3.4. Биомеханическая и биофизическая селективность лова

3.4.1. Механическая селективность сетных мешков, сливов и сетей часто определяет селективные свойства и селективность сетных орудий лова. Однако при лове многими орудиями необходимо учитывать другие виды селективности орудий лова. Наибольшее значение среди них обычно имеет биомеханическая селективность.

В процессе лова орудия лова часто изменяют положение и форму. Рыба также обычно перемещается в зону облова и в самой зоне. Скорость, длительность, направление перемещения, положение рыб различного вида, размера и пола в зоне орудия лова в общем случае неодинакова. Это различие определяет видовую, размерную (возрастную) и половую биомеханическую селективность орудий лова. Наиболее часто биомеханическая селективность зависит от соотношения между показателями перемещения рыбы и орудия лова.

По иному она проявляется при действии на рыбу гидродинамических полей, когда от плавательной способности рыб различных размеров и видов зависит снос рыбы потоком, сопротивление потоку или вероятность ухода рыбы из потока и т.д. В этом случае наблюдается еще один вид биомеханической селективности, связанный с биофизической селективностью.

Различают биомеханическую селективность при поступлении рыбы в зону облова (в т.ч. непосредственно в орудие лова); при переходе рыбы с одного этапа лова на другой; при уходе рыбы из зоны облова или из орудия лова. В последнем случае рассматривают биомеханическую селективность в связи с уходом рыбы из орудия лова путем его опережения, через сетное полотно, путем огибания сетной стенки, под нижнюю подбору и над верхней подборой.

Кроме того, выделяют биомеханическую селективность

• при полностью или частично принудительном перемещении рыб гидродинамическим полем;

• при перемещении и ориентации рыбы в результате реореакции (реакции на течение) и оптомоторной реакции (реакции на подвижные предметы);

• при попытке уйти через вихревые шлейфы траловых досок, урезы донных неводов и т.д.

Биомеханическую селективность рассматривают на отдельных этапах лова и для процесса лова в целом, оценивая обычно вероятность ухода рыбы из зоны облова различными путями и переход на следующий этап лова.

Биомеханическая селективность зависит в основном от показателей перемещения орудия лова и рыбы, светового режима в водоеме, характеристик физических полей и реакции рыбы на орудие лова. Соответственно различают временные и пространственные колебания этого вида селективности различного масштаба - суточные, месячные, сезонные, в пределах некоторого промыслового района и подрайона, диапазона глубин лова и т.д.

При оценке биомеханической селективности иногда учитывают не только особенности перемещения объекта лова и орудия лова, но и необходимое время перемещения для получения конечного результата. Зависимость биомеханической селективности от временных показателей объясняется, например, усталостью рыбы и постепенным снижением скорости плавания, влиянием времени перемещения рыб и орудия лова на начало и конец выполнения технологических операций лова или непосредственно на результат лова.

Биомеханическая селективность важна не только сама по себе, но и в связи с оценкой общей селективности орудий лова и рыболовства. По этой причине количественная оценка биомеханической селективности должна быть совместима с оценкой других видов селективности. Таким требованиям при оценке размерной и возрастной селективности отвечают кривые селективности и кривые относительной селективности (как для сетных мешков, сетей, крючковой снасти). Кривые характеризуют вероятность удержания рыбы того или иного размера или возраста в орудии лова в результате проявления биомеханической селективности. Видовую и половую биомеханическую селективность оценивают, как и другие виды селективности, в отношении отдельных размерных или возрастных групп рыб.

Биомеханическая селективность часто связана с другими видами селективности, например, биофизической и геометрической.

Наиболее серьезное и постоянное влияние на биомеханическую селективность оказывает естественный и искусственный световой режим на глубине лова, размеры и форма зоны облова.

Характер, особенности и степень проявления биомеханической селективности отличаются для различных орудий и способов лова рыбы. Это влияет, в частности, на математическое описание биомеханической селективности, долю биомеханической селективности в общей селективности орудий лова и рыболовства.

Рассмотрим, как пример, математические модели биомеханической селективности при разноглубинном траловом лове при обратном выходе из трала, при уходе через крупноячейную оболочку передней части трала и из предустьевого пространства трала.

Наиболее четко проявляется и наибольшее значение при разноглубинном траловом лове имеет биомеханическая селективность при попытке обратного выхода рыбы из трала. С учетом экспериментальных данных осредненная функция кривой размерной биомеханической селективности в этом случае имеет вид:

, (3.18)

где - коэффициент, связывающий максимальную скорость плавания рыбыи ее длину;- скорость траления.

