- •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
2.9. Определение промысловой смертности рыб
2.9.1. Рассмотрим некоторые способы оценки промысловой смертности, иногда с одновременным определением коэффициента мгновенной естественной смертности.
2.9.2. Бивертон и Холт приняли коэффициент мгновенной естественной смертности постоянной величиной. Промысловое усилие как меру промысловой активности выразили в стандартных промысловых единицах, пропорциональных коэффициенту мгновенной промысловой смертности. При сравнительно небольшой естественной смертности можно считать, что промысловому усилиюпропорционален не только коэффициент промысловой смертности, но и коэффициент общей смертности.
С учетом первого предположения
, (2.50)
где - коэффициент улавливаемости как коэффициент пропорциональности междуи.
Из выражения (2.50) следует, что соотношение между общей и естественной смертностью зависит от величины промыслового усилия.
Для определения коэффициентов промысловой и естественной смертности рассматривают два промежутка времени со стабильным промыслом и одинаковым коэффициентом мгновенной естественной смертности. При этом промысловое усилие в одном из промежутков существенно превышает промысловое усилиев другом. Для этих промежутков времени запишем уравнения:
, (2.51)
где .
После решения системы уравнений (2.51), получим:
. (2.52)
Величину несложно найти, т.к.иможно оценить одним из способов определения коэффициента мгновенной общей смертности, которые рассмотрены в предыдущем параграфе, а промысловые усилияиопределяют по результатам анализа промысла.
По найденному значению и известным значениямис помощью соотношенияподсчитывают коэффициенты мгновенной промысловой смертностии. После этого определяют общий для обоих рассматриваемых промежутков времени коэффициент мгновенной естественной смертности
. (2.53)
Случай определения составляющих общей смертности, когда промысел длительное время стабилен, встречается сравнительно редко. Чаще промысловое усилие в течение рассматриваемых промежутков времени изменяется. Тогда показатели смертности определяют по отношению показателей средней численности стада за эти промежутки времени способом Бивертона и Холта.
Выше рассмотрены особенности оценки показателей смертности, когда изменение коэффициента мгновенной промысловой смертности определяется изменением интенсивности промысла. Тот же принцип оценки составляющих смертности применяют, когда коэффициент мгновенной промысловой смертности зависит от селективности рыболовства.
2.9.3. Один из способов оценки мгновенной естественной и промысловой смертности использует метод виртуальных популяций Фрая.
Способ основан на анализе возрастного состава улова и учете величины улова на единицу промыслового усилия. Предполагают, что промысел неселективный, а естественная и промысловая смертность постоянна. При постоянной смертности численность виртуальной популяции, т.е. численность популяции без учета естественной смертности, пропорциональна реальной численности популяции.
С такими допущениями естественную и промысловую смертность особей виртуальной популяции определяют по формуле:
, (2.54)
где и- численность популяции с интервалом в один год;- промысловое усилие в интервале времени отдо.
Для решения задачи необходимы ежегодные данные о возрастном составе улова и промысловом усилии за 10-15 лет.
По этим данным за каждый год промысла рассчитывают численность виртуальных популяции двух соседних возрастных групп с интервалом в один год, а также коэффициент выживания и коэффициент мгновенной промысловой смертности . После этого данные ои для различных лет промысла в виде точек наносят в координатных осях.
Через полученные точки проводят прямую, которая, в соответствии с уравнением (2.50), выражает осредненную зависимость от:
. (2.55)
Пересечение прямой с осью дает значение коэффициента естественной смертности. При этом коэффициент промысловой смертности.
Расчет коэффициентов промысловой и естественной смертности способом виртуальных популяций, как и другие способы определения смертности, дает приближенные результаты.
2.9.4. Показатели промысловой смертности можно рассчитывать через интенсивность лова как отношение обловленного пространства водоема ко всему пространству промысловой части водоема. Так, интенсивность вылова и коэффициент мгновенной промысловой смертности как показатели промысловой смертности можно определить по формулам:
; (2.56)
, (2.57)
где - коэффициент уловистости при условно неселективном лове;- среднее значение концентрации рыбы в промысловой части водоема; - средняя концентрация рыбы в обловленной части водоема;- функция плотности распределения размерного состава облавливаемых скоплений;- функция кривой селективности орудия лова или рыболовства;- минимальный размер рыб в облавливаемых скоплениях;- максимальный размер рыб в облавливаемых скоплениях.
Выражения (2.56) и (2.57) включают показатели селективности рыболовства. Они позволяют определять не только среднее значение коэффициента промысловой смертности, но и изменение значений показателей промысловой смертности в зависимости от размера или возраста рыбы. Для этого соответствующие ординаты кривой селективности умножают на одно и то же число, равное коэффициенту мгновенной промысловой смертности при условно неселективном лове :
, (2.58)
или
, (2.59)
С использованием выражения (2.59) зависимость коэффициента промысловой смертности от возраста, в частности, можно уточнить с применением методов когортного анализа в процессе расчетной процедуры настройки.
Предположим, в процессе настройки получены эмпирические точки функции кривой промысловой смертности (рис. 2.8а). Из-за погрешности исходных данных и процедуры настройки эта функция приближенна. Предположим также, что известна функция кривой селективности. С помощью этих двух функций с учетом выражения (2.59) для ряда возрастов рыб можно определить, которые будут отличаться для различного возраста. Методом наименьших квадратов можно получить среднее значение этой величины (рис.2.8б) и на рис. 2.8а провести усредненную функцию.
Рис. 2.8. К определению зависимости коэффициента мгновенной промысловой смертности от возраста в процессе расчетной процедуры настройки с использованием метода когортного анализа.
2.9.5. Коэффициенты мгновенной общей, промысловой и естественной смертности можно получить путем создания меченой популяции рыб известной численности.
Соотношение между числом меченых выпущенных и меченных выловленных рыб позволяет судить об изменениях меченой части промыслового стада и определять коэффициенты общей, промысловой и естественной смертности описанными выше и другими способами. Мечением рыб можно получить более подробную, а в ряде случаев более обширную и точную информацию, чем на основе изучения проб, отобранных из улова. Вместе с тем на точность результата влияет гибель части меченых рыб, потеря меток, изменение поведения рыбы после мечения и т.д. Влияние этих причин можно снизить, используя специально разработанные приемы.