Preview

Известия ТИНРО

Расширенный поиск

Гидроакустические методы и средства оценки запасов рыб и их промысла. Часть 2. Методы и средства промысловой биогидроакустики

https://doi.org/10.26428/1606-9919-2016-184-264-294

Полный текст:

Аннотация

Приводятся результаты исследований по влиянию гидроакустических полей на поведение промысловых объектов и использованию гидроакустических средств для управления поведением водных биологических объектов и повышения эффективности их промысла. Выполнен критический анализ методов и средств промысловой биогидроакустики и причин их неудовлетворительного использования в рыболовстве. Показано, что применение звуков определенного спектра и уровня для воздействия на поведение рыб и методов генерации звуков под водой в известных разработках научно и методически недостаточно обосновано. Предлагается комплексная постановка задач исследований по созданию эффективных гидроакустических средств дистанционного управления движением рыб на промысле. Приводятся результаты исследования слуховой рецепции и акустической активности стайных открытопузырных рыб. Определены спектрально-энергетические и временные характеристики звуков, их частотная дифференциация, связанная с размерами рыб. Установлены механизмы звукогенерации у рыб и сигнальное значение излучаемых ими звуков. Выявлены стереотипы акустического поведения зубатых китов во время охоты на рыб. Показано, что хищные китообразные обладают специальными акустическими манипуляторами, а генерируемые для концентрации и удержания рыб сигналы специфичны по спектрально-временным характеристикам и адаптированы к слуховой системе объекта охоты. Представлены результаты гидробионического моделирования органов и механизмов генерации звуков морских животных. Разработанные устройства позволяют генерировать под водой импульсные звуковые сигналы, имитирующие биологические сигналы различных видов открытопузырных рыб и хищных китообразных (дельфинов и косаток). Эффективность воздействия сигналов имитаторов на поведение рыб и кальмаров доказана в ходе поведенческих экспериментов и промысловых испытаний. Предлагаются способы применения излучателей на различных видах лова.

Об авторах

Михаил Юрьевич Кузнецов
Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр
Россия


Юрий Авивович Кузнецов
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет
Россия


Список литературы

1. Белькович В.М., Дубровский Н.А. Сенсорные основы ориентации китообразных : моногр. - Л. : Наука, 1976. - 204 с.

2. Белькович В.М., Иванова Е.Е., Ефременкова О.В. и др. Характеристика поисково-охотничьего поведения дельфинов // Поведение дельфинов. - М. : Наука, 1978. - С. 34-65.

3. Воловова Л.А. Применение подводной акустики для управления поведением рыб в прибрежном рыболовстве : ОИ / ЦНИИТЭИРХ. Сер. Пром. рыболовство. - М., 1978. - Вып. 2. - 58 с.

4. Дородных Г.В. Морфологические особенности строения плавательного пузыря сельди как звукоформирующего аппарата // Изв. ТИНРО. - 1975. - Т. 94. - С. 35-37.

5. Иванов М.П. Эхолокационные сигналы дельфина при решении задач в сложных акустических условиях // Акустич. журн. - 2004. - Т. 50, № 4. - С. 550-561.

6. Иванов М.П., Степанов Б.Г. Исследование акустического биосонара дельфина и возможности построения его технического аналога // Фунд. и прикл. гидрофизика. - 2011. - Т. 4, № 3. - С. 108-121.

7. Исакович М.А. Общая акустика : моногр. - М. : Наука, 1973. - 495 с.

8. Казнадзей В.В., Крейчи С.А., Хахалкина Э.Н. Свистоподобные сигналы афалин и способы их организации // Акустич. журн. - 1976. - Т. 22, вып. 6. - С. 858-864.

9. Константинов А.И., Власов А.П., Протасов В.Р. Эхолокация // Бионика. Биологические аспекты. - Киев : Вища школа, 1978. - С. 219-251.

10. Корнев С.И., Белонович О.А., Никулин С.В. Косатки (Orcinus orca) и промысел черного палтуса (Reinhardtius hippoglossoides) в Охотском море // Исслед. вод. биорес. Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2014. - Вып. 34. - С. 42-49.

11. Кручинин О.Н. Результативность лова донными ярусами и ущерб от объедания улова косатками на промысле палтуса в Охотском море // Изв. ТИНРО. - 2010. -Т. 162. -С. 362-370.

