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漁業(yè)智能技術(shù)與裝備。

主要涉及漁業(yè)與水生態(tài)應用基礎研究及其相關(guān)設施裝備的交叉研究，具體包括：

（1）水生動(dòng)物行為機制與功能；

（2）漁業(yè)工程生態(tài)與現代漁業(yè)養殖模式；

（3）涉水工程影響評價(jià)與環(huán)保措施效果評估；

（4）漁業(yè)與水生態(tài)智能裝備研制與多場(chǎng)景應用。

（1）搭建了國際領(lǐng)先的水生動(dòng)物行為學(xué)與裝備研究平臺，建立了一整套魚(yú)類(lèi)生態(tài)習性及動(dòng)物福利研究方法，包括個(gè)性、攝食、競爭、反捕食、游泳、社交、繁殖、洄游等行為在聲、光、電、水流、信息素等自然和養殖環(huán)境下的測定技術(shù)，為水生動(dòng)物行為表型特征的高通量量化測定、行為學(xué)與其他學(xué)科的交叉融合研究提供了技術(shù)與平臺支撐；

（2）建立了魚(yú)類(lèi)形態(tài)步態(tài)量化標準，構建了100余種大宗淡水魚(yú)類(lèi)與海南島礁魚(yú)類(lèi)多模態(tài)數據庫；利用人工智能、雙目攝像、降噪增強技術(shù)，搭載自主研制的邊緣計算盒子，研制出國產(chǎn)化率95%的魚(yú)類(lèi)種類(lèi)識別與分析水下探測器，以及智能投喂機、魚(yú)苗計數儀、表型測量?jì)x，支撐了過(guò)魚(yú)設施、水域牧場(chǎng)、江河湖海的智能化監測平臺建設和設施漁業(yè)與智慧漁業(yè)發(fā)展；

（3）構建了一整套基于魚(yú)類(lèi)過(guò)壩行為的過(guò)魚(yú)設施效果評價(jià)技術(shù)、生境營(yíng)造技術(shù)，綜合分析了流域氣候變化趨勢、過(guò)魚(yú)設施對大渡河河流連通性的影響，支撐了過(guò)魚(yú)設施設計、建設、運行、評估、優(yōu)化的全過(guò)程管理；

（4）揭示了山區生態(tài)漁業(yè)、漁農復合種養、池塘清潔養殖、工廠(chǎng)化集約養殖、漁光一體新能源養殖的生物操縱及工程生態(tài)原理，研發(fā)了少人化、無(wú)人化和智能化的漁農綜合體作業(yè)技術(shù)，開(kāi)創(chuàng )了云貴高原貧困山區現代漁業(yè)扶貧與振興模式，使貧困戶(hù)年均增收4455元，成功幫扶2000余戶(hù)漁（農）民脫貧。

相關(guān)成果發(fā)表在《中國科學(xué)院院刊》、《Reviews in Fish Biology and Fisheries》、《Environmental Pollution》、《Chemosphere》、《Ecological Engineering》、《Microbiome》等國內外主流期刊50余篇，獲授權專(zhuān)利52件（發(fā)明10件、實(shí)用新型25件、軟件著(zhù)作權13件、外觀(guān)設計4件），參編專(zhuān)著(zhù)3部，獲“中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng )新獎”等省部級科技獎勵5項，2020年央視《朝聞天下》電視新聞報道了相關(guān)科技成果。中國農業(yè)大學(xué)等多所高校兼職博導，2021年入選中科院首批特聘研究骨干、省部級領(lǐng)軍人才，2022年入選國家級青年人才。

代表性論文（#第一作者；*通訊作者）：

1.        Bao JH, Twardek WM, Zhang CS, Li WW, Mi XY, Zhang DX, Wu JM, Jang H, Cooke SJ, Duan M*. Mitigating the cumulative effects of hydropower and climate change on riverine fishes. Reviews in Fish Biology and Fisheries 2023, (online) Doi:10.1007/s11160-023-09766-7.

