- •А.В. Мельников, в.Н. Мельников Управление запасами промысловых рыб и охрана природы
- •Управление запасами промысловых рыб и охрана природы
- •Оглавление
- •Раздел 1. Основные проблемы, понятия и показатели теории запасов и управления рыболовством 15
- •Глава 1. Общие проблемы оценки запасов и управления запасами промысловых рыб 15
- •Глава 2. Оценка воспроизводства, роста, естественной и промысловой смертности рыб 69
- •Глава 3.Управление селективностью рыболовства 102
- •Глава 4. Промысловое усилие. Интненсивность промысла 141
- •Раздел II. Методы и математические модели теории рыболовства 175
- •Глава 5. Эмпирические методы теории рыболовства 175
- •Глава 6. Методы биопромысловой статистики 191
- •Глава 7. Статические модели и методы теории рыболовства 217
- •Глава 8. Динамические модели и методы теории рыболовства 241
- •Глава 9. Методы и модели теории рыболовства с учетом неопределенности 256
- •Глава 10. Промыслово-экономические методы и модели теории рыболовства 284
- •Глава 11. Применение контрольных карт и метода последовательного анализа в теории рыболовства 298
- •Глава 12. Контроль и прогнозирование запасов и рыболовства 321
- •Глава 13. Методы предосторожного подхода 344
- •Глава 14. Экосистемные методы теории рыболовства 365
- •Глава 15. Методы и модели управления рыболовством с применением показателей надежности систем 390
- •Глава 16. Методы и модели управления рыболовством с применение теории управления сложными системами и исследования операций 448
- •Раздел IV. Охрана природы 525
- •Глава 17. Основы охраны природы 525
- •Введение
- •Раздел 1. Основные проблемы, понятия и показатели теории запасов и управления рыболовством глава 1. Общие проблемы оценки запасов и управления запасами промысловых рыб
- •1.1. Состояние исследований запасов и управления запасами промысловых рыб
- •1.2. Основные проблемы и функции управления запасами и промышленным рыболовством
- •1.3. Основные факторы, влияющие на запасы промысловых рыб
- •1.4. Основные причины и закономерности колебаний запасов промысловых рыб
- •1.5. Основные пути сохранения и увеличения запасов промысловых рыб
- •1.6. Популяция рыб как динамическая система с элементами саморегулирования
- •1.7. Общая характеристика и классификация методов, способов и моделей теории рыболовства
- •1.8. Показатели и критерии рыболовства
- •1.9. Общая характеристика основных видов математических моделей теории рыболовства
- •1.10. Общая характеристика методов математического моделирования процесса лова рыбы
- •1.11. Оценка качества математического моделирования лова и рыболовства
- •1.12. Контрольные вопросы к главе 1
- •Глава 2. Оценка воспроизводства, роста, естественной и промысловой смертности рыб
- •2.1. Общие особенности количественной оценки воспроизводства запасов и пополнения промыслового стада
- •2.2. Общая характеристика кривых пополнения промыслового стада
- •2.3. Статистические методы оценки пополнения промыслового стада
- •2.4. Оценка доли пополнения в улове методом Аллена
- •2.5. Оценка роста рыб
- •2.6. Способы количественной оценки смертности рыб
- •2.7. Определение естественной смертности рыб
- •2.8. Оценка общей смертности рыб
- •2.9. Определение промысловой смертности рыб
- •2.10. Применение показателей промысловой смертности для оценки общего допустимого улова
- •2.11. Контрольные вопросы к гл. 2
- •Глава 3.Управление селективностью рыболовства
- •3.1. Общая характеристика селективности лова, промысла и рыболовства
- •3.2. Селективность лова при отцеживании рыбы сетным полотном
- •3.3. Селективность лова при объячеивании рыбы сетным полотном
- •3.4. Биомеханическая и биофизическая селективность лова
- •3.5. Селективность промысла и рыболовства
- •3.6. Основные проблемы и особенности управления селективностью рыболовства
