一种评价鱼类增殖放流效果的监测装置的制作方法

本发明涉及鱼类人工增殖放流效果的评价技术，尤其涉及一种评价鱼类增殖放流效果的监测装置。

背景技术：

过去50年间人口的持续增加和经济活动的不断扩展，对地球生态系统造成了巨大压力，人类活动已对地球上60％的河流和湖泊产生负面影响。生物多样性迅速降低，三分之一的物种濒临灭绝。人类活动对河流生态系统干扰的日趋剧烈，水利水电工程在带来巨大经济效益的同时，阻隔了河流的连通性，破坏了鱼类原有生境及洄游线路，可能导致部分回游性鱼类种群的灭绝；此外，污水排放导致的水质恶化以及过度捕捞等，也是造成鱼类种群和数量快速下降的原因。为了恢复鱼类种群数量，人工增殖放流是一种有效的生态修复措施，特别是对水生生态系统中位于食物链顶端的旗舰种鱼类和建群种鱼类，在一定程度上，可以恢复其种群数量，避免其灭绝。近年来，长江、澜沧江、珠江等流域相继实施了人工增殖放流措施，但其运行效果往往依靠渔民的捕获量来推算，难以准确评估。因此，迫切需要通过监测增殖放流实施效果，来改进放流种类、数量，提高人工生态修复的效果，实现精准放流。目前的监测方法主要有网具回捕法、水产品市场获得法和悬赏回收法，但上述方法存在如下缺陷：

1.网具回捕法可能违反鱼类保护区管理规定，对鱼类自身产生损害，且耗时费力，不宜长期开展；

2.水产品市场获得法，通常采取到沿江各段所属市场抽样调研方式开展，全面实施难度大，准确性低；

3.悬赏回收法，采用从渔民手中高价获取的方式，准确性存疑，且可能诱发掠夺性捕捞，背离增殖放流初衷；

4.现有方法均无法精准判断增殖放流鱼种的存活率及其生活场所。

上述缺陷使得增殖放流实施和评价过程中准确性和针对性大为降低，无法分析特定种类的存活率、存活周期、存活栖息地等，无法分析鱼类生活史中其洄游规律和活动习性，从而使得增殖放流实施的效果难以评价，无法做到有的放矢。因此需要一种能够精确评估增殖放流实施效果的监测装置，针对每一种放流鱼类实施精准判识，可以长效分析鱼类增殖放流后存活效果，从而建立全面的增殖放流评估体系，优化放流种类、数量及其鱼种年龄。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种评价河流鱼类增殖放流效果的监测装置，从而实现定量评估增殖放流实施效果。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种评价鱼类增殖放流效果的监测装置，包括蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、卷扬器ⅰ4、定滑轮ⅰ5、天线7、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11、数据采集箱12、定滑轮ⅱ13、卷扬器ⅱ14、电机ⅱ16、蓄电池ⅲ17、钢缆ⅰ19、钢缆ⅱ20、固定环ⅰ21、固定杆22、诱鱼拟饵23、连接杆24、监测环25、固定环ⅱ26、钢缆ⅲ27、钢缆ⅳ28、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31、漂浮平台32、数据线缆卷扬器35、数据线缆36、pit标记频射阅读器；

漂浮平台32为空心箱体结构，蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、卷扬器ⅰ4、定滑轮ⅰ5、天线7、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11、数据采集箱12、定滑轮ⅱ13、卷扬器ⅱ14、电机ⅱ16、蓄电池ⅲ17、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31设置在漂浮平台32内部；

漂浮平台32顶部内壁设有定滑轮ⅰ5、定滑轮ⅱ13、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31；

漂浮平台32内部一侧靠中间的位置蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、两个卷扬器ⅰ4；蓄电池ⅰ1与电机ⅰ2连接，电机ⅰ2的两个输出端分别连接两个卷扬器ⅰ4，两个卷扬器ⅰ4对称设置在电机ⅰ2两侧，两个卷扬器ⅰ4上分别缠绕钢缆ⅲ27、钢缆ⅳ28，钢缆ⅳ28绕过定滑轮ⅰ5后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅱ26连接，钢缆ⅲ27绕过定滑轮ⅲ30后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅱ26连接；

