超声波生物遥测技术及其在现代渔业中的应用

摘 要：超声波生物遥测技术已经有了较长的发展历史，并且被广泛应用在水库、湖泊、河口、海洋中，是实现水生物研究目的的有效方法。本文结合对超声波生物遥测技术的了解，阐述该项技术的内涵与系统构成。然后结合现状，对其在现在渔业发展中的应用方式进行探究，为相关人员提供参考，提高超声波生物遥测技术运用的合理性，并促进现代渔业发展。

关键词：超声波生物遥测技术;现代渔业;标记跟踪

近几年，超声波生物遥测技术呈现出高速发展的态势，同时其定位的精度、跟踪时长均有所提高。因此，越来越多的学者对其进行更加系统、细致的研究。相比之下，我国与超声波生物遥测技术相关的研究少于美国、加拿大、英国、日本等发达国家，所使用的设备基本源于进口。但是，此种形势正在发生改变，在科技水平不断提高的前提下，将会有专家投入到超声波生物遥测技术的科研工作中。

一、超声波生物遥测技术及系统构成

（一）超声波生物遥测技术

就生物遥测技术而言，是用来分析动物活动、行为与所处环境、栖息地之间关系的一种技术、学科。对于陆地的生物研究，通常可以运用卫星定位系统、电磁波标识系统实现对目标动物的跟踪与遥测。而在水中，电磁波的传播效率被严重削减，对传播距离产生直接影响。相比之下，声音在水中的传播效果十分显著，其优势也更加明显。因此，可以采用超声波生物遥测技术，实现对水中生物活动、行为以及栖息地之间关系的分析。截至目前，该技术已成为研究水生物的主要技术[1]。

同时，在电子技术高速发展的背景下，超声波发信器的样式更具多样化，同时其体积逐渐减小。所以，有更多类型的超声波遥测方法被应用在水生物检测中。由于小型传感器的出现，研究者可以运用此种传感器对水下生物活动线路予以观测，同时能获取目标生物栖息水层的深度、温度等众多信息。近几年，研究人员运用超声波生物遥测技，对小型的鲑鱼、大型的鲸鱼进行了深入探究，从而更加系统地掌握海洋中龟类、蟹类、鱼类、哺乳类的生存环境。通过这种方式可以加深人类对海洋生物的认识，便于采用更具科学性的方法实现对海洋生物的保护。

（二）超声波生物遥测系统构成

超声波生物遥测系统主要包括发射装置、接收装置两部分。其中，发射装置主要是实现对超声波信号的发射，而接收装置则可以对信号予以识别、存储。最后运用计算机对所有信息、数据进行分析处理，实现位置、深度等信息的转换。

发射装置，也可以称之为超声波发信器，主要包括CPU、振动子、电池、传感器及电路控制板等。在实际应用的过程中，可以结合研究工作的需要，实现对不同种类传感器的选择。并结合超声波反射的周期，对工作所需时间进行确定。其中，发射周期会受到电磁力开关的影响，主要是因为编码方式、调制方式存在差异，故而同时接收超声波、发信器的个数不尽相同。例如，日本某一公司在生产超声波发射器的过程中，是将其规格设置为长43 mm、直径9.5 mm，

并采用M系列信号予以编码。理论上，此种发射器可以实现对32 768个信号进行识别。同时，震动子运用新型多层电致伸缩转换器，能提高电声转换的实际效率。此种超声波发射器具有电池寿命长、小型化、信号识别能力强、传输距离远等优势。

接收装置，则是包括水听器、信号识别及信号存储系统。对于早期的接收装置而言，主要包括定向水听器、收听设备两部分，其结构相对简单。但是，在调制技术不断发展的背景下，更多监测样本被发现，因此超声波接收装置的样式也不断发生变化，功能更具多样性。结合接收系统的差异，一部分超声波生物遥测系统将显示器应用在其中，而另一部分则主要利用存储单元，在后期工作中实现对数据的处理，从而获取深度、位置、距离及温度等与鱼类生存相关的信息。

从当前情况来看，我国所使用的超声波生物遥测技术，其各种设备主要来自于美国、加拿大及日本，其功能型号具有多样化特点。具体的区别表现在发射频率、尺寸大小、电池寿命、可识别个数、识别能力及传感器种类等方面。对此，可以结合实验工作的具体需求，完成对超声波发射器类型的选择，以保障后续工作顺利进行，并提高数据分析的准确性与效率性。

二、超声波生物遥测技术在现代渔业中的应用

（一）在鱼类行为学研究中的应用

就鱼类行为而言，实际上是鱼类所产生的各种活动，是鱼类对内部环境、外界环境因素变化的真实反映。在研究鱼类行为的过程中，需要对外界环境进行掌握。这一过程中，经常需要了解鱼类所处环境的盐度、湿度、深度等自然信息。但是，在自然水域中很难对以上信息进行准确获取与掌握。相比之下，研究人员可以利用超声波生物遥测技术，对实验鱼所处的水域环境进行24 h不间断地监测、观察。同时，获取与鱼生存环境相关的不同信息，包括所处的盐度、湿度、深度等。也就是说，超声过生物遥测技术的应用，解决了传统研究工作所面临的难题，并为研究人员的工作提供了诸多便利。不仅如此，运用超声波生物遥测技术在开展研究工作的过程中，不会对鱼所处的环境产生影响，因此可以在鱼类自然的状态下获取游泳速度、洄游路线、迁移速度等有关信息。也就是说，可以从根本上提高研究工作的质量，确保各项数据的准确性，深化鱼类行为学研究工作的意义[2]。

