江豚声学行为的观察与水下声信号的初步研究

江豚(Neophocaena phocaenoides G. Cuvier)俗称江猪,属鲸目(Cetacea),齿鯨亚目(Odontoceti),鼠海豚科,是海豚类中最小型的一种,也是我国沿海最常见的一种近岸小型无鰭鼠海豚。一般体长不超过2米,体重约30-80公斤,如图1照片所示。 江豚与其他海洋哺乳动物一祥,能发出多变的声信号,而且每一种声信号都受其生态行为的支配。发声系统是它们赖以生存的重要官能。海豚用其发射的声信号测定水下目标的距离、方位和大小,以至判断其形状,因而能有效的绕过障碍,避开或驱逐来犯之敌。依靠其声信号能更有效的捕获足够的食物,营养自身,抚育后代。声信号是海洋哺乳类动物在自然界进行生存斗争的有利武器。声信号又是海洋哺乳动物的语言,借以进行“社会”联络和通讯,甚至教育它们的后代。为此。人们把它们的这种功能称作“第六官能”(sixth sense)。 观察海兽类的声学行为,测试分析其声信号的结构和物理特性,是揭示它们的回声定位系统的机制,破译其“语言”奥密所必不可少的一步。从而将为驯养它们成为人类的水下得力“助手”提供可靠的实验方案,也将为仿生学等新的学科研究提供有效的理论依据。 本实验是为了把江豚驯养成“水下警犬”使其在海湾、河口进行人工放养鱼群的放牧,以及协助人类进行水下作业等目的而进行的基础工作,也是研究海洋哺乳动物回声定位的发射与接收机制的探索。实验工作是在一定的半自然条件下,对江豚某些生态行为下的声信号作了较详细的记录与分析。     

水下光击穿所激发的脉冲声波

本文研究了水下光击穿时所激发的声脉冲在低频段的频谱、频谱曲线在60kHz附近有一个明显的峰,给出了一个频谱的表达式,它与实验结果吻合较好。     

声呐系统中海洋生物叫声应用效能分析

发射信号波形的选择是主动声呐设计过程中必须要考虑的问题之一,不同的信号形式会直接影响声呐的性能。海洋哺乳生物通过叫声实现种群间的通信以及对水下环境的感知,这一常见的生物学行为激发了基于生物叫声的声呐系统的开发。但海洋生物在全球分布广泛并且叫声种类繁多,需要结合声呐系统的设计参数对采集到的叫声进行效能分析,才能在不改变传统声呐设计的基础上拓展仿生隐蔽探测功能。针对这一问题,提出了基于主动声呐信号分析的海洋生物叫声效能分析方案。以采集到的 6 种海豚叫声为例,基于同步压缩变换和贪婪算法重构样本信号,从 5 个维度对声呐系统仿生信号进行了分析。仿真结果表明,该效能评估方案可对海洋生物叫声进行有效筛选,以确定适合声呐系统的信号波形。     

基于声场模型的猎雷声呐探测成像仿真方法

针对猎雷声呐对水雷目标探测仿真问题,提出一种基于运动学信息与水下声场传播耦合分析的探测成像仿真方法。利用 Bellhop3D 声场分析方法对水下声信道信号冲击响应进行计算,结合信号复分析方法得到信号传播信道参数以构建声散射模型,以运动耦合方式综合分析声呐搭载平台位置、姿态及速度等因素对回波信号的影响,通过综合考虑上述因素来模拟目标回波信号,从而利用较为真实的等效回波信号进行图像重构。 以高频前视声呐为例,对声呐探测沉底水雷目标情况进行了仿真,结果表明,该方法能够得到高频声呐对沉底水雷目标的探测图像,与实际情况具有一致性,可为进一步构建反水雷相关模拟仿真训练系统提供参考。     