漂浮平台32内部另一侧靠中间的位置设置蓄电池ⅲ17、电机ⅱ16、两个卷扬器ⅱ14；与蓄电池ⅰ1对称的位置设置蓄电池ⅲ17，蓄电池ⅲ17与电机ⅱ16连接，电机ⅱ16的两个输出端分别连接两个卷扬器ⅱ14，两个卷扬器ⅱ14对称设置在电机ⅱ16两侧，两个卷扬器ⅱ14上分别缠绕钢缆ⅰ19、钢缆ⅱ20，钢缆ⅰ19绕过定滑轮ⅱ13后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅰ21连接，钢缆ⅱ20绕过定滑轮ⅳ39后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅰ21连接；

漂浮平台32内部中心设有数据采集箱12，数据采集箱12顶部设有天线7，数据采集箱12内部设有4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11；4g信号发射器8分别与天线7、超高频射频信号收集器9连接，4g信号发射器8和超高频射频信号收集器9均与蓄电池ⅱ11连接，

数据采集箱12底部设有数据线缆卷扬器35，数据线缆卷扬器35上缠绕数据线缆36，数据线缆36一端与超高频射频信号收集器9连接，数据线缆36另一端与监测环25连接；

固定环ⅰ21与固定环ⅱ26通过多根固定杆22连接，固定环ⅰ21、固定环ⅱ26和固定杆22组成桶形栅栏框架，一个以上的监测环25贯穿在桶形栅栏框架上，监测环25底部设有读卡器发射天线34，监测环25上设有pit标记频射阅读器，pit标记频射阅读器与数据线缆36连接，桶形栅栏框架内设有若干诱鱼拟饵23。

所述装置还包括太阳能板6、一个或两个太阳能电池控制器10，太阳能板6设置在漂浮平台32顶部，太阳能电池控制器10设置在数据采集箱12内部，当太阳能电池控制器10为一个时，太阳能板6与太阳能电池控制器10连接，太阳能电池控制器10分别与蓄电池ⅰ1、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11、蓄电池ⅲ17连接，一个太阳能电池控制器完成电能的分配；当太阳能电池控制器10为两个时，太阳能板6与其中一个太阳能电池控制器10连接，该太阳能电池控制器10还分别与蓄电池ⅰ1、蓄电池ⅱ11、蓄电池ⅲ17连接，该太阳能电池控制器负责将太阳能板出来的电量分配到三个蓄电池；另一个太阳能电池控制器分别与蓄电池ⅱ11、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9连接，该太阳能电池控制器10负责将蓄电池ⅱ出来的电量分配到4g信号发射器8和超高频射频信号收集器9。

所述装置还包括诱鱼灯33，诱鱼灯33设置在监测环25上，诱鱼灯33自带电池。

所述装置还包括锚链18、锚29，锚链18一端与漂浮平台32连接，另一端设有锚29，用于对漂浮平台32的位置进行调整固定。

所述装置还包括线缆管37，线缆管37设置在数据线缆36外部，防止数据线缆36入水被腐蚀。

所述装置还包括罩壳ⅰ3、罩壳ⅱ15，罩壳ⅰ3设置在电机ⅰ2与两个卷扬器ⅰ4之间的传动部分外；罩壳ⅱ15设置在电机ⅱ16与两个卷扬器ⅱ14之间的传动部分外。

所述装置还包括水质监测仪，水质监测仪设置在监测环25上，水质监测仪与数据线缆36连接。

所述装置还包括读卡器发射天线34，读卡器发射天线34设置在监测环25底部，读卡器发射天线34与pit标记频射阅读器连接。

本发明将无线射频识别技术(passiveintergradedtransponder,pit)和物联网传输技术结合，首先在增殖放流的鱼体(肌肉或腹腔)内注射pit标记，然后在增殖放流河道、库区及湖泊等水体中设置漂浮平台，利用布设于漂浮平台的水下pit探测装置、环境因子探测器等，探测收集增殖放流鱼体的pit标记、环境因子(水温、水深、do等)，最后利用4g移动网络将监测数据发回指定终端。

本发明根据需要，可灵活布设若干漂浮平台，形成多点位、阵列式的点-线-面多尺度探测网络。

本发明可定量、实时的监测增殖放流鱼类的数量、种类及其所处环境信息，从而实现精准监测和评估增殖放流实施效果，为增殖放流活动的设计、优化和运行提供有力的数据支撑，对于保护水生生态系统、维持水生生物多样性和土著鱼类保护具有重要现实意义。

