авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Биофизическое обоснование управления поведением объектов лова акустическими стимулами

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ПОЛЕНЮК ВИТАЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ БИОФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЕДЕНИЕМ ОБЪЕКТОВ ЛОВА АКУСТИЧЕСКИМИ СТИМУЛАМИ Специальность 05.18.17 – Промышленное рыболовство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Владивосток - 2007

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Короченцев Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор Кудрявцев Валерий Иванович доктор технических наук, профессор Соболенко Анатолий Николаевич

Ведущая организация: ФГУП КамчатНИРО

Защита диссертации состоится «_» _ 2007 г. в часов на заседании диссертационного совета в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете по адресу: 690087 г. Владиво сток, ул. Луговая, 52-б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета Автореферат разослан «_» _ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук Е.В.Осипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним из направлений концепции развития рыбного хозяйства РФ на период до 2020года является рациональное исполь зование биологических ресурсов. Это направление в современных условиях характеризуется активным поиском способов более рационального использо вания существующей сырьевой базы и ведения добычи рыбы с минимальны ми финансово-временными затратами. Принципиальные вопросы прибреж ного промысла, селективного океанического лова массовых объектов и ра ционального регулирования промысловых нагрузок по видовой и размерной градациям, требуют совершенствования технологий лова, основанных на приёмах дистанционного управления поведением рыб с использованием аку стических приборов качестве инструмента управления поведением объектов лова. Методы и средства дистанционного управления поведением объектов лова в современных экономических условиях имеют прямое отношение для ведения интенсивного промысла без наращивания промысловых мощностей.

Для эффективного управления поведением объектов лова необходимо знать причины, побуждающие рыбу принимать то или иное «решение» в опреде ленной ситуации.

Рыбохозяйственная наука накопила большое количество данных о по ведении объектов лова, механизмах рецепции, ориентации и сигнализации рыб. Среди отечественных работ, связанных с рыболовством, звукам рыб по священы монографии А.Ю. Непрошина (1979), Е.В. Шишковой (1977) и др.

М.Фиш (1970) описал акустические характеристики 173 видов рыб Атланти ки. Материалы управления поведением рыб изложены в работах В.Р. Прота сова (1965, 1973). О влиянии на результативность лова шумов судов и орудий лова представлено в материалах: Ю.А. Кузнецова (1996);

Л.А. Волововой (1974);

В.Р. Протасова (1965);

C.J. Chapman (1969) и др. В целях выполнения Госзаказа (проблема 0.74.01.10.05. ГКНТ СМ СССР «Мировой океан», раздел «Гидробионика») были поставлены принципиальные вопросы освоения био ресурсов океана на основе гидробионических исследований акустических свойств рыб.

Однако до настоящего времени нет достаточно надёжных и эффектив ных акустических способов и средств управления поведением рыб, поэтому их применение в промышленном рыболовстве крайне ограничено. Это связа но, прежде всего, с отсутствием полных исследований акустической активно сти промысловых видов рыб, особенно Дальневосточного региона, точного определения и экспериментального обоснования параметров акустических стимулов, перспективных для эффективного энергетического и информаци онного воздействия на рыб, а также пути технической реализации соответст вующих акустических систем и способов их применения на промысле. Реше нию сформулированных выше проблем посвящена диссертационная работа.

Внедрение подобных технологий соответствует Концепции развития рыбно го хозяйства РФ на период до 2020 г. «рациональное использование водных биологических ресурсов». Исследование и решение перечисленных проблем является актуальным.

Целью исследования обоснование методов и технологических принци пов для создания эффективных способов и средств устойчивого дистанцион ного управления поведением объектов лова в зоне действия орудий лова и сооружений марикультуры.

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе ре шаются следующие задачи:

1. Исследование шумов моря, характеризующих акустическую обста новку обитания и формирующих мотивацию поведения промысловых гидро бионтов.

2. Исследование морфофункциональных структур, их особенностей восприятия смещений и акустических колебаний в выбранном диапазоне частот, исследование пороговой чувствительности слуха промысловых рыб тихоокеанского бассейна, установление связи спектрально-энергетических и временных характеристик сигналов объектов лова с их мотивационным по ведением.

3. Исследование акустической активности объектов лова, выбор сте реотипов акустического поведения в качестве моделей для управляемых тех нологий лова;

анализ энергетических и спектрально-временных характери стик сигналов, издаваемых объектами лова - сельдью, кетой, горбушей и др.

4. Биофизическое обоснование эффективных акустических стимулов для устойчивого управления поведением объектов лова в промысловых усло виях с учетом биофизиологического состояния объектов промысла.



5. Разработка методик исследований для управления поведением рыб.

6.Разработка акустических приборов для управления поведением рыб и экспериментальная оценка их эффективности на основе выбранных критери ев и частных показателей для управления поведения объектов лова в зоне действия орудий лова.

7.Совершенствование технологий получения дистанционной инфор мации о количестве пойманных объектов в орудиях лова с использованием разработанных приборов.

8.Совершенствование способов лова рыб с использованием разрабо танных акустических приборов.

9. Разработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию спо собов лова промысловых гидробионтов с использованием акустических при боров.

Методы исследований включают: теоретические и эксперименталь ные биофизические обоснования управления поведением объектов лова аку стическими сигналами. Для достижения указанных выше целей использовал ся системный принцип биоакустических исследований и бионического моде лирования звукоизлучающих систем для управления поведением рыб, пред ложенный профессором Ю.А. Кузнецовым в 1985 г. Поставленные задачи решались с помощью проведения натурных измерений параметров акустиче ских полей и гидрофизических характеристик морской среды. Исследования выполнялись на рыбохозяйственном полигоне Дальрыбвтуза, специально ор ганизованном в шельфовой зоне Японского моря (бухта Северная залива Петра Великого) и биостанции ТИНРО-Центра в Уссурийском заливе в раз ные сезоны года. Сравнение результатов измерений и оценка уловистости ставных орудий лова проводились с использованием и без применения раз работанных приборов управления поведением рыб.

Достоверность исследований, научных положений, выводов и реко мендаций обеспечивается применением современных методов исследований и всей совокупностью данных лабораторных и натурных экспериментов. Ре зультаты исследований подтверждены совпадением данных многократных экспериментов, качественным согласованием между результатами натурных исследований и численного моделирования, а также непротиворечивостью известным научным положениям и фактам. Применяемые измерительно регистрационные средства прошли специальные калибровки и тестовые ис пытания.

Научная новизна работы заключается в совокупности полученных основных результатов, выводов, предложений и рекомендаций проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований.

Доказана целесообразность построения и моделирования биофизиче ских исследований с использованием инструментальных приемов в раскры тии основных свойств и закономерностей формирования устойчивого пове дения промысловых гидробионтов, в расширении знаний об акустической сигнализации некоторых стайных промысловых рыб Дальневосточного ре гиона и возможности дистанционного управления их поведением с помощью акустических стимулов, имитирующих биологические сигналы.

Дана оценка возможного выделения и распознавания полезного сигна ла объектами лова из общего спектра шумов на основе выполненных экспе риментальных, сравнительных исследований акустических сигналов биоти ческого и абиотического происхождения на фоне шумов моря. Определены и экспериментально обоснованы параметры акустических стимулов, перспек тивных для информационного воздействия на рыб с целью увеличения их концентрации в стационарных орудиях лова и сооружениях марикультуры, а также пути технической реализации соответствующих акустических систем и способов их применения на промысле. Новизна подтверждена новыми дан ными об акустической активности и поведенческих характеристиках некото рых стайных промысловых рыб. Разработаны новые конструкции сооруже ний марикультуры. Предложены новые способы определения количества пойманной рыбы в стационарных орудиях лова с помощью используемых в этих орудиях лова акустических приборов для концентрации рыб.

Практическая ценность работы. Разработаны акустические системы привлекающего действия, позволяющие эффективно решать задачу повыше ния уловистости орудий лова в интересах рационального природопользова ния и обеспечения экологической безопасности промысла, дана оценка их пригодности для дистанционного управления поведением рыб в промысло вых условиях. Результаты исследований использованы в опытно конструкторских разработках при создании новых акустических приборов, учебном процессе и практике рыболовства по специальности промышленное рыболовство. Разработана серия излучателей, основанных на пневматике и электронных схемах, защищённые авторскими свидетельствами и патентами РФ на изобретения и использованных на кошельковом, траловом и ставном неводном лове пелагических рыб на Дальневосточном и Западном бассейнах РФ. Внедрены новые конструкции искусственных нерестилищ с акустиче скими приборами для управления поведением рыб в зоне действия этих не рестилищ на рыбохозяйственных предприятиях Дальнего востока. Реализа ция акустических средств и рекомендаций по их использованию отражена в прилагаемых к диссертации актах внедрения.

