- •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
3.5. Селективность промысла и рыболовства
3.5.1. При оценке селективности рыболовства обычно учитывают селективность орудия лова и не учитывают или считают несущественной селективность промысла.
Однако известна большая неравномерность распределения в водоеме рыбы по размеру, виду и полу, концентрация промысла в местах с высокой плотностью, с более ценным составом рыбы и благоприятными условиями лова. Общеизвестно также различие размерного, видового и полового состава уловов одновременно работающих орудий лова одного или различных видов на соседних акваториях и горизонтах лова. Часто неодинаковый состав улова наблюдается одним орудием в различных циклах лова.
3.5.2. Различают пространственную и временную селективность промысла.
Выбор вида пространственной и временной селективности зависит, прежде всего, от задач исследований. Например, при общей оценке селективности рыболовства в определенном промысловом районе рассчитывают годовую селективность промысла в этом районе. Если селективность промысла увязают ее с селективностью орудий лова, то в расчет принимают период времени с примерно постоянной селективностью промысла.
При выборе вида пространственной селективности, прежде всего, учитывают особенности распределения промысла, вообще, и орудий лова с одинаковыми селективными свойствами, в частности.
При оценке пространственной и временной селективности рыболовства важно сравнить селективность промысла с селективностью орудий лова, определить их относительную роль. Такая сравнительная оценка часто служит основанием для выбора масштаба пространственной и временной селективности промысла.
3.5.3. Рассмотрим влияние на селективность промысла распределения объекта лова, его доступности, распределения промысла.
Особенности размерного, видового и полового распределения многих объектов лова достаточно хорошо изучены. Однако результаты подобных исследований не всегда систематизированы. Часто они не позволяют судить не только о степени, но и о влиянии распределения объекта лова на селективность промысла. Для оценки характера и степени такого влияния на первом этапе уточняют факторы, определяющие распределение объекта лова. На втором этапе определяют особенности влияния этих факторов на распределение объекта лова. На третьем этапе устанавливают связь распределения объекта лова с селективностью промысла.
Решение первой задачи для конкретных районов и объектов лова в целом не вызывает особых затруднений. Как правило, причины того или иного распределения объекта лова по акватории и глубине, во время горизонтальных и вертикальных миграций, изменение распределения рыбы по размерам, виду и полу известны.
Качественная оценка влияния отдельных факторов на распределение объекта лова обычно также не вызывает затруднений. Проблемы связаны в основном с многообразием факторов, необходимостью выделения основных их них, с определением степени их относительного влияния. Вместе с тем количественная оценка такого влияния далеко не всегда возможна. По этой причине необходимо, в первую очередь, обращать внимание на сбор экспериментального материала о распределении объекта лова с одновременным фиксированием условий внешней среды в промысловых районах. Обобщение таких данных позволяет составлять прогнозы распределения объекта лова, сравнивать его с фактическим распределением, а затем влиять на селективность промысла.
Распределение промысла во многом зависит от распределения объекта лова. Следовательно, необходимо, прежде всего, установить особенности влияния на селективность промысла распределения объекта лова. При этом учитывают, во-первых, что распределение промысла часто в большей степени зависит от концентрации объекта лова, чем от состава облавливаемых скоплений, и что между распределением промысла и селективностью промысла существует сложная связь.
3.5.4. При выборе количественной оценки селективности промысла по-разному подходят к размерной, видовой и половой селективности.
Для количественной оценки размерной селективности промысла используют данные о распределении рыб по размеру и о концентрации скоплений рыб в пределах расчетного периода и района промысла. Это позволяет, при необходимости, сравнивать селективность промысла с селективностью орудий лова, т.к. последняя также зависит от распределения размерного состава обловленных скоплений и улова.
Селективность промысла обычно определяют для каждого вида объекта лова отдельно.
При определении размерной селективности промысла рассмотренным способом возникают проблемы с оценкой распределения размерного состава рыб. В общем, выбор функции распределения плотности в каждом конкретном случае требует применения теории случайных функций. Приближенно вид функции устанавливают на основе обработки статистического материала о размерном составе уловов в рассматриваемом районе промысла.
Видовую и половую селективность промысла оценивают аналогично видовой и половой селективности орудий лова. За основу обычно отношение долей рыб разного вида или пола в улове и в запасе в пределах заданного периода и района промысла.
При оценке размерной селективности промысла выделяют репрезентативное и нерепрезентативное распределения промысла. Предположим, в данном промысловом районе известен размерный состав запаса . При репрезентативном промысле рыба любого размера имеет одинаковую вероятность оказаться в зоне облова. В этом случае график функции уловапостроенный в тех же осях, что и график функции промыслового запаса, состоит из двух частей. Первая его часть соответствует размерам рыб, которые полностью удерживаются орудием лова. Отношения ординат кривыхидля любой длины рыбы на этом участке одинаковы и зависят от интенсивного вылова.
Левая часть кривой соответствует селективному отбору рыбы орудием лова, и на этом участке отношения ординат кривыхинеодинаковы. Относительное положение кривых зависит от селективных свойств орудия лова.