本发明可识别和追踪鱼类个体；精准评估增殖放流不同批次、鱼类的种群数量；精准评估增殖放流鱼类在放流水域出现的频率；采集增殖放流鱼类出现环境的非生物要素，如水温、水深、do(溶解氧)等，同时后期扩展性强，可搭载其他探测设备。

本发明对鱼类个体伤害小，无需捕捞或杀死鱼体，应用场景范围广泛(水生生物保护区、江河、湖泊和水库等)；监测周期可达数十年，实现长期观测；监测活动大幅减少人工野外水上作业，显著降低监测成本，设备人工维护简单，数据链信息化程度高，监测成果时效性强。

附图说明

图1是实施例1装置的结构示意主视图；

图2是实施例1装置的a向图；

图3是实施例1装置的俯视图；

图4是实施例1装置数据采集箱内部连接示意图；

图5是实施例1装置在水体中的布设状态示意图；

图中，1-蓄电池ⅰ；2-电机ⅰ2；3-罩壳ⅰ；4-卷扬器ⅰ；5-定滑轮ⅰ5；6-太阳能板；7-天线；8-4g信号发射器；9-超高频射频信号收集器；10-太阳能电池控制器；11-蓄电池ⅱ；12-数据采集箱；13-定滑轮ⅱ；14-卷扬器ⅱ；15-罩壳ⅱ；16-电机ⅱ；17-蓄电池ⅲ；18-锚链；19-钢缆ⅰ；20-钢缆ⅱ；21-固定环ⅰ；22-固定杆；23-诱鱼拟饵；24-连接杆；25-监测环；26-固定环ⅱ；27-钢缆ⅲ；28-钢缆ⅳ；29-锚；30-定滑轮ⅲ；31-定滑轮ⅳ；32-漂浮平台；33-诱鱼灯；34-读卡器发射天线；35-数据线缆卷扬器；36-数据线缆；37-线缆管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种评价鱼类增殖放流效果的监测装置，如图1、2、3、4所示，包括蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、罩壳ⅰ3、卷扬器ⅰ4、定滑轮ⅰ5、太阳能板6、天线7、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、太阳能电池控制器10、蓄电池ⅱ11、数据采集箱12、定滑轮ⅱ13、卷扬器ⅱ14、罩壳ⅱ15、电机ⅱ16、蓄电池ⅲ17、锚链18、钢缆ⅰ19、钢缆ⅱ20、固定环ⅰ21、固定杆22、诱鱼拟饵23、连接杆24、监测环25、固定环ⅱ26、钢缆ⅲ27、钢缆ⅳ28、锚29、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31、漂浮平台32、诱鱼灯33、读卡器发射天线34、数据线缆卷扬器35、数据线缆36、线缆管37、pit标记频射阅读器、水质监测仪；

漂浮平台32为空心箱体结构，蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、卷扬器ⅰ4、定滑轮ⅰ5、天线7、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11、数据采集箱12、定滑轮ⅱ13、卷扬器ⅱ14、电机ⅱ16、蓄电池ⅲ17、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31设置在漂浮平台32内部；

漂浮平台32顶部内壁设有定滑轮ⅰ5、定滑轮ⅱ13、定滑轮ⅲ30、定滑轮ⅳ31；

漂浮平台32内部一侧靠中间的位置蓄电池ⅰ1、电机ⅰ2、两个卷扬器ⅰ4；蓄电池ⅰ1与电机ⅰ2连接，电机ⅰ2的两个输出端分别连接两个卷扬器ⅰ4，罩壳ⅰ3设置在电机ⅰ2与两个卷扬器ⅰ4之间的传动部分外；两个卷扬器ⅰ4对称设置在电机ⅰ2两侧，两个卷扬器ⅰ4上分别缠绕钢缆ⅲ27、钢缆ⅳ28，钢缆ⅳ28绕过定滑轮ⅰ5后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅱ26连接，钢缆ⅲ27绕过定滑轮ⅲ30后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅱ26连接；

