з = ln (a/b) (9.18)

В общем случае допустимая интенсивность вылова, как отношение допустимого изъятия к величине запаса, равна

R - Nз

[Iв] = --------. (4.19)

R + Nр

После подстановки в выражение (4.19) входящих в нее показателей и некоторых преобразований получим:

Выражение (4.19) можно записать для случая максимального пополнения промыслового стада Rм:

Rм - Nзм

[Iв] = --------, (4.21)

Rм + Nрм

где Nзм - замещающая численность пополнения при максимальном уровне пополнения Rм; Nрм - численность родительского стада при максимальном уровне пополнения Rм, равном 1/b.

После подстановки в выражение (9.21) входящих в него показателей получим:

0,37а/b - b ln (a/b)

[Iв]м = ----------------. (9.22)

0,37a + 1

С применением выражений (9.20) и (9.22) можно построить таблицы и графики для оценки допустимой интенсивности вылова (рис 4.1).

Рис 4.1 Графики для оценки допустимой интенсивности вылова

4.6.Определение допустимой интенсивности вылова с учетом общих закономерностей убыли поколения промыслового стада

Для приближенной оценки допустимой интенсивности при при достаточно уравновешенном состоянии запаса и промысла можно воспользоваться общими закономерностями убыли поколения промыслового стада с учетом постоянной и не зависящей от возраста промысловой и естественной смертности.

Запишем выражение для оценки рассматриваемой убыли поколения от величины пополнения промыслового стада R до практически полного его исчезновения в предельном возрасте tп:

(4.23)

tR - возраст вступления рыбы в промысловое стадо; F и M - соответственно коэффициенты промысловой и естественной смертности в возрасте от tR до tп ; Ntп- численность популяции в возрасте tп.

Из уравнения (4.23) можно получить выражение для оценки допустимого коэффициента промысловой смертности при заданной начальной и конечной численности популяции:

ln(Ntп /R)

[F] =---------- - M. (4.24)

tп - tR

Выражение (4.24) можно преобразовать с учетом того, что числитель выражения ln(Ntп /R) - величина, которая при небольших реальных значениях Ntп /R близка к (- 4,6). С учетом этого уравнение (4.24) можно переписать в следующем виде:

4,6

[F] = ------ - M. (9.25)

tп - tR

Кроме того, известно эмпирическое выражение для оценки коэффициента естественной смертности вида М = а1 / (tпр - tп). С учетом последнего выражения формула (4.24) для оценки допустимого коэффициента промысловой смертности примет вид:

2,4

[F] = ------. (4.26)

tп - tR

Выражение (4.26) можно переписать также в следующем виде, более удобном для решения некоторых задач:

2,4

[F] = ------------. (4.27)

tп (1 - tR/tп)

Рис 4.2 График для оценки допустимого коэффициента промысловой смертности

С применением выражений (4.26) и (4.27) несложно определять допустимую интенсивность вылова с учетом известного коэффициента естественной смертности.

Следует обратить внимание, что при использовании рассматриваемого способа отношение допустимого коэффициента промысловой смертности к коэффициенту естественной смертности при любом предельном возрасте рыбы одинаково и близко к 1,1. Величина полученного отношения близка к значению аналогичного отношения, которое из других соображений получил П.В. Тюрин (1962).

Предложен сходный с рассмотренным способ определения допустимой промысловой смертности рыб, в котором принято несколько иное (экспоненциальное) выражение М = - ln (1 - e-0,13 tпр) для определения не зависящего от возраста значения коэффициента естественной смертности (выражение справедливо для tп= 4 - 15 лет).

С учетом этой формулы получим новое выражение для определения допустимого коэффициента промысловой смертности, считая,как и раньше, значение Ntп /R небольшим, а ln(Ntп /R) = - 4,6.

4,6 - 0,1 tп

[F] = ---------- - е. (9.28)

tп - tR

С учетом этих выражений получим отношение:

Зависимость F/M от tп наглядно показана на рис 4.3

Рис 4.3 Зависимость F/M от tп

В рассмотренном способе оценки допустимой интенсивности вылова в расчет обычно принимают возраст, соответствующий наиболее взрослым рыбам в промысловом стаде. Кроме того, возможен расчетный случай, когда предельный возраст рыбы задают из некоторых соображений меньше предельного с учетом "нормальной" интенсивности вылова, как, например, при необходимости увеличения коэффициента использования биомассы поколения или улова на единицу пополнения промыслового стада.

4.7. Определение допустимой интенсивности вылова с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров

Первоначально этот способ был разработан для обоснования допустимого прилова рыб непромысловых размеров (Мельников А.В., 1988). Однако его можно использовать для определения допустимой интенсивности вылова, если задан допустимый прилов рыб непромысловых размеров.

