CN111602612A - 一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置及其应用,所述实验装置包括底座,所述底座上方设有水槽、光源系统和手机支架,所述光源系统和手机支架分别位于水槽的两侧,所述水槽靠近手机支架的一侧上设有凸透镜,所述手机支架的高度设置为将手机放置在手机支架上后,手机的摄像头与凸透镜的中心保持同一高度;所述有机玻璃水槽和所述光源系统之间设有匀光板。该装置结构相对稳定紧凑,具备实时观察的特点,便携性好,能够适合捕捉仔稚鱼开口摄食行为和器官组织变化的清晰照片和超慢动作视频,能够很好地完成研究光对仔稚鱼摄食行为的影响的多种实验目的和要求。
Description
技术领域
本发明属于海洋生物行为学研究领域,具体地涉及一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置及其应用。
背景技术
鱼类行为是指鱼类进行的各种运动,是鱼类对环境变化的外在反应,主要包括游泳、摄食、生殖、呼吸等行为,鱼类行为受到多种生物和非生物因素的影响,其中光照是影响鱼类行为的一个重要环境因素,研究结果表明视觉是大多数鱼类重要的感觉功能,对其视觉的刺激是影响鱼类行为的重要因素,光照直接或间接地影响着鱼类的摄食、生长、繁殖等生理活动。经过长期的生物进化和适应,大多数硬骨鱼类主要依靠视觉搜索食饵,称之为视觉摄食鱼类。视觉对鱼类近距离觅食最为有效,它可以确定食物的位置、距离、大小、形状、色彩、亮度和运动活性,由于具有能够在广阔照度范围里成功地辨认光学信号的能力,使鱼类的这一感觉在捕捉食物阶段(初步判断食物的适口性)发挥着重要作用。
对多种鱼类而言,视觉在近距离觅食上起决定性作用,对多种鱼类昼夜摄食节律的野外观察以及鱼类对食物视觉刺激反应的研究证明,很多鱼类对食物的选择性很大程度上以视觉为基础。例如,食浮游生物鱼类常捕食色素较深的浮游动物,某些鱼偏爱某种颜色或形状的食物,如大菱鲆幼鱼更多地扑向长与高之比为5 :1的饵料模型,饲料颜色对比度和光强度对网箱中养殖的鲑鱼摄食行为也会产生影响,研究发现鲑鱼喜欢在光线暗的地方摄食,喂银色饵料的饵料浪费率要小于普通褐色饵料,饵料浪费率随环境光强的增加而减少。研究鱼类摄食行为的目的是观察和记录鱼类的摄食行为,从而阐明鱼类怎样行动以及为什么会那样行动;同时也是为了丰富动物行为学鱼类生理学和鱼类生态学等学科内容,为渔业生产和环境保护提供重要的理论依据。
鱼类的早期阶段是指仔、稚、幼鱼期,鱼类早期生长的细微差别对其存活以及整个生活史阶段的生长,有着不可估量的影响,尤其早期仔鱼开口摄食阶段是鱼类早期发育的关键时期,经常发生仔鱼大量死亡的现象,缺乏充足的适口外源性饵料是造成仔鱼死亡的主要原因之一,从而影响了养殖业的发展。目前鱼类的早期摄食行为生态学研究已经成为了水产学科的一个重要领域,由于鱼种不同对饵料生物的选择性亦不同,如海洋鱼类仔鱼主要以桡足类为食,淡水鱼类则以轮虫为主要食物。即使是同一鱼种,在不同的生长发育阶段,对饵料生物的选择性也不同。资料表明:部分鱼类在仔鱼阶段能够摄食浮游藻类,如鲥鱼、在鱼类的苗种生产中,弄清仔稚鱼对饵料生物的选择性,对合理有效地利用现有饵料、开发新的饵料生物和提高育苗效果具有重要意义。
为满足科学研究的需要,更好的了解光照强度和光色的变化对仔稚鱼摄食行为的影响,亟需在鱼类行为的研究中营造更加符合鱼类生理特点和生存环境的实验条件,实现较真实的鱼类对光波长、照度的自由选择的目的,避免结构和操作不合理等对鱼类行为的不良影响所造成的数据偏差,达到准确记录鱼类行为的要求。
发明内容
