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海洋学家制作了有关整个鳕鱼滩的首次图像

在大多数情况下,成熟的大西洋鳕鱼是一种孤独的生物,大部分时间都远离海洋表面,在硬鱼,鱿鱼,螃蟹,虾和龙虾上放牧 - 除非它是产卵季节,当鱼群涌向数以百万计的彼此相互形成巨大的浅滩,类似于海中疯狂,繁华的岛屿。

这些大规模的产卵浅滩可能为整个鳕鱼种群的健康提供线索 - 这是追踪物种恢复的重要指标,特别是在新英格兰和加拿大等地区,鳕鱼已被数十年的过度捕捞严重耗尽。

但是海洋是一个阴暗的地方,鱼类本质上具有很强的流动性,因此很难对它们进行绘图和计数。现在,麻省理工学院的一个海洋学家团队已经前往挪威 - 世界上最后一个鳕鱼仍然茁壮成长的地区之一 - 并且首次使用天气声学系统,几乎瞬间照亮整个鳕鱼群。产卵季节的高度。

该团队由机械工程教授,海洋工程中心主任Nicholas Makris和挪威海洋研究所的OlavRuneGodø领导,能够对多个鳕鱼群进行成像,最大跨度为50公里或约30公里。英里。根据他们制作的图像,研究人员估计平均鳕鱼群由大约1000万只鱼组成。

他们还发现,当鳕鱼总数低于平均浅滩大小时,该物种数十年来一直在下降。

“这个平均浅滩大小几乎就像一个下限,”Makris说。“可悲的是,鳕鱼似乎几乎到处都是。”

Makris和他的同事们在鱼和渔业杂志上发表了他们的研究结果。

在深处回响

多年来,研究人员一直试图使用高频船体安装的声纳仪器对鳕鱼和鲱鱼群进行成像,这些仪器将窄波束引导到移动的研究船下方。这些船以类似割草机的模式穿过一片海域,通过发射高频声波对浅滩的切片进行成像,并测量信号从鱼群反弹回船上所需的时间。但是这种方法要求船只在水中缓慢移动以获得计数;一项调查可能需要数周才能完成,通常只对任何特定膨胀浅滩的一小部分进行采样,通常在测量轨道之间完全丢失浅滩,从未捕获浅滩动力

该团队利用海洋声学波导遥感或OAWRS系统,这是一种由麻省理工学院开发的成像技术,由Makris和共同作者Purnima Ratilal发出,它发出的低频声波可以在比高频更宽的范围内传播声纳。声波基本上被调整为从鱼身上反弹,特别是从它们的游泳膀胱上反弹 - 一个反射声波的充满气体的器官 - 就像小鼓上的回声一样。当这些回声返回船上时,研究人员可以将它们聚合在一起,以便在广阔的区域内生成数百万条鱼的即时图像。

通过

2014年2月和3月,Makris和一群学生和研究人员前往挪威,在产卵季节的高峰期间统计鳕鱼,鲱鱼和毛鳞鱼。他们在美国海军研究船Knorr上拖着OAWRS,该船由伍兹霍尔海洋研究所运营,最着名的是船上的船,研究人员发现了泰坦尼克号的残余物。

这艘船离开伍兹霍尔并在两周内越过大西洋,在此期间,船员们不断与风暴和波涛汹涌的冬季海洋作斗争。当他们最终抵达挪威南部海岸时,他们在接下来的三周里,沿着整个挪威海岸,从北部的奥勒松镇到俄罗斯边境,对鲱鱼,鳕鱼和毛鳞鱼进行了成像。

“水下地形与陆地一样危险,有海底海底,山脊和峡湾通道,”Makris回忆道。“数十亿鲱鱼实际上会隐藏在奥勒松附近的这些水下峡湾之一,白天约300米,晚上上升到约100米深的货架。我们的任务是瞬间成像他们的整个浅滩,伸展为公里,并理清他们的行为。“

通过飓风的窗口

当他们向挪威海岸移动时,研究人员拖着一个长达0.5公里的被动水下麦克风阵列和一个发出低频声波的装置。在挪威南部对鲱鱼群进行成像后,该团队向北移动到罗弗敦群岛,这是一个充满陡峭悬崖和山脉的群岛,描绘了埃德加·艾伦·坡(Edgar Allen Poe)的“大漩涡下降”(Descent into the Maelstrom),其中诗人记录了该地区丰富的鳕鱼。 。

直到今天,罗弗敦仍然是鳕鱼的主要产卵场,在那里,马克里斯的团队能够制作出第一个整个鳕鱼群的图像,横跨50公里。

在他们的旅程即将结束时,研究人员计划对最后一个鳕鱼区域进行成像,就像飓风一样。该团队意识到只有两个相对平静的风窗可以操作他们的成像设备。

“所以我们去了,得到了很好的数据,随着眼墙的撞击逃到了附近的峡湾,”Makris回忆道。“我们在黎明时分以30英尺的海面结束了挪威的海岸警卫队,以一种奇怪舒缓的年轻声音,敦促我们撤离该地区。”在完成探险之前,该团队能够在那里拍摄一个略小的浅滩,大约10公里。

在边缘上

回到旱地,研究人员分析了他们的图像并估计平均浅滩大小由大约1000万条鱼组成。他们还研究了挪威,新英格兰,北海和加拿大的鳕鱼的历史记录,并发现了一个有趣的趋势:那些地区 - 如新英格兰 - 经历了鳕鱼种群长期下降的情况。鳕鱼种群数量下降到大约1000万 - 与平均浅滩数量相同。当鳕鱼降到这个阈值以下时,人口需要几十年才能恢复,如果它完全恢复的话。

在挪威,鳕鱼种群总是保持在1000万以上,并且能够恢复,多年来恢复到工业化前的水平,即使在20世纪中期显着下降之后。该团队还对鲱鱼群进行了成像,并发现了历史上类似的趋势:当总人口数量低于平均鲱鱼产卵群时,鱼类需要数十年的时间才能恢复。

Makris和Godø希望该团队的成果将成为各种衡量标准,帮助研究人员跟踪鱼类种群并识别物种何时濒临崩溃。

“海洋是一个黑暗的地方,你看着那里,看不到发生了什么,”马克里斯说。“这是一个免费的所有人,直到你开始照亮它并看到正在发生的事情。然后你就可以正确地欣赏,理解和管理。”他补充说:“即使现场工作既困难,耗时又昂贵,确认和启发理论,模型和模拟至关重要。”

这项研究部分得到了挪威海洋研究所,海军研究办公室和国家科学基金会的支持。

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