Личный вклад автора. Автор участвовал в выполнении Государствен ной программы «Мировой океан - 071» (раздел «Гидробионика») ГКНТ СМ СССР, проводимой в 70-80-х гг. группой специалистов ТИНРО и Дальрыб втуза. В работах, выполненных в соавторстве, автор принимал равноценное участие в постановке задач, в анализе и интерпретации результатов измере ний и моделирования. Автору принадлежат планирование и организация экс периментальных исследований, получение основных исследовательских ре зультатов и их интерпретация. Основные образцы приборов, используемые для управления поведением рыб, разработаны и изготовлены лично автором.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований и разра боток докладывались и обсуждались на комиссии по гидробионике при ГКНТ СМ СССР по проблеме «Мировой океан» и бассейновой секции «Ти хий океан». Изложенные в диссертации исследования, докладывались на 2-й Дальневосточной акустической конференции «Человек и океан» (Владиво сток, 1978), на научно-технической конференции во ВНИРО «Использование физических раздражителей в целях развития морского рыбного промысла» (Москва, 1982), Российской гидроакустической конференции, посвящённой 300-летию Российского флота (Владивосток, 1996), Международной научной конференции «Рыбохозяйственные исследования Мирового океана» (Влади восток, 1999). Международной научной конференции «Рыбохозяйственные исследования Мирового океана» (Владивосток, 2005). По теме диссертации опубликовано 28 работ, в том числе: 1 монография, 15 статей, 6 докладов, на научно-технических конференциях и 6 авторских свидетельств на изобрете ния и патенты.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Сравнительный анализ результатов исследований спектрально временных характеристик шумов моря и акустических сигналов от различ ных источников биотического и абиотического происхождения, характери зующих акустическую обстановку среды обитания гидробионтов и влияю щих на поведение объектов лова. Обоснование способностей рыб распозна вать биологически значимые сигналы, «маскирующиеся» на фоне шумов мо ря, когда уровни шумов соизмеримы или превышают уровни полезного сиг нала для рыб.

2. Биофизическое обоснование особенностей восприятия смещений и акустических колебаний, определения направления на источник сигналов объектами лова, аудиограммы чувствительности, взаимосвязь спектрально энергетических и временных характеристик сигналов объектов промысла с их мотивационным поведением.

3. Особенности звукообразования открытопузырных рыб, моделирова ние акустических генераторов для интенсификации лова, применения в со оружениях марикультуры и рыбозащиты.

4. Методики проведения исследований, а также приборов для управле ния поведение объектов лова.

5. Высокоэффективные способы лова рыб с применением приборов, соз дающих акустические поля для управления поведением объектов лова в зоне действия орудий лова.

6. Конструкции сооружений марикультуры для восстановления запасов гидробионтов с использованием разработанных приборов, а также рекомен дации по их дальнейшему совершенствованию.

7. Технологии лова, основанные на методах дистанционного акустиче ского воздействия на рыб – объектов лова, а также способ передачи инфор мации о наличии уловов на расстояние.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка используемой литературы и приложения. Её об щий объём составляет 270 страниц, включая 100 рисунков, 9 таблиц и список литературы из 241 наименований. В приложение включены копии актов вне дрения, авторских свидетельств, патентов на изобретения и технической до кументации.

Во введении обсуждается состояния исследуемой проблемы и ее акту альность. Сформулированы основные задачи исследований, научные резуль таты и положения, выносимые на защиту. Приведена общая характеристика, указана научная новизна и практическая ценность работы.

Обосновывается необходимость разработки селективных орудий лова и новых приёмов рыболовства и рыбоводства с применением акустических средств для управления поведением рыб на основе знаний о поведенческих реакциях объекта лова, с точки зрения рационального использования ресур сов Мирового океана.

В первой главе дана характеристика внешней среды обитания гидро бионтов, а именно, акватория Мирового океана, которая является сложной системой взаимодействующих физических полей естественного небиологи ческого, естественного биологического и искусственного происхождения, которые влияют на изменчивость поведения рыб.

Присутствующие в океане шумы и сигналы биологического и индустри ального происхождения в основном сконцентрированы в области низких час тот, доступных слуху рыб. Рыбы в силу своих приспособительных свойств целенаправленно используют меняющуюся акустическую обстановку, по скольку многие сигналы и шумы несут информационную нагрузку.

Среди огромного множества функциональных приспособлений организ мов в воде поведенческие приспособления являются основными. Если основ ной целью диссертационной работы является выявление физических факто ров (рычагов), влияющих на управление поведением рыб в искусственно соз даваемых акустических полях. То в первой главе поставлена задача более уз кого порядка, а именно, дана сравнительная оценка биологически полезного акустического сигнала по отношению к фоновой регистрации присутствую щих шумов акватории, в том числе уровни шумов которые сравнимы с уров нями полезного сигнала или превышающие его по своей интенсивности.

Также дана оценка влияния на поведение гидробионтов временных - годич ных (зима, лето) и погодных условий на амплитудно-частотные характери стики зарегистрированных акустических фоновых сигналов.

Основное условие исследований заключалось в том, что станции изме рения акустических сигналов находились в одних и тех же установленных экспериментом координатных точках, а измерительная аппаратура использо валась в одинаковом режиме.

На рис.1 представлены полученные нами сонограммы (А – Д) акустиче ских сигналов, состоящие из: шумов моря, работающего излучателя АИК и проходящего катера с подвесным лодочным мотором и сигнала, издаваемого приморским гребешком.

7 Б А Относительные единицы Относительные единицы 5 4 3 5 1 2 1 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 5, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, Частота, кГц 0, 0, 1, 2, 3, 5, 7, Частота, кГц Относительные единицы Относительные единицы 6 Г В 3 4 2 Частота, кГц 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 5, 7, 1, 2, 3, 5, 7, Частота, кГц Е Д Относительные единицы 0, Относительные единицы 1 0, 0, 3 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 3, 5, 7, Частота, кГц 0, 0, 1, Рис. 1. Сонограмма акустических сигналов шумов моря и излучателя АИК: А расположенного на расстоянии 100 м от регистрирующего устройства (волнение до 1 бал ла);

Б - расположенного на расстоянии 800 м от регистрирующего устройства (волнение до 2 баллов);

В - сонограмма сигналов от действующего излучателя АИК (1), сигналов подвесного лодочного мотора (2), на фоне шумов моря (3). Расстояние от движущегося катера до гидрофона 1,5 км;

Г - сонограмма шумов моря (4), акустических сигналов от действующего излучателя АИК (1) и сигналов от проходящего катера с работающим под весным лодочным мотором (2, 3) на расстоянии 800 м до гидрофона;

Д - сонограмма шу мов моря (3), и сигналов гребешка (1, 2);

Е - осциллограмма звуков приморского гребеш ка.

Также представлена осциллограмма интенсивностей сигнала примор ского гребешка (Е). Откуда видно, что зарегистрированные акустические сигналы, на которые оказывают влияние присутствующие шумы моря, при нимают изрезанную форму. Представленные на рис. 2 спектрограммы харак теризуют зависимость уровней сигнал – шум от величины ветрового волне ния и расстояния до точки регистрации.

Б А Относительные единицы 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 0, Частота, кГц 2, Г В Относительные единицы 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 0, 0, 0, 0, 2, 3, 4, 5, 8, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, Частота, кГц Рис. 2 Амплитудные уровни акустических сигналов, состоящих из шумов моря и ра ботающего излучателя АИК, расположенного на расстоянии 100 м от регистрирующего устройства: А - волнение моря до 1 балла;

Б - волнение моря до 3-х баллов;

В - волнение до 2-х баллов;

Г - уровни акустических сигналов, состоящие из шумов моря (волнение до 2-х баллов) и работающего излучателя АИК, расположенного на расстоянии 800 м от ре гистрирующего устройства Для решения технологических вопросов рыболовства, целенаправленно го воздействия на поведение рыб звуковыми сигналами очень важным явля ется, способность живых объектов распознавать полезный сигнал на фоне шумов моря, когда уровни последних соизмеримы по величине или имеют значения, превышающие величину полезного сигнала. Представленные ха рактеристики сигналов на рис. 2, 3 подтверждают наличие таковых, но раз несенных по спектру в диапазоне частот.

На рис. 3 показаны осциллограммы шумов моря, зарегистрированные в различные времена года. Как видно из рисунка, зарегистрированные в зимнее время шумы акватории (В) имеют более равномерное, менее изрезанное за полнение, в летнее время уровень шумов выше в 2 – 4 раза (А, Б), форма сиг нала более изрезанная.





Б А Относительные единицы - - Г В 1, Относительные единицы Относительные единицы 2 0, - - 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 2, 4, 7, Частота, кГц Рис. 3. Осциллограммы шумов моря и зарегистрированных сигналов в точке регист рации «Б»: А - при волнении моря 0 – 1 баллов;

Б - при волнении моря до 2-х баллов;

В осцилограмма шумов моря, зарегистрированных в точке регистрации «Б» в зимний пери од;

Г - спектрограмма шумов моря, зарегистрированных в точке регистрации «Б» в зим ний период На спектрограмме (Г) зарегистрированные в зимнее время амплитудные значения фона более низких частот незначительно (0,3 отн. ед.) превышают уровень фона более высокого диапазона, начиная с F = 150 Гц до 7 кГц.

К основным источникам, наполняющим звуковое поле в зимнее время относятся шумы, связанные с течениями, приливами и отливами, биозвуками обитающих животных, шумами, связанными с подвижкой и деформацией льда, также оказывают влияние индустриальные шумы, тепловой шум, вызы ваемый беспорядочным движением молекул, др. гидрофизические параметры и т.д.

Исследования показали:

1. Одним из наиболее значимых физических раздражителей в море на поведение объектов лова являются акустические шумы и сигналы биологиче ского и техногенного происхождения. Способности рыб воспринимать зву ковые сигналы и определять направление на источник звука дает основание для разработки и совершенствования средств и способов управления поведе нием объектов лова.

