Page 114 - 《水产学报》2025年第7期
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黄真理，等                                                                 水产学报, 2025, 49(7): 079309

              法。在鱼道中通过观察室从侧面拍摄图像                       [14] ，  像，所以这种方法不适用于野外快速人工智能
              优点是获取的图像是鱼体“侧身像”，有助于种                            检测识别。皮肤特征，雄性头部、尾鳍、尾臀会有
              类识别，缺点是画面十分模糊和视频质量差，                             “追星”，雌鱼没有。裸鲤雌雄的外形差异是显
              无法定量测量鱼体长度。为了获得清晰的鱼群                             著的，洄游行为差异尚无文献报道。如何通过
              图像，通常设计专门的“狭小”过鱼通道，把鱼                            俯视裸鲤图像提取裸鲤雌雄鱼的外形特征指标
              群“驱赶”进入过鱼通道，从侧面拍摄鱼群图                             和洄游行为差异来识别雌雄，加上皮肤表面“追
              像 ，解决了成像清晰的问题，但是干扰了鱼                             星”信息，值得进一步研究。
                 [24]

              群洄游，同时带来较为严重的“重叠遮挡”问题。
                                                               3.2    雌雄性比对裸鲤种群的影响
              裸鲤每小时的洄游通过量高达数万尾，采用此
                                                                   鸟类和哺乳类等进化程度较高的脊椎动物，
              成像方法无法准确统计数量。本研究中测量区
                                                               性别通常由遗传基因决定，雌雄比例为                     1∶1。
              域  ROI 布置在泉吉河鱼道的一个鱼坎上，背景
                                                               鱼类有基因和环境两种决定机制，多数同时受
              板高程与原来的混凝土平台高程一致，没有
                                                               基因和温度的影响，雌雄差别过大会影响繁殖
              改变鱼道设计和干扰鱼群洄游。该区域存在
                                                               率，甚至导致种群灭绝            [25-26] 。雌雄性比也是构
              30 cm  以内的水头差，流速相对较大。裸鲤通
                                                               建鱼类种群动力学模型估算资源量变动的重要
              过  ROI 时不会在此停留，而是快速沿着底部上
              溯或降河，极少出现“重叠遮挡”。本研究开发                            参数。在青海湖雌雄性比调查中，裸鲤湖泊样
                                                               本代表着总资源量信息，河流样本只代表洄游
              的  AI-Fish  算法系统对每条鱼在          ROI 进行轨迹
                                                               群体的信息。对于溯河产卵鱼类来说，湖泊和
              跟踪，即使鱼群密度很大时出现多条鱼短暂“重
              叠遮挡”，这些鱼很快会分开，不影响鱼体三节                            河流中的雌雄性比通常是不同的，二者存在内
                                                               在联系，要分别采样和统计。因此，针对具体
              点模型算法对每条鱼轨迹线的跟踪。

                                                               物种，湖泊和河流中的雌雄性比需要维持在正
                   图像畸变校正问题  本研究中获得的鱼
              群图像为光学成像，相机采用标准镜头，帧频                             常、合理区间，才能确保种群的稳定和繁衍持
              动态响应快，从          30  到  60 fps (帧/s) 甚至更高，       续。比如与裸鲤洄游类型相似的中华鲟                       (Aci-
              一般用    30 fps 就能满足需求。相机的布设高度                     penser sinensis)，也是溯河产卵鱼类，河流和海
              距离鱼群大约         3.5 m，平面测量范围为          6.0 m×     洋中雌雄性比接近         1∶1。
              0.5 m。每年安装调试时，用正方形棋盘格对每                              关于裸鲤的雌雄性比            (r∶1)，目前普遍认
              台相机进行标定，获取鱼体全长参数的换算系                             为湖泊中雌多雄少，具体数值各研究中的差异
              数。从视频中可以看到，沿河宽方向存在一定                             较大，r 值为     1.69~3.70 [20, 27]  (表  3)。本研究  2024
              的桶形畸变，这是由相机镜头光学特性导致的                             年  7—8  月调查的青海湖裸鲤雌雄性比                 r 高达
              图像扭曲。为了提高鱼体外形尺寸的测量精度，                            7.27。目前各研究结果表明，河流中每年的裸
              今后在人工智能算法中需要引入畸变校正模型，                            鲤洄游繁殖群体为雌少雄多，并且差异较大                    [28-30] 。
              通过鱼体的空间位置对鱼体长度或宽度进行                              本研究数据显示，每年的裸鲤雌雄性比差异较
              修正。                                              大，布哈河       2022  年  r 为  0.28，2020  年为  2.71；

                   种类和雌雄识别问题  种类识别问题，                          黑马河    2022  年为  0.62，2020  年为  7.00。尽管有
              对成像质量要求更高，要求能够“看清”不同种                            些年份确实出现雌少雄多的现象，但是多年平
              类的特征符号和细节，因此，目前尚未报道成                             均结果显示，总体上雌雄性比接近                 1。
              熟的快速检测通用方法。本研究区域只有裸鲤                                 本研究初步发现，雌雄性比出现偏差，除
              一个物种，不涉及多种鱼类的识别问题，但是                             了与采样时间、地点和样本量有关外，不同年
              无法识别雌雄。裸鲤的雌雄外部特征主要体现                             份在河道繁殖的放流群体雌雄性比差异也普遍
              在腹部和臀鳍上。雌鱼个体较大，腹部饱满圆                             较大，可能与繁殖水温密切相关，但缺少实证
              润，臀鳍椭圆形。雄鱼个体较小，腹部较瘦，                             研究。近     20  年来，在全球气候变暖的背景下，
              臀鳍圆形，末端具倒钩。因此，通常采用观察                             河流径流量增加导致青海湖水位持续上升，裸
              臀鳍形状和末端有无“倒钩”来辨别雌雄，然而，                           鲤资源量也持续增加。同时，气候变化引发水
              在野外环境下，很难获得每条鱼清晰的臀鳍图                             温异常，可能会影响每年雌雄性比，继而影响

              https://www.china-fishery.cn                           中国水产学会主办    sponsored by China Society of Fisheries
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