王志超 湯勇 陳國(guó)寶 曾雷

摘要 超聲波遙測(cè)是研究海洋動(dòng)物行為和生理的重要手段之一，目前已應(yīng)用于魚(yú)類、頭足類、甲殼類以及一些哺乳類和爬行類動(dòng)物的研究，并在水產(chǎn)增養(yǎng)殖和自然資源保護(hù)領(lǐng)域得到重視。介紹了超聲波遙測(cè)系統(tǒng)的組成和定位原理，回顧了超聲波遙測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外海洋生物研究領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，分析了其目前存在的問(wèn)題并對(duì)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞 超聲波遙測(cè)；組成；定位原理；應(yīng)用

中圖分類號(hào) S951.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）15-0020-04

Abstract Ultrasonic telemetry is an important method in the study of ethology and physiology of marine animals，it has been applied in the study of fishes， cephalopods， crustaceans， some mammals and reptiles， and widely used in aquaculture and natural resourcesprotection. This paper introduced the composition and location principle of ultrasonic telemetry， reviewed the research progress on the applications of ultrasonic telemetry technology in foreign and domestic fields of marine biology research，analyzed the existing problems at present and predicted the development foreground in future.

Key words Ultrasonic telemetry；Composition；Location principle；Application

生物遙測(cè)是一種能夠?qū)ψ杂缮顮顟B(tài)下的動(dòng)物生理、行為和體能狀況實(shí)施遙測(cè)的技術(shù)，包括陸上、空間（如鳥(niǎo)類）及海洋生物遙測(cè)[1]。海洋生物遙測(cè)是生物遙測(cè)的一個(gè)分支，因?yàn)楹Ｑ笊锏纳姝h(huán)境具有多樣性，其大多數(shù)活動(dòng)是無(wú)法直接觀測(cè)的，所以生物遙測(cè)是研究海洋生物最有效的手段，因其具有原位觀察的優(yōu)勢(shì)，受到學(xué)者們的日益重視。海洋生物遙測(cè)與陸地、空間生物遙測(cè)的原理基本相同，但由于海洋環(huán)境復(fù)雜，在儀器設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸和檢測(cè)上都較其他遙測(cè)更加困難。

海洋生物遙測(cè)的主要方式有無(wú)線電遙測(cè)及聲學(xué)遙測(cè)。無(wú)線電遙測(cè)使用無(wú)線電波，由于海水導(dǎo)電率高，無(wú)線電波在海水中衰減極快，因而只適宜在海面上方的空氣介質(zhì)中傳播，中長(zhǎng)波無(wú)線電信號(hào)甚至可以傳播數(shù)百乃至數(shù)千公里。因此，使用無(wú)線電波傳輸信號(hào)的方法適用于海洋哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物研究，在生物浮出水面呼吸時(shí)發(fā)射電波，可以進(jìn)行生物大尺度遷徙活動(dòng)等方面的研究[2-3]。相對(duì)于無(wú)線電波，超聲波在水中傳播信號(hào)的優(yōu)勢(shì)尤為明顯，研究對(duì)象更為廣泛，適用于大多數(shù)水中生物的研究，對(duì)硬骨魚(yú)類、軟骨魚(yú)類以及其他水生生物行為和生態(tài)學(xué)方面都有涉及，近年來(lái)還被應(yīng)用于改善人工增殖放流策略、評(píng)估魚(yú)道設(shè)計(jì)等研究中[4]。

作為海洋生物遙測(cè)最早的應(yīng)用手段，超聲波遙測(cè)技術(shù)自20世紀(jì)50年代誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，在遙測(cè)設(shè)備和遙測(cè)手段上取得了較大進(jìn)步。最初，受限于傳感器制作工藝和電池材料，超聲波標(biāo)記牌的體積和質(zhì)量均較大，工作壽命也較短，且信號(hào)發(fā)射模式簡(jiǎn)單[5]。20世紀(jì)80年代以后，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，超聲波標(biāo)記牌的制作工藝有了較大提高，整合了微型陶瓷傳感器的微芯片使標(biāo)記牌的質(zhì)量和體積大幅減小，并可以通過(guò)發(fā)射多種模式的信號(hào)提供編碼數(shù)據(jù)以及深度、溫度等環(huán)境信息，目前應(yīng)用的最小標(biāo)記牌長(zhǎng)11 mm，水中質(zhì)量?jī)H為0.24 g，可連續(xù)工作60 d左右，適用于幼魚(yú)生長(zhǎng)史等方面的研究[6]。遙測(cè)手段也由最初的移動(dòng)跟蹤發(fā)展到現(xiàn)在普遍采用的接收機(jī)列陣遙測(cè)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)大范圍遙測(cè)。