本发明提供了一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置及其应用,可应用在研究光环境要素影响仔稚鱼类摄食行为的领域。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置,所述实验装置包括底座,所述底座上方设有水槽、光源系统和手机支架,所述光源系统和手机支架分别位于水槽的两侧,所述水槽靠近手机支架的一侧上设有凸透镜,所述手机支架的高度设置为将手机放置在手机支架上后,手机的摄像头与凸透镜的中心保持同一高度;所述有机玻璃水槽和所述光源系统之间设有匀光板。
进一步的,所述水槽的上部和下部分别设有上封闭盖板和下封闭盖板,所述上封闭盖板上设有上进水口,所述下封闭盖板上设有下排水口。
进一步的,所述光源系统包括单色LED发光灯组和光源控制系统。
进一步的,所述单色LED发光灯组包括白色、绿色、黄色、红色和蓝色的单色LED发光芯片。
进一步的,所述光源控制系统使用的光照强度范围为100~5000lx,功率范围为5W~50W。
进一步的,所述手机支架的中央设有槽,所述槽的宽度略大于手机厚度,用于固定手机并使手机垂直于底座。
进一步的,所述水槽为有机玻璃水槽,所述凸透镜为无色凸透镜。
进一步的,所述水槽的高度为10~50cm,长度为5~40cm,宽度为2~10cm。
进一步的,所述凸透镜的直径为2~35cm,厚度为0.1~2cm。
进一步的,所述光源系统通过三脚架固定于底座上。
进一步的,所述凸透镜由紫外线固化胶粘于有机玻璃水槽的一侧的中央。
进一步的,所述匀光板的材料为磨砂半透明无色亚克力。
进一步的,所述上封闭盖板和下封闭盖板上设有橡胶密封垫和紧固螺栓。
本发明还提供了所述的实验装置在用于研究光影响仔稚鱼类摄食行为中的应用。
与现有技术相比,本发明的优点和有益效果为:本发明能够适合仔稚鱼在有机玻璃水槽中自由游动并实施实验,通过一侧的凸透镜将实验样本进行放大,同时借助目前智能手机的强大摄像功能特别是微距和超高帧率慢动作拍摄能力,使得更加清晰详实的观察仔稚鱼的开口摄食行为和器官组织的变化情况成为可能,从而能够较真实捕捉仔稚鱼在不同光波长、照度下的自主摄食选择和行为特征的清晰超慢动作视频及图像,并且由于结构相对稳定紧凑,具备实时观察的特点,便携性好,是一种能够有效捕捉仔稚鱼开口摄食行为和器官组织变化的清晰照片和超慢动作视频的辅助装置。
本发明的目的是提供了一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置,可应用在研究光环境要素影响仔稚鱼类摄食行为的领域,该装置结构相对稳定紧凑,具备实时观察的特点,便携性好,能够适合捕捉仔稚鱼开口摄食行为和器官组织变化的清晰照片和超慢动作视频,能够很好地完成研究光对仔稚鱼摄食行为的影响的多种实验目的和要求。
附图说明
图1是本发明所述一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置的结构示意图;
其中,1、有机玻璃水槽;2、凸透镜;3、手机;4、上进水口;5、下排水口;6、匀光板;7、底座;8、LED单色光源系统;9、手机支架。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图详细叙述本发明的技术内容。
如图1所示,本发明提供了一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置,所述实验装置包括有机玻璃水槽1、匀光板6、底座7、LED单色光源系统8、手机支架9。所述有机玻璃水槽1一侧设有凸透镜2,凸透镜2由有机玻璃构成,由紫外线固化胶粘于有机玻璃水槽1的一面外侧的中央,有机玻璃水槽1设有上、下封闭盖板,上、下封闭盖板上具有橡胶密封垫和紧固螺栓,上下封闭盖板上还分别设有上进水口4和下排水口5,使有机玻璃水槽1成为具有上进水口和下排水口的封闭水槽。所述匀光板6为磨砂半透明无色亚克力,设于LED单色光源系统8和有机玻璃水槽1之间。所述底座7材质为木材或树脂材料,用于将有机玻璃水槽1、匀光板6和手机支架9连接为一个整体.
