论文摘要
声学评估方法是渔业资源评估的一个重要方法。在渔业资源的声学评估中,鱼类的目标强度是将回声积分值转换为绝对资源量的关键参数,是渔业声学的一个重要研究内容。本文首先对鱼类目标强度的研究方法进行了综述,然后采用模型法对鳀鱼（Engraulis japonicus）的声散射特征、目标强度及其水深依赖性（depth dependence）进行了分析与评估。主要结果如下:1.通过文献查阅,介绍了鱼类目标强度的定义及其影响因素,并对鱼类目标强度的研究方法进行了综述。鱼类目标强度的研究方法包括实验测定和理论模型估算两大类方法。实验测定方法分为现场测定法和受控实验法;模型估算方法分为鱼鳔模型法和鱼体模型法。本章对这两大类中的主要具体方法进行了扼要描述,并着重对模型评估方法进行了较为详细的介绍。2.根据声散射理论和模型近似评估法对黄海鳀鱼的声散射特征和目标强度进行了数值计算与评估研究。将鱼鳔或鱼体等效成有限规则长度的几何目标模型,通过无限长度规则目标的散射场估算出有限长度目标模型的目标强度。散射模型由鱼鳔模型和鱼体模型两个部分构成,其中鱼鳔采用充满气体的椭球体模型,鳔除外鱼体采用充满液体的椭球体模型。理论数值计算所需参数来自全长12.6cm的鳀鱼个体,其鱼鳔尺寸利用x光照片测得;平均目标强度利用模型算得的不同角度下的声散射强度与鳀鱼倾角分布函数的卷积计算,其中倾角（度）的分布函数设为N（-3.9,12.82）。结果表明,鳀鱼对声波的散射具有明显的指向性;在38 kHz和120 kHz工作频率下,鳀鱼的最大背向目标强度分别为-41.2 dB和-39.5 dB,有效平均目标强度分别为-48.0 dB和-51.5dB,与实测结果吻合较好。另外还对鳀鱼的反向散射指向性特征、目标强度的频率特征以及鱼鳔对鳀鱼整体目标强度的贡献等进行了分析与讨论。以上研究结果表明,模型法作为现场测定研究方法的重要补充和认知鱼类声学散射特性的有效途径,可在我国鱼类目标强度的研究中发挥重要作用。3.根据前述鳀鱼模型基本方法,对鳀鱼的声散射特性和目标强度与其所处水层的关系进行了数值计算和评估研究。根据波意耳定律对鳀鳔体积与其所处水深的关系进行了计算,水深取值范围为0m～100m;平均目标强度利用声散射指向性与鳀鱼倾角分布函数的卷积进行计算,其中鳀鱼倾角分布设为符合参数为N（-3.9, 12.82）的正态分布。结果显示,鳀鱼的目标强度具有明显的频率特征和水深依赖性。在38 kHz下,海表鳀鱼的平均目标强度为-48.0dB,而在100 m水深处则降为-51.3dB;在120 kHz下,鳀鱼平均目标强度在相同水深范围内从-51.5dB降为-56.1dB。另外还对鳀鱼最大目标强度、声散射指向性以及目标强度的频率特征等进行了分析。此项研究增进了我们对鱼类目标强度水深依赖性的了解,为不同水层鳀鱼资源的声学评估提供了依据。以上方法还可以推广应用于对鳀鱼相近鱼种的目标强度研究,为我国渔业资源的准确评估提供技术支撑。