基于遥控潜水器(ROV)的大西洋鲑网箱拥挤强度监测及其水下风险分级体系构建(v0.1)

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Aquaculture Reports 3.7

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  为解决传统水面观测难以全面评估鲑鱼网箱 crowding(聚集操作)过程中水下福利风险的问题,研究人员开发了首个基于ROV水下观测的 crowding intensity risk scale(拥挤强度风险等级量表)。该研究通过多专家评分确立了5级风险标准,为水下实时监测与风险干预提供了关键工具,对提升鲑鱼养殖福利管理具有重要意义。

  

在大西洋鲑(Salmo salar)的网箱养殖过程中,crowding(聚集操作)是一项常见但高风险的生产环节。为了进行寄生虫处理或运输屠宰,养殖人员需要将鱼群聚集到网箱的特定区域。传统的操作依赖水面观察——通过观察鱼鳍露出、鱼体翻转或水面活动变化来判断鱼群状态。然而,水面之下的情况往往与表面所见不符,鱼群可能已面临缺氧、挤压、碰撞或被困于网袋等严重风险,而这些情况从水面上难以察觉。近年来,虽然遥控潜水器(ROV)开始被用于水下监测,但一直缺乏一套系统、可靠的水下风险评估标准。

为此,来自挪威海洋研究所动物福利研究组的Lars Helge Stien等人开展了一项研究,旨在建立全球首个基于ROV观测的大西洋鲑 crowding 强度风险分级体系(v0.1),该成果发表于《Aquaculture Reports》。研究团队从挪威四个商业养殖场收集了8段 crowding 过程的ROV影像,并从中截取100段10秒短视频片段。通过邀请33位养殖从业人员、9位鱼类福利研究人员和12位鱼类健康专业学生对这些视频进行风险等级评分(0–6分),最终筛选出15段最具代表性的视频,对应5个风险等级(1–5级),并据此总结出每一等级的关键行为特征与风险指标。

关键技术方法包括:利用ROV拍摄商业养殖场 crowding 过程;通过专家问卷调查(涵盖养殖从业者、研究人员和学生)进行视频风险评级;采用修剪均值(trimmed mean)及百分位数统计进行一致性分析;基于视频内容提取关键行为指标如鱼群间距、机动性、碰撞频率、网衣接近度等,建立分级描述体系。

研究结果通过以下部分呈现:

3.1. Selecting candidate films:

通过专业人员评分筛选出符合1–5级风险阈值的视频候选集,其中Level 5视频数量较少,且评分未达到“灾难性”(6分)水平。

3.2.–3.6. 各等级影片筛选:

从所有候选视频中,依据评分一致性、视频质量、群体间评价差异等标准,最终为每一风险等级选定3段代表性视频。例如,Level 1代表视频显示鱼群游动 calm(平静),个体间距大,可见水面;而Level 5视频则显示鱼群停滞、相互挤压、紧贴网衣甚至被困。

3.7. Summarising observations from the selected films:

研究总结了每一风险等级的关键行为指标,包括队列行为、鱼间距离、碰撞频率、水面可见度、机动性、爆发式游动、方向改变能力以及与网衣的接近程度。结果发现,随着等级升高,鱼群流动性下降,碰撞和网衣接触增加,空间逐渐减少,直到Level 5时鱼群完全失去移动能力。

3.8. Suggested five-level ROV-crowding scale:

据此提出ROV crowding 风险分级标准:

  • Level 1:鱼群 calm,远离网衣,个体间距大,可自如移动;

  • Level 2:鱼群仍较 calm,但间距减小,接近网衣,偶有爆发游动;

  • Level 3:游动受限,间距更小,常发生碰撞和网衣接触,机动性下降;

  • Level 4:游动显著缓慢,频繁接触网衣和相互碰撞,难以机动;

  • Level 5:鱼群停滞,相互挤压,紧贴或陷入网衣,无法移动,风险极高。

在讨论部分,作者指出该尺度是首次尝试基于水下行为制定 crowding 风险分级工具,其优势在于能够发现水面观测无法识别的风险(如网袋 trapped fish)。但当前版本(v0.1)仍存在主观性较强、未与实际福利 outcome(如损伤、应激)直接关联等局限。未来需通过更多现场验证、自动化分析(如计算机视觉)和行业培训来提高其可靠性。该尺度为养殖现场提供了实时监测与风险干预的依据,有助于在保证生产效率的同时最大限度保障鱼类福利,是鲑鱼养殖向更精准、更人性化方向发展的重要一步。

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