一种用于定量测定水生生物光偏好的装置

本发明涉及水生生物光偏好测定
技术领域：
，特别是涉及一种用于定量测定水生生物光偏好的装置。
背景技术：
：鱼类行为学是研究鱼类对环境和其他生物的交互问题的学科，对鱼类资源保护、渔业养殖生产等具有重要的指导意义。鱼类偏好行为是衡量鱼类对环境因子的不同阈值的选择和喜好性程度的有效指标，是开展鱼类自然栖息地保护、过鱼设施设计、福利化养殖等研究中的重要内容。鱼类偏好行为研究是基于鱼在各种不同环境因子中的分布频率、移动距离和速度等多重因素而获得的。因此，实验中能够对鱼类进行准确以及精确的追踪对后期的分析及结果的有效性大有作用。光照是鱼类行为偏好研究中的常规内容，但是在鱼类行为的视频采集过程中，常常会出现试验区挡板遮住鱼类运动轨迹的情况，导致软件跟踪时产生试验误差。对于每个试验都需要人为矫正，大量消耗人力及时间，影响试验进度。而且光偏好试验中使用的光照常常为光源固定波长的光照，在水中的衰减程度往往缺乏考虑。因此如何大大减少人为因素的影响，并能够在获得水下均匀光场的同时，精确的调整光谱及光照强度，进而促进水生生物的光偏好行为研究是目前急需解决的技术问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用于定量测定水生生物光偏好的装置，在获得水下均匀光场的同时，精确的调整光谱及光照强度，提高水生生物光偏好测定准确性。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种用于定量测定水生生物光偏好的装置，包括多个可变光谱灯和多个环形排列的箱体；每一所述箱体均包括第一盛放槽和设置在所述第一盛放槽上的第二盛放槽；每一所述可变光谱灯设置在每一所述第一盛放槽内；每一所述第二盛放槽的一端均设置有可开关的隔断，当所述隔断处于关断状态时，多个所述隔断围成水生生物适应区域；多个所述第二盛放槽构成水生生物选择区域；测定时，每一所述可变光谱灯发出不同光谱的光，所述隔断处于开通状态，待测水生生物由所述水生生物适应区域运动到所述水生生物选择区域，完成水生生物光偏好的定量测定。可选地，还包括透镜和摄像头；所述透镜设置在多个所述箱体上方；所述摄像头设置在所述透镜上方。可选地，还包括可拆卸支架，所述可拆卸支架设置在多个所述箱体下方。可选地，所述箱体的数量为六个，所述箱体为长方体箱体，相邻两个所述箱体之间的夹角为60度。可选地，所述箱体由白色的pvc板制成。可选地，所述可变光谱灯包括灯罩和设置在所述灯罩内的灯珠，所述灯罩为半透明的亚克力罩，所述灯珠为rgb灯珠、led灯珠、irled灯珠或不同波长3030封装灯珠。可选地，所述灯罩外设置有调光旋钮。可选地，所述可拆卸支架上方设置有多个箱体卡槽，多个所述箱体分别设置在多个所述箱体卡槽上；所述可拆卸支架下方设置有滚轮。可选地，所述可拆卸支架由铝合金金属板材制成，所述滚轮由塑胶材质制成。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种用于定量测定水生生物光偏好的装置，包括多个可变光谱灯和多个环形排列的箱体；每一所述箱体均包括第一盛放槽和设置在所述第一盛放槽上的第二盛放槽；每一所述可变光谱灯设置在每一所述第一盛放槽内；每一所述第二盛放槽的一端均设置有可开关的隔断，多个所述隔断围成水生生物适应区域，多个所述第二盛放槽构成水生生物选择区域；测定时，每一所述可变光谱灯发出不同光谱的光，所述隔断处于开通状态，待测水生生物由所述水生生物适应区域运动到所述水生生物选择区域，完成水生生物光偏好的定量测定。本发明将可变光谱灯设置在第一盛放槽内，在获得水下均匀光场的同时，还可以精确调整光谱及光照强度，提高水生生物光偏好测定效果。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的用于定量测定水生生物光偏好的装置结构图；图2为本发明提供的可拆卸支架示意图。