一种辅助手机研究光影响鱼类开口饵料行为的实验装置及其应用的制作方法

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鱼类开口饵料行为的实验装置及其应用。

背景技术：

鱼类仔鱼在开口前主要依赖吸收自带卵黄囊的内源性营养，开口后的生长主要依靠外源营养，因此，如果适口饵料不能及时满足需要，就会出现早期的大量死亡，这也正是当前育苗成活率不高的主要原因。鱼类的仔鱼一般以浮游动物为饵，轮虫、桡足类的幼体和成体以及卤虫的无节幼体被认为是海水鱼育苗获得最佳成活率的活饵料，通常情况下，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。但是，在鱼类的苗种生产中，由于缺乏对于饵料生物的游泳、聚集、摄食、繁殖、排泄等行为的准确认知，往往在饵料生物培养和投喂等关键阶段无法做到精准控制，使得饵料的数量和质量无法满足鱼类育苗的实际需要，尤其在早期仔鱼开口摄食阶段这个鱼类早期发育的关键时期，经常发生缺乏充足的适口外源性饵料而造成仔鱼大量死亡，从而影响了养殖业的发展。为此针对鱼类开口饵料的行为学开展研究，对于高效地利用生物饵料、开发新的饵料生物和提高育苗效果具有重要意义。

现有研究表明，浮游动物具有敏感的视觉系统，光刺激是影响浮游动物行为的重要因素，光照直接或间接地影响着浮游动物的迁徙、摄食、聚集、生长、繁殖等生理活动。在通常情况下，浮游动物是全日连续捕食，捕食活动在黄昏和黎明最强烈。弱光时期总是混合各种活动，从动物的成群活动减弱到聚集，最后到个体的单独活动或静止不动。此外，大部分浮游动物有昼夜垂直移动现象，大部分浮游动物回避强光，白天光照较强时，栖息于较深水层，夜晚上升到表面，并随昼夜交替，每昼夜往返一次；有的种类傍晚和拂晓在表层,其他时间在深水；少数种类白天在表层，晚上在深水，这些表现形式不是绝对的，而是一个连续分布的谱。研究表明，光的变化是浮游动物判断是否开始迁移的信号。光强变化的速度影响浮游动物上升的快慢,光强也是决定浮游动物白天所处水层的重要因素。研究表明，浮游动物在水体中的上下迁移是在寻找最适的光线强度。光照还能直接或间接的影响浮游动物的繁殖率和繁殖行为。

通过观察和记录不同光照要素下饵料生物的移动方式、聚集、摄食、繁殖、排泄等行为，能够帮助科研人员准确认知光照对饵料生物行为的影响，从而阐明饵料生物怎样行动以及为什么会那样行动；同时也是为了丰富浮游生物行为学、生理学和生态学等学科内容，为渔业生产和资源养护提供重要的理论依据。

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鱼类开口饵料生物生物行为的影响，亟需营造更加符合浮游生物生存环境的实验条件，避免结构和操作不合理等对微小浮游生物行为的不良影响所造成的数据偏差，达到准确记录浮游生物行为的要求。

技术实现要素：

本发明提供了一种辅助手机研究光影响鱼类开口饵料行为的实验装置及其应用，可应用在研究光环境要素影响鱼类开口饵料-浮游动物行为的领域。

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鱼类开口饵料行为的实验装置，所述实验装置包括底座，所述底座上方设有有机玻璃水槽，所述有机玻璃水槽的一侧设有手机支架，另一侧设有光源系统，所述有机玻璃水槽与手机支架对应的外侧上设有凸透镜，所述有机玻璃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100～20000lx，功率范围为5w～300w。

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。

进一步的，所述有机玻璃水槽的高度为10~40cm，长度为5~40cm，宽度为1.5~7cm。

进一步的，所述凸透镜为无色凸透镜，所述凸透镜的尺寸为：直径为2~35cm，厚度为0.1~1cm。

进一步的，所述实验装置还包括小型风扇，所述小型风扇用于向有机玻璃水槽的两侧吹送冷却气流。

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。

本发明还提供了利用所述的实验装置在用于研究光影响鱼类开口饵料行为中的应用。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：本发明能够适合浮游动物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、定时拍摄和超高帧率慢动作拍摄能力，使得更加清晰详实的观察浮游动物的迁徙、聚集、繁殖等行为的变化情况成为可能，从而能够较真实捕捉浮游动物在不同光波长、照度下的自主行为特征的定时拍摄、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浮游动物的移动方式、聚集、摄食、繁殖、排泄等行为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鱼类开口饵料行为的实验装置，可应用在研究光环境要素影响鱼类开口饵料-浮游动物行为的领域，该装置结构相对稳定紧凑，具备实时观察的特点，便携性好，能够适合捕捉浮游动物的移动、摄食、繁殖、排泄等清晰照片和超慢动作视频，能够很好地完成研究光对鱼类开口饵料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鱼类开口饵料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；10、小型风扇。

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鱼类开口饵料行为的实验装置，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、小型风扇10。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。小型风扇10使冷却气流从有机玻璃水槽1的两侧吹过，以防止实验期间有机玻璃水槽1温度上升对浮游动物活动产生影响。

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，并配以受控调压模块和压控pwm恒流驱动单色led发光灯组。

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2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10-40cm，长度为5-40cm，宽度为1.5-7cm，所述无色凸透镜2的尺寸为直径2-35cm，厚度0.1-1cm，所述led单色光源系统8的功率范围为5w～300w，照明系统使用的光照强度范围为100～20000lx。

本发明所述的一种辅助手机研究光影响鱼类开口饵料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浮游动物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，打开小型风扇10使冷却气流从有机玻璃水槽1的两侧吹过，以防止实验期间有机玻璃水槽1温度上升对浮游动物活动产生影响，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浮游动物行为后按下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，可以设定一定间隔时间的定时拍摄模式，实现观察浮游动物昼夜迁徙的目的，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白光或其他颜色的光源投射观察养殖池水中的浮游动物摄食微藻的情况，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，更好地研究饵料生物的对光照的选择性和光照对浮游动物行为的影响。

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。