- •3.7. Организация работ по управлению селективностью рыболовства
- •3.8. Особенности применения показателей селективности в теории рыболовства
- •3.9. Контрольные вопросы к главе 3
- •Глава 4. Промысловое усилие. Интненсивность промысла
- •4.1 Общие требования к промысловому усилию. Классификация показателей промыслового усилия
- •4.2. Область применения промыслового усилия в промышленном рыболовстве
- •4.3. Количественная оценка показателей промыслового усилия
- •4.4. Определение показателей промыслового усилия для орудий лова различных видов
- •4.5. Рекомендуемые показатели промыслового усилия для решения различных задач промышленного рыболовства
- •4.6. Контрольные вопросы к главе 4
- •Разделii. Методы и математические модели теории рыболовства глава 5. Эмпирические методы теории рыболовства
- •5.1. Оценка относительной величины запасов по уловам и уловам и на промысловое усилие
- •5.2. Оценка запасов методом учетных и промысловых съемок
- •5.3. Оценка запасов методом гидроакустических и промыслово-акустических съемок
- •5.4. Оценка запасов с применением съемок и математических моделей лова
- •5.5. Оценка запасов на основе анализа миграций проходных и полупроходных рыб в реках и в прибрежных районах моря
- •5.6. Оценка запасов с учетом улова и предельного возраста рыбы
- •5.7. Оценка запасов методом мечения
- •5.8. Оценка запасов по результатам наблюдений
- •5.9. Контрольные вопросы к главе 5
- •Глава 6. Методы биопромысловой статистики
- •6.1. Биостатистические методы оценки и анализа запасов
- •6.2. Методы контрольных карт и последовательного анализа
- •6.3. Методы оценки запасов по уловам на промысловое усилие
- •6.4. Оценка допустимой интенсивности вылова с учетом предельного возраста рыбы и интенсивности промысла (метод ф.И. Баранова)
- •6.5. Оценка допустимой интенсивности вылова и допустимого улова с учетом распределения величины запаса и предельного возраста рыбы
- •6.6. Определение допустимой интенсивности вылова с учетом общей убыли поколения промыслового стада
- •6.7. Определение допустимой интенсивности вылова с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров
- •6.9. Контрольные вопросы к главе 6
- •Глава 7. Статические модели и методы теории рыболовства
- •7.1. Модели улова на единицу пополнения промыслового стада в непрерывной форме
- •7.2. Модели улова на единицу пополнения промыслового стада в дискретной форме
- •7.3. Модели для оценки использования биомассы поколения промысловых рыб
- •7.4. Продукционные модели
- •7.5. Модели запас-пополнение
- •7.6. Комбинированные модели на основе аналитических и продукционных моделей, моделей запас-промысел
- •7.7. Комбинированные модели на основе взаимосвязи интенсивности и селективности рыболовства
- •7.8. Контрольные вопросы к главе 7
- •Глава 8. Динамические модели и методы теории рыболовства
- •8.1. Дискретные модели с переменным пополнением
- •8.2. Методы когортного анализа
- •8.3. Динамические продукционные модели
- •8.4. Комбинированные динамические модели
- •8.5. Методы интерполирования и экстраполяции временных рядов
- •8.6. Применение контрольных карт для анализа динамики и регулирования рыболовства
- •8.7. Контрольные вопросы к главе 8.
- •Глава 9. Методы и модели теории рыболовства с учетом неопределенности
- •9.1. Общая характеристика задач теории рыболовства с учетом неопределенности
- •9.2. Особенности сбора и обработки экспериментального и статистического материала
- •9.3. Определение расчетного периода времени и расчетных размеров промыслового участка
- •9.4. Особенности применения дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа, методов планирования экспериментов
- •9.5. Оценка точности экспериментальных значений показателей, объема экспериментального и статистического материала
- •9.6. Особенности объединения экспериментального и статистического материала.