Выражение (3.18) используют при отношении скорости траления к максимальной скорости плавания рыб от 0,75 до 1,5. При более низких значениях этого отношения получают на 20-30 % завышенную оценку ординат кривой селективности.

Уход рыбы из трала путем его опережения возможен, когда рыба ориентируется в зоне орудия лова в основном с помощью зрения и способна направленно перемещаться. Уход практически одинаков при дальности видимости орудия лова более 1,5-2,0м.

Удерживающая способность крупноячейной оболочки тралов определяется, прежде всего, эффективностью действия гидродинамического поля оболочки. Биомеханическая селективность при этом зависит в основном от сплошности оболочки, угла ее атаки, освещенности на глубине лова, отношения максимальной скорости плавания рыбы к скорости траления.

Для углов атаки оболочки 8-12^°, отношения площади нитей оболочкик ее фиктивной площадифункция кривой биомеханической селективности

. (3.19)

В общем случае кривые биомеханической селективности в этом случае напоминают кривые селективности сетного мешка. Однако ординаты его левого (нижнего) конца часто превышают 0,5-0,6, т.к. часто не вся даже самая мелкая рыба уходит через оболочку. Как и для биомеханической селективности других видов, в этом случае можно построить множество кривых биомеханической селективности для различных значений показателей в выражении (3.19). Наибольший интерес представляет семейство кривых селективности при различной скорости траления, а также в зависимости от сплошной оболочки. Именно эти показатели подлежат оптимизации при проектировании разноглубинных тралов.

Биомеханическая селективность при уходе рыбы из предустьевого пространства разноглубинных тралов зависит в основном от отношения максимальной скорости рыб к скорости траления, дальности реакции рыбы на элементы трала и площади устья трала. С учетом известных данных об уходе рыбы из предустьевого пространства функция кривой биомеханической селективности этого вида

. (3.20)

Так же, как и для биомеханической селективности других видов, можно построить множество кривых биомеханической селективности для различной скорости траления и дальности реакции рыбы на элементы трала.

Для больших разноглубинных тралов и при часто сумеречном световом режиме на глубине лова биомеханическая селективность рассматриваемого вида обычно выражена слабо или не проявляется совсем.

Произведение функций для трех видов биомеханической селективности позволяет оценить общую биомеханическую селективность разноглубинного тралового лова.

Для определения относительной роли биомеханической и механической селективности при разноглубинном траловом лове на рис. 3.8 приведен пример селективности тралового мешка, биомеханической селективности при попытке обратного выхода из трала и результирующей селективности трала. Этот пример свидетельствует о сопоставимой в ряде случаев роли механической и биомеханической селективности, особенно при малых скоростях траления.

Рис. 3.8. Селективность лова ставриды разноглубинным тралом в районе ЮВА: 1- кривая размерного состава облавливаемых скоплений; 2 - кривая селективности тралового мешка с размером ячеи = 60мм; 3 и 4 - кривые биомеханической селективности при скорости траления 2,6м/с и 2,0м/с; 5 и 6 - кривые дифференциальной уловистости при скорости траления 2,6м/с и 2,0м/с.

В отличие от механической селективности кривые биомеханической селективности более разнообразны и оказывают на эффективность лова неодинаковое влияние. Это хорошо видно на примере оценки трех видов биомеханической селективности при разноглубинном траловом лове.

Обычно биомеханическая селективность и ее влияние на эффективность лова проявляется в условиях зрительной ориентации на глубине лова. В таких условиях для одних видов биомеханической селективности увеличение скорости перемещения орудия лова снижает селективность лова и увеличивает производительность лова, в других, наоборот. При оценке эффективности лова учитывают, что обычно показатели, влияющие на биомеханическую селективность, выбирают с учетом их влияния не столько на селективность, сколько на уловистость и производительность лова. Необходимый же размерный и видовой состав улова получают регулированием механической селективности.

3.4.2. При лове многими способами, особенно с применением физических раздражителей, селективность лова зависит от селективных свойств физических полей.

Физические поля естественного происхождения вне зоны орудия лова, прежде всего, влияют на особенности распределения объекта лова в водоеме. Например, из-за различия предпочитаемой освещенности рыбами разного размера, вида или пола часто наблюдается расслоение рыб по вертикали. Неодинаковые наиболее благоприятные скорости течения, температура, содержание кислорода, соленость и другие факторы внешней среды, приводят к неоднородности распределения рыб в водоеме по горизонтали и по вертикали. Характер распределения рыб разного размера, вида или пола служит одной из основных причин селективности промысла.