國(guó)外一些漁業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的超聲波遙測(cè)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，已被廣泛應(yīng)用于各類水域的水生動(dòng)物生態(tài)研究，在指導(dǎo)海洋捕撈和資源增殖與保護(hù)方面也廣泛涉及[7]，一些國(guó)家還建立了生物遙測(cè)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)，在海洋生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域具有重要意義。我國(guó)在超聲波遙測(cè)方面起步較晚，主要應(yīng)用于對(duì)珍稀物種的生態(tài)行為研究，始于20世紀(jì)90年代對(duì)中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)的定位[8]，近年來(lái)在海洋生物遙測(cè)方面也開(kāi)展了一些工作，但主要依賴于國(guó)外的遙測(cè)設(shè)備，所以利用超聲波遙測(cè)方法進(jìn)行海洋生物生態(tài)的研究在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。筆者闡述了超聲波遙測(cè)系統(tǒng)的組成及定位原理，綜述了該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外海洋生物研究領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1 超聲波遙測(cè)系統(tǒng)的組成及定位原理

1.1 超聲波遙測(cè)系統(tǒng)的組成

超聲波遙測(cè)系統(tǒng)主要由發(fā)射裝置和接收裝置2個(gè)部分組成。發(fā)射裝置即為植入生物體內(nèi)或懸掛在生物體外的標(biāo)記牌；接收裝置是用于在有效范圍內(nèi)接收標(biāo)記牌發(fā)射的帶有編碼信息的超聲波信號(hào)，以獲取標(biāo)記牌的定位等相關(guān)信息的設(shè)備。

1.1.1 發(fā)射裝置。

標(biāo)記牌的體積主要取決于傳感器的大小，為方便植入，標(biāo)記牌的形制一般為圓柱體，也有一些標(biāo)記牌設(shè)計(jì)為其他形制。自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，得益于整合電路技術(shù)的發(fā)展，超聲波標(biāo)記牌的規(guī)格實(shí)現(xiàn)了小型化，并可以通過(guò)整合傳感器記錄水深、水溫等環(huán)境參數(shù)[9]。超聲波標(biāo)記牌的發(fā)射頻率一般在30～300 kHz，信號(hào)通過(guò)標(biāo)記牌內(nèi)部的微型陶瓷傳感器驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生。超聲波標(biāo)記牌發(fā)出簡(jiǎn)單的聲脈沖，通過(guò)調(diào)節(jié)頻率或者脈沖重復(fù)速率對(duì)標(biāo)記牌進(jìn)行編碼。起步階段，標(biāo)記牌發(fā)射的脈沖信號(hào)是連續(xù)固定的，這種不間斷的信號(hào)可以排除部分噪聲干擾，但不能同時(shí)跟蹤多個(gè)個(gè)體，且標(biāo)記牌的使用壽命較短[10]。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，偽隨機(jī)編碼的信號(hào)發(fā)射方式被廣泛采用，解決了信號(hào)沖突問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別跟蹤，一些標(biāo)記牌也可以根據(jù)研究需要改變脈沖發(fā)射的時(shí)間間隔[11]。

選擇標(biāo)記牌應(yīng)考慮目標(biāo)生物是否適宜，根據(jù)目標(biāo)生物的大小與生活習(xí)性選擇標(biāo)記牌的規(guī)格和標(biāo)記方式。標(biāo)記方式一般有體內(nèi)植入和體外懸掛2種，魚(yú)類的體外懸掛一般在脊背處，但長(zhǎng)期標(biāo)記有脫落的風(fēng)險(xiǎn)；體內(nèi)植入一般在腹腔內(nèi)，在魚(yú)腹部切2～3 cm的小口，足夠塞入標(biāo)記牌即可，這種方法容易對(duì)魚(yú)產(chǎn)生較大傷害，最近一種注射植入式標(biāo)記牌可以有效減輕這種傷害[12]；對(duì)一些大型魚(yú)類，也可采用肌肉植入等方法[13]；早期研究中也采用胃內(nèi)植入的方法，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，標(biāo)記牌被魚(yú)排出的可能性較大，現(xiàn)在較少采用[14]。一般情況下，標(biāo)志牌的質(zhì)量不宜超過(guò)目標(biāo)生物的2%，在該范圍內(nèi)標(biāo)志牌本身對(duì)魚(yú)的影響可以忽略，在一些短期研究中標(biāo)記牌質(zhì)量占生物體重的6%以下是被允許的[15]，手術(shù)結(jié)束后需對(duì)目標(biāo)生物進(jìn)行觀察，在投放前確定其活動(dòng)狀態(tài)正常。