（二）在新型网具设计与开发中的应用

在新型网具设计与开发的过程中，通常以了解鱼类栖息活动范围、深度、昼夜活动差异等信息为前提。而传统的方法并不能明确掌握与鱼类活动相关的具体数据，影响网具结构的合理性。同样，技术人员可以利用超声波生物遥测技术解决传统工作中的难题。不仅如此，近几年渔业资源呈现出骤减趋势，越来越多的研究者试图研究一种新型的网具，以提高渔业发展的科学性与稳定性，避免出现生态破坏等问题。对此，日本学者通过对超声波生物遥测技术的利用，对蓝鳍金枪鱼的活动范围进行了深入研究。

在这一过程中，学者通过行为研究的方式，实现对蓝鳍金枪鱼幼鱼的保护。因此，在设计新型网具的过程中，充分考虑了自然环境因素、鱼类生态因素等，增强了新型网具的生态效益，并有利于渔业实现可持续发展的目标。在我国渔业逐渐恢复的前提下，此种网具很有可能会得到大范围的应用。而在实现新型网具设计的过程中，需要结合超声波生物遥测技术所获取的信息，实现深度选择、网墙设置参数的确定。此外，可以利用超声波生物遥测技术对鱼类延绳吊的水下状态进行了解，从而针对性改进网具结构，最大限度地深化网具的效益，为渔业发展指引正确的方向。

（三）在建设人工鱼礁与海洋牧场中的应用

在现代渔业的发展中，人工鱼礁、海洋牧场的建设十分重要。但是，为了保障建设工作的有效性，相关人员必须掌握鱼群活动的信息，明确海洋牧场建设的标准、方向。而国内在建设海洋牧场、人工鱼礁的过程中，并没有实现对活动范围内鱼类信息的系统掌握，在一定程度上影响建设工作的效益，甚至会对鱼类的自然环境产生不良影响。而在未来的发展中，为了提高现代渔业的经济效益、生态效益，可以将超声波生物遥测技术应用在其中，实现对人工鱼礁、海洋牧场周围鱼群的追踪、定位，从而获取更多与鱼类相关的信息。

通过此种方式能提高人工鱼礁、海洋牧场建设的合理性，并形成鱼聚集效应，提高海洋牧场利用率，为实现现代渔业稳定发展奠定基础。此外，人工鱼礁更是现代海洋牧场建设中的重要内容，如果运用超声波生物遥测技术，可以明确掌握鱼类在自然状态下的聚集效应，从而制订更加合理的海洋牧场建设方案，提高系统的高效化、合理化，充分发挥先进技术的作用，减少人类活动对鱼类生存环境的不良影响，促进我国现代渔业发展[3]。

（四）在资源保护与增殖放流中的应用

近几年，我国在现代渔业的发展中，经济鱼类的繁殖、放流的工作内容不断增加。为了保障渔业可以长久发展，必须加大对放流鱼类年龄选择、地点选择、效果评价等工作的重视。如果运用传统的工作技术，并不能在该项工作中获取理想的效果、目标，因此需要充分利用超声波生物遥测技术的作用，为研究工作指引正确的方向。目前，我国已经有诸多学者参与水生物资源保护的相关工作。例如，我国在长江中华鲟的保护工作中，利用超声波生物遥测技术实现对洄游路线、产卵场的调查。

同时，利用此种技术手段对更多的水生物予以系统研究，从而实现对生物更具科学性、针对性的保护。在人类的活动中，河流、沿海周围的建筑设施不断增加，在一定程度上对水生生物的生长环境造成了不良影响。如果可以实现对超声波生物遥测技术的合理运用，能系统评估人工设施对水生生物生长环境的影响程度、要素等。在这一前提下，可以通过更加具体的方式，调整建设施工的工作方案，将更具生态性、环保性的建筑材料应用在其中，同时对海边、河边的建筑数量进行有效控制，从而有利于为水生生物营造更加健康的生态环境，对于推动现代渔业长久发展具有深远意义。

三、结语

超声波生物检测技术在渔业发展中发挥着重要作用，而且其系统结构相对简单。而为提高超声波生物检测技术在渔业发展中的应用效果，可以设计、开发更加科学的网具，并为人工鱼礁、海洋牧场的构建指引方向，提高资源保护、增殖放流的有效性。

参考文献：

[1]齐珍珍，周泉，卢宇华.莫西沙星、特非那定和卡托普利对犬生物遥测技术的评价研究[J].药物评价研究，2019（4）：559-563.

[2]李亚文，王斌，张锁平.海洋动物遥测技术进展研究[J].海洋技术学报，2018（6）：120-126.

[3]孙璐，陈健钊，孙晶晶.许氏平鲉与刺参生物遥测技术的构建与应用[D].青岛：中国科学院研究生院（海洋研究所），2017.