- •9.7. Вероятностная оценка допустимого улова при стационарном и квазистационарном состоянии запаса и промысла
- •9.8. Возможная точность оценки запасов и других показателей теории рыболовства
- •9.9. Замена случайных величин детерминированными величинами
- •9.10. Оценка вероятности расположения показателя рыболовства в допустимых пределах
- •9.11. Сравнение средних значений показателей рыболовства с нормативными показателями
- •9.12. Особенности методов и моделей динамических процессов рыболовства в условиях стохастической неопределенности
- •9. 13. Особенности решения задач в условиях нестохастической неопределенности
- •9.14. Контрольные вопросы к главе 9
- •Глава 10. Промыслово-экономические методы и модели теории рыболовства
- •10.1 Общая характеристика экономических показателей промышленного рыболовства
- •10.2. Оценка экономической эффективности с учетом производительности и селективности лова
- •10.3. Особенности оценки экономической эффективности рыболовства с учетом рационального использования запасов рыб
- •10.4. Учет экономических показателей при оценке допустимого улова
- •10.5. Контрольные вопросы к главе 10
- •Глава 11. Применение контрольных карт и метода последовательного анализа в теории рыболовства
- •11.1. Общая характеристика применения контрольных карт и последовательного анализа для управления рыболовством
- •11.2. Общая характеристика метода контрольных карт
- •11.3. Общие особенности применения контрольных карт
- •11.4. Общая характеристика метода последовательного анализа
- •11.5. Последовательный анализ при исследовании среднего значения показателя рыболовства
- •11.6. Последовательный анализ при исследовании показателя рыболовства по альтернативному признаку
- •11.7. Последовательный анализ при исследовании колебаний показателя рыболовства
- •11.8. Регулирование времени наблюдений при последовательном анализе
- •11.9. Последовательный анализ при управлении селективностью рыболовства
- •11.9. Контрольные вопросы к главе 11.
- •Глава 12. Контроль и прогнозирование запасов и рыболовства
- •12.1. Общая характеристика контроля
- •12.2. Общая характеристика прогнозирования
- •12.3. Характеристика прогнозирования с применением метода группового учета аргументов (мгуа)
- •12.4. Прогнозирование с применением временных рядов
- •12.5. Прогнозирование с применением когортных моделей
- •12.6. Прогнозирование с применением продукционных моделей.
- •12.7. Прогнозирование с применением уравнений запас-пополнение
- •12.8. Контрольные вопросы к главе 12
- •Глава 13. Методы предосторожного подхода
- •13.1. Общая характеристика методов
- •13.2. Ориентиры управления
- •13.3. Правила регулирования рыболовства при предосторожном подходе
- •13.4 Обоснование оду при предосторожном подходе
- •13.5. Влияние информационного обеспечения на выбор процедуры оценки и прогнозирования оду
- •13.6. Математическое обеспечение предосторожного подхода
- •13.7. Контрольные вопросы к главе 13
- •Глава 14. Экосистемные методы теории рыболовства
- •14.1. Общая характеристика экосистемных методов
- •14.2. Общие особенности моделирования экологических систем
- •14.3. Обобщенная математическая модель биологических систем в водоемах
- •14.4. Моделирование водных сообществ
- •14.5 Общая характеристика промысловых экологических систем
- •14.6. Квотирование уловов при совместном использовании запасов
- •14.7. Контрольные вопросы к гл. 14
- •Глава 15. Методы и модели управления рыболовством с применением показателей надежности систем
- •15.1.Предпосылки применения теории надежности для анализа и совершенствования систем управления рыболовством
- •15.2. Общая характеристика сложных систем
- •15.3.Особенности расчета параметрической надежности систем управления рыболовством
- •15.4. Прогнозирование надежности систем управления рыболовством
- •15.5. Источники информации о надежности систем управления рыболовством
- •15.6. Классификация отказов систем управления рыболовством
- •15.7.Понятие о математических моделях надежности систем управления рыболовством
