渔业现代化

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南极磷虾粉加工过程中品质变化及评价研究进展

欧阳杰1,2,3，赵昕源1，马田田1,3，李明4，沈建1,2,3

2022, 49(4): 1.

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南极磷虾资源量大、营养价值高、富含多种活性物质，是极具开发价值的一类远洋渔业资源。虾粉是南极磷虾最主要的加工产品之一，在加工过程中，受挤压、加热、离心等因素的影响，会造成营养物质的流失和活性成分的破坏，尤其是蒸煮、干燥等涉及到热处理的环节，容易对不饱和脂肪酸、虾青素等热敏性成分破坏或降解。本研究介绍了蛋白质、脂质、虾青素等南极磷虾主要营养活性物质的特性及其在虾粉加工过程中的变化情况，分析了加工工序和工艺参数对虾粉品质的影响，总结了虾粉品质的主要评价指标和依据，讨论了虾粉加工中存在的工艺不明确、设备性能差、产品品质不稳定等主要问题，展望了营养活性物质的流向路径、结构变化机理、工艺优化、装备创新、工艺装备融合等未来的研究方向，旨在为虾粉加工工艺流程与工艺的优化研究提供理论依据与技术参考。

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斑石鲷陆海接力养殖初步研究

王枫林[]，高云涛1，高云红1，李明月1，张秉智3，关长涛1,2，贾玉东1,2

2022, 49(4): 8.

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为验证斑石鲷陆海接力养殖模式的可行性，将工厂化循环水培育的大规格斑石鲷 (350.6±24.3) g，转运投放至莱州湾开放海域大型工程化围栏，开展陆海接力养殖试验，并与同期工厂化循环水养殖斑石鲷进行了为期120 d的对比试验，统计分析斑石鲷的生长特性、血清非特异性免疫指标和抗氧化酶活性以及养殖经济效益。结果显示：经120 d的工厂化循环水养殖后，斑石鲷的平均体质量增长至 (547.6±25.2) g，存活率为95.8%；陆海接力养殖的斑石鲷平均体质量增长至 (735.7±27.9) g，存活率为98.3%，平均体质量和存活率比工厂化循环水养殖分别高34.3%和2.6%。经过陆海接力养殖的斑石鲷其血清溶菌酶(LZS)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)的活性都显著高于工厂化循环水养殖（P<0.05），分别提高了40.5%，43.2%，42.3%和39.8%。此外，陆海接力养殖的净利润比工厂化循环水养殖高38.37%。综上，大规格斑石鲷经过大型工程化围栏陆海接力养殖生长性状、免疫力、抗氧化状态和经济效益都得到了提高，相关结果为斑石鲷陆海接力养殖提供理论依据和技术支撑。

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流水和循环水养殖模式对虾养殖系统运行稳定性和细菌群落演替规律

张晋1，2，周灿1，2，王青瑶1，2，吴俊敏1，2，申旭东3，傅松哲1，2，刘鹰2

2022, 49(4): 15.

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为分析流水和循环水对虾养殖模式的系统运行稳定性和细菌群落演替的差异，对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮、化学需氧量(COD)、弧菌总数和细菌总数进行了检测。同时采用Illumina Hiseq高通量测序技术，在养殖第1、50、100天对养殖水体的细菌16SrDNA V4区域进行扩增和测序，对基因序列进行OTU聚类，并在此基础上进行细菌群落组成分析。结果显示：随着养殖时间的增加，流水养殖系统（FTS）和循环水养殖系统（RAS）水体中氨氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度逐渐升高；养殖后期，FTS中三者质量浓度明显高于RAS；同时，2种养殖系统水体中弧菌和细菌总数不断增加，其中FTS中弧菌属的细菌丰度显著高于RAS(P<0.05)。细菌门水平分析显示，变形菌纲(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两个养殖系统共同的优势类群。在属水平，FTS中主要细菌种群为弧菌属(Vibrio)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和交替单胞菌属(Alteromonas)，而RAS中核心细菌种群包括红细菌科(Rhodobacteraceae)、交替单胞菌属(Alteromonas) 和黄杆菌属(Flavobacterium)。α多样性结果显示，RAS中细菌群落的多样性高于FTS，RAS的Chao1指数平均值也高于FTS(1136.18 vs 1050.82)。最后，两种养殖模式共得到可培养菌株93株，其中FTS中弧菌属(Vibrio)为主要可培养菌株，所占比例为61%，其次为芽孢杆菌(Bacillus)，占比为12%。相比之下，弧菌在RAS中仅占9%。研究表明，RAS中系统运行和水体细菌的演替比FTS中更加稳定，突出了RAS在对虾全周期养殖方面的优势。本研究成果为开展高效对虾养殖提供了借鉴和参考。

