渔业现代化

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  • 扇贝拖网捕捞技术与装备研究进展
    李明智, 赵梓轩, 刘鹰, 卢宏博, 杨君德, 张媛
    2025, 52(1): 1.
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    随着扇贝增养殖业的迅猛发展，中国已成为全球重要的扇贝生产国。然而，中国扇贝捕捞技术与装备相对落后，存在捕捞效率低、碎贝量高，以及海底生态环境破坏等突出问题。因此，开发环境友好型捕捞技术与装备对于推动扇贝增养殖型海洋牧场建设具有重要意义。综述了国内外扇贝捕捞的主要技术和装备类型，包括扫荡式、挖掘式、防误捕式、水动力式和抽吸式捕捞技术，以及配套的机械化卸贝装置。通过比较分析，评估其在基础研究、捕捞效率、结构设计、生态影响等方面的优缺点及实际应用效果，梳理了中国扇贝捕捞技术装备存在问题，总结了环境友好型捕捞技术与装备的未来发展方向，通过生态惊扰机理研究和环境友好型装备研发，集成智能化监测管理与控制技术，实现渔业智能化生产和环境保护协调发展，促进中国扇贝增养殖产业健康可持续发展。

  • 生物絮团技术强化及联用方法研究进展
    赵相烁, 刘超, 徐爱玲, 宋志文
    2025, 52(1): 14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.002
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    生物絮团技术（Biofloc Technology，BFT）在实际应用中易受养殖环境影响产生波动，水处理效率相对较低，后期产生大量的悬浮颗粒物会影响养殖生物健康。因此，采用多种技术方法提升生物絮团系统水质净化功能具有重要意义。本文结合生物BFT原理及应用中存在的问题，综述了各种BFT强化及联用方法、原理、应用效果和适用范围。结果表明，培养硝化型生物絮团能够降低养殖系统有机碳源和溶氧的需求，减少悬浮固体含量；构建生物絮团反应器能够培养高浓度生物絮团，提高含氮化物去除效率。添加益生菌、藻类和基质可以提高养殖生物生长性能和免疫能力，增加微生物多样性，提高氮磷和有机物的去除效率；BFT联合综合营养级水产养殖系统、循环水养殖系统、鱼菜共生系统可以提高营养物质利用率，提高养殖生物产量，降低系统运行成本；展望了BFT强化及联用方法的研究方向与应用前景，认为BFT强化及联用是提高水产养殖系统效率、降低环境风险的关键，随着研究深入，必将推动水产养殖业可持续发展。

  • 人工鱼礁群与风机基础联合水动力特征的数值模拟
    赵继升 曹锦超 崔煜杰 赵芬芳
    2025, 52(1): 25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.003
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    随着海洋资源的持续开发利用，现代化海洋牧场与海上风电的融合已成为集约化利用海域空间、提高海洋资源利用效率的重要发展方向。本研究基于FVCOM海洋数值模型构建潮汐驱动的渤海三维双重嵌套高分辨率水动力模型，分析了人工鱼礁群与风机基础联合结构的水动力特征，以及人工鱼礁投放前后风机基础周围的水动力环境变化。对模型进行M2分潮调和分析、潮流流速大小与方向的验证，技能评估参数达到0.81以上，具有较高的模拟精度。结果显示：风电场区域的潮流特征呈东北-西南的往复流动；人工鱼礁群能在较大范围内显著降低风机基础周围的水平流速，普遍降低8%~15%，最高达到32.1%；人工鱼礁上方产生显著上升流，风机基础的来流近前方形成上升流，近后方形成下降流，两者的联合结构能够显著促进水体的垂向混合。研究结果可为海洋牧场与海上风电的融合研究提供新的案例参考。

  • 广西北部湾海域HDPE材质牡蛎筏式养殖装备水动力分析
    杨东斌 , 杜东升, 蒙占彬
    2025, 52(1): 36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.004
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    为有效改善广西北部湾海域竹木材质牡蛎筏式养殖装备在长期使用过程中出现的结构损坏与环境污染现象，提高其抗风浪能力，以广西北部湾海域常见长15 m、宽12 m单筏为例，选用HDPE材质筏式养殖装备作为研究对象，采用AQWA软件建立水动力分析模型，并基于频域分析和时域分析方法，以系泊长度与系泊角度作为响应指标，开展筏式养殖装备水动力特性及运动响应研究，获取筏式养殖装备各自由度运动响应和系泊张力变化规律。结果显示：在7级疾风海况迎浪条件下，不同系泊长度与系泊角度下，筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力均发生显著变化，在系泊缆绳长度与水深之比l/d =1.08和系泊缆绳夹角小于30°时筏式养殖装备运动响应与系泊缆绳张力较小，确定该条件下为最优系泊形式。结论：通过理论和数值仿真分析，为筏式养殖装备面对不同海况下结构状态与安全性提供参数对比和预警，同时也为HDPE材料更好地应用到筏式养殖装备提供理论参考。

