孫赫宸

（大連海洋大學(xué) 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(jì)魚類。由于人類大肆捕撈，1990 年以后，中國沿海大黃魚漁場再?zèng)]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(shí)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(fèi)、水生環(huán)境污染等問題，嚴(yán)重威脅人們的生命健康安全。為了創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益而擴(kuò)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(xiǎn)。

1.2 大型深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖

在較深水域進(jìn)行的海區(qū)放養(yǎng)或放置大型網(wǎng)箱，其優(yōu)點(diǎn)是魚類活動(dòng)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(diǎn)是監(jiān)控管理困難、養(yǎng)殖成本高、海上人工管理操作風(fēng)險(xiǎn)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)模化育苗技術(shù)在1990 年取得重大突破，通過捕捉野生成魚并進(jìn)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(jià)放流效果更是因標(biāo)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(yuǎn)等特性，對于大部分海洋動(dòng)物來說聲音是非常關(guān)鍵的影響因素?，F(xiàn)有的脊椎動(dòng)物幾乎都依靠聲音完成各類生物學(xué)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(diǎn)投餌進(jìn)行研究，開發(fā)選擇捕撈漁具，間接保護(hù)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(xì)胞接收，轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)脈沖并由神經(jīng)傳導(dǎo)到腦干匯集。雖然訊號強(qiáng)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(jī)能與其發(fā)達(dá)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(dá)。

劉貞文等［4］采用多種頻率的脈沖進(jìn)行試驗(yàn)，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(jìn)行聲刺激實(shí)驗(yàn)，這可以對生物噪聲誘集大黃魚的可行性進(jìn)一步驗(yàn)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(diǎn)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(dǎo)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(dòng)聲學(xué)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(xué)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(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)。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(jìn)行聲誘集實(shí)驗(yàn)。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(jìn)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(shí)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(jī)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(dòng)聲學(xué)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(qiáng)度誘集大黃魚提供參考。

3.3 以實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了音響馴化，完成了聲導(dǎo)魚這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。

中國從淡水魚類開始進(jìn)行系統(tǒng)的音響馴化實(shí)驗(yàn)。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(jìn)行了音響馴化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過幾天的放聲之后，2 種魚的聚集率幾乎全達(dá)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(shí)驗(yàn)，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(dòng)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩者的測試數(shù)據(jù)十分接近，可能是因?yàn)橥瑢俟趋B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(huì)對相同的聲音產(chǎn)生很好的誘集效果。把實(shí)驗(yàn)與圖像處理相結(jié)合，把成魚和幼魚作為實(shí)驗(yàn)對象分別進(jìn)行聲誘集實(shí)驗(yàn)而不投喂魚餌，通過統(tǒng)計(jì)魚群運(yùn)動(dòng)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(jìn)行投餌，誘集率和停留時(shí)間有可能會(huì)進(jìn)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(diǎn)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(shí)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。可根據(jù)野外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，深入研究噪聲在聲導(dǎo)魚中的應(yīng)用，從而開發(fā)聲誘導(dǎo)捕撈漁具。同時(shí)也可將聲導(dǎo)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。