Evaluation of side-aspect target strength and pulse width as potential hydroacoustic discriminators of fish species in rivers

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Abstract

Split-beam hydroacoustic data were collected on 98 tethered and 10 unrestrained Pacific salmon of known size to evaluate side-aspect target strength and pulse width as species discriminators in rivers. Pulse width was better able to discriminate chinook (Oncorhynchus tshawytscha) from sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) than target strength, although its discriminatory power may have arisen from differences in behavior as well as size between species. Standard deviation of -12 dB pulse width was the best univariate size predictor and species discriminator among tethered fish but performed poorly among unrestrained fish at close ranges; mean pulse width at -12 dB performed well among both. Discriminatory power of all variables declined as the number of echoes per fish was reduced. Fish orientation, lateral movement, and spatial position of the fish in the beam affected hydroacoustic measurements. As fish moved more from side to side, and as fish orientation departed from full side aspect, target strength declined monotonically but mean pulse width increased and then declined. We show how some of the confounding effects of fish behavior on hydroacoustic measurements can be removed using corrections based on statistical models.

Nous avons recueilli des données hydroacoustiques avec un système à faisceau partagé sur des saumons pacifiques (98 captifs et 10 libres) de taille connue pour évaluer la possibilité d'employer la dimension latérale de l'intensité de cible et la durée moyenne de l'impulsion comme discriminateurs spécifiques dans les cours d'eau. La durée de l'impulsion a donné de meilleurs résultats que l'intensité de cible pour différencier le quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) du saumon rouge (Oncorhynchus nerka), mais son pouvoir discriminateur est peut-être dû à des différences de comportement et de taille entre les deux espèces. L'écart-type de -12 dB dans la durée de l'impulsion constituait le meilleur discriminateur spécifique et prédicteur de taille pour une seule variable parmi les poissons captifs, mais donnait des résultats médiocres à faible distance parmi les poissons libres; avec une durée moyenne de l'impulsion de -12 dB, les résultats étaient bons dans les deux groupes. Le pouvoir discriminateur de toutes les variables déclinait avec la baisse du nombre d'échos par poisson. L'orientation du poisson, le déplacement latéral et la position spatiale des poissons dans le faisceau affectaient les mesures hydroacoustiques. Quand les poissons se déplaçaient d'un côté à l'autre, et ne présentaient plus une orientation totalement latérale, l'intensité de cible baissait de façon monotone, mais la durée moyenne de l'impulsion augmentait d'abord pour baisser ensuite. Nous montrons en quoi certains des effets trompeurs du comportement des poissons sur les mesures hydroacoustiques peuvent être éliminés grâce à des corrections basées sur des modèles statistiques.

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