrack軟體對鰱游泳速度的運算 SwisTrack採用了英特爾的OpenCV的庫，用於快速影象、影片處理。主要步驟包括影片輸入，背景剪下，引數設定和目標識別與座標輸出。載入鰱游泳影片後，透過OpenCV庫把影片轉化為可處理格式，篩選出只含有目標魚的運動影象。

　　3 結果與分析

　　結果表明，鰱的自由游泳速度、相對自由游泳速度檢測與體長有顯著關係(P<0.05)。在水溫在(20.0±3.0)℃時體長為(8.79±0.62)cm鰱的自由游泳速度與相對自由游泳速度分別為(23.03±3.53 )cm/s和(2.62±0.40) bl/s。

　　24h內鰱的速度資料每個時間點均具有顯著性差異(P<0.05)，17:00-06:00之間，鰱的活動能力較強，該時間範圍內鰱處於較好的狀態，與魚類節律[10]行為情況相一致。其中較為活躍的夜晚(18:00-06:00)的自由游泳能力為(31.10±10.21)cm/s;(3.54±1.16)bl/s，較不活躍的白天(07:00-17:00)的'自由游泳能力為(8.91±5.33)cm/s;(1.01±0.61)bl/s。

　　4 討論

　　本試驗透過計算機軟體分析鰱的自由游泳速度與傳統方法測得的結果存在一定的差別，採用傳統的克流法測得值平均在(1.0～1.5)bl/s，計算機追蹤測得值為(2.62±0.40) bl/s。傳統克流法是使魚在一定時間內不間斷游泳所得到的持續游泳能力的值，計算機追蹤所測得值是追蹤魚在24 h內持續游泳的行為，其中07:00-17:00的值(1.01±0.61)bl/s是白天所測，為鰱的不活躍時期，其測得的值與傳統克流法測得的值相差不大，符合持續游泳能力測量標準。但從全部24 h時間範圍上看，鰱在夜晚較為活躍，其自由游泳值(3.54±1.16)bl/s也較大，也符合持續游泳能力測量標準，但此時鰱處於活躍期，所以測得值較大。因此，計算機追蹤在測量魚類持續游泳能力時較傳統克流法測量更加精確，計算機追蹤技術更能反映魚類在自然條件下的游泳行為。

　　參考文獻

　　[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] 井愛國，張秀梅，李文濤. 花鱸、許氏平鮋游泳能力的初步實驗研究. 中國海洋大學學報，2005，35 (6)：973-976.