润扬大桥水下噪声特征及其对水生生物的潜在影响初探

于2019年4月在长江镇江段润扬大桥正常通车状态时进行桥梁周边水域水下噪声特征测量,计算不同点位水下噪声平均声压级(Sound pressure level,SPL),并进行带宽20 Hz-20 kHz的噪声频谱分析。结果表明:润扬大桥正常通车状态时周边水下噪声以低频为主(200 Hz),主频率峰值范围为20-2000 Hz。桥梁下方水下噪声平均声压级为117.96±3.25 dB,大桥交通噪声被同频声场覆盖,主频率不明显。当船舶通过时噪声增益较为明显,能量集中于低频(1 kHz以下)部分,声压级集中在120-130 dB,将背景噪声(2000 m处)平均声压级提高了约7-17 dB。基于该水域可能存在的水生生物及其听阈特性评价水下噪声对其产生的潜在影响,为长江水生生物生态保护提供理论基础。     

运动目标的主动声探测脉冲回波信号波形重构

水下主动声探测是水下目标探测的主要技术之一,其目标回波信号的模拟技术对水下作战防御、声呐和水中兵器以及水下目标探测系统的研制、实战操作训练等多项国防及民用领域具有十分重要的作用。 针对常见的 CW 和 LFM 主动声探测信号,开展了运动目标回波信号波形的重构技术研究。 在捕获得到主动声探测脉冲的条件下,利用“波形存储重发”的基本方法,根据运动目标相对运动速度,重新设置回波信号采样频率,从而实现宽带回波信号(LFM 信号)及窄带回波信号(CW 信号)的多普勒频移模拟。 根据目标回波时延信息,给出了目标回波时延重构模拟方法,并根据不同目标类型和入射方位给出了目标强度参数设置的参考。     

伊洛瓦底海豚被追逐时回声定位信号特征变化的初步分析

本文的研究基于文莱湾浅水域的一头野生伊洛瓦底海豚水声定位信号的调查数据。在记录期间,有一艘渔船突然开启发动机,惊扰了其附近的一头伊洛瓦底海豚,接着渔船开始两次连续追逐海豚。这期间海豚回声定位信号的变化情况被记录下来。当伊洛瓦底海豚受惊吓被追逐时,信号的声压级、每分钟嘀嗒声信号串的发生次数、每个嘀嗒声信号串中的脉冲个数和平均脉冲间隔都发生了相应的变化。平均的脉冲间隔在事件发生的瞬间立即增大,并在追逐期间呈现轻微下降趋势。脉冲间隔的增大对应着探测距离的增加,代表着海豚对未知区域的探索能力,制约着它的逃离速度。数据记录结果的分析表明,伊洛瓦底海豚会根据外界干扰对发出的回声定位信号进行调整,改变自己对潜在危险的探查能力。分析结果同时提醒我们需要随海豚生存环境的噪声进行管理,避免突然的发动机操作或者追逐它们。     

北海狮水下声信号类型分析

以水族馆内圈养的北海狮为研究对象,利用长达29 h的连续被动声学观测数据,对北海狮水下声信号类型进行了研究。共检测出22 689个水下声信号,对时长、最小频率、最大频率和峰值频率这4个声学参数采用聚类分析方法将信号分为10种类型:单脉冲(SP)、哨声(WS)、咕咕声(GG)、咚咚声(DS)、狗吠声(BK)、吼叫声(WY)、嗡嗡声(BZ)、撞击声(BG)、单频声(SF)以及咩咩声(BT)。该分类方式涵盖了北海狮92.6%的水下发声。北海狮水下声信号时长的均值为5~1 244 ms,峰值频率一般小于10 kHz。10种类型信号的占比各有不同,BK,BT和BG信号的比例较高;SP,WS和BZ信号的比例次之;DS,WY,SF和GG信号的比例较低。对北海狮水下声信号类型的分析能帮助了解北海狮的声行为特征,对野外北海狮的声学观测具有重要的指导价值。     

白鱀豚的回声定位信号

1980年初,我国首次捕获一头仅存于长江中的世界珍稀齿鲸动物白鱀豚(Lipotes Vexillifer)——“淇淇”.当时在较大的泥底临时饲养池中记录了它的水下声信号,并进行了分析[1].但记录信号的频带上限仅达30kHz.在“淇淇”经一年的人工饲养之后,使用通带为200kHz的设备,对它的信号进行了全频带记录和分析.记录是分别在25×20×4米3的方形和直径为15米、深4米的圆形水泥壁和底的水池中进行的.     