所述LED单色光源系统8由白色、绿色、黄色、红色、蓝色的单色LED发光灯组和光源控制系统组成,单色LED发光灯组由白色、绿色、黄色、红色、蓝色的单色LED发光芯片组成,光源控制系统的主要功能是实现单色LED发光灯组光照度和光照时间的控制设定,光源控制系统内的电路控制模块以内置E2PROM的AT89C52单片机为核心组成主控单元,单片机主要是进行定时控制并通过控制调压来实现光照强度的调节配以受控调压模块和压控PWM恒流驱动单色LED灯组。所述LED单色光源系统8通过三脚架固定于底座7上。
所述手机支架9材质为木材或树脂材料,中央开有略大于手机3厚度的槽,用于固定手机3并使其垂直于底座7,手机支架9的高度设置为可使手机3放置在手机支架9上后,手机3的摄像头高度与有机玻璃水槽上1的无色凸透镜2的中心保持同一高度,可通过调节手机3在手机支架9中凹槽的横向位置使手机摄像头的中心与凸透镜圆心位于同一直线上。
所述有机玻璃水槽1的尺寸为:高度为10-50cm,长度为5-40cm,宽度为2-10cm,所述无色凸透镜2的尺寸为直径2-35cm,厚度0.1-2cm,所述LED单色光源系统8的功率范围为5W~50W,照明系统使用的光照强度范围为100~5000lx。
本发明所述的一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置的使用过程为:首先将内部洗净后的有机玻璃水槽1内外擦拭干净,将上下封闭盖板与有机玻璃水槽1紧密连接,确保封闭不漏水,并将下排水口5封闭,随后将饱和溶氧的海水连同一定数量的仔稚鱼(如大菱鲆)混合后通过上进水口4加注到有机玻璃水槽1中,水量要确保能够完全没过凸透镜2的高度,随后将带有超微距和高速摄影功能的智能手机3(以华为P30为例)插入到手机支架9的凹槽中,打开照相机后通过实时取景调节手机3在凹槽中的横向位置和照相机的焦距使得相机的取景范围与凸透镜2相吻合,随后打开相机软件中的慢动作选项准备开始拍摄,打开LED单色光源系统8使单色光通过匀光板6后均匀的穿过有机玻璃水槽1,通过针管或滴管等吸取一定浓度的微藻、轮虫、卤虫或其他挠足类动物后经过上进水口4加注到有机玻璃水槽1中,等待5-10分钟后,通过手机屏幕观察到仔稚鱼的摄食行为后按下P30的拍摄按钮后进行实时拍摄,如果提前用蓝牙自拍器与手机3连接进行拍摄可以更好地避免触控带来的晃动影响,经过一段时间的拍摄后,关闭手机3拍摄,调节单色LED灯组的光色、光强后可以继续进行实验,实验结束后通过打开下排水口5排出实验动物、海水和饵料等.
有机玻璃水槽1经过涮洗后可用于下一组实验,手机3拍摄的照片或视频既可以在手机3上放大回放观看也可以拷贝至电脑上或手机3连接电视等通过大尺寸显示器进行观看,保存的视频文件和照片文件可以通过视频编辑软件、图像处理软件等进行分析,也可以自行开发行为分析软件进行研究。如果条件允许,本装置还可以在养殖池边进行实验,通过LED白光投射观察养殖池水中的仔稚鱼的摄食情况,充分发挥本装置结构紧凑、便携性强的特点,从而在鱼类的苗种生产中,更好地研究仔稚鱼对饵料生物的选择性和光照对仔稚鱼摄食行为的影响。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种辅助手机研究光影响仔稚鱼类摄食行为的实验装置,其特征在于:所述实验装置包括底座,所述底座上方设有水槽、光源系统和手机支架,所述光源系统和手机支架分别位于水槽的两侧,所述水槽靠近手机支架的一侧上设有凸透镜,所述手机支架的高度设置为将手机放置在手机支架上后,手机的摄像头与凸透镜的中心保持同一高度;所述水槽和所述光源系统之间设有匀光板。
2.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述水槽的上部和下部分别设有上封闭盖板和下封闭盖板,所述上封闭盖板上设有上进水口,所述下封闭盖板上设有下排水口。
3.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于所述:所述光源系统包括单色LED发光灯组和光源控制系统,所述单色LED发光灯组包括白色、绿色、黄色、红色和蓝色的单色LED发光芯片。
4.根据权利要求3所述的实验装置,其特征在于:所述光源控制系统使用的光照强度范围为100~5000lx,功率范围为5W~50W。
5.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述手机支架的中央设有槽,所述槽的宽度略大于手机厚度,用于固定手机并使手机垂直于底座。
6.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述水槽为有机玻璃水槽,所述凸透镜为无色凸透镜。
7.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述水槽的高度为10~50cm,长度为5~40cm,宽度为2~10cm。
8.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述凸透镜的直径为2~35cm,厚度为0.1~2cm。
9.根据权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述光源系统通过三脚架固定于底座上。
10.权利要求1-9任一项所述的实验装置在用于研究光影响仔稚鱼类摄食行为中的应用。
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