12. Кручинин О.Н. Тактика замета кошелькового невода и способы управления поведением рыб в зоне облова : моногр. -Владивосток : ТИНРО-центр, 2006. -127 с.

13. Кудрявцев В.И. Использование гидроакустики в рыбном хозяйстве : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1979. - 172 с.

14. Кудрявцев В.И. Об использовании высокочастотных акустических полей для управления поведением рыб // Рыб. хоз-во. - 2003. - № 4. - С. 50-53.

15. Кузнецов М.Ю. Акустическая активность некоторых видов дальневосточных рыб и обоснование параметров акустических стимулов для дистанционного воздействия на рыб // Изв. ТИНРО. - 2007. - Т. 150. - С. 281-300.

16. Кузнецов М.Ю. Биотехническое обоснование и разработка пневмоакустических систем для управления поведением рыб в процессе лова : автореф. дис.. канд. техн. наук. - Владивосток : Дальрыбвтуз, 1996. - 28 с.

17. Кузнецов М.Ю. Гидроакустические методы и средства оценки запасов рыб и их промысла. Часть 1. Гидроакустические средства и технологии их использования при проведении биоресурсных исследований ТИНРО-центра // Изв. ТИНРО. - 2013. - Т. 172. - С. 20-51.

18. Кузнецов М.Ю. Дистанции реагирования различных видов рыб на гидроакустические шумы промысловых и научно-исследовательских судов и допустимые уровни шума // Изв. ТИНРО. - 2011. - Т. 164. - С. 157-176.

19. Кузнецов М.Ю. Особенности акустической сигнализации и генерации сигналов некоторых видов стайных открытопузырных рыб // Акустич. журн. - 2009. - Т. 55, № 6. - С. 799-808.

20. Кузнецов М.Ю. Стереотипы акустического поведения хищных китообразных во время охоты на рыб и способы их применения в рыболовстве // Рыбпром. - 2010а. - № 3. - С. 113-117.

21. Кузнецов М.Ю. Обоснование параметров акустических стимулов для дистанционного воздействия на поведение тихоокеанского кальмара и технологии его лова с использованием звука // Изв. ТИНРО. - 2010б. - Т. 161. - С. 278-291.

22. Кузнецов М.Ю., Баринов В.В. Использование звуковых полей для интенсификации джиггерного лова тихоокеанского кальмара // Рыбпром. - 2009. - № 3. - С. 68-73.

23. Кузнецов М.Ю., Вологдин В.Н., Баринов В.В. Исследование влияния акустических стимулов на плотность скопления гидробионтов вблизи кальмароловного судна и уловы кальмаров на джиггеры // Изв. ТИНРО. - 2010. - Т. 162. - С. 371-388.

24. Кузнецов М.Ю., Кручинин О.Н., Кузнецов Ю.А. Пневматический излучатель : А.с. № 1748532 СССР, 1992. Заявлено 30.03.90; Опубл. 15.03.92.

25. Кузнецов Ю.А. Акустическая активность дельфинов при нападении на скопление рыб // Промышленное рыболовство. - Владивосток : ТИНРО, 1979. - Вып. 9. - С. 72-75.

26. Кузнецов Ю.А. Влияние воздушных завес на поведение рыб // Рыб. хоз-во. - 1969. - № 9. - С. 53-55; № 10. - С. 48-50.

27. Кузнецов Ю.А. Некоторые рекомендации для постановки исследований в области промысловой биоакустики (технические и биофизические задачи) // Промышленное рыболовство. - Владивосток : ТИНРО, 1975. - Вып. 5. - С. 3-18.

28. Кузнецов Ю.А. Системный принцип постановки биотехнических задач. Оптимизация техники и тактики промысла // Исследования по оптимизации рыболовства и совершенствованию орудий лова. - М. : ВНИРО, 1985. - С. 8-21.

29. Кузнецов Ю.А., Кузнецов М.Ю. Акустическое поведение дельфинов во время охоты на рыб // Поведение и поведенческая экология млекопитающих. - М. : ИПЭЭ РАН, 2009. - С. 55.

30. Кузнецов Ю.А., Кузнецов М.Ю. Обоснование и разработка методов и средств промысловой биоакустики : моногр. - Владивосток : Дальрыбвтуз, 2007. - 339 с.

31. Ларионов Ю.Г., Матвиенко Ю.В. Бодался теленок с дубом, или опыт применения мощного звука для защиты судов от нападения касаток при ярусном лове // Подводные исследования и робототехника. - 2006. - № 1. - С. 61-72.

