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[NSTA专栏]大海里到底有多少鱼?————利用拖网和水下影像数据估算珊瑚礁鱼类数量

文_Sarah Grasty 翻译_杨 沨

2022-02/总第311期

阅读数8

渔业科学家应确保鱼类种群(即渔业)得到适当管理及合理利用,从而维持长期的经济和生态稳定。通过收集数据并开展调查,科学家能够确定鱼类数量,然后对商业和娱乐目的的捕鱼行为提出建议。在本实验中,学生模拟渔业科学家,通过收集、分析和解释鱼类种群数据处理此类应用科学方面的问题。然后他们对所调查和分析的鱼群得出有效性结论,为管理者提供所需信息,以帮助他们决定保持这些鱼群健康的措施。

在过去的30年里,用于渔业评估的设备不断发展。从历史上看,捕鱼器、鱼钩和鱼线及拖网是最常见的捕鱼工具。不幸的是,这些方法可能会导致非目标物种死亡(副渔获物),并且破坏栖息地(Chuenpagdee等,2003)。相比于非提取技术,一些取样方法(如准确的鱼长、性别确定、疾病存在、组织样本)确实具有一些独特的优势,但视觉取样法也逐渐被用于补充鱼类种群评估。

可视化方法包括在浅水区进行水肺潜水,利用先进技术进行评估,这些技术可以在更深的水域进行长时间调查,并收集更多数据(Murphy和Jenkins,2010)。虽然收集用于渔业评估的数据有诸多方式,但本活动将只侧重于两种方式:一是拖网捕捞,二是C-BASS,即拖曳式摄像机系统(图1;Lembke等,2017)。

学生首先利用拖曳式摄像机系统获得的数据评估墨西哥湾东部近海(20~200米深)珊瑚礁鱼类的数量,再使用地理信息系统(GIS)进行分析和解释,然后将拖网调查的数据与基于摄像机获得的结果进行比较。通过本实验,学生将了解到进行科学实地考察、数据分析和结果呈现所必需的一些实用技能。

本活动要求学生主动学习,以确保他们深入理解该实验的概念(Taraban等,2007)。本活动还有助于学生锻炼批判性思维,并提高解决高难度问题的能力(Gillies,2008),这二者都是成功完成实验及后续评估过程所必需的。本活动适用于9~12岁青少年群体,尤其是11和12年级的学生,他们可能对GIS、电子表格和独立学习更为熟悉。

本活动需要处理大量信息,因此组队进行效果最好,但是为确保全员全程参与,小组成员不应超过3人。本活动预计耗时约4小时。其中一些自然间隙可能会让实验延长数天。两部分的评估可以留作家庭作业,也可以在课堂上花1.5小时完成。关于本活动的目标参见表1。

系列视频背景资料展示及讨论(25~30分钟)

实验开始前向全班展示一系列视频,并以小组为单位进行讨论,确保所有学生理解完成实验所需的背景信息。将所有视频链接至实验室网站的参考资料页面,并按照正确的观看顺序排列。

渔业管理是个包罗万象的术语,根据特定渔业管理的需要,可能有许多不同的意义。第1个视频是《渔业经济与政策:渔业管理概论》(Fisheries Economics & Policy: Intro to Fisheries Management;时长4分44秒),该视频向学生介绍了什么是渔业管理,以及为什么渔业管理很重要。


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