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集装箱循环水养殖系统中浮游植物群落结构特征及影响因素

闵文武[ ]，2,王龙燕3，王金乐1，陈飞雄1，2，周其椿1，2

2022, 49(4): 26.

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为了解集装箱循环水养殖系统中排放尾水的污染状况及浮游植物群落结构特征，有效管理水环境质量，提高养殖效益。在系统集装箱养殖区的出水口（A）和进水口（B）进行水质监测和浮游植物采样分析，运用差异性分析比较两点的水质状况和浮游植物群落结构差异，运用冗余分析（RDA）浮游植物与环境因子的相关性并识别影响浮游植物群落结构的主要水环境因素。结果显示：系统主要污染物为悬浮颗粒物（SS）和总氮（TN），A点污染物质量浓度高于B点，5月的总污染指数最高，系统净化区域对尾水中的氨氮（NH4+-N）和SS的去除率高于其他污染物。系统中检出浮游植物7门58属98种，A点76种，B点81种，均以绿藻门种类为主，A、B两点浮游植物密度、生物量、Shannon-wiener多样性指数和Margalef丰富度指数平均值分别为12.25×106 cell/L和11.67×106 cell/L，26.69 mg/L和34.23 mg/L，1.87和1.93，0.63和0.64。SS是显著影响A点浮游植物群落结构的环境因子，NH4+-N、TN、总磷（TP）和SS是显著影响B点浮游植物群落结构的环境因子。研究表明：运用物理过滤和生态净化等方法能有效降低集装箱养殖尾水中污染物质量浓度和提高浮游植物生物多样性。

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大连市杏树屯养殖海域人工鱼礁建设适宜性分析

马成龙，刘敏，田涛，单晨枫，吴忠鑫，杨军，李晓钰

2022, 49(4): 37.

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人工鱼礁的投放可使海域生态群落得以重建，对海域生态环境修复和渔业资源养护起着重要作用，通过科学评价对人工鱼礁建设进行分析，可确保人工鱼礁建设项目合理可行。从自然环境和社会环境两方面考虑，选取水文、水质、沉积物、海洋生态、地质地貌和海洋功能区划等20个评价因子，建立评价标准对评价因子进行单因子适宜性评价，运用层次分析法确定各评价因子权重，构建人工鱼礁建设适宜性综合评价模型，对大连市杏树屯周边155 km2养殖海域人工鱼礁建设适宜性进行了分析。结果显示，该养殖海域最适宜人工鱼礁建设区域有2块，较适宜人工鱼礁建设区域有1块。研究表明，该养殖海域东北部和东南部综合条件良好，适宜进行人工鱼礁建设。

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工厂化养殖条件下中华蛸生长特性研究

李美帅1,2，孙以康1,2，边力1，张岩1,常青1，李凤辉1，党保成1,2，刘长琳1，陈四清[]

2022, 49(4): 45.

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为了解工厂化养殖条件下中华蛸（Octopus sinensis）的生长特性，在水温24.5 ~ 26.3 ℃的条件下，运用Gompertz、Logistic和Von Bertalanffy 3种非线性模型对中华蛸体质量和全长的生长进行非线性曲线拟合分析，对中华蛸的生长规律进行了研究。结果显示：在为期50 d的养殖试验中，中华蛸存活率为81.67 %，饲料系数为2.48，平均体质量由初始（107.52 ± 32.31）g增长至(1 779.40 ± 361.56)g，平均全长由(21.57 ± 3.46)cm增长至(71.44 ± 4.84)cm，平均日增量33.44g；胴背长与体质量的拟合方程为W=1.730 3 LM2.563 6，R2=0.985 5，胴背长的增长快于体质量的增加速度；3种曲线模型都能较好地模拟中华蛸体质量和全长的生长曲线，Gompertz模型模拟体质量生长曲线效果最好，拟合度 R2 = 0. 994，拐点体质量为1 454.08 g; Logistic模型模拟全长生长曲线最优，拟合度R2 = 0. 996，拐点全长为44.08 cm；随着胴背长的增加，肥满度呈下降的趋势。本研究表明，小规格中华蛸工厂化养殖生长效果良好，生长速度较快，适合大规模人工养殖。