- •15.8. Формирование закона изменения выходного параметра
- •15.9. Модель формирования постепенных отказов
- •15.10. Модели внезапных отказов
- •15.11.Одновременное проявление постепенных и внезапных отказов
- •15.12. Случайный поток отказов в системах управления рыболовством
- •15.13.Общая схема потери системой управления рыболовством работоспособности
- •15.14. Анализ области работоспособности и состояний системы управления рыболовством
- •15.15.Оценка предельного состояния системы управления рыболовством
- •15.16. Относительное влияние на надежность запасов среднего значения и коэффициента вариации величины запаса
- •15.17. Расчеты допустимого вылова с учетом запаса на вылов
- •15.18. Экономические задачи надежности систем управления рыболовством
- •15.19. Контрольные вопросы к главе 15
- •Глава 16. Методы и модели управления рыболовством с применение теории управления сложными системами и исследования операций
- •16.1. Принципы управления рыболовством с применением теории управления сложными системами и исследования операций
- •16.2. Основы теории эффективности управления рыболовством
- •16.3.Показатели и критерии рыболовства
- •16.4. Общая схема и принципы исследования эффективности рыболовства
- •16.5. Формирование эффективности систем управления рыболовством на отдельных этапах жизненного цикла
- •16.6. Общие особенности моделирования управления рыболовством
- •16.7. Теоретические основы оптимизации управления рыболовством
- •16.8. Системы оптимального управленияхорошо определяемыми процессами рыболовства с применением математических моделей
- •16.9. Адаптивные системы оптимального управления рыболовством
- •16.10. Управление рыболовствомоснове принципов экстремальныхсистем управления
- •16.11. Управление рыболовствомпоиском экстремума показателя качества и приближенной математической модели процесса
- •16.12. Общие особенности выработки и принятия решений при управлении рыболовством
- •16.13. Особенности принятия решения в условиях определенности
- •16.14. Особенности принятия решения в условиях стохастической неопределенности
- •16.15. Особенности принятия решения в условиях нестохастической неопределенности
- •16.16. Контрольные вопросы к главе 16
- •Разделiv. Охрана природы глава 17. Основы охраны природы
- •17.1. Основные проблемы охраны природы.
- •17.2. Охрана основных составляющих природных ресурсов
- •17.3. Право и охрана природы
- •17.4 Охрана и регулирование биологических ресурсов Мирового океана
- •17.5 Охрана и регулирование биологических ресурсов внутренних водоемов России
- •17.6. Охрана внутренних рыбохозяйственных водоемов от загрязнения
- •17.7. Охрана морских рыбохозяйственных водоемов от загрязнения
- •17.8. Ответственность за нарушение рыболовного законодательства
- •17.9. Контрольные вопросы к главе 17
- •Список рекомендуемой литературы
1.8. Показатели и критерии рыболовства
1.8.1. При управлении рыболовством применяют различные показатели и критерии, которые, так или иначе, служат для анализа и повышения эффективности управления рыболовством, выработки стратегий управления, оценки качества управления рыболовством и систем управления рыболовством.
Выбор таких показателей и критериев зависит, прежде всего, от принятых общих принципов управления рыболовством, состояния запасов и промысла, цели управления запасами и т.д.
Рассмотрим, в общем, показатели и критерии рыболовства при традиционном, предосторожном и кибернетическом подходе к управлению рыболовством.
1.8.2. В наиболее простом случае (при традиционном подходе) формально используют один показатель лишь для регулирования интенсивности промысла в виде допустимого мгновенного коэффициента промысловой смертности (интенсивности вылова).
Эксплуатация запаса с таким ограничением интенсивности промысла должна обеспечить допустимый уровень эксплуатации запаса и состояния запаса. Обычно такое требование к интенсивности промысла распространяется на величину запаса больше некоторой минимальной величины.