選擇標(biāo)記牌需要考慮研究本身需求以及客觀環(huán)境因素，影響標(biāo)記牌信號(hào)傳播的因素很多，主要包括以下因素：

①標(biāo)記牌的發(fā)射頻率。不同頻率的超聲波在水中的傳播損耗也不同，聲波在海水中的吸收比淡水大得多，在理想狀態(tài)下，32 kHz的標(biāo)記牌可以傳播2.5 km，而300 kHz的標(biāo)記牌只能傳播400 m，標(biāo)記牌發(fā)射高頻聲波時(shí)識(shí)別度更高，但超過(guò)200 kHz的頻率不適宜在海洋中進(jìn)行研究[16-18]。

②水深。水深是影響超聲波標(biāo)記牌信號(hào)傳播的主要因素。標(biāo)記牌發(fā)射球面聲波，到達(dá)海底或海表時(shí)發(fā)生反射，經(jīng)過(guò)多次反射后，造成聲波信號(hào)難以識(shí)別。

③環(huán)境背景噪聲。環(huán)境背景噪聲包括人為和自然產(chǎn)生的環(huán)境噪音。若環(huán)境噪音較高，會(huì)使標(biāo)記牌的信號(hào)在傳播到一定距離后受到干擾或被覆蓋，使信號(hào)的有效傳播距離減小，同時(shí)環(huán)境中某些與標(biāo)記牌發(fā)射頻率相同或接近的聲波會(huì)與標(biāo)記牌信號(hào)混淆，盡管偽隨機(jī)編碼有效保證了信號(hào)的唯一性，但也不能完全避免這種情況的發(fā)生。

④海底地形。海底地形起伏，或有不同介質(zhì)的障礙物在標(biāo)記牌附近時(shí)，會(huì)影響信號(hào)的傳播，可能造成信號(hào)被遮蔽等情況。

1.1.2 接收裝置。

接收裝置包括一些被動(dòng)的超聲波檢測(cè)設(shè)備，信號(hào)接收的主要方法有移動(dòng)檢測(cè)和固定檢測(cè)2種。

移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是早期超聲波遙測(cè)的主要手段，通過(guò)船等水上移動(dòng)載體，攜帶水聽(tīng)器、接收機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，這種方法存在研究人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間跟蹤、定位精度較差、容易丟失目標(biāo)等缺點(diǎn)，主要應(yīng)用于河流和湖泊等范圍較小的區(qū)域中，不適宜在海洋中進(jìn)行，但在大型海洋哺乳動(dòng)物和大型魚(yú)類的研究中，移動(dòng)檢測(cè)依然作為有效方法被廣泛采用[19-20]。

早期的固定檢測(cè)系統(tǒng)，將水聽(tīng)器或水聽(tīng)器列陣布置在近岸水域，通過(guò)線纜連接到岸上的檢測(cè)站接收信號(hào)，但檢測(cè)范圍受到線纜長(zhǎng)度限制[21]。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了可以將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線電信號(hào)的浮標(biāo)式聲吶，檢測(cè)范圍相較于纜線傳輸有了較大提升。目前的生物超聲波遙測(cè)主要使用固定的水下設(shè)置式接收機(jī)，整合水聽(tīng)器和接收記錄儀，可以將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，待研究結(jié)束后讀取數(shù)據(jù)，有效節(jié)省了人力，一些設(shè)備中也同時(shí)整合壓力、溫度等傳感器，可以在檢測(cè)目標(biāo)的同時(shí)獲取部分環(huán)境信息。水下設(shè)置式接收機(jī)的布置距離不宜太遠(yuǎn)，通常在300 m以內(nèi)[22]，在海洋中可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)布置接收機(jī)列陣。近年來(lái)，可以通過(guò)衛(wèi)星通訊傳遞數(shù)據(jù)的接收設(shè)備也在一些研究中得到應(yīng)用，可以彌補(bǔ)水下設(shè)置式接收機(jī)無(wú)法實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)的缺陷且不影響檢測(cè)范圍。在使用固定檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行海洋生物遙測(cè)的同時(shí)，也可以使用移動(dòng)檢測(cè)方法進(jìn)行輔助研究。