  • 海洋牧场环境监测平台设计与应用试验
    王玺华, 李明智, 李文松, 王刚, 万殿鹏
    2025, 52(1): 50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.005
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    为满足海洋牧场环境监测需求，研制了一种海参底播养殖环境理化指标与视觉监测平台。通过构建数值模型，进行了结构强度分析。基于三维势流理论，建立了风浪流耦合条件下的平台运动响应模型，并利用AQWA软件分析最大重心幅度变化规律。通过优化系泊参数，实现了系泊系统的优化。结果显示，在风浪流耦合作用下，平台重心的最大幅度值被确定为危险工况。当导缆孔位置降低至水下0.5 m时，平台的横摇、纵摇和艏摇幅值分别减少50.6%、61.7%和43.4%；当缆绳长度降至70 m时，这些幅值分别减少28.4%、47.7%和32%。优化后的系泊系统安全系数为1.89，高于允许安全标准1.67。为验证数值模型的准确性，在台风“格美”影响期间进行了实测。海上实测横摇、纵摇、艏摇的最大角度分别为-6.399°、-1.329°和0.774°，与模拟结果相差约2°。模拟与实测的系泊力系数分别为3.63和3.92，且升降趋势基本一致，验证了数值模拟的准确性和安全性。本研究结果为海洋牧场环境监测平台的设计与推广应用提供了理论和技术支撑。

  • 间歇禁食对大黄鱼生长､生理生化和肠道组织结构的影响
    王晓萌, , 刘晃, 姜旭阳, 张成林, 朱晨, , 龙丽娜, 徐金铖
    2025, 52(1): 64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.006
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    为研究饥饿与恢复投喂对大黄鱼的影响，试验以初始体质量为(122.62±11.08) g，体长为(17.9±1.04) cm的大黄鱼为样本，试验分成5组，分别饥饿0d(S0)､饥饿2d(S2)､饥饿4d(S4)､饥饿8d(S8)､饥饿16d(S16)后再恢复投喂至第32天。结果显示：各组大黄鱼饥饿时体质量呈现降低趋势。恢复投喂后，在试验结束时所有饥饿组仅表现出部分补偿生长能力，其中S8组和S16组补偿生长能力较低。血清中甘油三酯以及碱性磷酸酶（AKP）､酸性磷酸酶（ACP）随饥饿时间的延长均降低。试验结束后，其指标在再投喂8 d后恢复不明显。此外，皮质醇浓度和超氧化物歧化酶（SOD）活性在饥饿8d时升至最高，再投喂后恢复不显著。大黄鱼肠道组织结构与其生理生化变化趋势基本一致，肠绒毛高度和肌层组织厚度均在饥饿8 d时降至最低，而再投喂后恢复并不明显。肠道中IL-1β、IL-10和TNF-α基因表达量随饥饿升高，S4组最高，恢复投喂后表达量下降。研究认为：在本试验条件下，饥饿胁迫持续8d及以上会对大黄鱼产生显著影响。因此为保证饲养效果，建议大黄鱼的饥饿时长宜控制在8d以内。

  • 一种隔污装置对设施甲鱼养殖水质影响的试验研究
    向坤, 郑团建, 李海军, 叶章颖, 汪勇翔, 孙浩峰, 赵建
    2025, 52(1): 73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.007
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    为评估设施甲鱼养殖中隔污装置对水质的改善效果。使用72只质量约为300 g的甲鱼，在实验室条件下以配备与未配备隔污装置的小型甲鱼养殖池作为试验组和对照组，测定了氨氮、浊度、化学需氧量（COD）、亚硝酸盐氮等水质指标的变化情况，并采用统计分析方法对数据进行处理。结果显示，试验组的氨氮质量浓度显著高于对照组，最高可达108 mg/L。对照组与试验组的浊度和COD平均变化率分别为14.2%、8.4%和39.5%、15.5%。养殖周期内，对照组COD、总磷和总氮的排放量分别为286.59 g、68.33 g和12.32 g；试验组则为92.21 g、46.01 g和5.07 g。研究表明，尽管试验组的氨氮质量浓度高于对照组，但隔污装置显著降低了浊度和亚硝酸盐氮质量浓度的平均变化率，并减少了养殖周期内COD、总磷和总氮的排放量。此外，换水周期延长至15 d，有效减少了换水量及污染物排放。这一结果表明隔污装置能够有效地隔离污染物，在提升养殖水质方面具有显著效果。

