孫赫宸

（大連海洋大學 遼寧 大連 116023）

1 大黃魚的主要養(yǎng)殖方式

以發(fā)聲而聞名的大黃魚，是中國近海主要經(jīng)濟魚類。由于人類大肆捕撈，1990 年以后，中國沿海大黃魚漁場再沒有形成漁汛。目前主要養(yǎng)殖大黃魚的方式有普通網(wǎng)箱養(yǎng)殖、大型深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖、增殖放流等。

1.1 普通網(wǎng)箱養(yǎng)殖

普通網(wǎng)箱養(yǎng)殖側(cè)重于在極短時間內(nèi)提高產(chǎn)量，由此引發(fā)包括魚腥味較重、藥物在魚體內(nèi)的殘留、餌料沉降浪費、水生環(huán)境污染等問題，嚴重威脅人們的生命健康安全。為了創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益而擴大大黃魚普通網(wǎng)箱養(yǎng)殖的規(guī)模，需要關(guān)注污染生態(tài)系統(tǒng)帶來的危險。

1.2 大型深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖

在較深水域進行的海區(qū)放養(yǎng)或放置大型網(wǎng)箱，其優(yōu)點是魚類活動范圍大且位置較深，還原了大黃魚野生環(huán)境。深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的大黃魚比普通網(wǎng)箱的粗蛋白減少了三分之一，氨基酸均衡性、微量元素含量、脯氨酸含量均比普通網(wǎng)箱高［1］，這說明深水養(yǎng)殖的魚從營養(yǎng)含量到口感都全面超過普通網(wǎng)箱養(yǎng)殖的魚。深水網(wǎng)箱缺點是監(jiān)控管理困難、養(yǎng)殖成本高、海上人工管理操作風險高等。

1.3 增殖放流

中國大黃魚增殖放流工作始于1987 年，大黃魚規(guī)?；缂夹g(shù)在1990 年取得重大突破，通過捕捉野生成魚并進行人工授精和催產(chǎn)成功育苗，幾年后，研究人員又掌握了親魚的培育技術(shù)，從此大黃魚在我國海養(yǎng)品種中占據(jù)了一席之地。在復(fù)雜的開放海域，環(huán)境噪聲對大黃魚的影響較大。評價放流效果更是因標志放流回捕率低增加了難度［2］，從而阻礙了放流種群的數(shù)據(jù)量收集。

聲音在自然水體中有傳播速度快和距離遠等特性，對于大部分海洋動物來說聲音是非常關(guān)鍵的影響因素?，F(xiàn)有的脊椎動物幾乎都依靠聲音完成各類生物學行為。為了對魚群行為監(jiān)管，可以利用生物噪聲對聲誘集定點投餌進行研究，開發(fā)選擇捕撈漁具，間接保護各種聽覺敏感的魚類。

2 魚類聽覺的研究現(xiàn)狀

2.1 魚類聽覺歷史研究

魚類聽覺器官包括：內(nèi)耳、鰾、側(cè)線、氣囊等，聲波振動由各器官綜合感受。1938年FRISCH首次提出魚類聽覺讀值和信號辨別能力的測量方法。1971 年JEWETT 首次使用非侵入性方法，從人頭皮記錄到聽性腦干反應(yīng)（ABR）。1981 年BULLOCK提出這種方法同樣可以使魚類的聽覺誘發(fā)電位被記錄。1998 年KENYON 首次利用聽性腦干反應(yīng)測得魚類的聽覺閾值，通過魚類聽覺敏感曲線和特異性發(fā)聲特征的比較，分析魚類聽覺系統(tǒng)對不同頻率的感知能力。與傳統(tǒng)的實驗方法相比，ABR 技術(shù)是一種測量迅速、無需馴化、非侵入性的高效手段。

2.2 大黃魚聽覺特性研究

聽覺敏感性是生物生存的重要能力。聲音由聽覺細胞接收，轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)脈沖并由神經(jīng)傳導到腦干匯集。雖然訊號強度極弱，但通過放大器和濾波器，仍可以觀察到穩(wěn)定的波形。

研究大黃魚的聽覺閾值，對了解其野外生存能力具有重要意義。伍漢霖［3］經(jīng)解剖大黃魚的內(nèi)耳，發(fā)現(xiàn)大黃魚發(fā)聲機能與其發(fā)達的聽覺系統(tǒng)息息相關(guān)，其球囊比橢圓囊甚至還大幾十倍，耳石和聽斑較其它魚明顯更加發(fā)達。

劉貞文等［4］采用多種頻率的脈沖進行試驗，分別測量了不同年齡的大黃魚的行為反應(yīng)聲壓閾值和致死聲壓閾值。根據(jù)其敏感頻率和聽覺閾值，用不同頻率的脈沖和不同波形的脈沖對各年齡段魚分別進行聲刺激實驗，這可以對生物噪聲誘集大黃魚的可行性進一步驗證。這種研究，一方面為養(yǎng)殖業(yè)中“利用生物噪聲誘集定點投餌的猜想”提供了數(shù)據(jù)支持；另一方面也為研發(fā)新型聲誘導漁具提供參考。

3 大黃魚超聲波誘捕可行性分析

目前，關(guān)于研究生物噪聲的內(nèi)容主要有定位魚群并判斷魚類的生存狀況，對大黃魚聽覺特性及不同聲音誘集效果的比較等研究缺乏。為此，提出以下設(shè)想。大黃魚發(fā)出的某些特殊噪音代表了該魚類現(xiàn)階段生存狀態(tài)。