1.2 超聲波遙測(cè)系統(tǒng)的定位原理

一般情況下，超聲波遙測(cè)接收裝置記錄的數(shù)據(jù)為標(biāo)記牌發(fā)射信號(hào)的時(shí)間序列，接收機(jī)接收數(shù)據(jù)后，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的降噪和濾波處理，現(xiàn)在常用的固定檢測(cè)系統(tǒng)一般使用長(zhǎng)基線測(cè)位法，這是一種空間的距離交會(huì)原理，接收機(jī)的設(shè)置間距需遠(yuǎn)大于聲波的波長(zhǎng)，根據(jù)聲波到達(dá)各個(gè)接收機(jī)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算[23]。當(dāng)最少有3個(gè)接收機(jī)同時(shí)接收到標(biāo)記牌發(fā)射的同一次信號(hào)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)定位，首先要確定每個(gè)接收機(jī)的準(zhǔn)確位置，設(shè)接收機(jī)的坐標(biāo)為（xi，yi，zi）（i=1～n），標(biāo)記牌的坐標(biāo)為（xp，yp，zp），c為聲速值，Δti為信號(hào)到達(dá)每個(gè)接收機(jī)的單程傳播時(shí)間，按照以下公式計(jì)算cΔti：

在實(shí)際應(yīng)用中，需經(jīng)過(guò)擬合計(jì)算推定標(biāo)記牌的實(shí)際位置。一些接收裝置記錄的時(shí)間信息可以精確到百萬(wàn)分之一秒，定位精度在1 m左右，而對(duì)移動(dòng)速度較快的目標(biāo)，定位精度要差一些。在進(jìn)行定位時(shí)，需要首先確定接收機(jī)接收信號(hào)的同步時(shí)間，一般通過(guò)攜帶同步標(biāo)記或同步開(kāi)啟接收機(jī)實(shí)現(xiàn)。在一些研究中，還需要將參考標(biāo)記放置于接收機(jī)列陣的中心位置，用以輔助定位及驗(yàn)證定位結(jié)果的準(zhǔn)確性，接收機(jī)列陣范圍大時(shí)，需設(shè)置多枚參考標(biāo)記。

此外，一些攜帶深度、溫度等傳感器的超聲波標(biāo)記，會(huì)根據(jù)環(huán)境變化發(fā)射特殊脈沖間隔的信號(hào)，這種信號(hào)只需被單個(gè)接收機(jī)接收，即可獲得標(biāo)記牌所在深度及環(huán)境溫度等信息，一般根據(jù)標(biāo)記牌提供的擬合參數(shù)計(jì)算，一些標(biāo)記牌由于制作工藝原因，標(biāo)記牌之間的擬合參數(shù)也有一定差異。

2 超聲波遙測(cè)在國(guó)外海洋生物研究領(lǐng)域的應(yīng)用

超聲波遙測(cè)在國(guó)外起步較早。美國(guó)學(xué)者Trefethen[24]早在1956年就有應(yīng)用超聲波遙測(cè)技術(shù)跟蹤個(gè)體魚(yú)類的報(bào)道。20世紀(jì)70年代超聲波遙測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為魚(yú)類監(jiān)控的主要手段，并有了較為完整的理論體系，加拿大、日本以及許多歐洲國(guó)家都相繼開(kāi)展了這方面工作，研究涉及鯊魚(yú)、蝠鲼、金槍魚(yú)等大型魚(yú)類[25-27]，也有鮭鱒、鯛魚(yú)、鯉魚(yú)等體型較小的魚(yú)類[28-30]，還包括海豹、海狗等海洋哺乳動(dòng)物[31-32]。20世紀(jì)70年代末期，美國(guó)學(xué)者Brawn[33]已經(jīng)使用小型超聲波標(biāo)記進(jìn)行大西洋鮭的行為研究，標(biāo)記長(zhǎng)度48 mm，水中質(zhì)量9.1 g，并可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)月的長(zhǎng)期工作。20世紀(jì)90年代，超聲波遙測(cè)關(guān)于海洋生物水平和垂直移動(dòng)、洄游、季節(jié)移動(dòng)、攝食等自然生態(tài)活動(dòng)，發(fā)電站或堤壩的建設(shè)、對(duì)漁具的反應(yīng)等人為活動(dòng)對(duì)海洋生物的影響以及海洋生物的水溫選擇等生理活動(dòng)的研究都取得了大量成果[34-36]。進(jìn)入21世紀(jì)，超聲波遙測(cè)技術(shù)的理論和方法基本成型，但設(shè)備制造水平還在不斷提升，近年來(lái)，結(jié)合大量環(huán)境數(shù)據(jù)以及數(shù)字模擬技術(shù)等手段展開(kāi)的研究，可以更全面準(zhǔn)確地了解海洋生物的生態(tài)活動(dòng)。