符号说明：1-箱体，11-第二盛放槽，12-第一盛放槽，2-隔断，3-水生生物适应区域，4-水生生物选择区域，5-透镜，6-摄像头，7-可拆卸支架。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的目的是提供一种用于定量测定水生生物光偏好的装置，在获得水下均匀光场的同时，精确的调整光谱及光照强度，提高水生生物光偏好测定准确性。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1所示，用于定量测定水生生物光偏好的装置包括多个可变光谱灯(图中未示出)和多个环形排列的箱体1。每一箱体1均包括第一盛放槽12和设置在第一盛放槽12上的第二盛放槽11。每一可变光谱灯设置在每一第一盛放槽12内。每一第二盛放槽11的一端均设置有可开关的隔断2，当隔断2处于关断状态时，多个隔断2围成水生生物适应区域3。多个第二盛放槽11构成水生生物选择区域4。测定时，每一可变光谱灯发出不同光谱的光，隔断2处于开通状态，待测水生生物由水生生物适应区域3运动到水生生物选择区域4，完成水生生物光偏好的定量测定。在本实施例中，用于定量测定水生生物光偏好的装置还包括透镜5和摄像头6。透镜5设置在多个箱体1上方。摄像头6设置在透镜5上方。摄像头6用于拍摄待测水生生物运动情况，透镜5用于调节摄像头6拍摄成像效果。在本实施例中，箱体1的数量为六个，箱体1为长方体箱体，相邻两个箱体1之间的夹角为60度，六个箱体1构成“六角形迷宫”。其中，箱体1由白色的pvc板制成。在本实施例中，可变光谱灯包括灯罩和设置在灯罩内的灯珠，灯罩为半透明的亚克力罩，灯珠为rgb灯珠、led灯珠、irled灯珠或不同波长3030封装灯珠。可变光谱灯可产生12种不同的光谱。其中，灯罩外设置有调光旋钮。图2为本发明提供的可拆卸支架示意图，用于定量测定水生生物光偏好的装置还包括可拆卸支架7，可拆卸支架7设置在多个箱体1下方。其中，可拆卸支架7上方设置有多个箱体卡槽，多个箱体1分别设置在多个箱体卡槽上。可拆卸支架7下方设置有滚轮。可拆卸支架7由铝合金金属板材制成，滚轮由塑胶材质制成。本装置为可拆卸装置，能够收纳在一个正方形箱体中，便于室内及野外采样。本实施例还提供了以下光偏好行为试验：以黄颡鱼为测试试验鱼的光偏好行为试验：步骤一：试验前的准备工作。搭建本装置，将水生生物适应区域3和水生生物选择区域4注满水，调整可变光谱灯的调光旋钮，分别设置白光、绿光(波长520nm)、红光(波长660nm)、蓝光(波长430nm)、橙光(波长590nm)以及紫光(波长365nm)，并调节光强，营造所需环境。步骤二：鱼类偏好试验。将1尾黄颡鱼试验鱼放入水生生物适应区域3中适应30分钟后，打开六个隔板2，用摄像头6观测记录鱼在第二盛放槽11中的分布位置。连续记录24h，每隔5分钟记录一次各个第二盛放槽11中鱼的数量。步骤三：试验数据采集以及光偏好计算。计算记录时间内，黄颡鱼试验鱼在白光、绿光、红光、蓝光、橙光和紫光下，在各个第二盛放槽11出现的时间百分比。计算公式为：p＝(n/n)*100％，其中p为时间百分比，n为某光下出现的时间，n为记录时间。每尾试验鱼记录24h，重复6组，得出的该黄颡鱼试验鱼在白光、绿光、红光、蓝光、橙光和紫光下出现的频次百分比如表1所示。表1组号白光(％)绿光(％)红光(％)蓝光(％)橙光(％)紫光(％)122.514.416.715.114.816.5226.615.014.615.713.714.4322.815.915.715.215.514.9421.916.814.415.216.615.1523.315.016.115.213.716.7626.214.615.816.313.513.6步骤四：装置的维护与清理。试验结束后，拆卸装置，进行清洗和维护，然后分类存放。