32. Магнер А.П., Хоменко Б.Г. О функциональной анатомии и звукообразовательных способностях верхних дыхательных путей черноморских дельфинов // Бионика. - 1975. - Вып. 9. - С. 138-145.

33. Мантейфель Б.П. Изучение поведения и рецепции рыб в СССР // Вопр. ихтиол. - 1967. - Т. 7, вып. 5(46). - С. 917-925.

34. Мантейфель Б.П., Павлов Д.С., Ильичев В.Д., Баскин Л.М. Биологические основы управления поведением животных // Экологич. основы управл. поведением животных. - М. : Наука, 1980. - С. 5-24.

35. Мельников В.Н. Биофизические основы промышленного рыболовства : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1973. - 392 с.

36. Мельников В.Н. Основы управления объектом лова : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1975. - 358 с.

37. Морская биоакустика : моногр. / под ред. У.Н. Таволга. - Л. : Судостроение, 1969. - 422 с. (Пер. с англ.)

38. Непрошин А.Ю. Звукоиндикация и шумопеленгование рыб : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1979. - 158 с.

39. Протасов В.Р. Биоакустика рыб : моногр. - М. : Наука, 1965. - 207с.

40. Протасов В.Р. Поведение рыб : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1978. - 295 с.

41. Романенко Е.В. Физические основы биоакустики : моногр. - М. : Наука, 1974а. - 178 с.

42. Романенко Е.В. О механизме излучения некоторых импульсных и свистовых сигналов дельфинов // Морфология, физиология и акустика морских млекопитающих. - М. : Наука, 1974б. - С. 136-146.

43. Сорокин М.А. Слуховые способности некоторых дальневосточных рыб : автореф. дис. … канд. биол. наук. - М. : ИЭМЭЖ, 1984. - 28 с.

44. Трусканов М.Д. Исследование звуковых полей на промысле дальневосточной скумбрии // Рыб. хоз-во. - 1974. - № 1. - С. 37-39.

45. Урик Р.Д. Основы гидроакустики : моногр. - Л. : Судостроение, 1978. - 448 с. (Пер. с анrл.)

46. Филатова О., Шулежко Т. Акустическая коммуникация зубатых китов // Успехи соврем. биологии. - 2006. - Т. 126, № 3. - С. 297-304.

47. Шишкова Е.В. Физические основы гидроакустики : моногр. - М. : Пищ. пром-сть, 1977. - 240 с.

48. Astrup J., Møhl B. Detection of intense ultrasound by the cod, Gadus morhua // J. Exp. Biol., 1993. - Vol. 182. - P. 71-80.

49. Babaran R.P., Anraku K., Ishizaki M. et al. Sound generated by a payao and comparison with auditory sensitivity of jack mackerel Trachurus japonicus // Fish. Sci. - 2008. - Vol. 150. - P. 1207-1214.

50. Buwalda R.J., Schuijf A., Hawkins A.D. Discrimination by the cod of sounds from opposing directions // J. Comp. Physiol. - 1983. - Vol. 150. - P. 175-184.

51. Cerchio S., Dahlheim M. Variation in feeding vocalizations of humpback whales Megaptera novaeangliae from southeast Alaska // J. Bioacoustics. - 2001. - Vol. 11. - P. 277-295.

52. Demski L.S., Gerald J.W., Popper A.N. Central and Peripheral mechanisms of teleost sound production // Amer. Zool. - 1973. - № 13. - P. 1141-1167.

53. Denton E., Blaxter J. The mechanical relationships between the clupeid swimbladder, inner ear and the lateral line // J. Mar. Assoc. U.K. - 1976. - Vol. 56. - P. 787-807.

54. Doksæter L., Godo O.R., Handegard N.O. et al. Behavioral responses of herring (Clupea harengus) to 1-2 and 6-7 kHz sonarsignals and killer whale feeding sounds // J. Acoust. Soc. Am. - 2009. - Vol. 125. - P. 554-564.

55. Enger P.S. Hearing in herring // J. Comp. Biochem. Physiol. - 1967. - Vol. 22. - P. 527-538.

56. Fay R.R. Sound localization by fishes // Sound Source Localization. - N.Y. : Spinger Science ; Business Media, 2005. - P. 36-66.

57. Fay R.R., Popper A.N. Hearing in fishes and amphibians: An introduction // Comparative Hearing: Fish and Amphibians. - N.Y. : Springer-Verlag, 1999. - Р. 43-100.

