鰱魚(yú)自由游泳行為的研究的論文
摘 要：在水溫(20.0±3.0) ℃下，使用長(zhǎng)方水槽，運(yùn)用Swistrack軟件對(duì)鰱魚(yú)的自由游泳行為進(jìn)行視頻追蹤處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示體長(zhǎng)為(8.79±0.62) cm鰱的自由游泳速度與相對(duì)自由游泳速度分別為(23.03±3.53) cm/s和(2.62±0.40) bl/s;速度與體長(zhǎng)之間存在顯著性差異(P<0.05)。
關(guān)鍵詞：swistrack; 運(yùn)動(dòng)追蹤; 自由游泳速度; 相對(duì)游泳速度
1 研究意義
魚(yú)類自由游泳行為作為游泳過(guò)程的一種表征現(xiàn)階段研究較少，主要原因?yàn)樽杂捎斡拘袨椴灰兹斯ざ恳约棒~(yú)類標(biāo)記追蹤技術(shù)不易操作。運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)魚(yú)類游泳行為進(jìn)行研究可以一定程度上提高分析魚(yú)類游泳行為的效率。
2 材料與方法
2.1 試驗(yàn)材料及暫養(yǎng) 試驗(yàn)用魚(yú)鰱由宜都漁場(chǎng)提供，通過(guò)充氧水包或供氧水箱車分批運(yùn)送到三峽大學(xué)生態(tài)水工實(shí)驗(yàn)室，暫養(yǎng)3d后進(jìn)行試驗(yàn)。暫養(yǎng)水槽為長(zhǎng)為1.10 m、寬為0.22 m、高為0.95 m。(暫養(yǎng)期間水溫為(20.00±3.00)℃，24 h連續(xù)持續(xù)充氧。
2.2 試驗(yàn)裝置 長(zhǎng)方立體玻璃缸(長(zhǎng)1.10 m、寬0.22 m、高0.95 m)為試驗(yàn)魚(yú)的游泳環(huán)境。玻璃缸的正前方1.20 m處放置攝像頭記錄試驗(yàn)魚(yú)的自由游泳行為。試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)視頻回放和swistrack軟件收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。試驗(yàn)水溫為(20.00±3.00)℃，溶解氧保持在6.0 mg/L。
2.3 試驗(yàn)方法
2.3.1 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)魚(yú)選擇鰱幼魚(yú)，體長(zhǎng)為(8.79±0.62) cm，試驗(yàn)魚(yú)禁食24 h后，將魚(yú)放置于試驗(yàn)水槽，適應(yīng)30 min后進(jìn)行試驗(yàn)。控制水溫在(20.0±3.0) ℃，試驗(yàn)時(shí)用遮光布把試驗(yàn)水槽圍住，禁止試驗(yàn)水槽附近的活動(dòng)，避免干擾。使用紅外攝像頭(型號(hào))錄像24 h，選用每個(gè)小時(shí)中間時(shí)間段做視頻分析。試驗(yàn)截取3個(gè)不同的背景圖，分為早上、下午、夜晚用作背景減法處理，用swistrack軟件對(duì)視頻進(jìn)行軌跡分析。試驗(yàn)每次使用一種共3尾魚(yú)，同一種魚(yú)做3天即9個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)包括體長(zhǎng)(cm)、自由游泳速度(cm/s)，相對(duì)自由游泳速度(bl/s)。
2.3.2 Swistrack軟件對(duì)鰱游泳速度的運(yùn)算 SwisTrack采用了英特爾的OpenCV的庫(kù)，用于快速圖像、視頻處理。主要步驟包括視頻輸入，背景剪切，參數(shù)設(shè)定和目標(biāo)識(shí)別與坐標(biāo)輸出。載入鰱游泳視頻后，通過(guò)OpenCV庫(kù)把視頻轉(zhuǎn)化為可處理格式，篩選出只含有目標(biāo)魚(yú)的運(yùn)動(dòng)圖像。
3 結(jié)果與分析
結(jié)果表明，鰱的自由游泳速度、相對(duì)自由游泳速度檢測(cè)與體長(zhǎng)有顯著關(guān)系(P<0.05)。在水溫在(20.0±3.0)℃時(shí)體長(zhǎng)為(8.79±0.62)cm鰱的自由游泳速度與相對(duì)自由游泳速度分別為(23.03±3.53 )cm/s和(2.62±0.40) bl/s。
24h內(nèi)鰱的速度數(shù)據(jù)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均具有顯著性差異(P<0.05)，17:00-06:00之間，鰱的活動(dòng)能力較強(qiáng)，該時(shí)間范圍內(nèi)鰱處于較好的狀態(tài)，與魚(yú)類節(jié)律[10]行為情況相一致。其中較為活躍的夜晚(18:00-06:00)的自由游泳能力為(31.10±10.21)cm/s;(3.54±1.16)bl/s，較不活躍的白天(07:00-17:00)的'自由游泳能力為(8.91±5.33)cm/s;(1.01±0.61)bl/s。
4 討論
本試驗(yàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件分析鰱的自由游泳速度與傳統(tǒng)方法測(cè)得的結(jié)果存在一定的差別，采用傳統(tǒng)的克流法測(cè)得值平均在(1.0～1.5)bl/s，計(jì)算機(jī)追蹤測(cè)得值為(2.62±0.40) bl/s。傳統(tǒng)克流法是使魚(yú)在一定時(shí)間內(nèi)不間斷游泳所得到的持續(xù)游泳能力的值，計(jì)算機(jī)追蹤所測(cè)得值是追蹤魚(yú)在24 h內(nèi)持續(xù)游泳的行為，其中07:00-17:00的值(1.01±0.61)bl/s是白天所測(cè)，為鰱的不活躍時(shí)期，其測(cè)得的值與傳統(tǒng)克流法測(cè)得的值相差不大，符合持續(xù)游泳能力測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。但從全部24 h時(shí)間范圍上看，鰱在夜晚較為活躍，其自由游泳值(3.54±1.16)bl/s也較大，也符合持續(xù)游泳能力測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，但此時(shí)鰱處于活躍期，所以測(cè)得值較大。因此，計(jì)算機(jī)追蹤在測(cè)量魚(yú)類持續(xù)游泳能力時(shí)較傳統(tǒng)克流法測(cè)量更加精確，計(jì)算機(jī)追蹤技術(shù)更能反映魚(yú)類在自然條件下的游泳行為。
參考文獻(xiàn)
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