2026年，西班牙巴利阿里群岛的一支团队把心率活动标签植入海鲈，再用机器学习把心跳和加速度翻译成四种福利状态。网箱里的鱼过得好不好，过去主要靠人站在网边看：摄食猛不猛、游动正不正常、体表有没有伤——这种观察主观、低频，也回答不了「周末没人动网箱时，鱼是不是更放松」这类问题。植入式标签给出一个此前拿不到的对比：投喂与网箱维护的工作日里，鱼体应激状态的比例明显高于无人打扰的周末。该研究由地中海高等研究所（IMEDEA-CSIC/UIB）联合葡萄牙鱼类行为研究团队完成，2026年4月发表在《Animal Biotelemetry》。
研究背景
水产养殖规模持续扩大，鱼类福利评估正在从「看状态」走向「测生理」。心率是能量代谢与应激反应最直接的窗口，外部加速度则刻画游动强度，两者组合能同时捕捉生理与行为两个维度。但要把它变成日常管理工具，还差两步：一是得证明植入式标签在商业规格的网箱环境里能长期稳定工作；二是得有一套方法，把连续不断的原始信号自动归类成管理者能读懂的状态，而不是留下一堆需要专家事后解读的曲线。精准水产养殖（precision fish farming）理念的兴起，正是要把这条链路补全。
研究过程
研究地点位于西班牙马略卡岛安德拉奇港近岸的开放式海水网箱，属海洋研究与养殖设施LIMIA-IRFAP海域。网箱为圆柱锥底网衣，直径5.5米、深7米，上覆防鸟网，共放养1000尾成年欧洲海鲈，平均体重1.00±0.05千克、标准体长37.4±0.5厘米，2023年3月至7月期间养殖，并选取3月与7月各14天作为两个观测期。
每个网箱每个观测期植入4尾鱼，累计32尾（体重0.94±0.04千克、标准体长36.10±0.5厘米）。标签选用冰岛Star-Oddi公司的DST milli HRT-ACT心率活动记录仪，尺寸13×39.5毫米、重12克，可同步记录心电图推导的心率、外部加速度与体内温度。手术按既有规程执行：麻醉后在腹中线胸鳍后方开2厘米切口，标签圆端朝向心包送入体腔，电极取向对准心脏，缝合后涂抹止痛凝胶并在背鳍附近挂T形外标，随后转入充氧海水康复槽。欧洲海鲈的同类植入研究此前已验证：术后鱼体平衡与游动行为快速恢复、伤口愈合良好、存活率高且无中长期生理异常，这为把手术流程搬进海上网箱作业提供了依据。
图1. 冰岛Star-Oddi公司DST milli HRT/ACT心率活动记录仪
图2. 从受控实验标注、模型训练验证到网箱数据分类的完整分析流程（论文 Fig.1）
模型训练用的是此前的受控胁迫实验数据：给已知刺激，标注对应状态，再据此训练随机森林分类器，把数据划为四种福利状态——静息、常规活动、反应性应激与主动性应激。训练数据按七三开切分训练与测试集，另做二十折交叉验证防过拟合。模型在独立测试集上总体准确率达到0.742，各类灵敏度介于0.692至0.780，特异度介于0.887至0.937，F1分数0.696至0.814，平衡准确率超过0.80。变量重要性分析显示，标准化加速度是判别主动性应激的主要预测因子，标准化心率则在静息与反应性应激的识别中贡献最大。
图3. 两个观测期连续14天的心率、加速度与体内温度时间序列，灰色区域为周末（论文 Fig.2）
研究结果
把训练好的模型套用到网箱数据上，结果呈现出清晰的节律。昼夜尺度上，夜间与清晨以常规活动和静息为主，正午起主动性应激比例持续攀升，峰值恰好落在12时至14时的计划投喂窗口，并延续至傍晚，与饱食后的能量分配行为吻合。7月观测期内心率昼夜波动剧烈，白天峰值均值达76.05±1.86次/分，夜间低谷60.67±1.13次/分；体内温度3月稳定在约17摄氏度、7月约28摄氏度，与同期海表温度一致。
图4. 随机森林模型性能与网箱个体在心率-加速度平面上的状态分布（论文 Fig.3）
图5. 四种福利状态在24小时周期中的占比分布（论文 Fig.4）
更有意思的是「工作日效应」。周一至周五的12时至14时窗口内集中了投喂与网箱清洗维护，周末则完全不施加任何养殖作业。统计显示工作日与周末的状态分布差异显著（卡方191.11，p<0.0001），应激相关状态在工作日更常见，周末则以静息和常规活动为主；3月的周末里反应性应激占比降到约15%。两个观测期之间的差异同样显著（卡方89.20，p<0.0001），但效应量较小（Cramer's V=0.112），说明季节的影响远不如人类作业活动直接。分季节看，7月主动性应激与静息占比上升、常规活动占比明显低于预期，3月周末则与其他组合判然有别——常规活动和静息占比显著偏高，应激状态双双回落。四个状态里，模型对静息的识别最干净，F1分数达0.814；主动性应激的边界最模糊，反映其背后行为与生理变异的天然重叠。
研究结论
这项研究把「网箱里的鱼过得怎么样」变成了可量化、可自动判读的连续数据：植入式标签在开放式网箱里稳定记录两个观测期，随机森林模型以0.742的准确率把心率与加速度翻译成四种福利状态，并首次在工作日与周末之间测出了统计学显著的应激差异。对养殖方，这意味着投喂窗口安排、作业时段选择可以直接以鱼的生理反馈为依据；对研究者，受控实验标注加现场应用的路线为其他鱼种与养殖场景提供了可复制的模板。Star-Oddi DST milli HRT-ACT以毫米级切口植入、同步三通道记录与数月级连续工作能力，构成了这套精准养殖监测方案的硬件底座。
参考文献
Hoyo-Alvarez E, Cabrera-Álvarez M J, Vanrell-Valls M, et al. From signals to states: biologger-based classification of seabass welfare states in sea-cages. Animal Biotelemetry, 2026, 14: 21. https://doi.org/10.1186/s40317-026-00461-5
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