Физические поля естественного происхождения в зоне сетных орудий лова также способствуют или препятствуют обнаружению орудий лова, во многом определяют поведение объекта лова в зоне орудий лова. Селективность действия таких полей обусловлена, прежде всего, неодинаковой чувствительностью органов чувств рыб разного размера, вида или пола, различной реакцией рыб на одно и то же физическое поле.

Физические поля способствуют обнаружению орудий лова, выполняют направляющие, задерживающие, привлекающие или отпугивающие функции.

Селективность физических полей орудий лова зависит от тех же причин, что и селективность действия физических полей естественного происхождения.

Физические поля при лове рыб с применением физических раздражителей способствуют или препятствуют концентрации рыбы перед ее обловом и в процессе облова, изменяют реакцию на элементы сетных орудий лова, определяют вероятность попадания рыбы в сетной мешок, слив и т.д., влияют на степень подвижности рыбы. Следовательно, селективные свойства этих физических полей влияют на распределение рыбы разных размеров, видов или пола в зоне орудия лова, на концентрацию рыбы в этой зоне.

Способ оценки селективного действия физических полей в основном зависит от результата управляющего действия на рыбу.

Если физическое поле способствует перемещению рыбы к концентрирующему элементу орудия лова, то селективные свойства физических полей можно охарактеризовать кривой селективности или кривой относительной селективности.

Селективные свойства выражают кривой селективности, если вероятность перемещения рыбы различных размеров к такому элементу на отдельных этапах лова устанавливают по абсолютной численности размерных групп до и после действия физического поля. Однако чаще используют данные об относительной численности размерных групп, и селективность действия физических полей характеризуют кривой относительной селективности.

Несложно в этом случае оценить видовую и половую селективность как вероятность попадания на очередной этап лова или к концентрирующему элементу орудия лова рыб того или иного вида и пола.

Вид кривых размерной селективности определяется модальностью и показателями поля, особенностями проявления реакции рыбы на это поле, некоторыми показателями условий внешней среды. Кривые относительной селективности действия физических полей обычно имеют вид логистических и экспоненциальных кривых, кривых с максимумом и минимумом.

Таким же образом можно оценить селективное действие физических полей, когда они способствуют или препятствуют обнаружению поля. При этом кривую селективности строят с учетом вероятности обнаружения физического поля рыбой того или иного размера, вида или пола.

Если действие физических полей влияет на распределение рыбы в пространстве и времени, то селективные свойства полей оценивают по результатам лова, как это принято при оценке селективности промысла.

Когда поле определяет реакцию рыбы на элементы орудия лова и влияет на распределение рыбы в зоне орудия лова, селективность действия оценивают вероятностью улавливания рыбы. Вероятность вычисляют, сравнивая вероятность улавливания рыбы при действии поля и без него.

Количественная оценка селективности действия физических полей часто затруднена из-за технических трудностей, комплексного обычно действия физических полей на объект лова, влияния на селективность действия других факторов (например, перемещения орудия лова), нестабильности реакции рыбы на некоторые виды физических полей, изменения условий лова и т.д.

В зоне орудия лова на рыбу обычно действует совокупность физических полей естественного и искусственного происхождения. Примерами комплексного селективного действия на объект лова служат физические поля сетных орудий лова в сочетании с физическими полями для интенсификкации лова, физические поля нескольких средств повышения эффективности лова и т.д.

Результирующая селективность такого действия может быть как выше, так и ниже селективности действия отдельных видов полей. При этом ее нельзя обычно рассматривать как некоторую сумму селективного действия отдельных полей, т.к. поведение рыбы зависит или от суммарного действия всех полей или от действия лишь одного поля (доминантный принцип действия физических полей). Относительная роль отдельных видов полей и результат их селективного действия во многом зависит от условий лова и показателей физических полей. Регулированием параметров полей, использованием полей определенной модальности, изменением их пространственно-временных характеристик иногда можно оптимизировать или стабилизировать селективные свойства орудия лова.

К сожалению, общие закономерности селективных свойств совокупности физических полей установить сложно, и их выявляют, рассматривая совокупность физических полей в конкретных условиях лова. При этом возникают еще большие сложности, чем при оценке селективности отдельных видов физических полей.

Не меньший интерес представляет оценка совместного селективного действия физических полей и селективности сетного полотна орудий лова. При такой оценке рассматривают два случая. В первом случае физические поля не влияют на процесс селективного отбора рыбы сетным полотном, и результирующая селективность равна некоторой сумме селективных свойств физических полей и селективных свойств сетного полотна.

Во втором случае физические поля влияют на процесс селективного отбора ячеей, и селективность лова нельзя считать суммой селективных свойств, основанных на биофизическом и механическом принципе. В таких сложных случаях селективные свойства способа лова оценивают приближенно экспериментальными методами.