58. Fish Bioacoustics / eds J.F. Webb, R.R. Fay, A.N. Popper. - N.Y. : Springer Science ; Business Media, 2008. - 318 p.

59. Ford J.K.B. Acoustic behavior of resident killer whales (Orcinus orca) off Vancouver Island, British Columbia // Can. J. Zool. - 1989. - Vol. 67. - P. 727-745.

60. Goetz F.A., Dawson J.J., Shaw T., Dillon J. Evaluation of low-frequency sound transducers for guiding salmon smolts away from a navigation lock // Am. Fish. Soc. Symp. - 2001. - Vol. 26. - P. 91-104.

61. Hawkins A.D. The hearing abilities of fish // Hearing and sound communication in fishes. - N.Y., 1981. - P. 109-138.

62. Hawkins A.D., Johnstone A.D.F. The hearing of the Atlantic Salmon, Salmo salar // Fish Biol. - 1978. - № 13. - P. 655-673.

63. Hu M.Y., Yan H.Y., Chung W.S. et al. Acoustically evoked potentials in two cephalopods inferred using the auditory brainstem response (ABR) approach // J. Comp. Biochem. and Physiol. - 2009. - Vol. 153, pt A. - P. 278-283.

64. Jurasz D.M., Jurasz V.P. Feeding modes of the humpback whale (Megaptera novaeangliae) in southeast Alaska // Scientific Reports of the Whales Research Institute. - Tokyo, 1979. - Vol. 31. - P. 69-83.

65. Kaatz I.M. Multiple Sound-Producing Mechanisms in Teleost Fishes and Hypotheses Regarding Their Behavioural Significance // Bioacoustics. - 2002. - Vol. 12. - P. 230-233.

66. Kaifu K., Akamatsu T., Segawa S. Underwater sound detection by cephalopod statocyst // Fish. Sci. - 2008. - Vol. 74. - P. 781-786.

67. Kasumyan A.O. Sounds and sound production in fishes // J. Ichthyol. - 2008. - Vol. 48, № 11. - P. 981-1030.

68. Kasumyan A.O. Structure and function of the auditory system in fishes // J. Ichthyol. - 2005. - Vol. 45, Suppl. 2. - P. 223-270.

69. Komak S., Boal J.G., Dickel L., Budelmann B.U. Behavioural responses of juvenile cuttlefish (Sepia officinalis) to local water movements // J. Marine and Freshwater Behavour and Physiol. - 2005. - Vol. 38(2). - P. 117-125.

70. Kuznetsov M.Y., Kuznetsov Y.A. Sound production in some physostomous fish species and effects of biological sounds on fish // The Effects of Noise on Aquatic Life. - N.Y. : Springer Science ; Business Media, 2012. - P. 177-180.

71. Maniwa Y. Attraction of bony fish, squid and crab by sound // Sound Reception in Fish. - Amsterdam, 1976. - P. 271-283.

72. Mann D.A., Higgs D.M., Tavolga W.N., Popper A.N. Ultrasound detection by clupeiforme fishes // Bioacoustics. - 2002. - Vol. 12. - P. 188-191.

73. Parmentier E., Lagardere J.P., Braquegnier J.B. et al. Sound production mechanism in carapid fish: first example with a slow sonic muscle // J. Exp. Biol. - 2006. - № 209(15). - P. 2952-2960.

74. Pitcher T.J., Parrish J.K. Functions of shoaling behaviour in teleosts // The behaviour of teleost fishes. - L. : Chapman and Hall, 1993. - P. 364-439.

75. Popper A.N. An overview of the applied use of sound in fisheries and fish biology // Bioacoustics. - 2002. - Vol. 12. - P. 303-306.

76. Popper A.N., Carlson T.J. Application of sound and other stimuli to control fish behavior // Transactions of the American Fisheries Society. - 1998. - Vol. 127. - P. 673-707.

77. Popper A.N., Fay R.R., Platt C., Sand O. Sound detection mechanisms and capabilities of teleost fishes // Sensory Processing in Aquatic Environments. - N.Y. : Springer-Verlag, 2003. - P. 3-38.

78. Popper A.N., Schilt C.R. Hearing and Acoustic Behavior: Basic and Applied Considerations // Fish Bioacoustics. - N.Y. : Springer Science ; Business Media, 2008. - P. 17-48.

