在海里,鲑鱼身上的海虱会在处理期间及之后对大西洋鲑鱼的福利造成影响,同时也会给挪威的海上笼养鲑鱼生产带来经济损失(Costello, 2009; Walde et al., 2023)。2024年,海洋阶段的鲑鱼死亡数量达5780万条,其中因处理操作和防治海虱而造成的伤害是主要死因。同年,挪威食品安全局收到了1382起关于鱼类福利问题的报告,其中430起(31%)与非药物处理有关,这类处理通常包括密集饲养以及带有不同程度机械冲击的抽水操作(Moldal et al., 2025)。在一代鲑鱼的生长过程中,除了除虱之外,它们还会被多次转移。管道运输既用于在陆地上将鱼从一个水箱转移到另一个水箱,也用于将幼鲑放归大海、在海上进行淡水处理(比如针对由Paramoeba perurans引起的阿米巴性鳃病),以及将鱼运往屠宰场,而在屠宰过程中产生的机械损伤会降低产品质量(Chan et al., 2026; Moldal et al., 2025)。
对鱼的处理通常包括密集饲养、通过管道和处理系统运输等环节,而这些环节都可能对鱼类产生不良影响。众所周知,密集饲养会让鱼类处于压力状态(Veiseth-Kent et al., 2010; Erikson et al., 2016; Svendsen et al., 2021; Stien et al., 2024),而且鱼类之间以及鱼类与渔网之间还可能存在物理接触,从而导致鱼鳞脱落和受伤(Noble et al., 2018)。由于每艘渔船或管道系统的具体情况都不尽相同,关于管道运输和处理对鱼类福利的负面影响的相关研究结果也存在差异。不过,已有研究报道了多种不同程度的伤害,包括鱼鳞脱落、皮肤出血和伤口、鳍部损伤、鳃部出血、头部损伤、眼部损伤以及骨折等(Mechlaoui et al., 2025; Moldal et al., 2025; Ringstad et al., 2025; Sommerset et al., 2024; Stien et al., 2025)。从实地观察中得到的伤害和死亡数据都表明,鱼类会遭受机械冲击,而且机械冲击与处理操作对鱼类健康的影响之间的关联也已有相关研究记载(Noble et al., 2018; Moldal et al., 2025; Stige et al., 2025),同时这类冲击还会导致鱼类死亡(Overton et al., 2020; Oliveira et al., 2021; Walde et al., 2021; Persson et al., 2022)。
正因为如此,人们开始制定新的福利记录要求。根据挪威食品安全局制定的挪威法规(《水产养殖管理法规》,2008年;《动物保护法》,2009年),技术供应商和养鱼户都必须确保在采用新系统之前对其福利状况有充分的记录。然而,使用活鱼来获取这类记录往往会被视为动物实验,因此受到严格监管。这类实验必须遵循3R原则,即替代、减少和优化(Russell and Burch, 1959)。因此,只有在无法找到替代方案的情况下,才应使用活鱼。但目前水产养殖业还缺乏标准化、客观的替代方法,用以记录这些操作对鱼类健康和福利的影响。
近年来,人们开发出了多种传感器装置,可应用于各种可能存在鱼类与物理环境相互作用风险的场景。例如,有不同版本的“传感器鱼”被用来评估野生鱼类在水力涡轮机中的压力状况以及可能遭受的撞击伤害(Deng et al., 2014; Salalila et al., 2019, Salalila et al., 2025)。与之配套的传感器鱼软件(水力发电生物评估工具包,HBET)能让用户利用传感器鱼的数据,为不同类型的水坝、涡轮机以及鱼类物种模拟死亡概率。在一项旨在改进涡轮机设计的研究中,研究人员使用传感器鱼来评估一款新涡轮机的性能,结果表明,通过调整涡轮机叶片的几何形状,可以减少涡轮机运行时的湍流和压力波动,从而显著提高鱼类通过涡轮机的存活率(Deng et al., 2010)。与水力发电领域类似,在封闭的运输和处理系统中运输养殖鱼时,也有必要改善它们的福利状况。虽然目前市场上已经出现了多种用于测量处理过程中机械负荷的设备(The Sensor Globe,Sensor Globe Norway AS,挪威),但这些测量数据与活鱼实际所承受的负荷之间的关联仍然有限。
通过这类系统收集的一种数据是加速度,它与物体的运动和机械力有关。因此,这类传感器装置可以作为鱼类在运输和处理系统中所经历情况的替代指标,无需使用活鱼即可进行测试。这样一来,这类替代指标既符合3R原则,又有助于测试,进而改进鱼类处理系统的设计、实施和运行方式,比如非药物除虱装置。
不过,由于这类传感器装置是无生命的,而鱼是活的,目前还不清楚它们记录的数据是否与活鱼自身运动所产生的数据具有可比性。要研究鱼类自身运动的作用,可以在活鱼身上安装电子标签和追踪装置(E3Ts,通常称为“标签”)(Cooke et al., 2010),然后将这些数据与安装了标签后被安乐死的鱼的数据进行比较。目前水产养殖业中标签技术的应用越来越广泛,已有不少研究致力于揭示鱼类的活动规律(Johansson et al., 2014; F?re et al., 2018; F?re et al., 2011; Macaulay et al., 2021),以及大西洋鲑鱼的心率、游泳活动等压力指标(Svendsen et al., 2021; Warren-Myers et al., 2023)。给鱼类安装标签的方式有多种,可以是手术植入、外部附着,或是放入鱼胃中。对于短期实验(几小时到几天),通常选择胃部或外部安装标签,因为这种方式相比手术侵入性更小,且处理和恢复时间也更短(Bridger and Booth, 2003; Dick et al., 2018)。
这项研究收集了装有胃部植入标签的活大西洋鲑鱼以及被安乐死的同种鲑鱼在通过商用除虱系统(Hydrolicer)时的数据,并对这些数据进行了比较,该除虱系统安装在商用打捞船上。
开展这些测试的目的是评估能否利用测量加速度的惯性传感器装置,来判断鱼类在通过除虱装置之类的处理系统时的福利风险。此外,我们还研究了活鱼的移动是否会影响测量结果,以此判断在未来评估处理系统时,是否有用传感器鱼(即死鱼)替代活鱼的可行性。