漂浮平台32内部另一侧靠中间的位置设置蓄电池ⅲ17、电机ⅱ16、两个卷扬器ⅱ14；与蓄电池ⅰ1对称的位置设置蓄电池ⅲ17，蓄电池ⅲ17与电机ⅱ16连接，电机ⅱ16的两个输出端分别连接两个卷扬器ⅱ14，两个卷扬器ⅱ14对称设置在电机ⅱ16两侧，罩壳ⅱ15设置在电机ⅱ16与两个卷扬器ⅱ14之间的传动部分外，两个卷扬器ⅱ14上分别缠绕钢缆ⅰ19、钢缆ⅱ20，钢缆ⅰ19绕过定滑轮ⅱ13后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅰ21连接，钢缆ⅱ20绕过定滑轮ⅳ39后穿过漂浮平台32底部与固定环ⅰ21连接；

漂浮平台32内部中心设有数据采集箱12，数据采集箱12顶部设有天线7，数据采集箱12内部设有4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9、蓄电池ⅱ11、太阳能电池控制器10；4g信号发射器8分别与天线7、超高频射频信号收集器9连接，4g信号发射器8将接受到的超高频射频信号收集器9中的数据通过天线7传输出去，4g信号发射器8和超高频射频信号收集器9均通过太阳能电池控制器10与蓄电池ⅱ11连接，太阳能板6设置在漂浮平台32顶部，太阳能板6与太阳能电池控制器10连接，太阳能电池控制器10分别与蓄电池ⅰ1、蓄电池ⅱ11、蓄电池ⅲ17、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9连接；太阳能电池控制器10调节太阳能板6分配给蓄电池ⅰ1、蓄电池ⅱ11、蓄电池ⅲ17的电能，太阳能电池控制器10还调节蓄电池ⅱ11分配给4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9的电能；

数据采集箱12底部设有数据线缆卷扬器35，数据线缆卷扬器35上缠绕数据线缆36，数据线缆36一端与超高频射频信号收集器9连接，数据线缆36另一端与监测环25连接；

固定环ⅰ21与固定环ⅱ26通过多根固定杆22连接，固定环ⅰ21、固定环ⅱ26和固定杆22组成桶形栅栏框架，一个监测环25贯穿在桶形栅栏框架上，监测环25底部设有读卡器发射天线34，监测环25上设有pit标记频射阅读器，读卡器发射天线34和pit标记频射阅读器连接，pit标记频射阅读器与数据线缆36连接，可以是数据线缆36固定在监测环25圆周上，然后监测环25上设置的pit标记频射阅读器与数据线缆36连接，可以让pit标记频射阅读器监测到的数据沿数据线缆36进行传播，桶形栅栏框架内设有若干诱鱼拟饵23；

诱鱼灯33设置在监测环25上，诱鱼灯33自带电池；锚链18一端与漂浮平台32连接，另一端设有锚29，用于对漂浮平台32的位置进行调整固定；线缆管37设置在数据线缆36外部，防止数据线缆36入水被腐蚀；监测环25上还设置水质监测仪，型号为型号615，水质监测仪与数据线缆36连接，可以将数据线缆36分成两个支路分别与水质监测仪和pit标记频射阅读器连接；4g信号发射器8为mifidata(型号lr112e)；超高频射信号收集器9的型号为hc-rw01；pit标记频射阅读器型号是fs2001f-iso读卡器。

本实施例装置的工作原理，具体步骤如下：

(1)将pit标记注射入鱼种个体的肌肉或腹腔中，鱼类pit芯片标记型号：remex-x001，然后在室内控制环境暂养7-10天；去除不健康或活性不足个体(同步更新其数据库中记录)后，放流入目标水体；

(2)按照图5所示，布设多个本实施例装置到目标水体中，根据探测需要，下水前提前调整好四个卷扬器下放钢缆的长度、数据线缆卷扬器35下放数据线缆36的长度，确定水下深度，然后利用锚29将装置固定住，监测环25上的pit标记频射阅读器和水质监测仪进行监测，读卡器发射天线34可以扩大监测范围；

(3)探测已进行pit标记的增殖放流鱼类出现频率，标记鱼个体每靠近探测设备，设备记录标记鱼个体，并记录靠近时间；记录到的标记鱼个体编码及其靠近时间，数据通过数据线缆36传输给超高频射频信号收集器9，超高频射频信号收集器9通过4g信号发射器8和天线7将数据发送至接收终端，并自动录入数据库，对数据进行处理，评估增殖放流实施效果；在此过程中还可以利用水质监测仪对水质进行监测，研究水质对流放效果的影响。