79. Ramcharitar J., Gannon D.P., Popper A.N. Bioacoustics of the family Sciaenidae (croakers and drumfishes) // Tran. Am. Fish. Soc. - 2006. - № 135. - P. 1409-1431.

80. Schack H.B., Malte H., Madsen P.T. The responses of Atlantic cod (Gadus morhua L.) to ultrasound-emitting predators: stress, behavioural changes or debilitation? // J. Exp. Biol. - 2008. - Vol. 211. - P. 2079-2086.

81. Schuijf A. Directional hearing of cod (Gadus morhua) under approximate free field conditions // J. Comp. Physiol. - 1975. - Vol. 98. - P. 307-332.

82. Similä T., Ugarte F. Surface and underwater observations of cooperatively feeding killer whales in northern Norway // Can. J. Zool. - 1993. - Vol. 71. - P. 1494-1499.

83. Simon M., Ugarte F., Wahlberg M., Miller L.A. Icelandic killer whales Orcinus orca use a pulsed call suitable for manipulating the schooling behaviour of herring Clupea harengus // J. Bioacoustics. - 2006. - Vol. 16. - P. 57-74.

84. Simon M., Wahlberg M., Ugarte F., Miller L.A. Acoustic characteristics of underwater tail slaps used by Norwegian and Icelandic killer whales (Orcinus orca) to debilitate herring (Clupea harengus) // J. Exper. Biol. - 2005. - Vol. 208. - P. 2459-2466.

85. Sorokin M.A. Directional hearing in cluipeidae // Soviet. Mar. Biol. - 1989. - Vol. 14. - P. 329-335.

86. Szymanski M.D., Bain D.E., Pennington S. et al. Killer whale (Orcinus orca) hearing: Auditory brainstem response and behavioral audiograms // J. Acoust. Soc. Am. - 1999. - № 106. - P. 1134-1141.

87. Tavolga W.N. Sound production and detection // J. Fish Physiol. - N.Y., 1971. - № 5. - P. 135-205.

88. Van Opzeeland I.C., Corkeron P.J., Leyssen T. et al. Acoustic behaviour of Norwegian killer whales, Orcinus orca, during carousel and seiner foraging on spring-spawning herring // J. Aquat. Mamm. - 2005. - Vol. 31. - P. 110-119.

89. Visser I.N. Killer whale (Orcinus orca) interactions with longline fisheries in New Zealand waters // J. Aquatic Mammals. - 2000. - Vol. 26. - P. 241-252.

90. Wahlberg M. A review of the literature on acoustic herding and attraction of fish // Fiskeriverket Rapport. - 1999. - Vol. 2. - P. 5-43.

91. Wiley D., Ware C., Bocconcelli A. et al. Underwater components of humpback whale bubble-net feeding behaviour // Behaviour. - 2011. - Vol. 148(5). - P. 575-602.

92. Wilson B., Batty R.S., Dill L.M. Pacific and Atlantic herring produce burst pulse sounds // Biol. Letters. - 2004. - Vol. 271. - P. 95-97.

93. Yan H.Y., Anraku K., Babaran R.P. Hearing in marine fish and its application in fisheries // Behavior of Marine Fishes: Capture Processes and Conservation Challenges. - Ames : Blackwell Publishing Ltd., 2010. - P. 45-64.

94. Young J. The angular acceleration receptor systems of diverse cephalopods // Phil. Trans. R. Soc. Lond. - 1989. - Vol. 325, pt B. - P. 189-237.

95. Zelick R., Mann D.A., Popper A.N. Acoustic communication in fishes and frogs // J. Comparative Hearing: Fish and Amphibians. - N.Y. : Springer Science ; Business Media, 1999. - P. 363-411.


Для цитирования:


Кузнецов М.Ю., Кузнецов Ю.А. Гидроакустические методы и средства оценки запасов рыб и их промысла. Часть 2. Методы и средства промысловой биогидроакустики. Известия ТИНРО. 2016;184:264-294. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2016-184-264-294

For citation:


Kuznetsov M.Y., Kuznetsov Y.A. Hydroacoustic methods and tools for fish stock assessment and fishery maintenance Part 2. Methods and tools of fishery biohydroacoustics. Izvestiya TINRO. 2016;184:264-294. (In Russ.) https://doi.org/10.26428/1606-9919-2016-184-264-294

Просмотров: 133


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1606-9919 (Print)
ISSN 2658-5510 (Online)