目前，在海洋生物遙測(cè)領(lǐng)域走在前沿的一些國(guó)家已經(jīng)建立了大規(guī)模的遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)。美國(guó)處于領(lǐng)先地位，作為美國(guó)海洋綜合觀測(cè)系統(tǒng)（IOOS）的一部分內(nèi)容，其動(dòng)物遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)ATN（animal telemetry network）檢測(cè)站已經(jīng)覆蓋美國(guó)本土沿岸的大部分海域以及夏威夷群島周邊海域，主要為海洋漁業(yè)資源管理、保護(hù)及恢復(fù)海洋生態(tài)環(huán)境以及海洋珍稀物種的保護(hù)工作服務(wù)，主要使用衛(wèi)星遙測(cè)、存檔型遙測(cè)及超聲波遙測(cè)3種手段，其中超聲波遙測(cè)最為廣泛，衛(wèi)星遙測(cè)主要應(yīng)用于海洋哺乳動(dòng)物及爬行動(dòng)物的研究，存檔型遙測(cè)用于一些有洄游規(guī)律的魚(yú)類，超聲波遙測(cè)則用于大多數(shù)魚(yú)類及其他水生生物，在部分海洋哺乳動(dòng)物及爬行動(dòng)物的研究中一般同時(shí)使用衛(wèi)星標(biāo)記和超聲波標(biāo)記[37]。加拿大的OTN（ocean tracking network）則使用超聲波遙測(cè)設(shè)備和海洋環(huán)境觀測(cè)設(shè)備，致力于建立對(duì)大陸架生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)知，并為全球沿海和海洋生態(tài)系統(tǒng)的觀察做出貢獻(xiàn)，在全球范圍內(nèi)尋求合作，數(shù)據(jù)共享已經(jīng)覆蓋北美和西歐、北歐的大部分沿海以及中南美洲和非洲、西亞以及澳大利亞的部分沿海區(qū)域，自2010年起，OTN將研究方向設(shè)計(jì)為更好地了解海洋動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)物生態(tài)和海洋資源的影響，并以解決資源管理中的關(guān)鍵問(wèn)題以及海洋環(huán)境治理為目的，該計(jì)劃先已進(jìn)入第二階段（2014年至今）[38]。澳大利亞的動(dòng)物標(biāo)記與觀測(cè)系統(tǒng)AATAMS（Australian Animal Tagging and Monitoring System）希望建立起國(guó)家級(jí)的超聲波遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃在其沿海區(qū)域布置大規(guī)模的接收機(jī)列陣，促進(jìn)研究者之間的合作，建立數(shù)據(jù)的開(kāi)放共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海洋生物遙測(cè)的研究?jī)r(jià)值最大化，目前計(jì)劃正在逐步實(shí)施[39]。

3 超聲波遙測(cè)在國(guó)內(nèi)海洋生物研究領(lǐng)域的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)超聲波遙測(cè)起步較晚。20世紀(jì)80年代，傅仰大[40]、顧嗣明[41]介紹了國(guó)外超聲波遙測(cè)的經(jīng)驗(yàn)和方法，將超聲波遙測(cè)法作為一種新型標(biāo)志放流方法引入。國(guó)內(nèi)的超聲波遙測(cè)最早被用于1993年危起偉等[42]與美國(guó)專家合作進(jìn)行的葛洲壩下中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)定位研究，研究使用了移動(dòng)跟蹤的方法，1996年已經(jīng)取得中華鱘產(chǎn)卵場(chǎng)定位的初步結(jié)果。國(guó)內(nèi)的早期研究主要針對(duì)珍稀物種的保護(hù)，最近研究人員利用超聲波遙測(cè)技術(shù)開(kāi)展了對(duì)許氏平鲉在不同棲息地活動(dòng)特點(diǎn)的研究，對(duì)比了其在人工魚(yú)礁和天然礁體環(huán)境下的活動(dòng)狀態(tài)差異，拓展了國(guó)內(nèi)超聲波遙測(cè)新的研究與應(yīng)用方向[43]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些其他的海洋生物遙測(cè)研究也在陸續(xù)展開(kāi)，超聲波遙測(cè)技術(shù)也越來(lái)越受到重視。