Способ основан на предположении, что можно вылавливать такую часть рыб непромысловых размеров, чтобы их распределение в облавливаемых скоплениях за ряд лет с учетом вылова незначимо отличалось от распределения таких рыб за то же число лет без учета вылова при заданной доверительной вероятности. Численность рыб непромысловых размеров в первом приближении считают равной численности пополнения промыслового стада.

Предположим, что среднее число рыб пополнения за n лет равно Rср, а исправленная выборочная дисперсия S. Тогда в соответствии с методами дисперсионного анализа различие между распределениями числа рыб непромысловых размеров за n лет с учетом изъятия и без учета изъятия незначимо, если прилов рыб непромысловых размеров, равный допустимому,

где Nнп - доля рыб непромысловых размеров в облавливаемом скоплении; Iв - интенсивность вылова ; Fи - критерий Фишера при доверительной вероятности b.

Коэффициент

Для обычных значений b = 0,95 и n = 5-10 величина а в среднем равна 0,45 S/ Rср.

С учетом выражения (4.30) получим

Из выражения (4.31) следует, что [Iв] зависит от размаха колебаний пополнения, допустимого прилова рыб непромысловых размеров и доли рыб непромысловых размеров в облавливаемых скоплениях. Однако последняя величина зависит от промысловой меры на рыбу и размерного состава облавливаемых скоплений.

Зависимость Iв от nнп и от а показана на рисунке 4.4

Рис 4.4 Зависимость Iв от nнп и от а

При использовании рассматриваемого способа для оценки допустимой интенсивности вылова необходимо учитывать следующее:

как и в основных уравнениях селективности, в этом случае [nнп] и lнп взаимосвязаны;

область реальных значений Nнп /Jв располагается от 0,3-0,5 для рыб с очень коротким жизненным циклом, до 1,5-2,0 - для рыб с длинным жизненным циклом;

наиболее распространенные значения [nнп] равны 0,05-0,1;

точность результатов расчетов выше для рыб с относительно коротким жизненным циклом и ниже для рыб с длинным жизненным циклом;

точность расчетов можно существенно повысить, если вместо интенсивности вылова Jв принять интенсивность общей смертности J =Jв +Jм -Jв Jм, т.е. учесть интенсивность естественной смертности Jм.

4.8. Квотирование уловов при совместном использовании запасов

Совместное использование запасов промысловых рыб наблюдается во многих промысловых районах, в том числе при лове осетровых и кильки на Каспии.

Известны попытки определить квоты отдельных государств при таком использовании (Иванов, 2000; Пальгуй, 2000).

В основу квотирования в первом случае положен достаточно произвольный набор показателей, которые так или иначе влияют на численность и биомассу общего запаса с последующим определение квоты каждого государства с учетом "вклада" каждого государства по каждому показателю.

Для квотирования во втором случае предложено ошибочное выражение, полученное из уравнения для равновесного состояния запасов промысловых рыб.

В основу нашего способа квотирования также положено выражение для биомассы при равновесном состоянии запасов, при этом квота каждого государства определяется "вкладом" каждого государства в формирование этой биомассы.

Примем за основу, например, выражение для максимальной биомассы поколения промысловых рыб с учетом естественной смертности:

где R - численность поколения в возрасте tа, когда рыба

становится объектом лова; M(t) - функция, характеризующая изменение коэффициента естественной смертности с возрастом; а и b - коэффициенты в уравнении масса-длина; lм, кр и tо - параметры уравнения Берталанфи.

В общем случае R является суммой пополнения от естественного Rе и искусственного Rи воспроизводства.

Запишем выражение (4.33) через показатели, удобные для практических расчетов.

Примем, например, пополнение в результате естественного воспроизводста, например по Рикеру, в соответствии с выражением (4.16).

Пополнение в результате искусственного воспроизводства

Rи = kв Nи (4.34)

kв - коэффициент промыслового возврата; Nи - численность молоди, выпущенной в естественный водоем.

В правой части выражения (4.33) все сомножители, кроме R, представляет собой максимальную биомассу рыбы m на единицу пополнения R.

Чтобы достичь массы m рыба должна использовать некоторое количество корма

mк = kк m, (4.35)

где kк - кормовой коэффициент.

Но количество корма в водоеме приближенно прямо пропорционально площадям мест нагула S. С учетом этого

кs Sн = kk m, (4.36)

где кs - коэффициент, характеризующий количество корма на единицу площади мест нагула.