2. В данной главе представлены характеристики шумов различного про исхождения, показано наличие сезонной зависимости интенсивности акусти ческого фона. Уровни шумов моря, зарегистрированных в зимний период, имеют меньшие величины по сравнению с уровнями акустического фона, за регистрированного летом.

3. Для исследуемой акватории характерным является присутствие повто ряющихся акустических сигналов, сопровождающих основной полезный сигнал, имеющих спектр частот выше спектра частот основного сигнала, по вторяющих его форму, но с меньшим уровнем интенсивности, эти сигналы представляют собой гармонические помехи.

4. Показано, что с помощью регистрации акустической активности гре бешка можно определять наличие и плотность заселения гребешка на данном участке акватории. Такие методики могут использоваться на других объектах для рационального ведения рыбохозяйственной деятельности в части вос производства и добычи гидробионтов.

5. Из полученных экспериментальных материалов можно предположить, что рыбы способны распознавать биологически значимые для них сигналы, которые «маскируются» на фоне шумов моря и соизмеримы с уровнем этих шумов.

Во второй главе приведены результаты исследований органов воспри ятия звуков рыб: показано строение, расположение и функциональные осо бенности таких звуковоспринимающих структур, как внутреннее ухо (пред ставленное перепончатым лабиринтом, расположенным в слуховых капсулах задней части черепа и отвечающим за восприятие более высокочастотных сигналов), плавательный пузырь и боковая линия, «расширяющая» звуковой диапазон в низкочастотную (НЧ) область и играющая основную роль в оп ределении направления на источник сигналов. Адекватным стимулом для механорецепторов боковой линии являются смещения водной среды. Боковая линия состоит из невромастов, которые представляют собой рецепторные клетки (Рис. 4) с подходящими к ним волокнами нерва (3) боковой линии.

На рис. 5 показано строение рецепторной клетки, в структуру которых входят волосковые окончания - биодиполи, являющиеся источниками элек трических потенциалов и которые непосредственно участвуют в восприятие колебаний частиц воды. Во всех органах боковой линии рецепторные клетки образуют синаптические контакты (3) с подходящими к ним волокнами нерва боковой линии. Рецепторные клетки имеют характерную структуру с упло щенной апикальной поверхностью, где расположен набор волосков – стерео цилий (2) и единичная эксцентрично поставленная киноцилия (1).

Смещение частиц воды, а точнее их фронт давления, представляет со бой векторную величину и воздействуют на волосок с результирующей си лой F = F 1 + F 2 + F 3 +…… F n, приложенной к нему под различным углом в зависимости от положения тела рыбы в воде.

На рисунке 6 показано воздействие F 1n единичных сил на волосок от колеблющихся частиц воды.

а 1 б F F2 B F F n Рис.5 Влияние звукового давления на волосок (киноци лию): а. Положение волоска в свободном плавании объек Рис.4 Схема строения ре та без воздействия звукового сигнала;

б. Положение волос цепторной клетки: 1 – кино ка при воздействии на волосок стабильного по уровню цилия;

2 – стереоцилии, звукового сигнала определенной частоты. в. Положение 3 – синаптические контакты колеблющегося волоска при воздействии на него результи с нервными волокнами на рующего, изменяющегося по интенсивности звукового базальной поверхности сигнала во время звучания клетки В результате волосковые окончания способны совершать колебатель ные движения под действием этой силы смещения частиц воды. Иными сло вами, все волосковые окончания, получая информацию (смещение частиц воды), изменяют свое нейтральное положение, отклоняясь в ту или иную сторону. В зависимости от частоты звуковых колебаний, происходит девиа ция волоска. В любом случае, максимальный электрический потенциал, пе редаваемый в центральную нервную систему, зависит от отклонения волоска из положения «а» в положение «б». Сможет ли получать центральная нерв ная система информацию, если волосок, отклонившись, не будет получать изменяющуюся величину давления? Вопрос остается открытым и, видимо, если объект не будет изменять положение своего тела, то и отклоненный, «не колеблющийся» волосок не сможет передавать «отсутствующий - изменяю щийся» потенциал в центральную нервную систему. В тоже время при изме нении положения тела относительно фронта распространения звуковой вол ны будет происходить изменение образуемого суммарного потенциала боко вой линии. Предложенные варианты влияния звукового давления на рецеп торы боковой линии позволяют сделать выводы, что для наиболее эффектив ного воздействия на волосковые клетки звуковыми сигналами, необходимо, чтобы их величина по интенсивности изменялась в течение времени. При этом будет происходить дополнительное возбуждение биодиполей. Посылки изменяющихся электрических потенциалов поступает в центральную нерв ную систему, которая принимает целенаправленное поведенческое решение.

В выполненных нами экспериментах по управлению поведением рыб с по мощью акустических сигналов учитывался этот фактор. Воздействие на био диполь изменяющегося по интенсивности акустического сигнала можно рас сматривать на примере разработанной акустической приманки - излучателя АИК, осциллограмма которого показана на рис. 6.

Сигнал с наполнением спектром частот (1) в диапазо не 700-800 Гц. возбуждают ла биринт – органы внутреннего уха. Объект определяет значи мость данных сигналов, а из меняющаяся во временном ин Рис.6 Осциллограмма сигнала акустического излу- тервале огибающая интенсив чателя «Корюшка»: 1 – наполнение сигнала ности этого сигнала, его моду 700-800 Гц;

2 – огибающая интенсивности сигнала. ляция (2), позволяют дополни тельно колебать отклоненные волосковые клетки (рис. 3, в), тем самым до полнительно способствует объекту определять направление на источник зву ка.

Разработанные нами излучающие устройства (акустические приманки) имеют интервалы звучания, длительностью до 1,5 с., которые сопровождают ся паузами – молчанием, длительностью до 1,3 с. В результате воздействия на рыб кратные сигналы возбуждают сенсоры внутреннего уха и боковой ли нии через интервалы молчания, что увеличивает эффективность возможного определения направления объекта на источник звука. Из сказанного выше вытекает, что для определения направления на источник звуковых сигналов, рыбы изменяют положение тела, получая различную общую электродвижу щую силу от волосковых окончаний на нервный канал боковой линии. В мо мент, когда рыба повернется головой или хвостом на направление звукового потока, ЭДС достигнет максимального значения, так как фронт звуковой волны максимально будет воздействовать на волосковые окончания.

В работе представлены характеристики двух типов строения перифери ческих отделов слуховой системы, включающих и исключающих плаватель ный пузырь;

описаны три типа соединения последнего с внутренним ухом;

показано, что рыбы, обладающие плавательным пузырём, демонстрируют более развитые слуховые способности по сравнению с безпузырными. На ос новании результатов исследований, разработана эквивалентная схема систе мы генерации акустических сигналов и их регистрации рыбами (рис.7).

Приведённая схема позволяет более корректно оценить процессы, про исходящие в системе: «водная среда - орудие лова - объект промысла», а также приблизить параметры разработанных гидроакустических систем к ре альным сигналам морских биологических объектов, концентрируемых в зоне действия орудий лова.

В главе представлены экспериментальные данные, показывающие от ветственность различных морфофункциональных структур рыб за воспри ятие звуков в различных диапазонах частот. Методика эксперимента заклю чалась в оценке, по изменению электрокардиограммы (ЭКГ), реакции вос точного морского окуня Sebastes taczanowskii Steindachner (Scorpaenidae) и восточной скумбрии Scomber japonicus Houttuyn (Scombridae), «интактных» и с «отключённой боковой линией» на предъявляемые стимулы 150 Гц, 800 Гц и сигнал, издаваемый ПИ «Дельфин».

Полученные дан ные показывают, что реакция объектов с от ключённой боковой ли нией значительно осла бевает на сигналы более Рис.7 Эквивалентная схема взаимодействия внешних ис- низкого спектра частот точников акустических сигналов с органами жизнеобеспе по сравнению с реакци чения рыб: Е - источник сигналов (звука);

а, б,в - биоло ей интактных рыб, про гические приёмники звуковых сигналов;

L1 C1 - внутрен нее ухо;

L2 C2 - боковая линия;

L3 C3 - плавательный пу- исходит облегчение зырь;

А - анализатор (продолговатый мозг);

RН - исполни- восприятия рецептора тельная система (органы движения, органы дыхания, орга- ми внутреннего уха вы ны кровообращения, органы внутренней секреции и др.);

сокочастотных (ВЧ) RА - акустическое сопротивление среды сигналов как тональ ных, так и входящих в состав сложного звука «Дельфин».

Установлено, что скорость восприятия звука у скумбрии значительно выше, чем у окуня, который лучше воспринимает НЧ сигналы. Предположи тельно это объясняется анатомическими особенностями строения внутренне го уха исследуемых объектов, которые обусловлены различием их образа жизни, групповыми отношениями, контактированием с жертвами и хищни ками.

В главе показано, что при предъявлении акустического стимула для рыб (приманки или угрозы) может происходить изменение числа сокращений сердечной мышцы в единицу времени, причём, чем более значима информа ция угрозы, тем длительность замирания сердца больше. При этом сущест венным фактором при получении информации звуковых сигналов является латентный период, то есть временной интервал, необходимый объекту для ответной реакции.

