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1、2017 年 7 月远洋渔业深圳市超频三科技股份有限公司熊巍 第一期内刊 LEDLED 灯具在远洋渔业捕捞上的应用探讨灯具在远洋渔业捕捞上的应用探讨 熊熊巍巍雷艳华雷艳华 深圳市超频三科技股份有限公司广东深圳 深圳市超频三科技股份有限公司广东深圳 摘要 本文通过介绍鱼类自身的生理结构特点 活动特性 远洋渔类的分层结构 结合目前远洋渔业捕捞人工 光源的的现状 探讨光诱 LED 灯具在远洋渔业捕捞应用上的难点 为远洋渔业捕捞的讨论起到拋砖引玉的作用 我国是世界第一渔业大国 现拥有各类远洋作业 渔船 3000 余艘 实际生产总值达数百亿元 其中作 为我国三大远洋渔业之一的光诱渔业 其使用的集鱼 灯是
2、光诱渔业的重要装备之一 对渔船捕捞的成本和 渔货产量都起到一定的作用 国内外学者对大型专业 光诱渔船的集鱼灯做了大量的研究工作 然而我国渔 业捕捞设备相对落后 光诱渔船使用的传统金卤灯其 功率大 能耗高 寿命短 光源浪费严重 而所产生 的紫外线对船员健康产生较大的影响 LED 作为一种 新兴光源 目前在渔业捕捞上有所应用 但船长们所 反馈的实际使用效果各不相同 船东们希望节省柴油 的同时 能捕获更多的鱼 但 LED 灯具其试错成本高 加之很难证明 LED 诱渔灯具的应用能给船东捕来更多 的鱼 导致目前船长们对 LED 捕渔灯有一种抵触心理 目前大部分仍然传统金卤灯和钨卤灯 其高昂的渔业 生产成
3、本 严重制约着我国远洋渔业的发展 1 深海鱼类趋光性 向光性 原理特征控讨 1 1 鱼对光刺激的阈值反应深海鱼的视阈比人低 10 倍 各种鱼的光刺激值虽有差别 但一般情况下锥体 细胞的阈值为 10 0 10 2Lx 而杆状细胞为 10 4 10 5Lx 用行为方法测定暗适应状态下鳕鱼 鳀鱼 竹荑鱼 银汉鱼 狭鳕光阈值的结果为 10 5 10 7LX 用行为方 法研究海水鱼的光谱敏感曲线时指出 明适条件下海 水鱼为 560nm 淡水鱼为 610nm 在暗适应条件下海水 鱼为 520nm 淡水鱼为 560nm 从个体发生看 幼鱼 和成年鱼光谱敏感曲线没有变化 从明适应向暗适应 过渡时 仔鱼和成年鱼
4、的光谱敏感曲线都向短波处移 动 这种变化说明鱼对生存环境条件的适应 1 2 月光对鱼类趋光的影响 在渔业捕捞中月光对捕鱼效率有不利的影响 月 初的捕获量比满月时多 我国广大渔民在生产实践中 也积累了月光影响捕鱼效率的事实 那么如何来解释 月光对鱼类趋光的不利影响 从月光对鱼类视觉影响上 说 在月光之夜海水不太深的地方捕鱼 人工光源的引 诱作用显著降低 这是因为月光不仅照射到海表面并渗 透到水的一定深度 这样月光作为背景光降低了人工光 源照明的强度 便鱼眼对光源的分辨阈值增加 这样鱼 就不能在光源处稳定集群 鱼的行为处在离散状态 因 此显著减少了捕获量 实验表明即使提高人工光源的强 度 只能在一
5、定程度上提高其趋光效率 为了克服月光 对灯光诱鱼的影响 必须采取的第一个措施就是增加人 工光源的亮度 但审不是唯一方法 另一可取的措施是 在月光照明下光诱灯源可采用短波部分的颜色光 这样 一方面可以提高人工光源的亮度 另一方面可使颜色光 与月光照明产生较强的对比性 使鱼能趋向颜色光 20 世纪初期 人们认为小海鱼是无色视觉者 但随着研究 的深入 除鲟鱼和鳐鱼外 大多数硬骨鱼和七鳃鳗都具 有辨别颜色的能力 1 3 光照区鱼类的行为特征 光照条件与鱼行为的关系可分为二类 一类是随照 度的增强而活动增强 如竹荚鱼和银汉鱼 第二类是随着 照度的增加而其活动直线地减少 这种鱼只是在 0 1 到 0 01