С учетом полученных вспомогательных выражений уравнение для максимальной биомассы поколения рыб промысловых размеров можно записать в следующем виде:

В соответствии с последним выражением вклад каждого государства в формирование биомассы определяется нерестовым запасом (или количество рыб, идущих на нерест) в водах каждого государства, величиной кормового коэффициента, размерами нерестовых площадей и их продуктивностью, численностью молоди, выпущенной в естественный водоем, величиной промыслового возврата.

Выражение (4.37) можно использовать для определения возможной максимальной биомассы запаса для условий i-го государства

Определив В для всех государств и считая, что общий запас равен 1, можно оценить относительную долю каждого запаса, численно равную квоте каждого государства от общего улова.

Рассмотренный подход к оценке квот справедлив, если формирование пополнения и рост рыбы происходят изолированно в водах каждого из государств. Такой же подход в достаточной степени оправдан, если в водах каждого государства пополнение примерно соответствует кормовой базе. В противном случае в водах некоторых государств нельзя обеспечить достаточно высокую биомассу при большом количестве корма, но малом пополнении, и наоборот.

При несоответствии хотя бы для некоторых государств пополнения и кормовой базы предлагается следующий путь определения квот государств.

Записывают две составляющие выражения (4.38), одна из которых связана с пополнением, а вторая - с кормовой базой, обеспечивающей рост рыб:

Определяют ri и si для всех государств и находят суммы:

r = ? ri ; s = ? si. (9.41)

Оба выражения нормируют так, чтобы суммы обоих выражений были равны 1:

rн = ? rнi = 1 ; sн = ? sнi = 1 (9.42)

Далее определяют квоты каждого из государств в относительных единицах:

Кwi = (rнi + sнi)/2 (9.43)

При этом сумма квот всех государств, естественно, равна 1. Квота государства определяется отношением вклада этого государства в формирование запаса В так, что сумма квот равна 1:

Каждое отношение в выражении (4.44) является квотой соответствующего государства. Так для i-го государства

(4.45)

Рассмотрим, как определять исходные данные для определения квот.

Практически все показатели, входящие в расчетные формулы, является случайными. Впервые при определении квот эти показатели определяют как среднее за ряд лет, а в дальнейшем - методом скользящей средней, смещаясь на один год. Таким образом получают исходные данные для определения квот каждый год.

Полученные значения квот (по каждому государству) наносят на контрольную карту, на которую после получения соответствующих данных наносят также линии средних значений, а также нижнюю и верхнюю границы регулирования.

Пока точки, определяющие расчетную величину квоты каждого государства, находятся в диапазоне регулирования, величину квот оставляют неизменной.

Если наблюдается направленное изменение хотя бы некоторых квот или их выход за диапазон регулирования, то контрольные карты перстраивают с изменением положения линии среднего значения и границ регулирования. Соответствено, переходят на новое соотношение квот.

4.9. Основные результаты и выводы по главе 9

1. Рассмотрены основные методы регулирования интенсивности рыболовства. Показаны недостатки этих методов и возможные пути совершенствования.

2. Приведены особенности определения оптимальной интенсивности вылова и селективности лова с применением новых модификаций уравнений Баранова-Бивертона-Холта при уравновешенном состоянии запасов и промысла, а также с применением их конечно- разностных аналогов при переменном пополнении, росте и естественной смертности.

3. Рассмотрена оценка определения оптимальной интенсивности вылова и селективности лова с учетом эффективности использования биомассы поколения, когда рыбу целесообразно вылавливать в возрасте, близком к возрасту кульминации ихтиомассы поколения. Показано, что этот метод по сути и результату близок к методу с использованием модификаций уравнения Баранова-Бивертона-Холта.

4. Предложен полуэмпирический способ определения допустимой интенсивности вылова с учетом предельного возраста рыбы и величины запаса. Область применения этого способа можно расширить, а результаты уточнить, если допустимую интенсивность вылова представить в виде интенсивности лова при условно неселективном лове и показателей селективности лова.

5. Предложен полуэмпирический способ определения допустимой интенсивности вылова с учетом взаимосвязи численности пополнения с величиной нерестового на примере математической модели воспроизводства Рикера.

6. Предложена оценка допустимой интенсивности вылова с учетом общих закономерностей убыли поколения промыслового стада при постоянной и не зависящей от возраста промысловой и естественной смертности.

7. Рассмотрен способ определения допустимой интенсивности вылова в зависимости от допустимого прилова рыб непромысловых размеров. Способ основан на предположении, что можно вылавливать такую часть рыб непромысловых размеров, чтобы их распределение в облавливаемых скоплениях за ряд лет с учетом вылова незначимо отличалось от распределения рыб за то же число лет без учета вылова.