На рис. 8, для примера, представлена ЭКГ скумбрии, где стрелкой ука зано направление движения ленты самописца.

Данные, представленные в главе, показывают: существование корреля ции между спектром воспринимаемых частот и особенностями строения зву ковоспринимающих органов рыб, что в свою очередь обусловлено образом жизни изучаемых объектов;

возможность передачи восприятия внешней об становки от одного рецептора к другому, когда один из рецепторов попадает в неблагоприятные для получения информации условия.

Важным для рыболовства явля ется то, что в силу своей адаптации морфофункцио нальное строение органов слуха, включая централь Рис.8. Электрокардиограмма скумбрии с хорошо выраженным ную нервную сис замиранием сердца: А - амплитуда сокращений сердечной тему объектов лова, мышцы;

f - предъявляемый сигнал;

a - участок с фоновой реги страцией;

b - получение объектом звуковой информации;

c - несут ответствен замирание сердечной мышцы объекта;

d - возбуждение объекта ность за восприятие акустических сиг налов и формирование поведенческих актов.

В главе 3 выполнены исследования слуховых способностей промысло вых рыб тихоокеанского бассейна, приведены аудиограммы чувствительно сти.

Для сокращения диапазона и выбора оптимального спектра необходи мых частот при разработке излучающих устройств, большой интерес пред ставляют определение пороговой чувствительности рыб. Органы, отвечаю щие за локализацию звуковых сигналов, воспринимают эти сигналы в опре делённом диапазоне частот и в определённых уровнях сигнала. Сигналы, со значительными величинами уровней давления, локализуются рецепторами рыб и несут для них, как правило, информацию угрозы.

Чувствительность у рыб к интенсивности сигнала на различных частотах различна. Знание пороговой чувствительности рыб позволяет сократить диа пазон используемых частот для разработки излучателей, а также облегчает проведение экспериментов по определению реакции рыб на акустические сигналы. Исследования проводили с выловленными ставным неводом в зали ве Петра Великого промысловыми тихоокеанскими рыбами. Объекты иссле дований выбирались исходя из трёх предпосылок: 1 - исследуемые виды должны быть промысловыми;

2 - рыбы должны представлять разные эколо гические группы;

3 - группа исследуемых рыб должна охватывать всё мор фологическофункциональное разнообразие органов восприятия звука.

Ещё одним важным условием, ограничивающим выбор исследуемых рыб, являлась их выживаемость при длительном содержании в аквариальных условиях.

Исходя из этих положений, а также с учётом возможностей выработки условных рефлексов на звук, нами были выбраны следующие виды рыб:

1. Восточный морской ёрш Selastodes taezanowskii steind.2. Японская скум брия Scomber japonicus.3. Тихоокеанская сельдь Clupea harengus pal.(val.).4.

Тихоокеанская сардина Sardinops sagax melanosticfa.5. Дальневосточная краснопёрка Leuciscus brandti (Dylouski).6. Звёздчатая камбала Pleuronects stellatus.7. Южный однопёрый терпуг Pleurogrammus azonus.

На рис. 9 показаны аудиограммы промысловых рыб. Из полученных кривых можно сделать выводы, что самый острый слух у таких рыб как японская скумбрия, тихоокеанская сардина, тихоокеанская сельдь. Это объ ясняется тем, что данные рыбы пелагические, обладающие большими скоро стями по отношению к другим испытываемым рыбам, а значит они подвер жены к более скоростной оценке обстановки для принятия адекватной ответ ной реакции в окружающей их среде обитания. Знание аудиограммы, полу ченной при известных уровнях окружающего шума и зависимости между ве личиной порога и уровнем окружающего спектрального или полосового шу ма, позволяет оценить слуховые способности в естественных условиях оби тания, а это очень важно при анализе поведения в различных акустических полях, в частности, при оценке влияния шумов судов, орудий лова, а также при исследовании различных акустических излучателей во взаимодействии с орудиями лова, т.е. сигналов, формирующих целенаправленное поведение рыб.

Количественные характеристики слуха рыб разных экологических групп создают благоприятную перспективу для выбора рабочего диапазона частот при разработке средств управления поведением рыб.

Однако, при Уровень сигнала, дБ родные мотивы по ведения объектов исследования в их естественных усло виях обитания и на промысле гораздо сложнее, чем про 68 стые суждения о 63 присутствии звуко вых составляющих 20 40 80 160 300 500 960 1300 2600 3900 в сигналах и шумах, Частота сигнала, Гц формирующих дви Рис.9 Аудиограммы некоторых видов дальневосточных промы гательные реакции.

словых рыб: 1 - Восточный морской ерш (Sebastodes tac Поэтому сопутст zanowskii steind);

2 - Японская скумбрия (Scomber japonicus);

вующие поведению 3 - Тихоокеанская сельдь (Clupea harengus pallasi (Val.);

4 - Ти внутренние и хоокеанская сардина (Sardinops sagax melanosticta);

5 - Дальне восточная краснопёрка (Leuciscus brandti (dybouski);

6 - Звёзд- внешние мотивы чатая камбала (Pleuroneetes stellatus);

7 - Южный однопёрый стали предметом терпуг (Pleurogrammus azonus) последующих ис следований В четвертой главе выполнены исследования поведенческих реакций рыб в ответ на предъявляемые акустические сигналы Одним из отличительных признаков различных видов рыб в жизнен ном цикле особей является двигательная активность. Оценку двигательной активности можно рассматривать по их скорости и характеру движения, ма нере взаимодействия между собой при движении, подразумевающую образо вание косяков или одиночное плавание непосредственно у дна, в толще воды, в верхних ее слоях и так далее. В представленных материалах статьи показа ны некоторые поведенческие акты японской скумбрии (Scomber japonicus), тихоокеанской сельди (Clupea harengus pal.(val.), тихоокеанской сардины (Sardinops sagax melanosticfa), как адаптированных свободно плавающих, так и подверженных возбуждению различными акустическими стимулами.

В этой главе описаны выполненные работы по изучению поведения рыб в зоне действия акустических полей, также показано, что эти объекты возбу ждаются и проявляют наибольшую подвижность при достижении сходства по спектрально-временным характеристикам предлагаемых сигналов с био сигналами. Они отвечают направленным движением на низкочастотные сейс моакустические колебания, генерируемые пневмоизлучателями (ПИ). О на правленном воздействии на рыб низкочастотных колебаний свидетельствуют и опыты других исследователей.

В качестве звукоизлучающих средств в бассейне (4х1х0,7) использовали японский прибор FC-12 с фонотекой различных акустических сигналов био логического происхождения, а также таких сигналов, как шум дождя, звуки плещущихся рыб, шумы от работающего двигателя судна и.т.д., также ис пользовались: имитатор звуков сельди (ИЗС), в котором заимствован меха низм излучения сельди и, как показывают испытания его на промысле, имеет привлекающее значение для охотоморской нагульной сельди;

воздушно пузырьковая завеса (ВПЗ), которая является преградой для сельди;

имитатор звуков дельфинов (ИЗД), который был изготовлен для экспериментов как опытная модель и состоял из двух узлов (пневматического и керамического источников сигналов), создающих в воде некоторое физическое подобие по ля питающихся дельфинов.

На рис. 10 показано как скумбрия ведет себя в спокойном состоянии по сле адаптации в бассейне (фоновом состоянии) и не подвержена воздействию раздражителей, представляющих собой физические поля, а так же воздейст вию каких-либо других внешних стимулов. До предъявления сигналов пове дение адаптированной скумбрии отличалось спокойным движением всех особей по большей части аквариума. Скорость движения особей была в пре делах от 10 до 25 см./с в зависимости от времени проведения эксперимента.

Особи скумбрии находятся в свободном плавании и выполняют вращатель ные движения типа мельница в радиусе, примерно, 0,7 метра и преимущест венно держалась в 5 – 7 секторах бассейна. Создание такого вращательного движения основано на присутствии зрительного фактора у рыб. Происходит ориентация на впереди движущуюся особь, в частности ориентацию на хво стовой плавник. Таким образом, достаточно трех особей, чтобы получить вращение “живого колеса” из рыб. Направление вращения наблюдалось, как правило, в одну и ту же сторону и соответствовало противоположному на правлению движения стрелок часов. Эта маленькая живая модель вращатель ного движения скумбрии отражает особенности ее поведения в активном, жизненном цикле, в естественных условиях.

На рис. 11 показан более плотный косяк скумбрий, которые повторяют описанную выше поведенческую модель вращательного движения, находясь в естественных условиях обитания [www.Oceanlight.com].

Рис. 11. Вращательное движение скумбрии в Рис. 10 Вращательное движение скум естественных адаптированных условиях брии в аквариальных адаптированных условиях.

В то же время, при предъявлении акустических, значимых стимулов от излучателей, скумбрии переходят из состояния свободного вращательного движения и совершают организованное направленное перемещение по бас сейну. Первостепенно эту значимость легко определить по скоростям, с ко торыми скумбрия отвечает на стимулы.

Серия опытов на скумбрии по определению реакции на акустические стимулы в бассейне проводилась дважды со сменой расположения излучате ля в 0 зоне и в 9 зоне. Сравнительный анализ распределения скумбрии, пред ставленных на гистограммах (рис. 12) по аквариуму при предъявлении раз личных стимулов не даёт ярко выраженной направленной реакции на источ ник, хотя некоторое отклонение от середины и наблюдается при его включе нии.