盡管國(guó)內(nèi)的研究手段與國(guó)外基本同步，但實(shí)際水平與國(guó)外還有較大差距，主要有以下原因：

①國(guó)內(nèi)超聲波遙測(cè)技術(shù)起步較晚，尚未形成完善的科研規(guī)劃和應(yīng)用體系，科研人員無(wú)法獲得足夠的資金和技術(shù)支持。

②國(guó)內(nèi)的研究主要依賴于國(guó)外提供設(shè)備，迄今為止國(guó)內(nèi)還沒(méi)有廠商可以生產(chǎn)出與國(guó)外同等水平的包括標(biāo)記牌和接收機(jī)在內(nèi)的超聲波遙測(cè)設(shè)備，導(dǎo)致研究成本較高。

③國(guó)外超聲波遙測(cè)已經(jīng)可應(yīng)用于大面積海域，研究涉及漁業(yè)管理、生態(tài)保護(hù)等方面，而國(guó)內(nèi)的研究比較單一，大部分研究還處于實(shí)驗(yàn)階段。同時(shí)，國(guó)外的數(shù)據(jù)采集比較全面，包括溫度、鹽度、海流等環(huán)境物理信息，國(guó)內(nèi)尚未形成完善的數(shù)據(jù)采集體系。

④與國(guó)外已經(jīng)基本成型的數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，國(guó)內(nèi)缺乏成熟的技術(shù)條件來(lái)建立超聲波遙測(cè)的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

4 展望

隨著海洋生物研究的不斷深入，超聲波遙測(cè)已經(jīng)能與其他方法有效結(jié)合，拓展了新的研究領(lǐng)域，與遺傳學(xué)、生理學(xué)、行為學(xué)和其他標(biāo)記方式（如傳統(tǒng)掛牌標(biāo)記、PIT射頻標(biāo)記等）等相結(jié)合，在魚(yú)類的生長(zhǎng)史、棲息地選擇以及完整的洄游行為等研究方面取得了進(jìn)展，對(duì)水產(chǎn)增養(yǎng)殖和資源保護(hù)提供了極大幫助[44]。目前，超聲波遙測(cè)在國(guó)內(nèi)海洋生物研究領(lǐng)域的應(yīng)用還有很大的發(fā)展空間：

①隨著國(guó)內(nèi)水產(chǎn)品需求量的日益增加，充分了解經(jīng)濟(jì)魚(yú)類及其他水生動(dòng)物的生長(zhǎng)過(guò)程和行為習(xí)慣，制定科學(xué)高效的天然水域生態(tài)環(huán)境恢復(fù)辦法和提高水產(chǎn)增養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益已成為當(dāng)今的工作重點(diǎn)，超聲波遙測(cè)在這一領(lǐng)域?qū)l(fā)揮至關(guān)重要的作用。

②在現(xiàn)有海洋牧場(chǎng)建設(shè)和增殖放流效果評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，將超聲波遙測(cè)方法納入到評(píng)價(jià)體系，并作為一種海洋牧場(chǎng)監(jiān)控管理的有效手段加以應(yīng)用。

③現(xiàn)階段超聲波遙測(cè)的成本過(guò)高，投入與產(chǎn)出差距懸殊是限制該方法應(yīng)用的最主要原因。如果國(guó)內(nèi)能形成良好的研究環(huán)境，具備一定的市場(chǎng)規(guī)模，吸引相關(guān)單位投入接收機(jī)和標(biāo)記牌等超聲波遙測(cè)設(shè)備的制作研發(fā)，提供高質(zhì)量的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，就可以大幅縮減研究成本，使超聲波遙測(cè)技術(shù)不再局限于實(shí)驗(yàn)研究，真正成為一種可以被廣泛應(yīng)用的標(biāo)志放流方法。

電子技術(shù)的發(fā)展將推進(jìn)標(biāo)記牌的進(jìn)一步小型化，功能更加多樣化，新電池材料的應(yīng)用將延長(zhǎng)標(biāo)記牌的工作時(shí)間并減小標(biāo)記牌的質(zhì)量，使超聲波遙測(cè)應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。希望更多的科研人員通過(guò)超聲波遙測(cè)方法進(jìn)行海洋及各類水生動(dòng)物的生態(tài)、生理行為研究，能夠借助這種科學(xué)、高效的手段尋找保護(hù)和利用漁業(yè)及水生資源的合理方法。

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