自動魚数計は、特定の河川を一定期間内に通過する魚の数を測定する自動装置です。通常は、特定の魚種が対象となります。
魚類調査員が研究対象とする重要な種の一つに、タイセイヨウサケがある。この種は、生態学的に脆弱な立場にあることと、遡河回遊性という生活様式を持つことから、注目されている。
魚群探知機は、大きく分けて抵抗式探知機、光学式探知機、水中音響式探知機の3種類に分類できる。
抵抗カウンターは、河川内の構造物、例えばクランプ堰などと関連付けられています。[ 1 ]魚の抵抗率は水よりも低いため、魚がこの障壁を通過する際に埋め込まれた電極を通過し、抵抗率の差によって電極付近に形成された電場が乱され、電極間の抵抗が変化します。3つの電極があれば、これらの乱れをホイートストンブリッジなどの方法で測定し、魚の大きさや移動方向を検出できます。
この種の魚群計数は、スコットランドで大西洋サケの個体数調査に広く用いられており、閉回路テレビとの比較では約97%の検出率を示している。
光学式魚群計も河川内の構造物と関連付けられています。ただし、光学式魚群計では、魚は電極を通過するのではなく、垂直に配置された複数の光線の一部を遮断します。光線の遮断パターンを利用することで、魚の大きさ、形状、および移動方向を特定できます。
赤外線を使用することで、魚への影響を最小限に抑えることができます。魚はカウンターを通過する際に光を見ることができないためです。魚が光線の網を通過すると、そのシルエット画像が生成され、魚の数を数えるとともに、それぞれの魚の大きさを推定します。各画像は制御装置に記憶されるため、後で計測結果を確認することができます。
Riverwatcherなどのシステムでは、赤外線スキャナーを使用してデジタルカメラを起動し、各魚について1~5枚の写真または短いビデオクリップを撮影します。その後、コンピューターはこれらの画像を、その魚のサイズ、通過時間、速度、シルエット画像、水温など、データベースに保存されている他の情報と自動的に関連付けます。
カメラは、カメラ本体と一定の光量を提供する照明器具が一体となった特殊なトンネル内に設置されており、魚とカメラとの距離も一定に保たれています。そのため、時間帯に関係なく、魚の鮮明な画像を撮影することが可能です。
光学式魚群計の性能は、様々な条件下での研究により90%以上であることが確認されています。また、光学式魚群計は他のタイプの魚群計よりも魚の大きさをより正確に識別できるため、複数の魚種が生息する河川(例えば、サケとマスが混在する河川など)で特に有効です。
光学式カウンターの主な欠点は、光線が水中を透過する深さが浅いため、狭い河川地形や河川内の構造物(例えば魚道など)での使用に限られることである。
水中音響カウンターは、ソナーの原理を利用して動作します。魚に音源を照射し、魚からの反射波を水中マイクで検出します。この反射は、魚体内の音波に対するインピーダンスが急激に変化することによって生じ、特に浮き袋(反射波の90%を占める)で顕著です。
水中音響カウンターは河川内に構造物を設置する必要はありませんが、熟練した設置技術と操作者が必要です。適切な場所に熟練した技術で設置しないと、水中音響カウンターの精度が低下する可能性があります。一般的に、検出率は50%から80%と報告されていますが、ある研究では検出率が3%と低い結果が出ています。有効性を判断するには、綿密な計画と事前の設置場所調査が不可欠です。
河川内に構造物を設置する必要がないため、このタイプの計測器は魅力的な選択肢となる。一般的には短期または季節的な調査に使用されるが、状況によっては相対的な変化だけでなく絶対値も正確に把握できる長期的な計測が必要となる場合もある(例えば、スコットランドの大西洋サケの検出には、水中音響センサーは通常使用されない)。このような場合、電気抵抗センサーや光学センサーが好まれる傾向がある。こうした計測方法は通常、魚を計測器に誘導するための堰の建設など、生息環境の大幅な改変を必要とする。
近年の自動水中音響モニタリングシステムの進歩により、18ヶ月を超える期間にわたる継続的なモニタリングが可能になった。これらのシステムは、インテリジェントなモニタリングとリアルタイムのデータ処理を備えており、適切な運用と、状況や結果(例えば魚の個体数)の定期的な公表を保証する。
電気抵抗式魚群計、特に光学式魚群計では、魚を計の検出開口部に導くための河川内構造物が必要です。魚道やボーランド式魚道は、この目的に効果的な構造物であり、場合によっては河川内の自然な流れの制限を同様の目的で利用することもあります。しかし、ほとんどの魚群計では、専用の河川内構造物が必要となります。そのような構造物の中で最も効果的なものの1つがクランプ堰です。これは、検出器上を高速で平面状に流れるように設計された三角形断面の堰です。
タイセイヨウサケのような遡河性魚類は、生涯を通じて特定の産卵場に戻ってくることがあります。そのため、大きな河川では、かなり異なる複数の個体群が、まとめて計測器を通過する可能性があります。特定の支流を利用する個体群が崩壊しても、全体の個体数には明らかな影響が出ない場合があります。したがって、その支流や個体群の管理上の問題は見過ごされてしまう可能性があります。個体群の崩壊や回復を検知するためには、種全体ではなく、個々の個体群を数えるための計測器を設置する必要があります。
自動魚数計の結果は、精度、コスト、複雑さ、および偏りの影響が異なる様々な代替手法によって補完、確認、または置き換えることができる。