以斑马鱼为测试试验鱼的光偏好行为试验：步骤一：试验前的准备工作。搭建本装置，将水生生物适应区域3和水生生物选择区域4注满水，调整可变光谱灯的调光旋钮，分别布置六种光照梯度：0lx、25lx、50lx、75lx、100lx以及125lx(该光照强度为照度计在水下测试的结果)，营造所需环境。步骤二：鱼类偏好试验。将1尾斑马鱼试验鱼放入水生生物适应区域3中适应30分钟后，打开六个隔板2，用摄像头6观测记录鱼在第二盛放槽11中的分布位置。连续记录24h，每隔5分钟记录一次各个第二盛放槽11中鱼的数量。步骤三：计算斑马鱼试验鱼的活跃时间、速度和距离等。斑马鱼的移动距离＝前一帧像素-后一帧像素。当斑马鱼的移动距离小于其20％体长时，该移动可定义为低活跃。当移动距离大于等于其体长20％小于等于其体长80％时，该移动可定义为活跃。当移动距离大于其体长80％时，该移动定义为高活跃。试验结果如表2所示。表二中速度为每秒斑马鱼的移动距离，总距离为记录时间内运动的总距离。表2参数0lx25lx50lx75lx100lx125lx低活跃时间(％)40.329.216.38.73.42.1活跃时间(％)50.319.218.25.93.33.1高活跃时间(％)49.218.419.78.32.91.5速度(cm/s)4.95.68.07.911.83.3总距离(％)30.116.613.89.210.320.0步骤四：装置的维护与清理。试验结束后，拆卸装置，进行清洗和维护，然后分类存放。不同颜色光照下试验鱼的运动情况试验：步骤一：试验前的准备工作。搭建本装置，将水生生物适应区域3和水生生物选择区域4注满水，调整可变光谱灯的调光旋钮，分别设置白光、绿光(波长520nm)、红光(波长660nm)、蓝光(波长430nm)、橙光(波长590nm)以及紫光(波长365nm)，并调节光强，营造所需环境。步骤二：鱼类偏好试验。将1尾试验鱼放入水生生物适应区域3中适应30分钟后，打开六个隔板2，用摄像头6观测记录鱼在第二盛放槽11中的分布位置。连续记录24h，每隔5分钟记录一次各个第二盛放槽11中鱼的数量。步骤三：计算试验鱼的活跃时间、速度和距离等。试验鱼的移动距离＝前一帧像素-后一帧像素。当试验鱼的移动距离小于其20％体长时，该移动可定义为低活跃。当移动距离大于等于其体长20％小于等于其体长80％时，该移动可定义为活跃。当移动距离大于其体长80％时，该移动定义为高活跃。试验结果如表3所示。表3中速度为每秒试验鱼的移动距离，总距离为记录时间内运动的总距离。表3参数白光红光绿光蓝光橙光紫光低活跃时间(％)24.816.715.314.914.214.0活跃时间(％)26.615.214.015.513.515.2高活跃时间(％)22.915.315.914.615.016.3速度(cm/s)1.915.618.08.93.813.3总距离(％)30.317.310.93.76.89.6步骤四：装置的维护与清理。试验结束后，拆卸装置，进行清洗和维护，然后分类存放。本发明在箱体上方设置透镜，在透镜上方设置摄像头，通过透镜调节摄像头拍摄成像效果，可以实现水生生物光偏好情况全景录制，有效改善了现有技术中拍摄录制时挡板遮住水生生物运动轨迹的现象。现有技术中使用灯带或防水点光源，常会出现光源环境干扰现象(比如灯光轻微闪烁)，不能控制试验光强，不能形成均匀光场，容易产生试验误差，并且试验成本还很高。本发明将可变光谱灯设置在第一盛放槽内实现水光隔离，在获得水下均匀光场的同时，可以精确调整光谱及光照强度，提高水生生物光偏好测定效果，并降低试验成本。本发明的可变光谱灯可产生12种不同可调的光谱，相对现有技术中的白光、绿光、红光、蓝光四种光谱且光色固定不变而言，能满足试验需要，提高光偏好测定效果。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12