Как видно из рисунка, несколько смещены максимумы расположения особей в сторону от излучателя при предъявлении сигналов с частотной мо дуляцией (200-700 Гц), тонального сигнала 600 Гц, сигналов от японского национального инструмента и звуков касатки (№2), которые отличаются от других низкочастотным расположением основных максимумов в общем спектре частот. На гистограммах поведение скумбрии носило поисковый ха рактер, при распределении особей, предпочтение отдается центральным зо нам бассейна.

% 35 35 % 30 1 25 15 10 0 1 2 3 4 5 6 7 3 4 Зоны 6 Зоны а) б) 40 % 30 % 30 25 20 0 0 0 1 1 2 3 3 4 6 5 6 Зоны Зоны в) г) Рис. 12. Гистограммы распределений скумбрии относительно излучателя: а – предъявле ние частотно-модулированного сигнала (200-700 Гц);

б – предъявление сигнала «нацио нальный японский инструмент»;

в – предъявление тонального сигнала (600Гц);

г – предъявление сигнала касатки №2;

1 – излучатель находится в 0 зоне бассейна;

2 – излучатель находится в 9 зоне бассейна В выполненных экспериментах и представленных на покадровой съем ке (рис. 13) показано движение скумбрии, возбужденной акустическими сиг налами от излучателя ИЗД. В первоначальный момент после включения аку стических стимулов от излучателя ИЗД скумбрии переходят из состояния свободного вращательного движения, они совершают направленное движе ние. Максимальная скорость скумбрии при включении сигналов от излучате ля ИЗД достигала 100 см/с. Разница между фоновым поведением скумбрии и возбужденной стимулами очевидна, так как она пелагическая, активная, скоростная рыба. Максимальные скорости у скумбрии, к примеру, по отно шению к тихоокеанской сельди превышают почти в два раза и могут дости гать 400 см/с.

Наибольшие изменения ЭКГ сар дины наблюдаются при предъявлении сложных по спектрально-временным характеристикам сигналов от ПИ «Дельфин» (волны смещений, инфра звуки и низкочастотные звуки).

Результаты наблюдений за пове дением тихоокеанской сардины (двига тельной активностью) показывают, что действие сигнала вызывает изменение Мс (среднее распределение рыб по зо нам в течение 1 минуты с момента предъявления сигнала) по сравнению с фоновым распределением рыб (Мф), а также приведены количественные зна чения отношения величины скорости при действии сигнала к фоновому зна чению скорости (Vc/Vф). Как видно из таблицы, наибольшая реакция избега ния опасной зоны (наибольшая разница Рис. 13 Движение скумбрии в бассейне между Мс и Мф) наблюдается при дей при предъявлении акустического сти мула ИЗД ствии пневматического излучателя типа «Дельфин» (Мс=2,05 и Мф=4,4).

Эксперименты показали, что тихоокеанская сардина на стимул частотой 800 Гц во всех случаях предъявления приближалась к источнику излучаемых сигналов, осуществляя по бассейну поисковые перемещения. Скорости её перемещения по бассейну резко возрастали. При этом аналогичная законо мерность поведения и распределения по бассейну была замечена у сельди, когда предъявлялся сигнал, адекватный по спектрально-временным характе ристикам сигналам сельди. Нужно заметить, что сигналы этого стимула имеют наиболее плотное спектральное заполнение на частотах 800 Гц, что представляет некоторую аналогию биологическим сигналам сельди.

Наблюдая за поведением рыб, было отмечено, что во время предъявле ния им акустических сигналов, представляющих собой приманку (хоть в бас сейнах, хоть в садках), они не перемещались мгновенно на источник звука, а первоначально их движения походили на поисковые. Далее, в процессе предъявления сигнала, перемещение происходило в сторону излучателя. Это говорит о том, что объект анализирует ситуацию, в которую попадает, а по сле этого начинает приближаться постепенно к источнику сигнала. Такие по исковые движения позволяют рыбам более точно ориентироваться на источ ник звука.

При изменении положения тела объекта исследования по отношению к источнику звука, качественно может улучшаться определение направления на источник сигнала, также это позволяет качественно определять уровни необходимого сигнала, т.к. в естественной среде обитания рыб присутствуют различные естественные шумы, другие акустические поля.

Результаты исследований в бассейне на быстрых пелагических рыбах, а также сардине при предъявлении различной сложности акустических стиму лов позволяют сделать следующие предварительные выводы:

Материалы исследования подтверждают мнение о способностях рыб распознавать биологическую обстановку по акустическим признакам. Для скумбрии зрительный фактор имеет значение, как стабилизатор стайного по ведения, особенно это выражается при спокойном адаптированном состоянии объекта. Во время действия акустических стимулов движение скумбрии так же происходит «организованно», каждая особь зрительно определяет поло жение «собрата» в стае и находится на близком расстоянии друг к другу. В ночное время скумбрия менее активна, малоподвижна в бассейне. Акустиче ские сигналы, аналогичные по спектрально - временным характеристикам сигналам биологического происхождения, вызывают у пелагических рыб ак тивные реакции. Наибольшая двигательная и вегетативная реакция скумбрии и сельди наблюдаются в ответ на сигналы от излучателя звуков дельфинов ИЗД (керамический и пневматический источники в комплексе), имитирую щее наиболее полно физическую обстановку при нападении дельфинов на пелагических рыб. Повышенной реактивностью и направленными двигатель ными реакциями рыбы отвечают также и на сложные сигналы, содержащие в своём составе низкочастотные колебания, волны смещений. Выполненные эксперименты послужили дополнительным информационным материалом для создания акустических устройств по привлечению рыб на источник зву ка. При разработке устройств, выполняющих роль акустических приманок в основу спектра излучаемых частот используется частота 800 Гц, как несущая основная, дальнейшие испытания и исследования по поведению рыб позво ляют раскрыть более полную картину излучаемого спектра. Научное и при кладное значение этих работ не вызывает сомнения.

Пятая глава посвящена определению влияния некоторых внешних и внутренних факторов различной природы (освещенности, температуры воды, уровней приливов и отливов, времени приёма пищи, жирности) на реактив ность рыб.

Поведение животных, а следовательно и рыб, формируется под влияни ем внутренних потребностей (мотиваций). Цель их – поддержание характе ристик внутренней среды организма в определённых границах. Внутри орга низма в результате обмена постоянно происходят процессы, смещающие ха рактеристики его внутренней среды из равновесного состояния. Эти измене ния улавливаются интеррецепторами, сообщающими о них в мозг. В резуль тате мозг настраивается на совершение определённых реакций, конечная цель которых состоит в том, чтобы привести внутреннюю среду в нормаль ное состояние. Так формируется настройка высших отделов нервной системы на совершение данной поведенческой реакции, которая является функцио нальным приспособлением организмов к поведенческой адаптации при изме няющейся обстановке окружающей среды на различных стадиях онтогенеза.

Реактивность водных животных на предъявляемый стимул, как показы вают опыты, в значительной мере зависит от внутреннего состояния объекта.

В течение года не только биологическая значимость отдельных стимулов может терять и находить своё место, но и подвижность объекта тоже меняет ся в течение года (чаще всего в зависимости от температуры, жирности). Су точная активность в не меньшей степени подвержена изменчивости. В связи с этим, при сравнительной оценке поведения водных животных необходимо учитывать фактор влияния биоритмов.

Из всех многочисленных биологических ритмов только четыре разви лись в ответ на природные циклические изменения среды - приливной, су точный, лунный и сезонный. Наиболее изучены циркадные (суточные) рит мы, которые служат, прежде всего, для концентрации соответствующего по ведения в определённые периоды времени в течение суток.

Эксперименты по изучению двигательной активности морского ерша Sebastodus taczanowskii (Steindachner) в зависимости от времени суток в ус ловиях постоянной осве щённости при постоянных Вероятность, % температуре и погодных условиях показали два пе риода двигательной ак тивности - утренний и ве черний (рис. 14).

Время, часы При экспериментах в море также отмечена раз Рис.14. Распределение вероятности совершения плава тельных движений у морского ерша Sebastodus tac- личная реакция на предъ zanowskii (Steindachner) в зависимости от времени суток являемые акустические раздражители в вечернее и дневное время.

На рис. 15 представлены электрокардиограммы, показывающие реакцию морского ерша Sebastodus taczanowskii (Steindachner) на тональный сигнал 800 Гц в различное время суток. Анализируя результаты, представленные на рис. 14 и рис. 15, можно сделать вывод о важности знания суточных ритмов в поведении рыб, что позволяет эффективнее применять акустические раздра жители для управления поведением рыб на промысле.

В главе представлены результаты сравнительных экспериментов по оценке влияния жирности исследуемого объекта и температуры морской во ды на его поведенческую реакцию. В качестве объекта использовалась осен няя нагульная сельдь, выловленная в заливе Петра Великого, жирностью баллов по шкале Прозоровской.

Методика эксперимента описана в главе 3. На рис. 16 представлены гис тограммы распределений осенней нагульной сельди относительно излучате ля звуков дельфинов (ИЗД), расположенного в 0 -й зоне, при температуре морской воды 8°С.