С учетом этого показателя применяют различные критерии регулирования интенсивности рыболовства. К ним относятся упомянутые в 1.1 критерий стабильного максимального улова MSY и критерий стабильной максимальной добычи на единицу пополнения MSY/R. Широкое распространение имеет критерийF0,1.При таком критерии допустимый мгновенный коэффициент промысловой смертности обычно на 10-20% меньше максимальных, соответствующих экстремуму кривых. Это уменьшает вероятность подрыва запасов интенсивным промыслом, например, при небольшом пополнении в течение ряда лет.
В современных условиях важным для традиционного подхода является экономический критерий регулирования промысла - максимальная экономическая прибыль MEY. В соответствии с критерием целью регулирования является получение от промысла устойчивой максимальной прибыли.
При традиционном подходе к регулированию интенсивности рыболовства в качестве критерия регулирования широко применяют общий допустимый улов (ОДУ) для ежегодного квотирования улова по отдельным видам запаса и районам промысла. ОДУ определяют через биомассу промысловой части запаса в рассматриваемый год и допустимое значение коэффициента промысловой смертности. При этом последний критерий определяют в соответствии с требованиями традиционного подхода.
При традиционном подходе регламентируют также показатели селективности рыболовства. К ним относится промысловая мера на рыбу, прилов рыб непромысловых размеров, минимальный размер ячеи, соотношение различных видов рыб в улове и т.д.
1.8.3. При предосторожном походе к регулированию рыболовства вместо единственного показателя для регулирования интенсивности рыболовства применяют систему показателей, которые называют ориентирами управления.
Наиболее часто различают целевые, граничные и буферные ориентиры управления не только по промысловой смертности (интенсивности промысла), но и по биомассе промысловой части запаса.
Целевые ориентиры управления по промысловой смертности и биомассе запаса являются некоторыми расчетными значениями коэффициента промысловой смертности и нерестовой части запаса. Они должны обеспечить близкое к оптимальному состояние системы запас-промысел с учетом цели управления рыболовством.
Граничные ориентиры управления определяют минимальную биомассу промысловой части запаса и максимальную интенсивность промысла, которые обеспечивают биологически безопасное состояние системы запас-промысел. Граничные ориентиры управления, в отличие от целевых ориентиров, характеризуют жесткие ограничения на процесс управления рыболовством.
Буферные ориентиры управления дают дополнительную гарантию сохранения запаса в биологически безопасных границах, несмотря на возможные ошибки в оценке состояния запаса и интенсивности промысла.
Более подробно различные ориентиры управления при предосторожном подходе рассмотрены в главе 13.
Различные ориентиры управления используют для оценки общего допустимого улова (ОДУ). Задание этого показателя при предосторожном подходе считают основной мерой, которая позволяет в течение длительного времени рационально использовать запас.
1.8.4. Кибернетический подход к управлению рыболовством отличается большим числом групп показателей и критериев, непосредственно связанных с управлением рыболовством. К ним относятся группы показателей и критериев промыслового усилия (в т.ч. интенсивности рыболовства), селективности рыболовства, улова на промысловое усилие, запаса, допустимого улова, например, общего допустимого улова (ОДУ), прибыли и других показателей эффективности рыболовства.
Каждая из этих групп состоит из набора показателей, которые выступают как управляющие, управляемые, возмущающие, контролируемые и неконтролируемые. При этом их функции как показателей управления могут меняться. Например, управляющие показатели, в зависимости от решаемой задачи, становятся управляемыми и, наоборот.
Некоторые показатели, связанные с рыболовством, можно представлять в интегральной форме или с делением по размерно-возрастным группам, видам и полу рыб.
Наиболее многочисленной является группа абсолютных, стандартизированных и относительных показателей промыслового усилия, которые рассмотрены в гл. 4.
