鰱魚自由游泳行為的研究的論文
摘 要：在水溫(20.0±3.0) ℃下，使用長方水槽，運(yùn)用Swistrack軟件對鰱魚的自由游泳行為進(jìn)行視頻追蹤處理，實驗結(jié)果顯示體長為(8.79±0.62) cm鰱的自由游泳速度與相對自由游泳速度分別為(23.03±3.53) cm/s和(2.62±0.40) bl/s;速度與體長之間存在顯著性差異(P<0.05)。
關(guān)鍵詞：swistrack; 運(yùn)動追蹤; 自由游泳速度; 相對游泳速度
1 研究意義
魚類自由游泳行為作為游泳過程的一種表征現(xiàn)階段研究較少，主要原因為自由游泳行為不易人工定量以及魚類標(biāo)記追蹤技術(shù)不易操作。運(yùn)用計算機(jī)軟件對魚類游泳行為進(jìn)行研究可以一定程度上提高分析魚類游泳行為的效率。
2 材料與方法
2.1 試驗材料及暫養(yǎng) 試驗用魚鰱由宜都漁場提供，通過充氧水包或供氧水箱車分批運(yùn)送到三峽大學(xué)生態(tài)水工實驗室，暫養(yǎng)3d后進(jìn)行試驗。暫養(yǎng)水槽為長為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 試驗裝置 長方立體玻璃缸(長1.10 m、寬0.22 m、高0.95 m)為試驗魚的游泳環(huán)境。玻璃缸的正前方1.20 m處放置攝像頭記錄試驗魚的自由游泳行為。試驗數(shù)據(jù)通過視頻回放和swistrack軟件收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。試驗水溫為(20.00±3.00)℃，溶解氧保持在6.0 mg/L。
2.3 試驗方法
2.3.1 試驗方法 試驗魚選擇鰱幼魚，體長為(8.79±0.62) cm，試驗魚禁食24 h后，將魚放置于試驗水槽，適應(yīng)30 min后進(jìn)行試驗。控制水溫在(20.0±3.0) ℃，試驗時用遮光布把試驗水槽圍住，禁止試驗水槽附近的活動，避免干擾。使用紅外攝像頭(型號)錄像24 h，選用每個小時中間時間段做視頻分析。試驗截取3個不同的背景圖，分為早上、下午、夜晚用作背景減法處理，用swistrack軟件對視頻進(jìn)行軌跡分析。試驗每次使用一種共3尾魚，同一種魚做3天即9個重復(fù)。試驗數(shù)據(jù)包括體長(cm)、自由游泳速度(cm/s)，相對自由游泳速度(bl/s)。
2.3.2 Swistrack軟件對鰱游泳速度的運(yùn)算 SwisTrack采用了英特爾的OpenCV的庫，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)識別與坐標(biāo)輸出。載入鰱游泳視頻后，通過OpenCV庫把視頻轉(zhuǎn)化為可處理格式，篩選出只含有目標(biāo)魚的運(yùn)動圖像。
3 結(jié)果與分析
結(jié)果表明，鰱的自由游泳速度、相對自由游泳速度檢測與體長有顯著關(guān)系(P<0.05)。在水溫在(20.0±3.0)℃時體長為(8.79±0.62)cm鰱的自由游泳速度與相對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)每個時間點(diǎn)均具有顯著性差異(P<0.05)，17:00-06:00之間，鰱的活動能力較強(qiáng)，該時間范圍內(nèi)鰱處于較好的狀態(tài)，與魚類節(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
本試驗通過計算機(jī)軟件分析鰱的自由游泳速度與傳統(tǒng)方法測得的結(jié)果存在一定的差別，采用傳統(tǒng)的克流法測得值平均在(1.0～1.5)bl/s，計算機(jī)追蹤測得值為(2.62±0.40) bl/s。傳統(tǒng)克流法是使魚在一定時間內(nèi)不間斷游泳所得到的持續(xù)游泳能力的值，計算機(jī)追蹤所測得值是追蹤魚在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，為鰱的不活躍時期，其測得的值與傳統(tǒng)克流法測得的值相差不大，符合持續(xù)游泳能力測量標(biāo)準(zhǔn)。但從全部24 h時間范圍上看，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)游泳能力測量標(biāo)準(zhǔn)，但此時鰱處于活躍期，所以測得值較大。因此，計算機(jī)追蹤在測量魚類持續(xù)游泳能力時較傳統(tǒng)克流法測量更加精確，計算機(jī)追蹤技術(shù)更能反映魚類在自然條件下的游泳行為。
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