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一种边缘检测方法在头足类角质颚识别中的应用

王冰妍1，刘必林2,3,4,5,6，顾心雨2

2022, 49(4): 52.

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针对采用传统的边缘检测算子Canny算子提取得到的边缘轮廓易产生冗余轮廓信息、边缘轮廓缺损的问题，而无法满足利用计算机视觉进行进一步研究的要求，提出了一种边缘检测方法，并应用于头足类角质颚的形态研究。该方法先后通过图像灰度化、滤波去噪、图像二值化、构造目标连通域、提取边缘轮廓5个步骤，实现边缘检测。结果显示：利用该方法进行边缘检测，能够有效区分信噪，提高了目标选择的准确性，同时又能够在误差允许的范围内保证轮廓的完整性，应用在头足类角质颚的识别中效果良好，像素准确率达到97.79%。研究表明，与 Canny算子的检测结果相比，本研究中的检测结果直观、完整、精确度更高，为头足类角质颚等生物形态特征的研究提供了新的思路。

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基于残差模块的红螯螯虾虾卵计数方法的研究

杨国伟1，周超1，胡起立2，孙丽慧3，张俊杰1，郭建林3

2022, 49(4): 60.

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红螯螯虾人工繁育中需要对离体虾卵进行准确计数。由于虾卵个体小、密度大，人工计数效率低且可能损伤虾卵，提出了一种基于残差模块的计算机视觉虾卵计数模型。该计数网络模型在前端编码器网络中集成残差模块，对虾卵位置信息进行特征提取和下采样，在后端解码器网络中使用转置卷积，使模型可以自动学习上采样参数。与VGG-16、CSRNet等模型相比，基于残差模块的虾卵计数模型精度达98.88%，具有最低的平均绝对误差、均方误差以及最好的预测密度图质量，可有效解决密集虾卵计数的困难，为红螯螯虾虾卵计数提供了新方法。利用该模型的计算机视觉虾卵自动计数装置，结构简单、计数精准，可以应用于真实场景。

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基于多尺度特征提取的水下图像增强模型

杜守庆，陈明，王俊豪

2022, 49(4): 70.

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针对水下图像视觉质量退化以及单一卷积层特征利用率不高的问题，提出了一种基于多尺度特征提取的水下图像增强模型。本模型在卷积神经网络的基础上使用改进的多尺度特征提取模块提取水下图像特征，首先构建可分离残差密集块（SRDB）作为基本特征提取单元，使用SRDB模块进行残差密集连接得到多层次特征信息，最后融合3个不同初始感受野下的多层次特征信息作为该模块的输出。多组试验结果显示，本模型增强后的水下图像有效改善了颜色失真和低对比度现象的同时保持了丰富的边缘细节内容；EUVP测试集的PSNR、SSIM分别上升到28.52、0.88，真实河豚图像测试集的UIQM、NIQE分别上升到2.84、5.95，表现均优于对比方法。研究表明，本模型具有较高的 FPS，大幅提升水下图像视觉感知质量的同时保持了良好的实时性。

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基于渔业船联网的船载终端系统设计与实现

张玉涛1,2，李国栋1,2，汤涛林1,2，尹项博1，杨育红1

2022, 49(4): 80.