8. Предложен новый способ квотирования уловов при совместном использовании запасов. В основу положено выражение для биомассы при равновесном состоянии запасов, при этом квота каждого государства определяется "вкладом" каждого государства в формирование этой биомассы.

9. Для определения оптимальной интенсивности и селективности рыболовства в конкретных случаях предложено одновременно использовать несколько методов и способов с учетом различных математических моделей и критериев регулирования этих показателей.

Заключение

1. Показано, что основными недостатками современной теории запасов и теории рыболовства являются недостаточная точность и эффективность управления запасами, слабое использование полуэмпирических методов и математических моделей, недоучет случайного характера рассматриваемых процессов и возможностей методов теории вероятностей и математической статистики, недостаточная практическая направленность исследований.

Соответственно основная цель работы заключается в совершенствовании теоретических основ управления запасами промысловых рыб.

2. Разработаны общие теоретические и практические основы управления запасами промысловых рыб и рыболовством, которые основаны на кибернетическом подходе к системам управления запасами и рыболовством.

3. Разработана усовершенствованная методика сбора и обработки исходных данных при оценке запасов, управлении запасами промысловых рыб и рыболовством с учетом современного состояния науки в этой области.

6. Уточнены способы оценки селективных свойств орудий лова, промысла и рыболовства, разработаны способы управления селективностью орудий лова на основе математического моделирования процессов селективного отбора рыбы из промысловых водоемов.

7. Предложена новая система для оценки интенсивности промысла и рыболовства с учетом деления промышленного рыболовства на три области (лов, промысел и рыболовство) и двух форм влияния интенсивности добычи рыбы на запасы - интенсивность воздействия на запасы и интенсивность использования (эксплуатации) запасов.

8. Разработаны способы управления интенсивностью рыболовства с применением новых модификаций уравнения Баранова-Бивертона-Холта, коэффициента использования поколения промысловых рыб, предельного возраста рыбы и величины запаса, закономерностей пополнения и убыли промыслового стада, допустимого прилова рыб непромысловых размеров. Рассмотрен новый способ квотирования уловов при совместном использовании запасов несколькими субъектами.

10. Результаты выполненных исследований способствуют совершенствованию теории лова, промысла и рыболовства, уточнению оценки запасов промысловых рыб, оптимизации систем управления запасами, дают экологический, промысловый и экономический эффект.

Список литературы

Аксютина З.М. Элементы математической оценки результатов наблюдений в биологических и рыбохозяйственных исследованиях. - М.: Пищевая промышленность, 1968.- 288 с.

Андреев М.Н., Студенецкий С.А. Оптимальное управление на промысле. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 288 с.

Бабаян В.К. Математические методы теории рыболовства. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1988. - 76 с.

Баранов Ф.И. К вопросу о динамике рыбного промысла. - Бюллетень рыбного хозяйства, 1925, N 8, с. 26- 38.

Бивертон Р., Холт С. Динамика численности промысловых рыб. - М.: Пищевая промышленность, 1969. - 248 с.

Ефанов Ф.С., Истомин И.Г., Долматов А.А. Влияние формы тела рыбы и ячеи на селективные свойства тралов. - Сб. научных трудов ВНИРО. М.: ВНИРО, 1988, с. 124 - 151.

Засосов В.И. Теоретические основы рыболовства.- М.: Пищевая промышленность, 1970. - 292 с.

Ивлев В.С. Принцип математического моделирования динамики промысловых популяций рыб. - Труды совещания по динамике численности рыб, 1961, с. 185- 193.

Карпенко Э.А., Гюльбадамов П.С. Промысловая эффективность и уловистость разноглубинных тралов. - Сб. научных трудов ВНИРО, 1988, с. 5 - 10.

Карпенко Э.А., Гюльбадамов П.С. Промысловая эффективность и уловистость разноглубинных тралов // Сборник трудов ВНИРО,1988.- С. 10-19.

Мельников А.В. Расчетно-экспериментальные методы исследования селективных свойств и обоснования размера ячеи концентрирующих орудий лова. - Сб. трудов ВНИРО, 1983, с. 48- 55.

Мельников А.В. Определение параметров кривой селективности по полуэмпирическим расчетным формулам.- Исследования по оптимизации рыболовства и совершенствованию орудий лова. Сб. трудов ВНИРО, 1985. с. 68-77.

Мельников А.В. Определение параметров кривой относительной уловистости и обоснование размера ячеи объячеивающих орудий лова.- Астрахань, Астрыбвтуз. Рук. деп. в ЦНИИТЭИРХе, 1988,рх- 935.- 39 с.

