声能信息在大黄鱼体内传播及对大黄鱼的作用机制研究

The information such as response condition and approach-avoidance behavior of fish under sound stimulation can be used to regulate fish feeding behavior and provide basic data for fish orderly migration and accumulation in oceanic pasture. Studies have shown that the acoustic wave can impact on the growth and behavior of large yellow croaker, but the functional mechanism is not clear. There is no reported literature related to the internal stress state in fish body produced by the sound propagation process. The project will develop an acoustic reflection, refraction and transmission theory analysis model for the large yellow croaker epidermis on the basis of studying characteristics of living tissue material and study the effect of large yellow croaker organization structure on absorbing sound energy. Then to build a transmission and loss theoretical model for sound energy information in living large yellow croaker, and analysis the internal stress distribution within large yellow croaker by using finite element analysis method, and reveal the functional mechanism of sound energy on large yellow croaker. To analysis the transmission of sound energy through testing the tiny movements on the surface of the large yellow croaker under different sound pressure, study the regular pattern of sound spread in large yellow croaker and validate the theoretical analysis results. To study the sound effect on large yellow croaker’s behavior, physiological indices, and growth speed by conducting cultivation experiments. The project results will benefit to reveal the interaction mechanism between fish and sound, and promote the application of sound control technology in fishery.

鱼对声波的响应状况、趋避行为等信息可为养殖过程中通过声波调控鱼的摄食行为、诱导海洋牧场中鱼群有序迁移与聚集提供基础数据。有研究表明，声波会对大黄鱼的生长与行为产生影响，但声波对鱼的生长与行为作用机制还不明确，声波在鱼体中传播产生的内应力状态的研究，未见文献报道。本项目在研究大黄鱼体组织的基础上，建立大黄鱼表皮对声波的反射、折射和透射理论分析模型，研究大黄鱼体组织结构对吸收声能的影响，建立声能在大黄鱼体内传播与耗损的理论模型，采用有限元法分析大黄鱼在声波作用下的内应力分布，探讨声能对大黄鱼的作用机制。通过测试大黄鱼在不同声波作用下体表确定位置的微小运动来分析声能的传播，研究声能在大黄鱼体内的传播规律并验证理论分析结果。开展大黄鱼养殖试验，研究不同的声波对大黄鱼的行为、生理指标、生长速度的影响规律，对于揭示鱼类与声波环境因子间的互作机制、促进声波调控技术在水产渔业中的应用具有重要意义。

鱼对声波的响应状况、趋避行为等信息可为养殖过程中通过声波调控鱼的摄食行为、诱导海洋牧场中鱼群有序迁移与聚集提供基础数据。本项目开展了声波在鱼体中传播产生内应力状态的相关研究工作。在研究大黄鱼体组织的基础上，建立了大黄鱼表皮对声波的反射、折射和透射理论分析模型，分析了大黄鱼体组织材料对吸收声能的影响，建立了声波在大黄鱼体组织内的传播的有限元模型，分析了鱼体组织形变与共振产生的能量损耗，探讨了声能对大黄鱼的作用机制。完成了声波在大黄鱼体表传播的实验平台的搭建，分析了不同育龄、不同环境下鱼体内声波传播规律、产生的应力与能量分布。建立了基于声波的大黄鱼生长与行为检测模型，分析了不同环境下大黄鱼的行为规律，分析了不同声波与大黄鱼鱼鳔异常行为间的关系，对反映大黄鱼行为的生理指标快速检测方法进行了探索，提出了一种可用于检测大黄鱼体液指标含量的传感电极制备方法，基于大黄鱼行为特征，建立了摄食强度和投喂量之间的数量关系。研究发现对大黄鱼敏感的声波频率范围与常见养殖环境噪声一致。本项目研究为深入开展声波诱导大黄鱼健康摄食研究提供了基础技术支撑，对于揭示鱼类与声波环境因子间的互作机制、促进声波调控技术在水产渔业中的应用具有重要意义。