2.        Luo B, Zhou XJ, Zhang CS, Bao JH, Mei F, Lian YX, Zhang DX, Hu SQ, Guo LG, Duan M*. Hydroacoustic survey on fish spatial distribution in the early impoundment stage of Yuwanghe Reservoir in southwest China. Frontiers in Marine Science 2023, 10:1119411.

3.        Mei F, Zhang CS, Luo B, Zhang DX, Hu SQ, Bao JH, Lian YX, Zhao DX*, Duan M*. Effects of season and diel cycle on hydroacoustic estimates of density, Target Strength, and vertical distribution of fish in Yudong Reservoir, a plateau deep water reservoir in southwest China. Frontiers in Marine Science 2023, 9:1119410.

4.        Jiang JZ^#*, Fang YF^#, Wei HY, Zhu P, Liu M, Yuan WG, Yang LL, Guo YX, Jin T, Shi M, Yao T, Lu, J, Ye LT, Shi SK, Wang M, Duan M*, Zhang DC*. A remarkably diverse and well-organized virus community in a filter-feeding oyster. Microbiome 2023, 11:2.

5.        Xiang L^#, Mi X^#, Dang Y, Zeng Y, Jiang W, Du H, Twardek WM, Cooke SJ, Bao J*, Duan M*. Shyer fish are superior swimmers in Siberian sturgeon (Acipenser baerii). Frontiers in Marine Science 2022, 9: 1040225.

6.        Zhou WH, Zhu DM*, Shi M, Li ZX, Duan M, Wang ZQ, Zhao GL, Zheng CD. Deep image enhancement for turbid underwater images based on unsupervised learning. Computers and Electronics in Agriculture 2022, 202: 107372.

7.        Chen YL, Li WW, Xiang LL, Mi XY, Duan M*, Wu CX*. Fish personality affects their exposure to microplastics. Ecotoxicology and Environmental Safety 2022, 233: 113301.

8.        Li WW, Bao JH, Zhang CS, Mi XY, Zhang DX, Jiang H, Twardek WM, Cooke SJ, Duan M*. Group size influences LED light colour and substrate preference of David’s Schizothoracin（Schizothorax davidi): relevance for design of fish passage facilities. River Research and Applications 2022, 38: 280-292.

9.        Yin JF, Zhu DM*, Shi M, Li ZX, Duan M, Mi XY, Wang ZQ. MoFiM: A morphable fish modeling method for underwater binocular vision system. Computer Animation and Virtual Worlds 2022, e2104.

10.    Xiong X, Liu Q, Chen XC, Wang RY, Duan M^*, Wu CX^*. Occurrence of microplastic in the water of different types of aquaculture ponds in an important lakeside freshwater aquaculture area of China. Chemosphere 2021, 282:131126.

11.    Abdullah AA, Xue YY, Xiao P, Chen HH, Zhang CS, Duan M^*, Yang J^*. DNA metabarcoding reveals the significant influence of anthropogenic effects on microeukaryotes diversity, composition, and interactions in urban waterbodies. Environmental Pollution 2021, 285: 117336.

12.    Hu SW, He RJ, Wang WJ, Zhao DY, Zeng J^*, Huang R, Duan M^*, Yu ZB. Composition and co-occurrence patterns of Phragmites australis rhizosphere bacterial community. Aquatic Ecology 2021, 55:695-710.

13.    Sun XJ, Cao XY, Zeng J, Huang R, Duan M^*, Yu ZB, Zhao DY^*. The pattern of sedimentary bacterial communities varies with latitude within a large eutrophic lake. Limnologica 2021, 87: 125860.

14.    Bao JH, Li WW, Zhang CS, Mi XY, Li HT, Zhao XJ, Cao N, Twardek WM, Cooke SJ, Duan M^*. Quantitative assessment of fish passage efficiency at a vertical-slot fishway on the Daduhe River in Southwest China. Ecological Engineering 2019, 141: 105597.

