介绍
鱼类是人类社会的重要资源，了解它们的行为特征和季节性栖息地非常重要。然而，它们不仅可以水平移动，还可以垂直移动，这使得跟踪它们的运动变得非常具有挑战性。在首次对鲑鱼进行鱼类追踪研究（Trefethen 等，1956）之后，各种设备被开发出来。我们现在可以使用各种设备研究各种鱼类。用于跟踪鱼的水平位置的设备有很多种（Brownscombe et al., 2019；Hussey et al., 2015；Lowerre-Barbieri et al., 2019））并收集游泳深度或周围的环境数据（Block et al., 1998 ; Coffey & Holland 2015）。我们现在可以使用这些不同的生物记录设备更有效地探索鱼类生态问题。

先进的生物测井研究对于制定渔业管理计划（Allen & Singh 2016；Crossin 等，2017；Secor，2015）以及减少水产养殖中个体的疾病和压力（Mei 等，2022）非常重要。鱼类追踪研究揭示了鱼类根据其发育阶段的栖息地选择和季节性迁徙模式（Hazen et al., 2012）。例如，一项使用声学遥测设备的研究提供了各种重要商业鱼类的运动数据，例如大西洋鳕鱼（Gadus morhua；Cote 等人，1998）和冬鲽鱼（Pseudopleuronectes americanus；DeCelles & Cadrin 2010）。在中上层鱼类研究中，卫星遥测系统提供了大型鱼类蓝鳍金枪鱼（Thunnus thynnus；Block 等，1998）和大鰤（Seriola quinqueradiata； Tone 等，2022）的广泛运动规模。）。此外，监测鱼类游泳行为有可能提高水产养殖业的产品质量。在水产养殖环境中收集的游泳数据可能是代表水质或人口密度的重要指标（Alfonso 等人，2020；Martins 等人，2012）。

在这里，我们的目的是回顾以前的生物记录研究，并介绍用于鱼类跟踪的不同类型的生物记录仪。使用生物记录关键词，我们估计了鱼类追踪研究的出版物数量。然后，我们根据数据收集和传输方法将早期研究分为不同的组。我们期待为鱼类生物记录广泛应用的未来研究贡献我们的评论和案例研究报告。

鱼类生物记录研究趋势
为了估计鱼类生物记录的出版物变化，我们浏览了科学网 ( https://www.webofknowledge.com）并搜索包含该关键词的研究文章。因为一些研究人员使用“biologging”而不是“bio-logging”，所以我们将两者都包括在内。此外，我们还添加了表示生物记录设备的术语（“生物记录器”和“生物记录器”）。由于鱼类生物记录通常被称为“遥测”，因此我们包括这些术语（“动物遥测”和“动物传播遥测”）。此外，更一般地说，我们还包括“标记”和“跟踪”。为了限制我们对鱼类的研究，我们只允许含有“鱼”或“鲨鱼”或“Actinopterygi”或“Chondrichthyes”的文章。到 2022 年，出版物数量将达到 9,411 份）。在总共 9,411 篇文章中，1, 487 人使用“Acoustic”，892 人使用“Satellite”。结果显示在图。1。

fas-26-12-698-g1图 1. 与鱼类生物测井研究相关的出版物数量（截至 2022 年）。我们浏览了 Web of Science ( www.webofknowledge.com ) 来搜索包含关键字的文章 (“biologging” OR “bio-logging” OR “biotelemetry” OR “biologger” OR “bio-logger” OR “animal telemetry” OR “动物传播遥测”或“标记”或“跟踪”）AND（“鱼”或“鲨鱼”或“Actinopterygii”或“软骨鱼”），产生 9,411 篇出版物。下载原图
自从首次对鲑鱼进行个体标记研究（Trefethen，1956）以来，鱼类追踪就已经开始了。但由于技术限制，仅报道了少量研究。然后，普里德等人。(1984)通过高级研究和全球观测卫星 (ARGOS) 卫星使用超高频 (UHF) 无线电发射器追踪了姥鲨 ( Cetorhinus maximus )。这项研究证明，可以通过卫星跟踪对大型水生动物进行长期监测。进入21世纪，遥测和卫星跟踪领域的出版物数量逐年增加。