6、Lx 时才活动 如江鳕 摄食时视觉起主导作用 第 二类鱼具有夜间和黄昏摄食的特性 如大的凶猛的鱼主 要在夜间和底层活动 如果把喜光鱼 鳀鱼 竹荚鱼等 的眼睛除去 这些鱼就不能摄食而死亡 而底层凶猛鱼 除去眼后仍能很好地摄食 此外还观察到 不同鱼集群 和集群消失的光照条件也是不同的 一般说 上层鱼是 在 12 14Lx 以上照度才开始集群 而在低于 0 01Lx 时集 群消失 海上光照区不同对水上 水下不同光源不同鱼的反 应也不同 某些鱼能很好地水上光所吸引 如秋刀鱼和 沙丁鱼 而另一些则被水下光所吸引 如鲱鱼 不 同 不同鱼在光照区集中的时间是不同的 鲱鱼和鳀鱼 2017 年 7 月远洋渔业深
7、圳市超频三科技股份有限公司熊巍 第一期内刊 只要几秒 而沙丁鱼需要 10 40 分钟才在光区集中 光照区鱼的行为是不同的 鲱鱼和鳀鱼在灯光边大量 集群时作出或大或小的正确的圆周运动 一般作逆时 针运动 扁鄂针鱼则力图快速趋向灯并接触灯 此 外 光照区鱼的行为也依赖于光源的状态 动或静止 而变化 根据水下照相和观察表明 在水下光源向下 移动时 鲱鱼从水上层趋向远离的光 过一定时候绕 灯形成密集的集群 外界环境因素对鱼在光照区行为的影响 首先鱼 的行为和分布是与水温有关 沙丁鱼等是喜温性鱼 类 其生存的最上层的水温在 6 26 范围内 超过或 低于适宜温度时鲱鱼就不趋光 其次降低水的透明度 使光诱
8、作用的光诱捕捞效率显著降低了 反之在很透 明的水中有高的捕获率 最后潮流和船的飘浮对鱼的 行为也有影响 一般在水表面的捕捉水平线的潮流不 利于鱼在光照区的集群 在光诱鲱鱼进如潮流的速度 等于鲱鱼运动速度时 光诱就不能成功 船的飘流速 度超过一定范围时就会使鲱鱼在光照区集群发生困 难 鱼的生理状态对鱼在光照区行为的影响 鱼的年 龄和生理状态 性成熟 饥饿状态等 影响鱼在光照 区的行为 幼鱼对光有正反应 而成年状态就避光 生殖和产卵期鱼避光 而过后恢复对光反应 饥饿会 增加鱼的对光反应 因而使捕获量显著增加 1 4 鱼在水中的空间定向 鱼眼的协调机能 鱼在水中能看多远 这是与鱼 的协调机能相联系的
9、 眼内的睫状肌对水晶体的调节 是协调机能的关健 不同鱼的协调深度和速度是不一 样的 凶猛的鱼比温和的鱼协调程度来得高 为了说 明鱼眼不是近视的 曾在 13 种海鱼上测试了在 6 个 视野方向上的协调时的折光度 测量结果表明 在打 阿托品和箭毒 麻醉药 之前所有研究的鱼眼是远视 的 可看几米 的正常的 而打针之后也仅在某些方 向上是近视的 从这些实验中可以得出结论 即在正 常状态下鱼没有近视而是远视的 所以说鱼的空间定 向是无穷远的 鱼的空间视野 鱼能看多大范围 鱼眼在视中轴 方向上特别扁化 鱼眼瞳孔宽受到光线影响时不收 缩 鱼眼是潜望镜式的 收集来自各方面的光线 鱼 眼的单眼视野范围大 双眼视
10、野小 例如淡水鲑鱼每 眼在水平面上的视野测定为 160 170 而人眼仅 为 154 在垂直面上鱼为 150 而上为 134 双眼视 野时鱼眼为 20 30 而人眼为 120 鱼的视敏度 鱼眼的视敏度依赖于鱼眼的视网膜 和光学装置的分辨能力 各种鱼眼的水晶都呈球形 这 是适应生活在水中的几何形象 球形透镜与其它形式的 透镜相比能进入很大的光量 因此鱼眼比人眼在光能通 过聚焦平面上要大 4 倍 鱼眼的焦距为 2 55 而人的焦 距为 22 8 所以说鱼眼能人眼的焦距短 而且有较大的 拆光能力 因此近区的可距高为 1 50mm 范围内 鱼的视 网膜的分辩力据测定 其最小分辨角起伏在 4 2 15
11、4 分 此外增加照度可以明显地增加视敏度 据报导海水 鱼类在亮增大的同时 视敏度按指数函关系增加 亮度 较低时各种鱼视敏度的差别不明显 但亮度高时各种鱼 的差虽却十分显著 然而 海水多玩类达到最大视敏度 时的光强度都是一定的 约为 10nt 总之 就鱼的空间视觉而言 鱼眼能看无穷远 不 同形态的鱼的视敏度起伏于几分至几十分范围内 1 5 鱼类趋光的原因和机制 鱼类趋光的理论可分为三种 第一种是廖勃的非透 应性肌紧张理论 鱼具有二面对称的身体 当光线不均 匀地照射鱼的右或左眼时 改变了鱼肌紧张的对称性 为此使鱼强近向光源运动 第二种是法朗茨的适应性理 论 鱼对光反应是适应性的 即是由鱼的生态和发