15.    Li WW, Bao JH, Zhang CS, Wang LW, Li HT, Wen JY, Duan M^*. A review of international fishways adaptive management systems and management prospects for China. Acta Hydrobiologica Sinica 2018, 42(6): 1240-1252.

16.    張朝碩, 羅斌, 周賢君, 李為, 李鐘杰, 劉家壽, 虞功亮, 段明*. 貴州山區新建水庫浮游植物群落結構特征. 水生生物學(xué)報 2023, 47(4): 556-563.

17.    李思平, 張東*, 段明. 動(dòng)物個(gè)性和行為集：概念、測試和分析. 水生生學(xué)報 2022, 46(6): 922-932.

18.    米湘媛, 張朝碩, 張曉娟, 王海華, 郭小澤, 李思明, 趙大顯, 洪一江, 段明*. 井岡山地區蓮魚(yú)復合種養模式效益評價(jià). 水生生物學(xué)報 2022, 46(7): 983-994.

19.    張倩, 曾燏, 肖瑾, 向伶俐, 鮑江輝, 張朝碩, 米湘媛, 段明*. 嘉陵江中游蓬安段魚(yú)類(lèi)群落功能多樣性研究. 水生生物學(xué)報 2022, 46(5): 630-642.

20.    李為*, 榮寬, 覃麗蓉, 李威威, 段明, 張堂林, 劉家壽. 水產(chǎn)動(dòng)物行為及其在漁業(yè)中的應用研究進(jìn)展. 水生生物學(xué)報 2021, 45(5):1-10.

21.    馬佳, 張富斌, 曾燏^*, 呂振宇, 肖瑾, 何欣曼, 段明, 楊少榮. 嘉陵江下游江段蛇蛇種群動(dòng)態(tài)及利用現狀. 水產(chǎn)學(xué)報 2021, 45(5):691-699.

22.    段明^#*, 米湘媛, 張曉娟. 科技助力-打贏(yíng)水產(chǎn)防洪攻堅戰. 中國農村科技 2020, 303: 16-21. (封面文章)

23.    夏勇^*, 田弋夫, 景海春, 劉智全, 王建紅, 劉寧, 鐘彩虹, 李大衛, 段明, 余德順, 韓力, 劉貴周, 丁寶明, 張蕾.中國科學(xué)院科技扶貧在行動(dòng)—以貴州水城縣為例. 人與生物圈 2019, 117(4): 42-51.

24.    段明^#*, 張朝碩, 肖海金, 劉家壽, 李鐘杰, 李偉. 貧困山區生態(tài)漁業(yè)扶貧模式的實(shí)踐與思考—從湖北恩施到貴州六盤(pán)水.中國科學(xué)院院刊 2019, 34(1): 114-120. （封面文章）