Мельников А.В. Оптимизация регулирования рыболовства как кибернетическая проблема.- Астрахань, Астрыбвтуз. Рук. деп. в ЦНИИТЭИРХе, 1988, рх- 936.- 42 с.

Мельников А.В. Некоторые вопросы контроля и регулирования рыболовства// Сб. научных трудов ВНИРО, М.,1988, с. 157 -169.

Мельников А.В. Об управлении селективностью рыболовства. - Труды Астрыбвтуза. Юбилейный выпуск, 1990, с. 41- 45.

Мельников А.В. О некоторых задачах селективности рыболовства.- Сб. научных трудов ВНИРО, 1990, с. 208 - 222.

Мельников А.В. Методика оптимизации размера ячеи траловых мешков. - Астрахань. Астрыбвтуз, 1991. Рук. деп. по ВНИЭРХе, рх - 1159. - 33 с.

Мельников В.Н. Основные проблемы и задачи управления рыболовством.- Вестник АГТУ, 1995, N 2, с. 38-41.

Мельников А.В. Некоторые проблемы регулирования рыболовства.

- Сб. научных трудов ВНИРО, 1998, с. 62 - 72.

Мельников А.В. О связи интенсивности и селективности рыболовства. - Рыбное хозяйство, 1996, N 4, с. 47- 50.

Мельников А.В., Мельников В.Н. Селективность действия электрических полей на рыб. - Вопросы ихтиологии, 1991, т. 31, вып.4, с. 675 - 689.

Мельников А.В. Мельников В.Н., Судаков Г.А. Новые способы управления рыболовством // Труды Международной конференции, посвященной памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского. Астрахань, АГТУ, 2003.- С. 27-31.

Мельников А.В., Мельников В.Н., Судаков Г.А. Особенности регулирования селективности и интенсивности рыболовства //Труды Международной конференции, посвященной памяти проф. В.Н. Войниканис-Мирского. Астрахань, АГТУ, 2003.- С. 47- 50.

Мельников А.В., Мельников В.Н., Судаков Г.А. Совершенствование методов и математических моделей управления запасами промысловых рыб// Сборник трудов ВНИРО, 2004.- С. 34-41.

Мельников А.В., Судаков Г.А. Применение основных уравнений селективности для уточнения промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров // Доклады первого Международного конгресса ихтиологов России. М.: Изд. ВНИРО,1997. - С. 442 - 443.

Мельников А.В., Судаков Г.А. Некоторые организационные проблемы управления селективностью сетных мешков, сливов, садков// Доклады 42-ой научно-технической конференции АГТУ. Астрахань, АГТУ, 1998. - С. 35- 36.

Мельников А.В., Судаков Г.А. Особенности решения основных задач селективности сетных орудий лова // Доклады совещания молодых ученых " Проблемы рыбного хозяйства внутренних водоемов", Санкт- Петербург: Изд. ГосНИОРХА, 1998.- 34-36.

Мельников В.Н. Биофизические основы промышленного рыболовства.- М.: Пищевая промышленность, 1973.- 392 с.

Мельников В.Н. О биотехническом (кибернетическом) направлении промышленного рыболовства. - Рыбное хозяйство, 1976, N 9, с. 50-53.

Мельников В.Н. Биотехническое обоснование показателей орудий и способов промышленного рыболовства. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - 375 с.

Мельников В.Н. Качество, надежность и работоспособность орудий промышленного рыболовства. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 264 с.

Мельников В.Н. Биотехнические основы промышленного рыболовства. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.- 216 с.

Мельников В.Н. Рыбохозяйственная кибернетика.- Сб. трудов ВНИРО, 1990, с. 3-13.

Меншуткин В.В. Математическое моделирование популяций и сообществ водных животных. - Л.: Наука, 1971.- 176 с.

Никольский Г.В. Теория динамики стада рыб.- М.: Пищевая промышленность, 1974. - 447 с.

Судаков Г.А. Экологические проблемы управления селективностью рыболовства // Астрахань, АГТУ. Рук. деп. во ВНИЭРХе, 1997, РХ- 1383.- с. 5.

Судаков Г.А., Мельников А.В. Совершенствование способов управления интенсивностью рыболовства " Труды Международной конференции " Водные биоресурсы России: решение проблем их изучения и рационального использования".- М., ВНИРО, 2003.- С. 42-46.

Трещев А.И. Научные основы селективного рыболовства.- М: Пищевая промышленность,1974. - 446 с.

Трещев А.И. Интенсивность рыболовства.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 236 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Голосование

Как вы оцениваете работу нашего сайта? Отлично Хорошо Нормально Плохо Результаты