Осенняя на гульная сельдь была значительно пас сивнее весенне летней сельди, в то же время, как видно из рис. 16, при ра боте ИЗД осенняя нагульная сельдь воспринимала эти Рис. 15 Электрокардиограммы морского ерша Sebastodus tac сигналы и «пред zanowskii (Steindachner): а - в дневное время (11 ч);

б- в вечер почитала» удалён ний пик активности (17 ч);

------ предъявление сигнала ные от излучателя зоны.

С 26 октября по 15 ноября сельдь выдерживалась в бассейне без под кормки. Определение её жирности составило 1 балл. Температура воды в бассейне 15 ноября составляла 4°С. В течение двух суток, с 15 по 17 ноября, произвели нагревание воды в бассейне на 10°С, с 4 до 14°С (0,208°С в час).

На рис. 17 представлены гистограммы распределений осенней сельди (жирность 1 балл) относительно излучателя ИЗД при температуре морской воды 14°С.

Сельдь чётко и мгновенно реагировала направленным движением от ИЗД. Всё скопление перемещалось в зону, удалённую от источника, напри мер, 6 на рис.17.

В главе показано, что физиобиологическое состояние объекта (жир ность, половозрелость и др.), гидрофизические характеристики среды (тем пература морской воды, скорости течений и др.), ритмика (суточная, годич ная и др.) активности в значительной мере влияют на поведенческие характе ристики рыб.

Исследования внутренних мотиваций водных животных позволяют точ нее понять закономерности ответных поведенческих реакций рыб, что в свою очередь учитывается при разработке излучающих гидроакустических уст ройств для управления поведением рыб. Взаимосвязи рыб с внешней средой очень устойчивы, как и устойчиво само поведение рыб. В промысловых ус ловиях поведение рыб связано с многими гидрофизическими процессами, в том числе вносимыми рыболовецкими судами и орудиями лова (звуки и шу мы, гидродинамические потоки и смещения, зрительные образы и многое другое). Исследование различных поведенческих ситуаций актуально, а практическая значимость очевидна, так как они касаются различных аспектов обитания рыб.

Рис.17 Гистограммы распределений осен Рис.16 Гистограммы распределений осенней ней сельди (жирность 1 балл) относительно нагульной сельди относительно излучателя излучателя ИЗД: 1 – распределение сельди ИЗД: 1 – распределение сельди без предъяв без предъявления сигнала;

2 – распределе ления сигнала;

2 – распределение сельди при ние сельди при предъявлении сигнала предъявлении сигнала В шестой главе приведены классификационные характеристики сигна лов рыб с позиций их биологической значимости. По происхождению сигна лы рыб подразделены на две группы: излучаемые при помощи специальных органов (сигналы 1-го порядка) и возникающие произвольно, в ходе пове денческих реакций (сигналы 2-го порядка).

В главе разрабатываются способы повышения эффективности акустиче ской стимуляции рыб в интересах увеличения их концентрации в зоне дейст вия орудий лова. Эффект достигается за счёт согласования параметров аку стического сигнала с пространственной линейной решёткой энергонесущих вихрей путём имитации гидродинамического шума движения пищевых объ ектов определённого вида (сигналы 2-го порядка), а также сигналов 1-го по рядка.

Также приведены результаты параметров зондирующих сигналов и опи сана структурная схема устройства, реализующая разработанный способ соз дания искусственной концентрации рыб на заданной акватории.

В основу положено то обстоятельство, что рыбы для обнаружения объ ектов пищи используют тонально-модулированные сигналы, которые излу чаются рыбами при их перемещении за счёт преобразования части кинетиче ской энергии относительного движения в акустическое излучение. Другими словами, повышение эффективности привлечения рыб в зону действия ору дий лова достигается тем, что используется физическая способность морских биологических объектов по характеру колебаний, возбуждаемых ими в воде, определять наличие жертвы или хищника. При этом в качестве имитирующе го сигнала используются амплитудно-модулированные колебания, где несу щая частота равнялась бы частоте упругого излучения жидкости, деформи руемой колебаниями тела рыб, а модуляционная частота - частоте колебаний тела.

В главе раскрыт механизм звукоизлучения у некоторых дальневосточ ных объектов промысла (лососей и др.). Показано, что звуковые сигналы возникают при стравливании в толщу воды струек газа за счёт сжатия стенок плавательного пузыря при вертикальных миграциях этих видов рыб. Данную систему следует рассматривать как струйный генератор звука, а расчёт резо нансной частоты fP плавательного пузыря производить по известной форму ле:

3t 3Р А + 4 М 1 а fP = А, где PA -давление окружающей среды;

- отношение удельных теплоёмкостей газов, заполняющих пузырь;

A- плотность среды;

М - модуль сдвиговой уп ругости тканей, окружающих плавательный пузырь;

t- толщина ткани плава тельного пузыря;

а - радиус сферического пузырька того же объёма, что у плавательного пузыря рыбы.

Показано, что значения резонансной частоты плавательного пузыря гор буши в зависимости от её размеров находятся в пределах от 220 до 280 Гц.

Это хорошо согласуется с диапазоном частот, на котором наблюдается ос новная звуковая активность рыб. Два максимума в спектре частот сигналов сельди обусловлены влиянием плавательного пузыря (он служит своеобраз ным резонатором, усиливающим НЧ составляющие в области частот (300-600 Гц) и ostium genitale (максимум на частотах 800-1100 Гц).

Первый максимум в спектре частот сигналов горбуши (на частоте 260 Гц) и кеты (на частоте 110 Гц) также обусловлен участием плавательного пузыря в звукообразовании. Вторые максимумы в спектральных характери стиках (на частотах 970 и 600 Гц) соответственно для горбуши и кеты обу словлены формированием струй воздуха в момент их выброса в окружающее пространство.

Представленные материалы исследований данной главы использовались при разработке акустических излучателей для управления поведением рыб.

В седьмой главе представлены новые способы лова с использованием разработанных акустических излучателей («Сардина», «Сардина -2» и др.) для управления поведением рыб. Приведены основные характеристики ста ционарных орудий лова и средств марикультуры, снабжённых акустически ми устройствами для концентрации рыб в зоне действия этих сооружений.

Представлены методики и результаты полунатурных и натурных исследова ний.

Для примера на рис. 18 представлен пневмоизлучатель «Сардина», кото рый предназначен для повышения концентрации лососевых рыб в зоне дей ствия орудий лова. Следует отметить, что стабильная работа излучателя по временным параметрам обеспечивается при помощи электронной схемы управления.

На рис. 19 представлена спектрограмма звуков ПИ «Сардина», который обеспечивает эффективное излучение акустических сигналов, привлекающих лососевых рыб к ставным неводным установкам в диапазоне частот их наи большей акустической чувствительности (70 - 900 Гц). В дальнейшем, ис пользуя аналогичный принцип функционирования, был разработан более со вершенный ПИ «Сардина-2». На рис. 20 представлен пневмоизлучатель «Сардина-2».

Отличия данного звукоизлучающего устройства заключаются в его спо собности работать в автономном режиме за счет энергии сжатого воздуха и возможности регулировать наклон переднего фронта сигнала за счёт резино вой камеры, обтягивающей цилиндр.

Принцип ра боты пневмогене ратора «Сардина 2» представлен на рис. 21 в виде электрической эк Рис.18. Внешний вид пневмоизлучателя «Сардина»: 1 - цилиндр;

вивалентной схе мы, а его основные 2 - штуцер;

3 - корпус;

4 - рычаг;

5 - электромагнит;

6 - сердеч ник;

7 - якорь;

8 - золотник;

9 - канал;

10 - втулка;

11 - шток;

12 - узлы показаны как гайка;

13 - пружина;

14 - гайка;

15 - седло;

16 - отверстие;

17 электрические канал;

18 - насадка;

19 - канал;

20 - гнездо;

21 - шайба;

22 элементы этой манжета;

23 - хомут;

24 – клапан перепускной;

25 - отверстие;

схемы. При созда 26 - болт;

27 – гайка нии пневмоизлуча телей (ПИ) опреде Уровень сигнала, дБ лялись зависимо сти акустического поля от изменения таких параметров, как давление сжа Частота сигнала, Гц того воздуха в Рис.19 Спектрограмма звуков пневмоизлучателя «Сардина» предварительной камере, диаметр стравливающего отверстия в излучающей головке, относи тельное удлинение натяжения мембраны излучающей головки, площадь из лучающей поверхности, интервалы «звучания и молчания» сигнала.

Рис. 20. Принципиальная схема работы ПИ «Сардина-2» Для того чтобы не происходило бы строй адаптации объекта промысла к сигналам, форма, интенсивность и длительность их из лучения изменялись Рис. 21 Эквивалентная схема пневматического генератора определённым обра акустических сигналов: Е – стабильный источник питания;

зом.

L1 – реле времени;

Rа - сопротивление нагрузки;

Б.К. – блок Для примера, контакты;

С1 – емкость накопительная;

Rн – сопротивление на рис. 22 представ нагрузки;

L2 C2 – колебательный контур;

L3 – обмотка согла сующего трансформатора лены амплитудно временные характе ристики сигнала из даваемого акустиче ским излучателем АИ «Корюшка» (АИК), используемого для привлечения малоро той корюшки (Hy Рис.22. Амплитудно-временные характеристики действующе pomesus olidus (PALL) го АИ «Корюшка» и молоди тихоокеан ской сельди (Clupea harengus pallasi (Val.). Характеристика этого сигнала описана во второй главе.