專(zhuān)利軟著(zhù)：

（1）外觀(guān)設計專(zhuān)利

1.        ZL202030801279.X 段明, 等. 三維魚(yú)類(lèi)識別檢測儀

2.        ZL202230624511.6 段明, 等. 魚(yú)類(lèi)便攜式自動(dòng)化表型測量?jì)x

3.        ZL202230625230.2 鄒青青, 段明, 等. 魚(yú)類(lèi)攀爬實(shí)驗裝置（全波段光譜、光強）

4.        ZL202230624495.0 段明, 等. 魚(yú)類(lèi)攀爬實(shí)驗裝置

（2）實(shí)用新型專(zhuān)利

1.        ZL202222502125.7鄒青青, 段明, 等.一種魚(yú)類(lèi)攀爬行為參數采集實(shí)驗裝置

2.        ZL202222503213.9鄒青青, 段明, 等.一種多參數可調節的水生動(dòng)物攀爬裝置

3.        ZL202221870228.2胡少秋, 段明, 等. 一種魚(yú)體表型特征提取裝置

4.        ZL202221336635.5張東旭, 段明, 等. 一種用于測量魚(yú)體回聲信號強度的輔助裝置

5.        ZL202123101852.4胡少秋, 段明, 等. 一種便攜式的多功能魚(yú)類(lèi)圖像采集裝置

6.        ZL202122754784.5胡少秋, 段明, 等. 一種基于魚(yú)類(lèi)識別的水環(huán)境模擬裝置

7.        ZL202120640119.0米湘媛, 段明, 等. 一種三維掃描定位的輔助裝置

8.        ZL202121140637.2向伶俐, 段明, 等. 一種魚(yú)類(lèi)生理恢復裝置

9.        ZL202120458040.6李威威, 段明, 等.一種用于定量測定水生生物光偏好的裝置

10.    ZL202120409222.4張倩, 段明, 等. 一種便攜式可拆卸的多角度行為攝錄輔助系統

11.    ZL202120460062.6 李威威, 段明, 等. 一種水生動(dòng)物生境選擇攝錄試驗裝置

12.    ZL202021727350.5 張朝碩, 段明, 等. 一種組合式光誘人工魚(yú)巢

13.    ZL202021668003.X 李威威, 段明, 等. 一種便攜式測試魚(yú)類(lèi)光偏好行為的試驗裝置

14.    ZL202021123168.9 米湘媛, 段明, 等. 一種漁農綜合種養系統的蓮、魚(yú)攔截裝置

15.    ZL202020951114.5 李威威, 段明, 等. 一種無(wú)損傷測試魚(yú)類(lèi)生境選擇的試驗裝置

16.    ZL201821273696.5段明, 等. 一種定量評估豎縫式魚(yú)道過(guò)魚(yú)效率的監測裝置

17.    ZL201721362388.5李威威, 段明, 等. 一種提高魚(yú)道過(guò)魚(yú)效果的垃圾障礙清除裝置

18.    ZL201020543539.9段明, 等. 一種小型魚(yú)類(lèi)攝食行為和社群關(guān)系的測定裝置

19.    ZL201420511573.6段明, 等. 一種小型魚(yú)類(lèi)冒險攝食行為的測定裝置

20.    ZL201620059893.1張磊, …, 段明, 等. 一種池塘黃鱔網(wǎng)箱養殖排污裝置

21.    ZL201020109881.8 馮琳，...，段明. 一種維持水生生物低氧環(huán)境的試驗裝置

22.    ZL201020643903.9 馮廣朋，...，段明, 等. 中華絨螯蟹標志用的外標簽

23.    ZL201120110201.9 張濤，...，段明. 一種日本鰻鱺標本脫落式衛星標志的連接裝置

24.    ZL201120110421.1趙峰，...，段明. 一種中華鱘標本POP-UP標志連接固定裝置

25.    ZL201220135311.5 高雷，段明, 等. 一種小型魚(yú)類(lèi)的采集裝置

（3）發(fā)明專(zhuān)利

1.        實(shí)審ZL201810897363.8 段明, 等. 定量評估豎縫式魚(yú)道過(guò)魚(yú)效率的監測系統及其方法

2.        實(shí)審ZL202110235936.2 段明, 等. 一種水生動(dòng)物生境選擇攝錄試驗裝置

3.        ZL202111227436.0 段明, 等. 一種水生生物光暴露行為采集裝置及其使用方法

4.        ZL202110834074.5 段明, 等. 一種魚(yú)體模型確定方法及系統