  • 基于改进YOLOv8n的水面残留饲料检测算法
    郑海锋, 江林源, 文露婷, 周秀珊, 介百飞, 文家燕,
    2025, 52(1): 80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.008
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    在水产养殖中，水面残留饲料的实时检测可以有效减少饲料浪费和水污染，在经济效益和生态效益方面是双赢的局面。由于水面残留饲料的特殊性，如尺寸小、密集程度高等，使得水面残留饲料检测表现不佳。本研究提出了一种基于改进YOLOv8n的水面残留饲料检测算法，通过增添小目标检测层，融合多尺度特征以增强对小目标检测的精度；引入C2f_Faster_EMA模块，以降低模型的参数量，提高模型检测速度；构建ICBAM模块融入颈部网络，加强网络对小目标的特征信息融合，提升检测精度。结果显示：本研究算法相较于YOLOv8n的@0.5提升了10.3%；精确率P提升7.6%；召回率R提升10.2%；检测速度达到了125FPS。研究表明。该算法能有效实现对水面残留饲料快速、准确的检测。为实现水产养殖的智能化管理提供了技术支持，有望降低饲料浪费，改善水环境质量，提高养殖效益。

  • 多波束宽带渔用声呐旋转扇区扫描发射性能分析
    魏珂, 程婧, 王志俊, 李国栋
    2025, 52(1): 89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.009
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    渔用声呐利用声波来探测水下鱼群分布和活动，通常采用全向发射或指向性扫描发射的方式实现对鱼群位置的初步探测。针对传统全向发射方式信号指向性较差，指向性扫描发射方式波束覆盖不均匀的问题，根据渔用声呐在实际捕捞场景中的需求，提出了一种基于旋转扇区扫描的改进方法。通过水声学算法仿真分析方法，分别仿真分析了扇区数量、边界角度等影响扫描发射性能的因素并进行了水池测试。仿真结果表明，采用4扇区旋转扇区的指向性扫描发射方式，在实现水平360°全向扫描的同时，提高了信号的指向性和探测区域的均匀性：主瓣强度相较全向发射提高8 dB，单个扇区中的发射波束最大强度差小于1.5 dB，波束宽度差在2°以内。综合现有测试条件，通过实验室水池测试了相邻两扇区发射扫描指向性。测试结果表明，所提出的设计方案在两扇区前方64°范围，指向性比全向发射平均高约8 dB，在提高探测效率和精度方面可行且有效，有助于在更广泛的范围内获得准确的鱼群信息。

  • 基于FasterYOLOv9-Slim的轻量级工厂化养殖鱼群识别
    张鑫, 于红, 吴子健, 程志澳, 高陈成, 杨宗轶, 王悦
    2025, 52(1): 99. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.010
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    针对计算资源有限的工厂化养殖对鱼群识别精度和速度之间的平衡要求，提出一种基于YOLOv9和FasterNet改进的轻量级养殖鱼群识别模型FasterYOLOv9-Slim。首先在YOLOv9中引入轻量级骨干网络FasterNet以减少模型参数和计算量；其次利用高维检测头剪枝(HDPrune)降低网络深度以减少干扰信息积累；最后结合改进的特征融合模块FasterRepNCSPELAN4和下采样模块ADown、DownSimper，构建高效的颈部网络(DFA-Neck)，增强特征表达同时降低计算需求。为验证所提出算法的有效性,设计了消融试验和对比试验，消融试验表明，FasterNet和HDPrune分别在降低参数和减弱干扰信息方面起到有效作用，DFA-Neck在整体网络中有效的协调了两者；对比试验结果显示，FasterYOLOv9-Slim在工厂化养殖红鳍东方鲀数据集上的表现超越了YOLOv7、YOLOv8和YOLOv10系列模型中同等规模的先进识别模型，保证高精度的同时参数量分别降低了34.14%、64.02%和22.22%。在与ShuffleNet、MobileNet和RepViT等先进轻量级网络的对比中展现出较好的综合性能。研究表明：该方法能够有效平衡模型在计算资源有限的工厂化养殖条件下鱼群识别的精度和速度。