生物记录仪的数据采集方法
在鱼类生物记录中，我们根据鱼类运动研究的传感器类型对生物记录仪进行了分类（表1）。数据的主要研究目的是定位动物。研究人员使用声音和无线电发射器。通过将一个小型设备插入体内，当近距离经过时，它可以与静止或移动的接收器进行通信（图2A））。无源遥测系统基于扫描来自接收器的编码信息。尽管水下固定通信方法仍然被普遍使用且高效，但在水面上更直接的方法是利用卫星技术进行通信。由于布洛克等人。(1998)在大西洋蓝鳍金枪鱼( T. thynnus )上应用了弹出式卫星标签，许多研究人员利用该系统通过将标签释放到水面并与卫星通信来收集长期数据记录(图2C)）。它提供水下收集的数据并将信息发送到 ARGOS 卫星。可以从ARGOS通信地点（称为通过ARGOS传输的“收集定位卫星（CLS）”）确定发布的位置。尽管如此，它并没有收集水中的运动位置。释放前的游泳位置应依赖其他传感器，例如阳光传感器（通常称为具有光强度的“地理定位系统（GLS）”）。为了确定准确的位置，最可靠的地理定位设备之一是全球定位系统 (GPS)。因为GPS是通过估算接收器到每颗卫星的距离来收集多颗卫星（超过三颗）的经纬度数据。因此，它使研究人员能够使用高精度（< 10 m）（参见赫伯特和弗伦奇 2001）。尽管精度很高，但由于水下卫星通信，GPS 尚未应用于游动鱼类。为了更好地与 GPS 卫星通信，浅水游泳者使用了基于浮标的 GPS 遥测技术（Sims 等人，2009 年的翻车鱼； Riding 等人，2009 年的新西兰鹰鳐 ）

深度和温度传感器与位置一起是估计潜水深度和周围水环境的主要数据。自从Kooyman（1966）在海洋哺乳动物（Weddell Seal、 Leptonychotes weddelli ）上使用时间深度记录器以来，它已被小型化并应用于鱼类以及时间序列中的垂直运动。对于 3D 运动，加速度计用于估计详细的运动和能量消耗。加速已被用来通过计算黑鳍礁鲨（Carcharhinus melanopterus）的咬合率来研究它们的日常狩猎行为（Papastamatiou 等人，2015）。

针对不同行为和栖息地的生物记录应用
鱼类栖息于各种栖息地，并根据其种类表现出不同的生态特征。我们通过以下分类和示意图（图3 ）总结了以往基于鱼类栖息地和行为的研究。

浅海鱼（沿海鱼）或淡水鱼
声学遥测对检测小距离（< 1,000 m）传输的固定接收器的依赖使得大多数研究集中在沿海、河口和淡水生态系统（Hussey等人，2015）。尽管检测范围随着噪声 ( Pincock & Johnston 2012 ) 和水分层 ( How & de Lestang, 2012) 的增加而减小），它对于空间使用的精细估计具有优势。在淡水中，覆盖范围相对较小和较浅，与其他海洋研究相比，无线电传输是最常用的技术，但无源集成转发器（PIT）技术和声学遥测技术最近更常用（Cooke等人， 2013）。

远洋鱼类
ARGOS 卫星追踪器已对远洋鲨鱼进行了追踪。当鲨鱼在水面附近游动时，背鳍上或身体上的生物记录器可以直接与卫星通信（Hammerschlag et al., 2011）。商业卫星标签之一是 Wildlife Computers SPOT 产品 ( https://wildlifecomputers.com/our-tags/spot-argos-satellite-tags/ )。定位精度高达250米，压力传感器覆盖深度2000米。

在金枪鱼和旗鱼等高度移动的中上层鱼类中，基于光传感器的带有弹出档案标签（PAT 标签）的地理定位已被广泛使用（Hammerschlag 等，2011））。安装此类PAT标签是为了跟踪长期、大规模的运动。当动物没有为卫星进行足够的水面潜水时，此弹出窗口可以帮助研究人员收集记录的数据。用于确定日出和日落时间的光数据提供了地理定位，水下的压力和环境温度通过从动物身上释放信号后将信号发送到ARGOS卫星来提供深度和水温数据。配备其他传感器，例如加速度计和氧气传感器，也可以为 PAT 标签的行为和环境数据集做出贡献。

洄游性鱼类（洄游性鱼类）
在淡水中孵化的幼鲑鱼会洄游到海洋生长，然后返回出生地进行繁殖（Furey et al., 2015）。它们通常被称为“溯河鱼类”，声学发射器已被用来追踪它们的迁徙路线（Matley et al., 2022）。研究人员将微型声学或无线电发射器插入淡水中出生的幼鱼身上，并沿着候选迁徙路线安装声学发射器-接收器，以跟踪它们的预期轨迹并检查存活率（Cooke等人，2005年；Furey等人， 2015年；托斯塔德等人，2013）。该技术还被用来研究美洲鳗鱼的海洋洄游路线（Béguer-Pon 等人，2014），这些鳗鱼被归类为“下流性鱼类”。

深海鱼
如果鱼生活在阳光较少的深海，则无法使用光传感器进行定位。例如，格陵兰鲨在寒冷的深水中潜入深度达 1,560 m（Fisk 等，2012）。因此，当前基于光的地理定位并不容易适用于该物种。赫西等人。(2018)部署了多个弹出标签，这些标签已按个人顺序发布，并根据深度和温度数据从发布的水面估计其位置。由于这种水平轨迹很难追踪，研究人员将重点放在深度和温度传感器以及其他环境传感器（如溶解氧）上的垂直运动上（DO；Bluntnose Sixgill shark in Coffey & Holland 2015；Coffey et al., 2020）。