5.        ZL201010599878.3段明, 等. 一種魚(yú)類(lèi)攝食競爭力的測定方法

6.        ZL201210094552.4高雷, 段明, 等. 一種便攜式仔稚魚(yú)熒光誘捕裝置

7.        ZL201410037242.8 張磊, 段明, 等. 使用泥鰍開(kāi)口餌料生物培養基培育鰍苗的方法

8.        ZL201610040943.6 張磊, 段明, 等. 黃顙魚(yú)當年育成高效養殖方法

9.        ZL201510448129.3 張磊, …, 段明, 等. 附著(zhù)基生態(tài)的鯽魚(yú)池塘養殖方法

10.    ZL201010106953.8侯俊利，...，段明. 水生動(dòng)物低氧實(shí)驗裝置及其試驗方法

11.    ZL201110094093.5趙峰，...，段明. 一種中華鱘標本POP-UP標志連接固定方法

12.    ZL201210128144.6 石小濤，...，段明, 等. 魚(yú)缸高效無(wú)傷害捕魚(yú)裝置

（4）軟件著(zhù)作權

1.        2020SR0914356 段明, 等. 基于深度學(xué)習算法的魚(yú)類(lèi)種類(lèi)識別軟件V1.0

2.        2020SR1080892 段明, 等. 基于深度學(xué)習的魚(yú)類(lèi)形態(tài)與體重在線(xiàn)測量及可視化輸出軟件[簡(jiǎn)稱(chēng)：魚(yú)類(lèi)經(jīng)濟性狀測量程序]V1.0

3.        2020SR1177171 段明, 等. 雙目圖像三維重建及真實(shí)感渲染及用戶(hù)交互軟件[簡(jiǎn)稱(chēng)：雙目圖像三維重建渲染軟件]V1.0

4.        2021SR0138370段明, 等. 基于深度學(xué)習的魚(yú)類(lèi)生物量計數軟件[簡(jiǎn)稱(chēng)：魚(yú)類(lèi)生物量技術(shù)軟件]1.0

5.        2021SR0429118 段明, 等. 基于SwimGait的魚(yú)類(lèi)姿態(tài)識別及軌跡跟蹤系統V1.0

6.        2021SR0733048 段明，等. 渾濁水體魚(yú)類(lèi)個(gè)體視頻圖像降噪增強軟件V1.0

7.        2021SR0885005 段明, 等. 基于深度學(xué)習和關(guān)鍵點(diǎn)檢測算法的魚(yú)類(lèi)胚胎仔魚(yú)行為觀(guān)測系統V1.0

8.        2021SR0987419 段明, 等. 基于深度學(xué)習和MTK跟蹤的受精卵測量及胎動(dòng)計算軟件V1.0

9.        2021SR0987418 段明, 等. 基于深度學(xué)習和QTK跟蹤的群體魚(yú)類(lèi)跟蹤識別軟件V1.0

10.    2021SR0987411 段明, 等. 基于深度學(xué)習和TK跟蹤的魚(yú)卵漂流軌跡識別軟件V1.0

11.    2021SR0987410 段明, 等. 基于深度學(xué)習和關(guān)鍵點(diǎn)軌跡跟蹤KPTK算法的魚(yú)類(lèi)擺尾頻次軟件V1.0

12.    2022SR0465580 段明, 等. 魚(yú)類(lèi)生物多樣性管理系統V1.0

13.    2022SR1557011 米湘媛, 段明, 等. 一種定量分析魚(yú)類(lèi)對水體流場(chǎng)趨性行為的軟件[簡(jiǎn)稱(chēng)：whfish]V1.0

論著(zhù)書(shū)籍：

1.        Duan M^#*, Qu Y & Zhuang P. Swimming Characteristics of the Siberian Sturgeon. In: Williot P. et al. (eds) The Siberian Sturgeon (Acipenser baerii, Brandt, 1869) Vol. 1, Biology. Cham: Springer, 2018. pp. 229-246.

2.        段明^#*, 屈藝, 莊平. 鱘魚(yú)形態(tài)對水流的適應.載：鱘魚(yú)環(huán)境生物學(xué)—生長(cháng)發(fā)育與環(huán)境調控. 莊平等著(zhù). 科學(xué)出版社. 2017. pp. 118-139.

3.        顧孝連, 莊平, 張濤, 段明. 中華鱘仔、稚幼魚(yú)的行為生態(tài)學(xué). 載：長(cháng)江口中華鱘自然保護區科學(xué)考察與綜合管理. 莊平 等著(zhù). 海洋出版社, 2009. pp. 219-234.