Отличительные особенности АИ «Корюшка» заключаются в следую щем: с помощью электронной схемы генерируются сложные сигналы, пре дотвращающие адаптацию объекта к этим сигналам в течение длительного интервала времени;

во время работы АИК происходят периодические изме нения интенсивности, формы и частоты сигнала.

На рис. 23 представлены графические зависимости уровней сигнала (в относительных единицах) АИК от расстояния по двум трассам распростра нения сигналов, где пунктиром показан уровень акустических помех в рай оне проведения экспериментальных исследований (бухта Северная залива Славянка Японского моря).

Как видно из ри сунка, наибольшие потери акустической энергии происходят на трассе распростра нения сигнала от АИ «Корюшка» вдоль береговой черты ~ до 400 м, а в направле Рис. 23 Графические зависимости уровней сигнала акустиче нии моря ~ до 200 м.

ского излучателя «Корюшка» от расстояния: 1- трасса рас пространения акустического сигнала вдоль береговой черты;

Также в дан 2- трасса распространения акустического сигнала в направле- ной главе представ нии моря лены материалы вы полненных работ по определению влияния стационарного орудия лова на распространение акустических сигналов в воде. Целью эксперимента явля лось определение изменения параметров акустического сигнала от излучате ля АИК, его формы, интенсивности, фазы и. т. д. с помощью компьютерной обработки материалов, зарегистрированных в море при прохождении ими препятствия, представляющего собой движущийся живой объект и сетное полотно ловушки (садка). В качестве живого объекта использовались косяки рыб различного вида, пойманные ставным неводом и находящиеся в свобод ном плавании в ловушке - садке ставного невода. Ловушка ставного невода расположена на расстоянии 350 м от берега.

Для регистрации акустических сигналов использовались два гидрофо на, разнесенных между собой на расстояние 10 м и подключенных к япон скому магнитофону промышленного варианта марки ТС-D5М с автономным питанием. Напряжение с гидрофонов подавалось на разделенные каналы усилителей данного магнитофона. Синхронная запись сигналов на магнит ную ленту по двум каналам позволяет получать на экране дисплея компью тера одновременно две картинки осциллограмм, определять их отличитель ные признаки, позволяющие установить закономерности, подтверждающие наличие объектов на пути распространения сигнала. Блок-схема регистри рующего тракта показана на рис 24.

Гидрофон Магнитофон Анализатор TC-D5M PC Гидрофон Блок питания Рис. 24. Блок – схема тракта регистрации и анализа сигналов Контрольные точки измерений (АА1,ВВ1,СС1) расположены на рас стояниях соответственно: АА1 - 50 м, ВВ1 - 100 м, СС1 - 500 м. от излучателя.

Первая серия записей выполнялась через живые объекты (рыбы находились в ловушке ставного невода). После этого излучатель был вынесен из зоны дей ствия орудий лова. Регистрация второй серии экспериментов также произво дилась, соответственно, с расстояний 50 м, 100 м, 500 м., как и в первом слу чае от действующего излучателя. Схема расположения излучателя АИК и ус тановки гидрофонов в контрольных точках АА1, ВВ1, СС1 на ставном неводе показана на рис. 25.

С В А 2 С1 В1 А Рис. 25. Схема расположения излучателя АИК "Корюшка" и установки гидрофонов в кон трольных точках на ставом неводе Во время проведения эксперимента в садке находились донные объек ты: камбала, ерш, бычок, а также присутствовали косяки красноперки и ко рюшки. Погода стояла благоприятная, скорость ветра незначительная (ветер слабый). Глубина погружения излучающей головки акустического излучате ля АИК составила 0,7м. от грунта (от дна). Работы выполнены 24 октября 2002 года с 12 до 14 часов дня. В результате, при незначительной вертикаль ной миграции рыб, их присутствие зарегистрировано и определено после компьютерной обработки материалов регистрации акустических сигналов В зависимости от рас % 40 излучатель перед стояния между излучателем экраном излучатель за экраном и гидрофонами, полученные уровни сигналов разнятся по амплитудным значениям.

Это подтверждено расшиф ровкой аудиограмм на ПК и определено на слух при про слушивании аудиозаписи. На 5 рис. 26. представлены уровни 1, 0 м сигналов от излучателя АИК, 50 100 Рис.26. Зависимости уровней сигналов, зарегистри- зарегистрированные в кон трольных точках до ставного рованных в контрольных точках невода и за его ловушкой.

Очевидно, чем прегра да, в данном случае ловушка ставного невода с живым объектом, будет пред ставлять собой более плотный акустический экран, тем зафиксированный уровень сигнала будет ниже от установленного за ним работающего излуча теля АИК.

Полученные материалы измерений акустических полей с помощью разнесенных гидрофонов показали сходство зарегистрированных сигналов по уровням и фазово-частотным характеристикам относительно статической стационарной обстановки для конкретной ситуации, именно для частот, вхо дящих в диапазон звучания излучающего устройства АИК. Анализ ампли тудных значений показывает, что акустический экран (ловушка невода) гасит интенсивность сигнала. Это показано на графике (рис. 26) и осциллограммах (рис. 27, табл.1).

Некоторое изменение формы сигнала (рис. 27), зарегистрированное пе ред акустическим экраном и за ним связано также с присутствием собствен ных шумов акватории бухты, влияние которых зависит от соотношения уровня полезного сигнала и акустического фона (шумов).

dB c.

a) 1 б) Рис. 27. Осциллограммы акустического сигнала, зарегистрированные на расстоянии 50 м от излучателя АИК: a – излучатель за экраном;

б – излучатель перед экраном При стацио Таблица 1. Уровни сигналов в контрольных точках временных интервалов нарной установке регистрирующего № точки Уровень, dB тракта с гидрофо Осциллограмма, рис. a Осциллограмма, рис. б ном можно полу 1 -26 - чать данные об 2 -13 - уловах ставного 3 -15 - невода и необхо 4 -10 - димости своевременной выборки пойманной рыбы. В данном случае излуча тель АИК может использоваться как генератор сигналов для определения ко личества пойманной рыбы в неводе и одновременно являться акустической приманкой для рыб Применение способа регистрации уловов уменьшает экономические за траты при эксплуатации ставных неводов и позволяет более рационально ис пользовать трудовые ресурсы.

Для более рационального и эффективного использования пневмоизлуча телей в зоне действия орудий лова разработана и изготовлена автоматизиро ванная система для привлечения и перегонки рыбы к неводу с электронным устройством для управления работой пневмоизлучаталей.

Особенность данной системы состоит в том, что она позволяет в ручном или автоматическом режиме управлять работой ПИ через пусковые пневмо реле при относительно небольшом давлении (не более 1,5-2 атм.) от магист рального трубопровода, подключённого на берегу к компрессору. Примене ние накопителей воздуха, его экономичный расход, а также малый потреб ляемый электронной установкой ток позволяют эксплуатировать систему в течение длительного времени.

Сравнительные испытания способов лова рыбы ставными неводами (при использовании излучателей и без них) показали, что средний вылов лососей за сутки работы невода, например с ПИ «Сардина», возрастал до 180%. Экс перименты проводились в заливе Корфа п-ова Камчатка.

Сравнительная оценка уловистости промысловых и контрольных сетей (при использовании излучателей и без них) проводились на р. Вывенка п-ова Камчатка. Следует заметить, что во всех случаях промысловая сеть ставилась в месте традиционно высоких уловов. При этом, в случае отсутст вия сигналов ПИ «Сардина» отношение уловов контрольной сети к промы словой составляло величину 1:20. При излучении сигналов уловистость кон трольных сетей увеличилась в 6 раз по сравнению с фоновыми результата ми с одновременным уменьшением в 4 раза уловистости промысловой се ти, отношение уловов контрольной сети к промысловой составляло величи ну 6:5. Испытания способа лова сельди ставными неводами при использова нии ПИ «Сардина» показали, что улов рыбы увеличился до 8 раз по сравне нию с традиционным способом промысла. Испытания проводились на лове весенней сельди корфо- карагинского стада в заливе Корфа п-ова Камчатка.

образцы звукоизлучателей «Сардина-2» испытывались на лососях Камчатки в морских и речных условиях. К примеру, сравнение среднесуточных уловов ставных неводов в заливе Анива о-ва Сахалин показало увеличение эффек тивности работы невода с пневоизлучающей системой на 273%.

В целях повышения выживаемости сельди на ранних этапах онтогенеза Алтуховым К.А.1963г. было предложено использование искусственных не рестилищ (ИН), детальные же исследования их применения, как в экспери ментальных, так и в промышленных целях проводились в 80-е годы Чупыше вой Н.Г., Душкиной Л.А. и др.

С целью изучения особенностей эмбрионального развития и выживае мости сельди, а также определения динамики осыпания икры с ИН, выявле ния причин и возможности их ликвидации нами был произведен сбор и обра ботка материалов. Полигоном для разработки биоэкологических основ при менения искусственных нерестилищ выбрана бухта Северная зал. Славян ский. В результате проведенных исследований сделаны следующие выводы.

1. Первое резкое снижение количества развивающейся икры, вероятно, связано со снижением температуры воды, произошедшим в результате вскрытия льда. Возможно, температура воды опосредованно повлияла на развитие икры более ранних кладок, в результате чего и произошло ее значи тельное осыпание.