  • 超声协同中性蛋白酶辅助提取青鱼皮明胶的响应面优化工艺研究
    陈文娟, 陈建福, 庄远红
    2025, 52(1): 110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.011
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    为探究青鱼皮明胶的最佳提取工艺，提高青鱼的附加产值。以青鱼皮为原料，以明胶提取率为响应值，基于单因素试验结果，选定关键工艺参数超声时间、酶用量、酶解时间和酶解温度进行Box-Behnken试验设计，探讨各参数及其交互作用对明胶提取率的影响，构建了回归模型，并用红外光谱对所取的明胶进行表征。结果显示：青鱼皮明胶的最佳提取工艺条件为：超声时间125 min、酶用量0.22%、酶解时间154 min和酶解温度45 ℃，在此条件下进行3次平行试验验证，得到的青鱼皮明胶提取率平均值为18.28%，与预测值之间的相对误差仅为0.22%，这充分证明了所建回归模型的可靠性和高精度。红外光谱表明所提取的物质具有明胶的基本特征。本研究为青鱼皮资源在明胶及关联产品的开发与应用提供技术参考。

  • 基于船舶摇摆的海上瞬时称重误差分析及算法补偿
    葛枫晔, 郑晓伟,
    2025, 52(1): 119. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.012
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    为解决称重传感器在船载状态下稳定性和称重精度差的问题，研究了船舶摇摆对四臂桥电阻式称重传感器输出的影响。获取单体鱼在横倾角度（0°~22.5°）和纵倾角度（0°~10°）的质量数据，通过对称重传感器输出质量和倾斜角度进行多元回归分析。构建多层级BP神经网络结构，架构为4层前向反馈[3-8-1-1]BP神经网络，使用BP神经网络进行预测并用训练模型来调整参数，使其能准确预测鱼的质量，并进行算法补偿方法研究。结果显示：不同原料质量下，最优线性方程中所估测的多元回归系数均达到显著水平(P<0.01）,表明所建立的线性回归方程具有较高的可靠性和良好的线性度，回归分析和有限元分析的结果一致。利用所建立的BP神经网络模型构建船载瞬时称重数据补偿方法，通过船舶横纵倾斜角度来预测实际质量值，BP模型对横倾、纵倾单一作用下，以及复合作用下称重数据的变化均表现出较好的有效性、高精度和较好的泛化能力,BP模型补偿后误差率降低至0.092%，非常接近水平状态下的质量值，误差率低。本研究成果可为船载条件下水产品称重提供参考。

  • 不同处理对圆斑星鲽无水活运存活率的影响研究
    李恭燕, 姜沛宏, 唐家铭, 孙起鑫, 黄宝生, 陈东杰, 秦小明, 张长峰,
    2025, 52(1): 129. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-9580.2025.01.013
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    在开展圆斑星鲽(Verasper variegatus)无水活运技术研究过程中，为延长其保活时间，提高保活率，以达到长途运输充分实现鲜活圆斑星鲽经济价值的目的。本研究采用冷驯化、添加维生素C、麻醉剂及节律调控等方法对圆斑星鲽进行无水活运前处理，以保活时长及存活率为评价指标，筛选最优处理手段。结果显示：在冷驯化处理过程中，以1 ℃/h速率降温，无水活运24~36 h，存活率为83.33%，是未经冷驯化处理的两倍。以冷驯化为基础，辅助添加300 mg/L维生素C和100 mg/L麻醉剂MS-222，24 h存活率提高至100%。此外，活运时辅以500 Lux光照强度，无水活运48 h，存活率为50%，较全暗组提高200%。研究表明，采用冷驯化、添加维生素C、麻醉剂及节律调控等处理技术均能够有效降低圆斑星鲽在运输中的应激反应，减少鱼体损伤，延长保活时间，提高运输存活率，可满足圆斑星鲽商业化运输便捷、绿色、高效的要求。其中采用500 Lux光照强度处理方法运输圆斑星鲽存活率最佳。