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渔业船联网是物联网技术在渔业领域的拓展应用，在渔业生产、安全管理以及海洋科学研究等方面具有重要作用。针对中国大部分渔船吨位小、智能化程度低、无法实现渔业船联网的问题，基于渔业船联网多样的应用场景和功能需求，设计并实现了基于渔业船联网的船载终端系统。采用双层嵌套主机设计，实现多种类型传感器的集中接入和处理；通过多传感器数据融合设计，实现数据的压缩和相关数据融合；通过自适应通信切换设计，实现不同海域数据实时传输方式的自动切换；采用基于.NET开发平台和Chromium内核框架进行系统软件功能设计，实现系统数据的集中处理和传输等功能；通过部署渔业船舶进行海上试验，完成系统的性能测试。结果显示：该系统可支持16路多源传感器的接入和数据处理，通过数据融合可实现78%的数据压缩率，通过4类通信方式可满足全海域的渔业船联网组网要求。研究表明，该系统功能完备，性能稳定可靠，可为中国渔船智能化改造和渔业船联网构建提供支撑。

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海带采收船操纵性仿真计算

李纳，张彬

2022, 49(4): 88.

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为了改善海带采收船在养殖筏架间作业的回转性能，提高我国海带养殖产业的机械化水平，对新型海带采收船进行操纵性仿真计算研究。应用计算流体力学技术和重叠网格技术对海带采收船直航运动、纯横荡运动和纯艏摇运动进行船模的约束模型试验仿真计算并求取相对应的水动力导数，将求得的水动力导数无因次化后基于勃柯维茨(Abkowitz)操纵运动方程搭建matlab仿真平台，对两型海带采收船的回转半径和回转周期进行运动预报。结果显示，流线型船体的回转性能是较好的，加装防网格栅后船舶的回转能力明显下降，而加装侧推装置可以改善船舶的回转性。将仿真结果与实船试验结果进行对比，仿真计算的误差在15%以内，验证了其可行性和有效性，对后续渔船设计中操纵性的运动预报具有参考价值。

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网口结构变化对南极磷虾桁杆拖网水动力性能的影响

程军1，宋伟华2，李灵智3，杨嘉樑3，饶欣3，李帅3，黄洪亮3

2022, 49(4): 96.

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桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸系统中的关键部分。为探究桁杆拖网结构与部件对网具水动力性能的影响，在基于网口背部水平扩张相同的前提下，通过缩减网口腹部网目数，缩短下纲长度设计了3种桁杆拖网网口规格，桁杆长度为20 m，下纲长度分别为20.0 m（1号）、18.2 m（2号）、17.6 m（3号）。按照田内相似准则制作模型网，在3种沉力条件和5档流速下进行模型试验。结果显示：相同拖速与沉力条件下3号网扫海面积与1号网接近，2号网扫海面积较小。沉力对桁杆拖网的阻力、网口高度、扫海面积存在极显著影响（P＜0.01），对能耗系数无显著性影响，适当增大沉力可以提高网具的垂直扩张性能；拖速对网具阻力、网口高度、扫海面积和能耗系数的影响极显著（P＜0.01），3种网口结构的网具阻力与拖速均呈幂函数关系，指数介于0.778 4～0.859 3，阻力递增斜率变化较小。综上分析，缩短南极磷虾桁杆拖网下纲长度后有利于南极磷虾桁杆拖网垂直扩张性能提高，有利于提高网具稳定性，有利于增加拖网有效扫海面积，有利于提高渔具综合捕捞效率。

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用于杀鱼机剖腹刀具自动控制的视觉检测方法

郑贵君，周聪玲，王永强

2022, 49(4): 104.

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根据鱼腹轮廓的变化，精确控制剖腹刀具柔性切割是杀鱼机要突破的关键技术之一，为了提高杀鱼机的智能化水平，设计了一种用于杀鱼机剖腹刀具自动控制的视觉检测方法。该方法通过角点检测、筛选提取位于臀鳍下方的出刀点；利用灰度中值对入刀点感兴趣区域进行阈值分割，通过各连通域最小外接矩形的长边斜率、像素面积、长宽比三个特征参数提取鱼鳃下方的入刀点；通过标定技术，最终得到两点之间鱼体腹部轮廓的世界坐标信息，作为输出量控制刀具实时柔性调节。结果显示：通过试验，验证了实际加工中所选择的入刀点、出刀点的位置与本研究得到的两个点的位置具有一致性，同时验证了经过相机标定后得到的腹部轮廓与真实的鱼腹轮廓重合。研究表明，该方法可解决传统杀鱼机中剖腹刀具固定产生的剖切深度过大或过小的问题，为杀鱼机剖腹刀具精确控制提供数据支持。

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