浮游生物水下遥测方法研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述海洋技术浮游生物水下遥测方法研究摘要由于传统的海洋生物采样方法无法胜任海洋浮游生物的研究和评估，因此将声学方法用于海洋浮游生物的调查，可以作为海洋生物采样方法的一个有益补充或者是作为一种直接方法来使用。在利用和开发海洋的过程中，水声被广泛的加以利用，这是因为相对于其他形式的辐射探测手段来说，水声的衰减较小。海洋浮游生物的声学调查方法研究基于对浮游生物的声波散射特性来建立，通过选取一些典型的并且对于渔业和海洋生态等方面有重要意义的浮游生物，研究分析其声波散射规律。由于一般浮游动物的尺寸大小多为毫米量级，而浮游植物则要更小，甚至达到微米量级，

2、所以可以通过选用适当频率范围的超声波信号来实现对浮游生物散射信号的观测。根据它们对水下声波信号的响应来分析其声学散射规律及散射特性，从而设计出海洋浮游生物声学探测方案，最终理论联系实际能够实时测量海洋中浮游生物的分布情况。关键词：声学方法；浮游生物的调查；传统浮游生物调查海洋向人类提供了大量的食品资源，既包括经济鱼类、虾类、蟹类，也包括等其他其他海洋生物，在海洋食物链中，浮游生物占据着底层，所以对于整个海洋食物链起着至关重要的作用。它的数量和分布可作为探索鱼类索饵洄游路线和寻找渔场的标志，对捕捞业有一定指导意义。浮游生物还可以直接提供大量的蛋白质资源，可

3、以作为养殖业的饵料基础，能够有效提高沿海渔业养殖的产量。另外，浮游生物对于海洋生态也起到关键的作用，比如，对于海洋生态、渔业环境产生很大破坏作用的赤潮，就是由于浮游生物大量增殖所致。由此可以看出，海洋浮游生物的数量变化和分布即可以反映一定海区的海洋生态环境状况，又可以作为探测鱼群和寻找渔场的依据，此外很多种类在可以作为海流或者水团的指标。浮游生物浮游生物属于植物界和动物界大多数门类，它们体积一般较小缺乏发达的运动器官，游泳能力很弱或没有，通常是悬浮在水层中常随着水流流动而5移动的海洋生物，它们种类繁多；但绝大部分个体都很小，大多数一般肉眼是看不见的必须要

4、在显微镜下才能看到它们的构造，绝大多数只有千分之几至百分之几厘米大小，可是它们的繁殖能力非常强，在条件适宜的环境下，单个浮游生物的个体，一般在较短的时间内就能够充满整个水体，哪怕在受到各种恶劣的自然环境限制和约束下，它们数量也非常大，分布也很广，世界各大洋和海域几乎都有。对于浮游生物的研究，在水产养殖、渔业生产及海洋科学研究方面都具有重要意义。研究在海洋生态系统中占有重要作用的浮游生物时，主要是对它们的繁殖、生长周期和消亡过程变化的进行观测调查。传统的浮游动物调查方法一般是采用人工生物拖网取样和现场取样，需要耗费大量的人工和时间对数据进行分析和统计而且误

5、差也比较大。传统的浮游生物测量方法，它们主要是采用浮游生物拖网和采集现场水样进行浮游生物丰度或浮游生物量(湿重或干重)检测，无法进行浮游生物的丰度、种类数量进行大空间范围的监测，这些方法里面存在许多问题：①拖网空间分辨率范围小，只有几米甚至几十米②拖网会对浮游生物的样品造成损坏③拖网无法反映浮游生物的分布情况④需要耗费大量的人工和时间对数据进行分析和统计易产生误差。另外，传统的海洋浮游生物调查方法还存在许多不足之处。首先是需要较长的时间，从调查船开赴调查海区到返回实验室进行人工测定，一般需要几周甚至几个月的时间才能得到结果，而在这段时间内可能由于一些因素

6、的影响，对应海区的浮游生物种类及数量已经发生了变化，因此不具有实时性；其次是需要耗费大量的人力操作，从前期的采水器或者采集网操作到后期的人工分类计数等都需要人力来完成；另外，当船在运动中采样或者海流速度较大时，吊绳会产生较大的倾斜，因此在深度方向上不能得到准确的数值，存在一定的误差，并且这种误差是难以控制的，受到采样方法、航行速度及海况等多种因素影响。传统的调查方法的这些缺点已经难以满足当今世界对于浮游生物研究的需要，而我们利用声学对就可以对浮游生物的丰度、种类数量进行大空间范围的监测。因为声学测量的优点有①声波在水中传播能量损耗小②声波在水中的传播距离

7、远③声波在水中的测量范围大5利用声学方法进行海洋生物的探测及调查目前在国内外是比较感兴趣的一个领域。目前对于有机体声散射的形态学和物理性质已经有了部分的研究，并且对于散射过程也有了一定的理论支持。目前该项技术已经可以应用于浓度分析和粒径分布的观测等方面，并且国外已有学者利用不同频段的超声波对相关海域的浮游生物进行了一些研究，但这些工作仅仅对所研究海域采集到的浮游生物的目标强度与浮游生物数量之间的关系等方面进行了分析，并没有具体研究某一特定物种的声散射规律。小结综上所述当陆地资源不断的开发利用，慢慢地不够用并明显的开始限制人类社会发展和资源矛盾激化时，我们

8、有必要且必须把目光投向覆盖地球71%的海洋了，海洋具有大量的生物资源和各种矿场，