К показателям селективности рыболовства относится также большая группа абсолютных и относительных показателей, связанных с размерным, возрастным, видовым и половым составом улова и запаса. К ним относятся параметры кривой селективности при отцеживании и объячеивании рыбы сетным полотном, промысловая мера на рыбу, доля рыб непромысловых размеров в улове, доля рыб различного вида и пола в улове и т.д. Показатели селективности рыболовства описаны в гл. 3.
Не менее многочисленной является группа показателей улова на промысловое усилие из-за различного представления улова и показателей промыслового усилия. Так, данные об уловах могут быть представлены в виде эмпирических данных, математической модели улова, в интегральной форме, с учетом состава улова и т.д.
Возможны различные виды и формы представления показателей запаса, допустимого улова и экономических показателей промысла.
Кибернетический подход отличается также более широким набором систем показателей и критериев управления рыболовством.
Показатели рыболовства для оценки рассматриваемого и требуемого результата управления (показатели запаса, улова, улова на промысловое усилие, показатели интенсивности и селективности рыболовства и т.д.). Эти показатели являются составной частью всех других систем показателей управления рыболовством, которые перечислены ниже.
Номинальные (нормированные, целевые) показатели управления рыболовством (показатели цели управления рыболовством) как некоторые приемлемые значения показателей рыболовства. Некоторые из них должны обеспечить состояние системы управления рыболовством, близкое к оптимальному состоянию. Номинальные (целевые) показатели управления идентичны целевым ориентирам управления при предосторожном подходе.
Показатели рыболовства, которые ограничивают управление рыболовством, например, состояние запасов, лов, промысел и рыболовство, состояние условий внешней среды и т.д. Значения некоторых из них являются допустимыми и одновременно контрольными показателями.
Показатели эффективности систем управления рыболовством служат мерой соответствия реального результата управления требуемому результату. Показатели определяют, сравнивая фактический и требуемый результат управления. Если результат управления описан одной величиной, то определяют скалярные показатели эффективности, если несколькими, то рассматривают векторный показатель эффективности.
Критерии эффективности управления рыболовством (систем управления рыболовством) как величины или правила выбора стратегий управления рыболовством с различной степенью достижения целей управления. В рыболовстве в основном используют критерии на основе концепции пригодности результата управления, концепции оптимального управления, концепции адаптивизации. Последняя концепция предполагает возможность оперативного реагирования путем изменения стратегии управления на поступающую текущую информацию о колебаниях условий управления.
Наиболее распространенными критериями пригодности являются критерий приемлемого результата, критерий допустимой гарантии, критерий допустимого гарантированного результата.
При решении задач оптимизации применяют критерии наибольшего результата, наибольшего среднего результата, наибольшей вероятностной гарантии результата, наибольшего гарантированного результата.
Например, известный критерий стабильного максимального улова MSY и критерий стабильной максимальной добычи на единицу пополнения MSY/Rявляются критериями оптимального управления интенсивностью рыболовства, направленные на получение наибольшего результата. Ограничение прилова рыб непромысловых размеров как показателя селективности рыболовства имеет отношение к критерию приемлемого результата.
В отличие от показателей рыболовства критерии эффективности систем управления рыболовством часто связаны с несколькими группами показателей управления рыболовством, например, одновременно с показателями интенсивности и селективности рыболовства.
Показатели качества систем управления рыболовством, как показатели качества (иногда эффективности) процессов управления рыболовством.
Показатели качества запаса и улова с учетом их состава и численности, состояния лова, промысла, условий внешней среды (состояния кормовой базы, нерестилищ, температуры, солености воды и т.д.).
Показатели для контроля запасов и управления рыболовством с учетом задач организации, регулирования и прогнозирования рыболовства.
Прогнозируемые показатели рыболовства.
Для кибернетического подхода характерно более широкое использование не только детерминированных, но и вероятностных показателей и критериев управления рыболовством, а также показателей и критериев в условиях «природной» и «поведенческой» неопределенности.
Показатели и критерии управления рыболовством при кибернетическом подходе к управлению рыболовством подробнее рассмотрены в последующих главах книги, особенно в гл. 16.