12、展历 史所制约的 第三种为楚塞尔的信号理论 鱼的趋光性 看作是一种无条件和有条件的食物反射 2 远洋鱼类分布 上 中 下 海洋鱼类种类繁多千姿百态 生物学家按目 科 属 种分门别类约有 2 万多种之众而水产工作者却多按 水层 深度将鱼分为中上层鱼类 中下层鱼类和底层鱼 类 各层鱼类的色彩 形态特征与所栖息的自然环境其 高度的统一体现出物以类分 鱼以群集的自然特性 中上层鱼类 按平面划分可分为潮间带 浅海区和远 洋区 典型的中土层鱼类身体呈梭形 两端尖细 在海水 中游泳阻力小 大部分为高速游泳鱼类 中下层鱼类 这里指的是水深 200 米以内的中下层 鱼类浅海海底常可分为岩礁与泥沙海底 黑绸 真绸
13、就 常生活在多岩礁地区 鳃鱼 皱唇鳖 扁头哈那鳖 扁 鳖等 嘴在头下部 常在泥沙质海底觅食 水深超过 200 米的中下层鱼类 常称为深海鱼 人们 把水深 200 一 3000 米称作半深海 把水深 3000 一 6000 的米称作深海 而把水深 6000 米以下的海沟称作超深 海 深海光线昏暗 食物贫乏 压力大 故深海鱼类形态奇 特色彩一般都呈银色 黑色和紫黑色 如在半深海生活 的巨尾鱼 后肛鱼 长着望远镜式的眼睛 可充分利用这 里的一丝微光 以搜寻食物 再如 看上去好似有头没有 尾的翻车鱼 头重尾轻常潜到半深海生活 也常发现在中 2017 年 7 月远洋渔业深圳市超频三科技股份有限公司熊巍
14、第一期内刊 上层海面上缓慢游泳 随波逐流因其身常常附着发光 动物 故游动时闪闪发光 人们称其为 月亮鱼 巨喉 鱼和囊咽鱼常张开巨口过滤海水获得食物碎屑 许多 深海鱼都会发光 烛光鱼身体两侧有多排发光器 像 一支支蜡烛 可作为异性互相认识的标志 许多深海 鱼眼睛退化或埋于皮下成为睁眼瞎子 常用触觉器官 代替视觉器官 如深海盲帚鱼 其鳍条延长似扫帚 3 在日本现代科学进步的渔业中 依靠诱鱼灯 的三种主要渔业是围网渔业 棒受网渔业和鱿鱼钓渔 业 3 13 1 围网渔业围网渔业 围网渔业由一个包括网船组 主船 一艘探鱼 船 一艘灯船和一艘运输船组成的船队进行 当探鱼 船探测到鱼群后 灯船直接进入鱼群中
15、部 使用船上 灯和水下灯开始诱鱼作业 这种作业的作用是把鱼群 从中水层带上表水层 并稳定鱼群的移动 然后网船 以灯船为中心形成大弓形进行抛网 灯船仍然不动 灯光集中照射 直到网船完成投网并收拉紧围网底环 纲 这时 当肯定鱼群完全被围住后 灯船才移出围 圈 3 23 2 棒受网渔业棒受网渔业 棒受网渔法是非常有效的捕鱼技术 可看作是敷 网渔法的最新发展 使用这一技术的最典型的渔业是 近海秋刀鱼渔业 秋刀鱼棒受网渔船一到达就开亮挂 船的左舷上的诱鱼灯 开始在广阔的水域上慢速巡 航 诱集秋刀鱼群 当随集在水面灯光区的鱼数足够 多时 船停下来 把棒受网挂在船的左舷 放入水中 接着开亮挂在网上缘附近的诱
16、鱼灯 同时熄灭右舷上 的诱鱼灯 鱼从船的下面游向网缘上的诱鱼灯光照区 当证实网上有足够鱼时 将网提出水面把鱼类捕获 3 33 3鱿鱼钓渔业鱿鱼钓渔业 普通鱿鱼钓是夜间进行的一种渔业 使用回声探测仪 探测洞游中的鱿鱼群 选择最好的捕捞地点 然后用 海锚将船泊住 将挂在甲板上的诱鱼灯全部开亮 接 着把设置在渔船两舷上的自动鱿钓机移至舷外并动 该渔具有一根钓线 结附着约个钓钩诱饵 钓钩间距 为 1 米 这些钓线在椭型滚筒式钓机上 钓机先朝一 个方向转动 然后朝另一个方向转动 保持钓钩在水 中不断作上 下运动 鱿鱼抓住钓钩 并用触须包住 钓钩 直到它们被带出水面为止 这时鱿鱼自然放弃 钓钩 掉落在船的甲板上 鱿钓作业就这样连续不停 地作业到拂晓 我国海洋捕捞渔船中 光诱作业占据重要位置 该类作 业方式包括围网 敷网 远洋鱿钓 秋刀鱼围网等 集鱼灯是光诱渔业的重要生产工具 由于海洋资源日渐 衰减 加之渔船数量众多 产量竞争加剧 渔民受灯光 越强产量越高的思维影响 集鱼灯的功率越装越大 单 船从几年前的几千瓦发展到现在的几百千瓦 功率增加 迅速 导致为集鱼灯供电的发电机组燃油成本急剧上升 再加上监
