- •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
5.8. Оценка запасов по результатам наблюдений
5.8.1. В соответствии с методом рыб считают по результатам визуальных или телевизионных наблюдений, киносъемки, фотометрических, и других оптических устройств. Иногда в этом случае определяют не только количество рыб, но также размерный и видовой состав. В этом случае устройства должны иметь блоки распознавания образов, в т.ч. работающие с применением ЭВМ.
В необходимых случаях в местах наблюдений устанавливают источники света и экраны для улучшения условий наблюдений.
Количество зафиксированных рыб при периодических наблюдениях пересчитывают на сутки хода рыбы, а затем подсчитывают абсолютное количество рыб, прошедших через сечение водоема за определенный промежуток времени.
5.8.2. Оценка численности по данным наблюдений дает хорошие результаты при малой концентрации рыб и в благоприятных условиях наблюдения. При большой концентрации рыб и плохих условиях наблюдения точность результата резко падает.
Существенным недостатком метода является ограниченная зона наблюдений из-за низкой прозрачности воды или освещенности.
К рассмотренной группе условно можно отнести способы с применением гидроакустических средств наблюдения для оценки численности отдельных рыб. Такие средства обычно имеют большую зону действия.
5.9. Контрольные вопросы к главе 5
Каковы особенности определения относительной величины запасов по величине улова и улова на промысловое усилие?
Каковы особенности определения относительной величины запасов по величине улова и возрастному составу стада?
В чем состоит метод учетных и промысловых съемок для оценки запасов промысловых рыб?
Какие уточнения и дополнения внесены в последнее время в метод учетных и промысловых съемок?
Перечислите особенности оценки запасов гидроакустическими методами.
В чем заключается сущность метода промыслово-акустических съемок для оценки запасов?
Какие преимущества имеет метод оценки запасов с использованием промысловых и промыслово-акустических съемок, а также математических моделей для определения коэффициента уловистости?
Каковы особенности оценке запасов проходных и полупроходных рыб в реках и прибрежных районах моря по результатам лова?
Как оценить запасы с учетом улова и предельного возраста рыбы?
Перечислите особенности оценки запасов методом мечения рыб.
Охарактеризуйте методы оценки запасов по результатам наблюдений.
Глава 6. Методы биопромысловой статистики
6.1. Биостатистические методы оценки и анализа запасов
6.1.1. В литературе часто различают биостатистические методы и методы биопромысловой статистики оценки запасов.
Биостатистические методы основаны на изучении возрастной структуры промысловых уловов и величины уловов за ряд лет. В основу определения запаса положены статистические материалы об объекте лова, поэтому методы называют биостатистическими. В международной практике, по предложению Ф.Е. Фрая, такие методы оценки величины промысловых популяций называют методами виртуально популяционного анализа (VPA).
В традиционных методах биопромысловой статистики применяют лишь данные промысловой статистики о величине улова или улове на промысловое усилие и не используют данные о структуре улова и запаса. Однако в последнее время в таких методах также иногда учитывают состав улова и запаса.
По этой причине обе группы методов объединены в одну - биопромысловой статистики. Рассмотрим в этом параграфе особенности некоторых традиционных биостатистических методов.
6.1.2. Один из первых биостатистических методов, предложенный А.Н. Державиным, основан на анализе возрастной структуры популяции.
В соответствии с этим методом определяют общую численность популяции на начало первого года. Рыба предыдущего года к началу первого года имеет условно возраст, равный одному году (возраст 1); рыб менее возраста 1 при оценке численности популяции не учитывают.
Чтобы определить численность популяции в начале первого расчетного года необходимо, начиная с этого года, определять ежегодно возрастной состав и величину уловов в течение ряда лет, превышающих предельный возраст рыбы. По результатам наблюдений оценивают средний возрастной состав популяции, который считают неизменным в течение всего срока наблюдений.
Общий запас в начале первого года равен сумме улова этого года, улова следующего (второго) года за вычетом рыб в возрасте одного года, улова третьего года за вычетом рыб в возрасте одного и двух лет и т.д. Таким образом, общий запас в начале первого года равен сумме слагаемых, число которых совпадает с предельным возрастом рыбы в уловах.
Полученная таким образом величина запаса является минимальной, т.к. не учитывает естественную смертность рыб. Кроме того, погрешность метода обусловлена допущением о постоянстве возрастного состава запаса.
Метод А.Н. Державина иногда дает приемлемые результаты при определении численности долгоживущих рыб, а также при достаточно стабильной численности поколений и интенсивности промысла (в этом случае возможно относительное постоянство возрастного состава популяции).
6.1.3. У многих рыб наблюдаются значительные колебания урожайности и размерного состава популяции. В последующих моделях, разработанных независимо Е.Г. Бойко, Г.Н. Монастырским, Н.Л.Чугуновым, принимают не осредненный, а фактически наблюдаемый за каждый год возрастной состав популяции.
Г.Н. Монастырский предложил аналогичный метод оценки запаса с делением его на пополнение, повторно нерестующих рыб и рыб, пропустивших нерестовый сезон.
Учет колебаний пополнения и размерного состава облавливаемых скоплений расширяет возможности биостатистических методов, и, в частности, позволяет использовать его для оценки запасов рыб с коротким жизненным циклом и значительными колебаниями численности.
6.1.4. Расчетная величина популяции при использовании рассмотренных методов не учитывает естественной смертности рыб. Такую величину популяции называют используемым запасом, или виртуальной популяцией. Чтобы перейти от виртуальной популяции к фактической, то есть с учетом естественной смертности рыб, Фрейзер, в частности, предложил дополнить биостатистический анализ мечением рыб.
6.1.5. Развитием рассмотренных биостатистических методов является методы виртуально популяционного анализа (VPA). Они также основаны на последовательном восстановлении численности отдельных поколений по результатам анализа размерного или возрастного состава уловов. Кроме того, вVPAиспользуют гипотезу об экспоненциальном законе убыли численности поколения и уравнение Ф.И. Баранова, связывающее улов, показатели естественной, промысловой смертности и величину запаса (см. гл. 8).
Как современный метод оценки запасов VPAприменяют с 1965 г., когда Мэрфи и Галланд разработали способы решения уравнения Ф.И. Баранова для процедуры последовательных вычислений.
Практически самостоятельными методами VPAявляются методы когортного анализа, в которых используют упрошенные уравнения и процедуры расчетов. Методы когортного анализа рассмотрены в гл. 8.