海底底质声学参数测量系统设计

海底底质声学参数测量系统用于测量海底沉积物的声速和声衰减参数,它由水上主控子系统和水下测量子系统构成.水上主控子系统由工控机、数据传输接口和GPS定位模块组成,实现实时控制、数据处理与记录功能;水下测量子系统由声系、数据采集和传输模块组成,完成水下声波信号数字化及数据上传.水上设备与水下装置间通过电缆建立低速的下行命令信道和高速的上行数据信道,数据通讯采用曼彻斯特编码调制方式.水上计算机通过下传命令实时改变数据采集模块的控制参数,能够在各种环境条件下获得最佳测量效果.实验证明,仪器测量达到预期效果.     

MINERALOGY OF COASTAL DEPOSITS OF NORTH-WESTERN SEA OF JAPAN

Distribution of heavy, light and clay minerals in Late Pleistocene—Holocene deposits from different coastal environments (beaches, lagoons, dunes, relict lakes, ria bays and inlets, open inlets) was analysed. It was established that mineralogical composition of coastal deposits was a result of provenance and its hypergenous changes, transformation of material within transit zone, and accumulative conditions of inshore zone. Contents of stable minerals increase in deposits of the inlets confined to mouths of the small streams and in horizons of the sections, formed during regressive phases. Unstable minerals amount is higher in deposits of inlets, confined to mouths of the large river. The clay mineral fraction of shelf sediments consists mostly of illite. Authigenous pyrites dominate in deposits of ria bays, lagoons and relict lakes, formed during transgressive phases. Volcanic glass, found in deposits, is product of Holocene eruptions of Baegdusan (Baitushen) Volcano.     

台湾附近海域黑潮表层流轴位置季节变异的探讨

起源于台湾东南和非律宾东北海域的黑潮,在沿台湾东岸北上的过程中,其表层流轴的位置有着明显的季节变异。本文根据所搜集到的资料(主要是GEK资料),粗略分析了台湾以东及东海南部海域黑潮表层流轴的季节变异,并对引起变异的原因作了初步探讨,认为季风和海底地形的共同作用,形成了该海域中黑潮特有的路径特征,而季风是引起黑潮表层流轴季节变异的主要原因。     

不同浓度亚油酸对日本对虾肝胰腺传代细胞磷含量的影响

在199培养基中加入促进细胞生长的亚油酸 ,对日本对虾(Penaeusjaponicus)肝胰腺细胞进行传代培养,测定传代细胞的总磷、无机磷含量。当亚油酸的加入量为16×10 -5mol/L时,细胞的总磷、有机磷含量均为最高。表明培养基中加入适量亚油酸 ,可促进日本对虾肝胰腺传代细胞的生长     

中国角鲨科一新种

1982年4月,南海水产研究所《南锋704》科研调查船在南海北部水深394—525m处,采得角鲨科标本多尾,经鉴定为一新种:尖吻角鲨Squalus acutirostris Chu,Meng et Li sp.nov.正模标本存南海水产研究所,副模标本存上海水产学院。     