Таким образом, если исключить влияние селективности орудий лова, то для репрезентативного распределения промысла селективность промысла
(3.21)
Репрезентативное распределение промысла возможно в небольших и достаточно больших водоемах, когда промыслом охвачен весь ареал распространения промысловых рыб в течение большого периода времени.
Значительно чаще распределение промысла нерепрезентативно. Тогда отношение ординат и кривой улова, (а не) в левой и в правой части зависит не только от интенсивности промысла, но и от степени репрезентативности промысла по отношению к распределению рыб в запасе.
Таким образом, отличие кривой улова при нерепрезентативном промысле от функции кривой размерного состава запасав общем случае зависит от интенсивности и селективности промысла, а также от селективности орудий лова.
В этом случае селективность промысла
, (3.22)
где - функция плотности распределения размерного состава обловленных рыб;- функция осредненной плотности распределения размерного состава скоплений в пределах некоторого установленного расчетного периода и района лова.
Кривая является кривой селективности промысла. Ординаты кривой принимают любые значения от 0 до бесконечности. Часть кривой располагается выше, а часть ниже ординаты.
При лов неселективный или по отношению к рыбам любой длины или к рыбам только определенного размера.
Обычно при увеличении рассматриваемого промежутка времени и эксплуатируемого промыслового участка водоема ординаты кривой селективности промысла все менее отличаются от 1, повышается стабильность оценки селективности.
На рис. 3.9 приведен пример реальных кривых селективности промысла для одного цикла лова, суток, месяца, сезона и года при лове разноглубинными тралами в районе ЮВА.
Рис. 3.9. Селективность промысла при лове ставриды разноглубинным тралом в районе ЮВА: 1- за цикл лова; 2 - суточная; 3 - месячная; 4- сезонная; 5 - годовая.
Показатели селективности промысла зависят от выбора времени, пространства и величины промыслового усилия, для которых принимают функции и. Функции можно определить различными способами и с различной степенью детализации. От этого зависит вид конечных расчетных формул для оценки селективности промысла с использованием (3.21) и (3.22).
Практически, оценивают показатели пространственно-временной селективности с учетом как определенного период времени, так и определенной промысловой акватории. Возможные виды пространственно- временной селективности промысла получают из матрицы на пересечении различных видов временной селективности и пространственной селективности.
Аналогичным образом можно рассмотреть видовую и половую селективность промысла. Пусть в заданном промысловом районе известен видовой состав запаса, причем доля объектов и т.д. соответственно равна. Доля рыб различных видов в обловленных скоплениях при нерепрезентативном лове равна.
С учетом этих данных селективность промысла для рыб каждого вида равна
и т.д. (3.23)
Таким же образом оценивают половую селективность промысла, считая условно, что рассматривается два объекта лова.
Зная размерную селективность орудий лова и размерную селективность промысла, определяют размерную селективность рыболовства:
. (3.24)
Но
(3.25)
Тогда
, (3.26)
где - функция плотности распределения размерного состава улова.
Если кривая дифференциальной уловистости близка к кривой селективности сетного мешка, то
(3.27)
Обычно размерная селективность рыболовства благодаря селективности промысла выражена менее резко, чем размерная селективность орудий лова.
Рассмотрим видовую селективность рыболовства. Пусть селективность орудий лова по отношению к объектам лова ... равна
и т. д., (3.28)
где - соответственно доля объектов лова… в улове.
Тогда с учетом выражения (3.28) селективность рыболовства по отношению к объектам лова ... равна
и т.д. (3.29)
Так же можно оценить половую селективность рыболовства.
Подобно селективности орудий лова и селективности промысла можно рассматривать циклическую, суточную, месячную, сезонную, годовую, межгодовую селективности рыболовства, а также селективность рыболовства в пределах промыслового квадрата, промыслового участка, промыслового района при работе одним или несколькими орудиями лова или судами.
Селективность орудия лова и селективность промысла оказывают различное влияние на селективность рыболовства. Обычно общий характер хода кривой селективности рыболовства определяет кривая селективности орудий лова. Селективность промысла лишь способствует перераспределению селективного отбора по отношению к мелким, средним и крупным рыбам (хотя такое перераспределение может быть очень существенным).
Ординаты кривой селективности рыболовства, как и ординаты кривой селективности промысла, могут быть меньше и больше единицы. Для удобства оценки селективности рыболовства и сравнения этих селективных свойств с селективными свойствами орудий лова иногда рассматривают, кроме кривой селективности рыболовства , кривую относительной селективности рыболовства. Максимальная ордината последней кривой равна единице.
На рис. 3.10 приведены кривые общей селективности орудий лова, селективности промысла и селективности рыболовства на промысле ставриды в районе ЮВА.
Преобладающее влияние селективности орудий лова на селективность рыболовства не всегда соблюдается. Иногда при больших размерах промысловой акватории и за небольшие промежутки времени селективность промысла может существенно превышать селективность орудий лова.
Рис. 3.10. Селективность орудия лова , селективность промысла, и селективность рыболовства, при ловеставриды разноглубинным тралом в районе ЮВА.