水产养殖业
鱼类水产养殖系统会引起鱼类应激和健康问题（Broom，2007），从而导致水产养殖生产力下降。养鱼场内的高人口密度或水质差会影响养殖鱼类的游泳行为（Sneddon & Wolfenden，2016）。声学遥测是观察海水网箱生产系统内鱼类运动的有效方法。水产养殖业中有多项声学遥测研究（Føre 等人，2011 年；Kolarevic 等人，2016 年）），它可以为鱼类养殖提供更好的策略。例如，对大西洋鳕鱼 ( G. morhua ) 的声学遥测研究显示，与夜间游泳活动相比，白天的游泳活动更高（Rillahan 等，2011）。此外，还发现使用人造光延长白天的光周期可以增加鱼类的游泳活动。观察养鱼场内鱼类的运动不仅可以了解其生态，还有助于管理鱼类福利和提高生产水平（Crossin 等，2017）; Føre 等人， 2011，2018 ）。

鱼类生物测井研究的国内趋势
国内鱼类生物测井研究可以深入了解鱼类生态，并作为渔业资源管理的有效方法。声学遥测适合研究其检测范围内的鱼类行为，已被一致应用于各种研究（Choi 等人，2022 年综述），包括与人工结构相关的海洋鱼类运动研究（Shin 等人，2004 年）和比较野生鱼类和养殖鱼类的运动之间的关系（Kang 等人，2008 年；Shin 等人，2005 年））。此外，最近还对斑鳐鱼（Beringraja pulchra）（Im & Jo, 2015）、太平洋鳕鱼（Gadus macrocephalus）（Lee et al., 2015）和黄尾鱼（S. quinqueradiata）（Kim et al. , 2015）的迁徙进行了研究。 ., 2021 ) 使用弹出式卫星档案标签设备。鱼类生物记录可以识别国内人为干扰对鱼类造成的影响。虽然有研究表明海洋施工产生的噪音会影响海鱼的游泳行为（Heo等人，2019），关于各种海洋开发项目对鱼类的潜在影响的研究仍然存在很大差距。最近，韩国正在进行海上风电场等大型海洋设施建设，这些设施可能会对海洋生态系统产生影响（Mooney et al., 2020）。因此，国内需要积极开展海洋发展与海洋生态系统相互作用的研究（Choi等，2022）。

挑战和未来方向
尽管声学遥测技术自 20 世纪 50 年代以来已被广泛使用，并且仍然是跟踪鱼类运动的最流行的方法之一，但它仅限于接收器的短距离范围内。为了提高数据恢复率，研究人员共享他们的水下接收器（Reubens et al., 2021；Young et al., 2020））。此外，强烈鼓励研究人员共享收集到的信息以进行合作，例如海洋跟踪网络、澳大利亚综合海洋观测系统、墨西哥湾水生动物综合跟踪和南非声学跟踪阵列平台（Abecasis 等人，2018；Cooke 等人，2012）。因此，我们期望一个活跃的接收器共享和数据网络国际平台将增加跨大陆和海洋合作研究的机会。

由于GPS只能将信号传输到水面的卫星，因此它只能用于水面游动的鲨鱼、鳐鱼或大型中上层鱼类。因此，基于日出和日落时间计算位置的地理定位方法尽管精度较低，但被广泛用于估计位置。声学遥测可能是一种更准确的方法，但由于其检测范围较短，通常该方法用于研究浅海物种。这就是为什么我们需要新的跟踪技术。RAFOS海洋声学监测（ROAM）标签目前处于测试阶段，是一种利用声学信号进行远程鱼类跟踪的方法（布劳恩等人，2019）。与典型的声学遥测相比，ROAM 标签系统利用低频声音，这比高频声音更适合远距离通信。根据在密西西比河三角洲进行的现场测试（Rossby et al., 2017），标签在距离声源60 km处检测到低频信号，定位跟踪的估计精度范围为70至560 m。这种不断发展的水下定位技术可以为研究鱼类提供更准确、更远距离的跟踪方法。

尽管生物记录对于鱼类研究有明显的好处和优势，但标记个体的潜在影响却被低估了（ Klinard & Matley 2020综述）。对于长期研究，研究人员应该考虑生物记录仪的影响和跟踪结果的死亡率。轻量传感器可以提供更好的选择。新测试的微型声学发射器注射表明，与手术植入的声学发射器相比，它大大提高了鱼类的存活率（Deng 等人，2017））。无需注射的非侵入性标记系统，例如皮肤型表面绷带，将有助于减少对鱼类个体的影响（Nassar et al., 2018）。此外，传感器的小型化将为研究人员提供更多机会进行更广泛的研究。目前的生物记录仪主要用于能够承受设备重量和拖曳力的大型动物。例如，荧光计（Lander et al., 2015）和 DO 传感器（Coffey & Holland 2015；Logan et al., 2022））用于鲨鱼或大型鱼类。我们期待将记录仪小型化，以便将记录仪同时应用于小鱼和多个设备。