3.1 利用被動聲學監(jiān)測技術(shù)獲取生物噪聲頻譜

生物噪聲對魚類有直接生物學意義，對反應(yīng)無需馴化，這是對聲音本能的正常反應(yīng)。

日本為研究生物噪聲誘集效果，曾對多種魚類進行探索性實驗。竹村暘分別對5條鰤和鯉魚投喂魚肉與硬顆粒餌料，在1989 年發(fā)表了對比二者攝食噪聲頻譜的研究成果，用原聲和經(jīng)過濾波處理游泳噪聲、咀嚼食物噪聲分別進行聲誘集實驗。效率漸次為：原聲>咀嚼噪聲>游泳噪聲，這說明研究產(chǎn)生的攝食噪聲是有意義的。

TOWER在1908年研究了石首魚鰾和發(fā)聲之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)魚鰾的收縮頻率與發(fā)聲的主頻率相接近。齊孟鶚在1979 年使用多種儀器組合成的系統(tǒng)對野生大黃魚發(fā)聲頻譜進行分析，了解大黃魚在中國各海區(qū)的分布，并記錄了不同條件下大黃魚噪聲的頻譜級以及出現(xiàn)的規(guī)律。任新敏在2007年于大黃魚覓食及產(chǎn)卵時檢測了它們的叫聲頻率，對比發(fā)現(xiàn)，大黃魚的叫聲頻譜只與其魚鰾的結(jié)構(gòu)關(guān)系較大，這證明從頻率分析其行為是行不通的，但可以從脈沖間隔側(cè)面反映它的狀態(tài)。2010 年劉貞文等測得了大黃魚在自由狀態(tài)下叫聲頻譜，并在刺激魚群后研究驚擾狀態(tài)下的發(fā)聲機制，研究了兩種狀態(tài)下叫聲脈沖串的區(qū)別和聲壓級差異。

在養(yǎng)殖條件下利用被動聲學監(jiān)測技術(shù)探索水下聲音來源，研究噪聲頻譜特性，分析環(huán)境噪聲與生物噪聲的聯(lián)系。通過提取安靜環(huán)境下大黃魚在攝食過程中產(chǎn)生的噪聲，從而了解養(yǎng)殖條件下大黃魚的攝食情況是否可以從噪聲頻譜特征中得到反饋，并且所得的數(shù)據(jù)可以為聲誘集實驗提供支持。

3.2 使用聽性腦干技術(shù)獲得大黃魚聽覺特性

利用聽性腦干反應(yīng)技術(shù)得到：大黃魚在100～300 Hz 的區(qū)間內(nèi)聽覺范圍逐漸降低，靈敏度逐漸增加；在500～800 Hz 內(nèi)是其聽覺最敏感的范圍，聽覺閾值逐漸增加；1 000～4 000 Hz，這時它的聽覺敏感程度大幅度降低，聽覺閾值不斷升高。這表明，大黃魚的聽覺敏感頻率與其發(fā)聲頻率相匹配，對種群聲音信息交流具有重要意義。研究大黃魚的聽覺能力所得的數(shù)據(jù)為選擇合理的聲刺激頻率和聲壓級強度誘集大黃魚提供參考。

3.3 以實驗手段了解魚類對生物噪聲的誘集反應(yīng)和效果

日本的海洋牧場中采用生物噪聲誘集的方法對牙鲆、真鯛、黑鲪、許氏平鲉等種類的魚進行了音響馴化，完成了聲導魚這項技術(shù)的實驗。

中國從淡水魚類開始進行系統(tǒng)的音響馴化實驗。張國勝在2002 年使用連續(xù)的400 Hz 正弦波，對鯉魚和草魚幼魚進行了音響馴化實驗，經(jīng)過幾天的放聲之后，2 種魚的聚集率幾乎全達到了百分之百；而后張沛東在2004 年對鯉魚和草魚使用相同頻率的聲音開始了聲誘集和音響馴化實驗，經(jīng)過1 周的測試之后，2 種魚都能以很高的跟隨率跟隨聲源移動。后來，姜邵陽和邢彬彬［5］把波形和魚的體長作為變量，測試了矩形波連續(xù)音對鯉魚的誘集效果，實驗結(jié)果表明兩者的測試數(shù)據(jù)十分接近，可能是因為同屬骨鰾類魚類，且體長越小，矩形波聚集效果越好。

類比推理大黃魚也有類似的特性，可以通過某頻率的生物噪聲使幼魚產(chǎn)生更好的誘集反應(yīng)效果，而且同為石首科的其它魚類仍然可能會對相同的聲音產(chǎn)生很好的誘集效果。把實驗與圖像處理相結(jié)合，把成魚和幼魚作為實驗對象分別進行聲誘集實驗而不投喂魚餌，通過統(tǒng)計魚群運動軌跡和數(shù)量變化就可以篩選出誘集效果最好的聲音種類，若再進行投餌，誘集率和停留時間有可能會進一步提高。

4 未來還需深入研究的方面

張國勝對我國海洋牧場建設(shè)提出了幾點建議，并使用音響馴化提高了黑鯛的餌料利用率［6］，黑鯛并非骨鰾類，對聲音反應(yīng)相對比較遲鈍，但經(jīng)過一段時間的馴化，仍可以對聲音產(chǎn)生正反應(yīng)，由此推測聲誘可以對骨鰾類大黃魚產(chǎn)生更好的誘集效果?？筛鶕?jù)野外實驗數(shù)據(jù)，深入研究噪聲在聲導魚中的應(yīng)用，從而開發(fā)聲誘導捕撈漁具。同時也可將聲導魚技術(shù)、像仿生技術(shù)、聲音探測、通訊系統(tǒng)等國防技術(shù)應(yīng)用于海洋牧場。