Side-aspect target strength of Black sea bream (Acanthopagrus schlegeli) using multi-frequency system

Abstract

수산 음향 분야에서 개개의 어류의 산란강도(Target strength, TS)에 대한 연구는 수산 자원량 평가 및 어류의 행태 연구에 가장 기본이 되는 요소이다. 어류의 산란강도는 어체의 크기 및 형태와 특히 부레의 유무에 따라 결정이 된다. 본 연구에서는 한국 연안에 서식하는 어종으로 체내에 부레를 가지고 있는 감성돔에 대해 산란강도를 측정 하였다. 대상어종 총 11마리에 대한 측방 산란강도 측정 실험은 수중에 낚싯줄로 감성돔을 고정하는 현수법을 이용하였고, split 빔 형태의 120, 200, 420 kHz 세가지 주파수를 사용하였다. 연구에 이용된 물고기의 전장은 12.4 ~ 23.7 cm 그리고 무게는 27.5 ~ 229.8 g의 분포를 나타내었다. 정확한 측방 산란강도 측정을 위해서 전 방위 360°를 5° 간격으로 회전 시킬 수 있는 rotator (YAESU, G-1000 DXC)를 이용하였다. 산란강도 실험 후 각 개체는 X-ray (SOFTEX M-1005, JIRA) 촬영으로부터 부레의 위치와 크기를 측정하여 음향 산란 모델을 위한 입력 변수로 사용하였다. 측정 된 산란강도 값에서 빔축을 중심으로 ±5° 사이의 산란강도 값을 평균한 값과 개체별 길이를 이용한 산란 강도 함수는 200 kHz에서 가장 높은 상관관계를 보이면서 다음 식으로 계산되었다. TS120 kHz = 21.46 log (TL)-67.5 (r = 0.70), TS200 kHz= 31.03 log (TL)-76.9 (r = 0.83), TS420 kHz= 30.79 log (TL)-72.2 (r = 0.77). 또한 산란 모델로부터 계산되는 전체 어류의 산란강도는 부레에 의한 효과가 지배적으로 나타났으며, 관측치와 모델 결과를 비교했을 때, 유사한 경향을 보이는 것으로 나타나 감성돔에 대한 KRM 산란 모델의 적용 가능성을 확인 하였다.; Besides dorsal-aspect target strength (TS) of the fish, side-aspect TS information is also acoustically important parameter in fisheries acoustics. In this study, the side-aspect TS of 11 black sea breams (Acanthopagurus schlegeli) were measured using a split-beam echosounder of 120, 200, and 420 kHz. The physical parameters of fish are such that total length of the fish ranged from 12.4 to 23.7 cm and wet weight from 27.5 to 229.8 g. For the precise TS measurement with side-aspect angle, we used anesthetized and tethered specimens of known size while being rotated through 360° by means of a carousel structure. The side-aspect TS measurements of the fish were conducted by rotating the fish in the horizontal plane at 5° interval. The ping interval was 0.2 second and elapsed time at each angle was 30-60 second. As a result, the measured side-aspect TS data were fitted by sinusoidal function. The relationships between fish length and near full side-aspect TS are found to be: TS120 kHz = 21.46 log (TL)-67.5 (r = 0.70), TS200 kHz= 31.03 log (TL)-76.9 (r = 0.83), TS420 kHz= 30.79 log (TL)-72.2 (r = 0.77), where r denotes correlation coefficient. For comparison, theoretically estimated side-aspect TS from the Kirchhoff ray mode (KRM) model, which based on swimbladder and body morphology, are compared with the measured TS.