2. Второе резкое снижение численности икры, которая в большинстве находилась в основе кладок, связано с повышением температуры воды. При этом ускоряется темп развития эмбрионов, в связи, с чем повышается их по требность в кислороде, которым не могут быть удовлетворены икринки из нижних слоев кладок. Создавшийся дефицит кислорода из-за нарушения нормальной аэрации нижних слоев, вероятно, вызывает массовую гибель и, как следствие, опадание кладки. Нами учтены результаты опубликованных исследований эффективности использования искусственных нерестилищ при выполнении работ в б. Скобелева, залива Корф, Камчатской области и в бухте Северная Славянского залива.

На рис. 28, б представлена схема разработанного, запатентованного и испытанного нами в б. Скобелева, залива Корф, Камчатской области ИН для рыб типа «Звездочка». Эти нерестилища использовались с акустической приманкой для рыб. Как видно из рисунка, разработанное нерестилище имеет пять радиально расположенных открылков, обтянутых искусственным суб стратом (капроновое сетное полотно), а внутри него устанавливается акусти ческий излучатель «Сардина». Применение таких нерестилищ позволяет на небольшом участке акватории достигнуть создания достаточного искусст венного субстрата, оптимальных условий для нереста.

При необходимости, имеется возможность транспортировки нерестилищ с заморных участков на благоприятные участки акватории, так же позволяет регулировать заполнение нерестилищ оседающей икрой во время нереста, что способствует сохранению и нормальному развитию эмбрионов, получе нию жизнестойкой молоди.

По итогам выполненных работ получены положительные результаты испытаний ИН, способствующих сохранению Корфо-карагинского стада сельди. Дальрыбвтузом выполняется госбюджетная тема, в программу кото рой входят работы по сохранению приморского стада сельди. Для этих целей, а также для продолжения работ по использованию ИН в 2006 году на аквато рии б. Северной испытывалась усовершенствованная конструкция ИН для нереста сельди. Данное нерестилище (рис. 28 а) отличается тем, что имеет три радиальных открылка, расположенных под углом 1200 друг к другу, в его центре расположена залавливающая ловушка, способная удерживать нерес товую сельдь определенное время. В центре ловушки также устанавливается акустическая приманка «Сардина» или «Сардина-2», или подобное устройст во для концентрации рыб акустическими стимулами.

а) б) Рис.28. Типы искусственных нерестилищ (ИН): а - усовершенствованная конструкция ИН типа «звездочка»;

б – ИН типа «звездочка»: 1 - ловушка, 2 - наплав, 3 - сетное полотно, 4 грузило, 5 - якорь, 6 - излучатель АИК Ловушка изготовлена без нижнего сетного полотна (днища), к ее нижней подборе подвязаны грузила. По необходимости удерживаемую сельдь можно выпускать из ловушки, приподняв от дна сетное полотно с грузилами. Пой манная в ловушку сельдь создает собственное акустическое поле. Таким об разом, присутствует дополнительный физический фактор - действие биоло гического акустического поля, положительно влияющий на концентрацию рыб в зоне установки нерестилища. Находящаяся в ловушке сельдь несет до полнительную зрительную информацию (кроме акустической приманки) для концентрации свободно плавающих особей, удерживая их в зоне действия нерестилища. ИН устанавливались из расчета самых поздних подходов сель ди на нерест, тем самым на развитие эмбрионов не могли оказывать влияние более поздние подходы нерестовой сельди, таковых и не наблюдалось, соот ветственно, улучшалось питание кислородом подрастающих эмбрионов. Так же исключено возможное изменение температуры воды в результате вскры тия льда, влияющее на осыпание икры с сетного полотна.

Одной из задач эксперимента в 2006 году являлось дать сравнительную оценку эффективности установленного ИН со ставным контрольным нево дом, влияющих на развитие эмбрионов сельди. С этой целью по обе стороны устья реки Брусья, примерно, на равных от нее расстояниях (800 м), на оди наковых глубинах (3-4 м), равных по наличию естественного субстрата (в ос новном зостеры), установлен ставной невод с одной стороны и искусственное нерестилище с другой стороны. Конструкция ставного невода и искусствен ного нерестилища имеют некоторое сходство между собой. Основным пре имуществом установленного нерестилища являлось то, что применялись аку стические средства управления поведением рыб, использовался акустический излучатель "Сардина".

Результаты эксперимента показали, что сельдь не отнерестилась и даже не зашла в ловушку ставного невода, хотя залавливающий ставной невод смог бы обловить косяки, попавшие в зону действия этого невода. Привле кающие акустические сигналы сконцентрировали косяки сельди в районе ус тановки ИН и удерживали их некоторое время в этой зоне. И как результат, произошел нерест на искусственном субстрате. Установка нерестилища в бухте Северной выполнена 23 марта 2006 года. Сельдь отнерестилась 12- апреля 2006 года. В результате анализа проб, представляющих вырезку уча стков сетного полотна 10х10 см в различных контрольных точках и показан ных на рис. 29, получены хорошие результаты нереста.

Максимальное количество слоев кладки не превышало 5-6, максималь ная плотность осевшей икры на площади 10х10 см составляла 13680 шт. Средняя величина количества осевшей икры на ИН с учетом на полняемости по всей площади нерестилища (S=1050 м2) составляет 10% от максимальной плотности и равна 1428·106 шт. Выклев эмбрионов составил % по отношению к первоначальному количественному составу.

Данные эксперимента подтвер ждены актами испытаний и показы вают эффективность используемых ИН в совокупности с акустическими средствами управления поведением рыб. В плане реализации наработан ных исследовательских материалов по искусственным нерестилищам и ориентации рыб в акустических по Рис.29. Участок сетного полотна с осев лях возникли конкретные условия шей икрой сельди использования этих исследований в практических рыбохозяйственных целях. Полученные результаты дают воз можность внедрять такую систему для восстановления запасов сельди при морского стада, а также использовать на других морских акваториях.

Эксперименты по привлечению сельди к ставным сетям с помощью АИ «Корюшка» проводился в заливе Корфа п-ова Камчатка. На рис. 30 представ лена схема взаимного расположения ставных сетей и акустических излучате лей. Следует заметить, что расстояние между промысловыми ставными сетя ми составляло 300 м, а между ними устанавливалась контрольная сеть. Рас стояние от промысловой сети до АИ «Корюшка» составляло 15 м. Резуль таты уловов на промысловых сетях показали, что движение сельди было на правлено преимущественно в сторону акустических излучателей. При этом штучное объячеивание контрольной сети обнаруживалось с обеих её сторон.

Испытания по аналогичной методике проводились в бухте Северная за лива Славянка Японского моря в 1998 г. Проведённые испытания показали высокую эффективность АИ «Корюшка» для повышения концентрации объ ектов промысла (корюшки, молоди сельди) в зоне действия ставных неводов.

При этом средние показатели уловов увеличивались в 2-3 раза, а в отдель ных случаях максимальный улов превышал контрольный более чем на поря док.

В главе оценена эффектив 2 3 ность новых способов лова рыб и излучателей звуков рыб (ПИ и АИ), 4 1 разработанных на основе знаний морфофизиологических особенно стей органов звуковосприятия и ор Рис. 30. Схема взаимного расположения ганов звукообразования рыб, а так ставных сетей и акустических излучателей:

же выработаны рекомендации по их 1 - акустические излучатели «Корюшка»;

2 дальнейшему совершенствованию.

промысловые ставные сети;

3 - контрольная В заключении сформулирова сеть;

4 - направления движения сельди при работающих излучателях ны основные выводы и результаты, определяющие научную новизну и практическую значимость работ. Автором выполнен методологическое планирование многопрофильных НИОКР, осно ванное на системной организации функций, свойственной самоорганизации всего живого, включающий параметры основных составляющих процесса – носителей этих функций (шумы моря, гидробионты, орудия лова, средства интенсификации лова) и инструментальную базу, с помощью которой полу чены результаты научных исследований.

1. Результаты исследований шумов моря, сигналов биологического и индустриального происхождения раскрывают сравнительную оценку ампли тудно-частотных характеристик этих сигналов, в основном сконцентриро ванных в области низких частот и доступных слуху рыб, при этом макси мальные уровни частотного диапазона шумов моря находятся в интервале до 200Гц. Характеристика зарегистрированных сигналов отражает акустиче скую обстановку обитания и формирует мотивацию поведения промысловых гидробионтов.

2.Дано теоретическое обоснование распознавания объектами лова по лезного сигнала на фоне шумов моря, уровни которых соизмеримы или пре вышают уровни полезного сигнала, при этом исследуемая частота полезного сигнала находится в диапазоне 700-800 Гц.

3.Дано теоретическое обоснование определения рецепторами боковой линии рыб - биодиполями направления на источник звука;

колебания биоди полей происходят под действием сил смещения частиц воды, возникающих при распространении звуковой волны. В зависимости от положения тела ры бы в воде относительно фронта распространения звуковой волны, в цен тральную нервную систему по нервным каналам поступает различная вели чина электрического потенциала, что позволяет объекту определять направ ление на источник звука.

4. Впервые разработана и представлена эквивалентная схема взаимо действия органов жизнеобеспечения рыб с внешними источниками акустиче ских полей.

5. Экспериментальные данные, показывают ответственность различных морфофункциональных структур рыб за восприятие звуков в различных диа пазонах частот;



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.