实施例2

一种评价鱼类增殖放流效果的监测装置，配备两个太阳能电池控制器，太阳能板6与其中一个太阳能电池控制器10连接，该太阳能电池控制器10还分别与蓄电池ⅰ1、蓄电池ⅱ11、蓄电池ⅲ17连接，该太阳能电池控制器负责将太阳能板出来的电量分配到三个蓄电池；另一个太阳能电池控制器分别与蓄电池ⅱ11、4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9连接，即该太阳能电池控制器设置在蓄电池ⅱ11与4g信号发射器8、超高频射频信号收集器9之间，负责将蓄电池ⅱ11出来的电量分配到4g信号发射器8和超高频射频信号收集器9，其他部件及连接关系与实施例1相同，按照实施例1的方法使用本实施例的装置，完成增殖放流实施效果评估；在此过程中还可以利用水质监测仪对水质进行监测，研究水质对流放效果的影响。

实施例3

利用实施例1的装置，进行评价鱼类增殖放流效果，具体步骤如下：

m1.对增殖放流鱼种进行标记处理，步骤如下：

m1.1对全部增殖放流的鱼种个体进行标记及各项生物学指标记录，首先将pit标记注射入鱼种个体的肌肉或腹腔中，鱼类pit芯片标记型号：remex-x001，再对其种类(sp)、性别(fg)、体重(tw)、体长(bl)、育种时长(ap)、繁殖亲本(pc)等基本生物学指标进行测量和记录，并与pit标记编码形成唯一对应，如表1；

表1增殖放流鱼种个体生物学特性记录表(部分)

m1.2完成标记后在野外网箱暂养7天，使鱼种个体恢复至正常游泳状态；之后去除不健康或活性不足个体(同步更新其数据库中记录)后，放流入目标水体；

m2.布设实施例1的装置进行监测，步骤如下：

m2.1在增殖放流实施水域布设实施例1的装置，根据实际环境选择布置漂浮平台的数量，调整每个装置中卷扬器ⅰ4、卷扬器ⅱ14、数据线缆卷扬器35的下放深度，控制监测环25入水深度；

m2.2测试监测装置状态，将pit标签沉入水体，使之靠近水下探测设备，若未探测到信号，根据水流调整水下探测设备安装位置，确保监测装置工作正常；若依然检测不到信号，则将装置收回进行检测，检测完毕后再下水测试，直至监测装置正常工作；

m3.数据采集：

m3.1利用在目标监测水体布设的监测装置，探测已安装pit标记的增殖放流鱼类出现频率，标记鱼个体每靠近探测设备，设备记录标记鱼个体，并记录靠近时间；

m3.2监测装置记录到的标记鱼个体编码及其靠近时间，会以4g信号发射器8和天线7发送至接收终端，并自动录入数据库；

m4.增殖放流实施效果评估：

1根据标记总数、探测到鱼体个数、探测到鱼体的时间、探测到鱼体的位置得到鱼体成活率(survivalrate，sr)和位置出现率li；

2监测运行若干时间后，可根据监测数据评估单位时间成活率，如增殖放流3个月、6个月、24个月后的鱼种成活率tn；

3通过布设在监测装置的其他气象水文同步监测数据，可以分析增殖放流鱼种高频率出现水域的环境影响因子，如水温、水层、流速、溶解氧(do)等的区域差异，从而优化增殖放流地点。

步骤m4中增殖流放后鱼体成活率(survivalrate，sr)计算公式：

式中：sr为鱼体成活率(survivalrate，sr)，a为总放流个体数，b为探测到的鱼体个数。

表2为监测水体探测到的鱼体数量及鱼体成活率

表2放流鱼体成活率

步骤m4中增殖流放后i位置处鱼体出现率li计算公式：

式中：li为i位置鱼体出现率，di为第i个位置漂浮平台探测到的鱼体个数之和，b为探测到的鱼体个数。

表3为监测水体4个监测点鱼类出现率。

表3探测数量(尾)

表4pit位置探测率(％)

步骤m4中增殖流放后单位时间n内鱼种成活率tn计算公式：

式中：tn为单位时间n内鱼种成活率，a为某一鱼种的总放流个体数，bn为单位时间n内探测到的某一鱼种个体出现数量，重复出现，仅记录1次。

在此过程中还可以利用水质监测仪对水质进行监测，研究水质对流放效果的影响。