青岛胶州湾口海底隧道火成岩岩石地球化学及成因

胶州湾是位于新华夏隆起带次级构造单元胶南隆起区和胶莱凹陷的交接部的断陷盆地,团岛——薛家岛海底隧道开挖段有大量火成岩出露。本文对采集于海底隧道的8件岩石样品进行了岩石学和地球化学研究,按岩性将其分为偏基性岩类和偏酸性岩类两类。其中除样品F4-5(辉绿岩)外,偏基性岩类均落入岛弧型钙碱性玄武岩区域内;而偏酸性样品均落入火山弧花岗岩区域,显示其原岩起源于同一种火山弧的环境。稀土元素标准化曲线表明,其岩石轻重稀土元素分馏比较明显,其LREE/HREE也显示样品的分异作用较强。岩石样品的地球化学特征研究证明,研究区域的玄武质岩体为遭受地壳混染的岛弧型性玄武岩,应为在燕山晚期花岗质脉岩沿着青山群中构造薄弱带侵入,与地壳物质发生混染作用形成的。     

四种金属离子对中国对虾无节幼体生长的毒性影响

对虾工厂化育苗在我国沿海已经普及,对虾人工养殖也在沿海地区蓬勃发展,到1992年养殖面积已达200多万亩,人工育苗场全国约有上千个。养殖对虾已成为我国水产业中规模最大、经济效益最高的水产品。但近几年来沿海地区的工业飞速发展,沿岸海水均受到了不同程度的污染,各对虾育苗场卵孵化率普遍下降。今年我国养殖对虾又出现了大面积暴发性死亡,原因是复杂的,但作者认为,治虾病之本应是治水质。众所周知,一切生物的幼体阶段都是最敏感的时期,海水中的金属离子对对虾幼体生长的影响已有报道(吴彰宽等,1988; Lawrence et al.,1981),但其实验环境、方法及条件各有不同。作者于1992年5月至1993年4月在海阳育苗场作了现场实验,本文根据实验结果分析和研究了Zn、Cd、Pb、Cu金属离子对中国对虾受精卵及无节幼体生物毒性的影响;不同pH值海水加入不同浓度的混合金属离子,对无节幼体生长的毒性影响;不同盐度的海水加入不同浓度的混合金属离子对无节幼体生长毒性的影响。     

斑节对虾(Penaeus monodon)蛋白质的氨基酸分析

１９９３年分析了不同大小斑节对虾肌肉中游离氨基酸含量和肌肉蛋白质 的氨基酸组成。虾体肌肉中有各种游离氨基酸存在，但数量很少，而且比例与肌肉 中结合氨基酸不一致。不同大小斑节对虾，其肌肉中氨基酸组成基本一样，不同的 是小虾的半胱氨酸、蛋氨酸含量比中虾、成虾的低；成虾的缬氨酸、异亮氨酸含量比 小虾、中虾的低，而酪氨酸、苯丙氨酸、天门冬氨酸较高。随着虾体的长大，甘氨酸、 丙氨酸的含量逐渐下降，而脯氨酸的含量升高。雌雄虾的氨基酸组成基本一致，只 是雄虾的甘氨酸含量偏低，精氨酸含量偏高。     

山东半岛南部水温统计分析

利用1997—1998年的水温实测资料对麦岛、石岛海洋站和海阳水温观测站的水温进行了相关性分析,分析表明3个站位的水温相关性较好,但8月较差。利用得到的相关关系和等间距分布法,在推算出海阳15 a的水温后,对3个站位1991—2005年的水温进行了统计分析。结果表明:夏半年海阳的水温最高,石岛的水温最低,而在冬半年海阳的水温最低,对其形成原因进行了初步分析。     

中国标准海水电导盐度的标定

1969年电导盐度定义确立以后,电导测盐法迅速普遍地替代了氯度滴定法,成为日常最广泛的测定海水盐度的方法。氯度与盐度(或相对电导率)已成为两种独立的海洋参数,而国际标准海水为各国海洋工作者提供海水氯度滴定及盐度测定的标准。Park,K.(1964),Poisson,A.,Millero等人(1977)和Culkin,F.(1978)分别对国际标准海水的氯度盐度和电导盐度作了比测研究。     

纪念青岛海洋大学学报创刊三十周年(1959—1989)

回顾青岛海洋大学学报创刊三十年来的出版概况,学报发展的历程。对学报的作用,特别是对学报编辑在办好学报中的作用提出一些认识。