淺談海洋漁業資源聲學調查方法

劉慧濤，田嘉琳

（河北農業大學海洋學院，河北 秦皇島 066000）

水聲聲學是目前人類發現的唯一一種能在海洋中遠距離傳播的能量傳播形式，其他的傳播媒介如可見光、電磁波等在海洋會很快衰減，無法實現遠距離傳播的目的。水聲學最初被人們普遍用于戰爭使用，主要用來探測水下的潛艇，經過數百年的發展，目前廣泛應用于水下導航、探魚、測深及海底地形測繪等方面[1]。漁業聲學是水聲聲學的一個重要分支，早在20世紀 70 年代開始在國際上就出現了運用聲學方法評估漁業資源的方法，從而被人們廣泛推廣。聲學調查目前已發展成為海洋漁業資源調查的重要方法之一。

1 聲學調查的適用情況及其調查的基本原理

1.1 聲學調查的適用情況

聲學調查適用于在近海和陸架區等較平坦或者較為開闊的地區，主要是對水體中集群性較強、資源分布比較簡單的中上層魚類以及頭足類等游泳生物進行的資源調查。

1.2 聲學調查漁業資源的基本原理

運用聲波來探測水中生物的主要原理是根據生物體與海水介質的物理特性不同這一原理。當探魚儀發射出的聲波在海水中傳播時，因為海洋生物其各組織器官的聲阻抗率與海水介質不同，如果有海洋生物出現在這一范圍內，生物體表面會對射入的聲波形成散射,其中一部分會反向散射至探魚儀換能器,被換能器接收,即回聲信號[2]。聲學調查的主要儀器設備為回聲探測—積分系統?；芈暦e分法的主要原理是用取樣單位水域面積內魚群回聲強度的積分值,除以單個個體的超聲波反射率目標回聲強度,從而得出魚類的個體數[3]。運用聲學技術原理可以對海洋漁業生物資源進行快速而準確的資源調查和評估。

2 聲學調查的流程環節

聲學調查的流程環節一般包括航線行程的設計、生物學采樣、聲學數據收集、對數據進行預處理、目標強度的確定、映像分析等等多個環節，這其中的每一個環節的工作都會對最終調查結果產生重要影響[4]，因此聲學調查的每一個環節的工作都應嚴謹縝密，盡量減少實驗誤差，在這里主要介紹生物學取樣與聲學數據收集這兩個環節。

2.1 生物學取樣

采集產生回波映像的生物樣品時主要采用底拖網的取樣方法，在預設站位及映像密集區投至底層或者變水層進行拖網采集，在變水層進行拖網采集時應使用網具監測系統瞄準捕撈。拖網起網后在甲板上先對漁獲物進行挑選、分類和取樣，當漁獲少(小于20 尾)的魚類全部取樣，其余魚類視漁獲多寡按比例進行抽樣，對所有魚類進行計數[5]和分類，并對其進行生物組成和各漁獲物種類的體長、體重組成分析。

2.2 聲學數據收集

積分起始水層至少應為換能器近場距離的2倍，回聲探測—積分系統的積分起始水層一般為3-5m，積分起始水層在換能器之下5m 是為了避開換能器的近場區,因為在換能器的近場內其尚未形成穩定的波束,從而無法對探測目標進行準確的定量分析;積分終止水層在海底之上0.5m 則是主要為了避免來自不規則海底或者地表之上的巖石等異物的回波影響到目標生物的積分值[2]，積分水層厚度應等間距設置，基本積分航程單元：當調查范圍的尺度較小時選1n mile;當調查尺度是5n mile 的多倍時選5n mile。

3 聲學調查相較于傳統調查方法的優缺點

傳統的漁業資源調查方法有魚卵和仔稚魚浮游生物網調查、標志重捕法、營養動態法等，但是傳統的漁業資源調查方法涉及很多的限制因子，如魚卵和仔稚魚浮游生物網調查法只適用于產漂流性卵魚類的資源量估算。聲學調查與其它的資源調查方法相比較而言,聲學調查具有快速、準確、覆蓋面大、預報及時而又不損害魚類資源等等諸多優點[6],除此之外還有不會影響被調查海域的生態環境的優點，因此在近幾年聲學調查技術也得到了廣泛的應用。

但是由于聲學探測儀器本身性能可能存在的偏差，其評估結果也會受到一定的影響。有研究表明調查結果會因儀器對回波靈敏度的大小、水底回波信號的判別的準確性、二次回波造成的干擾以及儀器本身所產生的噪音等因素而產生較大影響和偏差。單一利用聲學調查漁業資源時還存在其他的缺點，例如不能判別調查對象的年齡和性別，就不能研究魚類種群的年齡結構和性格比例等。為了能全面掌握魚類種群動態特征,傳統漁業資源調查和評估方法也是不可或缺的[6]。因此，在進行漁業資源調查前應結合調查目的，綜合利用傳統的漁業資源調查方法和新興調查技術，選取適合的調查方法進行資源調查。

4 結語

聲學調查技術是漁業資源調查研究新流行和發展起來的高新技術，它能夠迅速地對海洋漁業生物資源進行評估和調查，到目前為止，聲學調查已成為國際上廣泛采用的漁業資源調查方法，并且在世界上主要的漁業發達國家得到了推廣。