- •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
16.5. Формирование эффективности систем управления рыболовством на отдельных этапах жизненного цикла
16.5.1.В процессе разработки и развития система управления рыболовством проходит несколько этапов формирования эффективности (этапов жизненного цикла). Процесс разработки, развития систем управления рыболовством должен быть управляемым и направлен на наибольшую эффективность использования сил и средств на каждом этапе жизненного цикла системы.
16.5.2.Исследования эффективности систем управления рыболовством на отдельных этапах жизненного цикла, в общем, организуют в соответствии с общей схемой исследований систем. Для рассматриваемых систем с некоторыми изменениями наиболее подходит классификация этапов и стадий жизненного цикла технических систем.
16.5.3. Начальным этапом жизненного цикла системы управления рыболовством является этап научно-исследовательских работ. Он включает поисковые НИР, целевые НИР в виде фундаментальных и прикладных исследований, внешнее проектирование, формирование требований к системе.
На этапе поисковых НИР выполняют поиск возможных путей решения проблемы, в т.ч. разработки систем управления рыболовством определенной эффективности.
В рамках целевых НИР выполняют фундаментальные и прикладные работы. Они служат для рационального выбора средств достижения цели управления рыболовством. Прикладные исследования заканчиваются внешним проектированием (обоснованием), т.е. формированием требований к системе, в т.ч. ее эффективности, и разработкой технического задания (плана) на основе оценки эффективности системы по обобщающим критериям эффективности.
Внешнее проектирование (обоснование, разработка) системы, подготовка технического задания (плана) имеют важнейшее значение для формирования эффективности системы и состоят из нескольких стадий.
На первой стадии внешнего проектирования прогнозируют состояние внешней среды, промысловых популяций рыб, технических средств лова. Кроме того, оценивают несоответствие характеристик действующих систем управления рыболовством требуемым характеристикам. Решение о необходимости разработки новой системы принимают при существенном снижении эффективности действующих систем управления рыболовством в существующих или прогнозируемых условиях.
После всестороннего обоснования и принятия решения о разработке перспективной системы формируют цели разработки и производят их структуризацию. Цели разработки увязывают с целью создания системы, и на этой основе формируют требования к системе.
На второй стадии внешнего проектирования (обоснования) окончательно определяют
объект проектирования (разработки) путем формирования концепции системы;
соответствие разрабатываемой системы состоянию запасов, условиям внешней среды, существующим средствам лова;
воздействие среды на систему и системы на внешнюю среду.
На этой стадии внешнего проектирования во многом уточняются требования к эффективности системы управления рыболовством, прежде всего, с учетом состава и численности запасов. На стадии внешнего проектирования также готовят исходные данные для разработки математической модели управления рыболовством с учетом предварительного выбора показателей и критериев эффективности рыболовства.
На третьей стадии внешнего проектирования - разработки математической модели управления рыболовства (эффективности рыболовства) - создают математическое описание управления рыболовством. При этом учитывают проектные параметры и ограничения, формируют структурно-математические модели проектируемой системы, строят модели функционирования системы. Как отмечено ранее, математическая модель, прежде всего, должна быть адекватной реальной ситуации и пригодна для оценки эффективности рыболовства.
Наконец, на четвертой стадии -формализации задачи проектирования - прежде всего, формируют требования к системе и разработке технического задания, которое должно содержать, в том числе требования к эффективности лова в различных условиях эксплуатации.
16.5.4. На втором этапе жизненного цикла для технических средств системы выполняют опытно-конструкторские разработки, принимают решение о производстве, подготовке к производству и производстве технических средств лова.
На различных этапах ОКР формируют некоторые показатели эффективности системы управления рыболовством, например, показателей промыслового усилия, улова на усилие, интенсивности и селективности на основе обоснования основных параметров рыболовства, включая промыслово-биологические,экономические и экологические данные.
16.5.5. Последним этапом жизненного цикла является эксплуатация системы управления рыболовством.
Чтобы обеспечить эффективности работы системы, необходим анализ данных о фактических показателях работы системы. При этом особое внимание обращают на показатели промыслового усилия, состава и численности улова и запаса.
По результатам контроля системы управления рыболовством, прежде всего, устанавливают, в каких условиях наиболее эффективна работа системы, и, следовательно, определяют предпочтительные время, место, объекты лова, режимы лова и промысла т.д. Кроме того, в процессе эксплуатации системы разработают мероприятия по дальнейшему повышению эффективности работы системы.
16.5.6. Системный подход к эффективности рыболовства требует рассматривать весь процесс создания и использования систем управления рыболовством на различных этапах жизненного цикла систем. Известны работы по теории исследования операций и управлению системами,в которых намечены возможные пути решения этой проблемы.
Так, в соответствии с одним из подходов решения этой проблемы можно ввести понятие обобщенной (укрупненной) системы управления рыболовством. Жизненный цикл такой системы включает два периода. Первый период соответствует периоду создания такой системы, второй - использованию созданной системы в качестве активного средства для достижения цели управления рыболовством.
С помощью обобщенной системы добиваются некоторой цели управления. Иногда активных средств достижения цели нет, но выделены материальные средства для разработки и создания системы, которая позволяет решить поставленную задачу. Для этого необходимо выбрать рациональный вариант системы, спроектировать, испытать и организовать создание системы в соответствующие сроки при возможно большей потенциальной эффективности системы. Таким образом, в обобщенной системе первоначально для достижения цели управления рыболовством используют выделенные материальные средства, силы и средства НИИ, КБ и производства. Способы использования таких средств составляют стратегии первого периода разработки обобщенной системы.
Во втором периоде разработки обобщенной системы реализуют способы использования активных средств, в состав которых входит созданная в первом периоде система управления рыболовством.
Цель разработки обобщенной системы управления определяет назначение проектируемой системы. Она может быть реализована на этапе использования системы. Цели предшествующих этапов являются промежуточными целями создания обобщенной системы управления рыболовством. Таким образом, этапы жизненного цикла системы управления рыболовством связаны со своими потенциальными целями, которые формируются в результате разложения (декомпозиции) общей цели обобщенной системы управления рыболовством.
Так, на стадии НИР формируется множество целей, и достижение любой из них решает проблему. Каждая из целей связана с определенной структурой и параметрами разрабатываемой системы. В результате организации поисковой НИР в форме проблемного анализа, предварительного исследования эффективности лова производят обоснование и выбор цели исследования обобщенной системы из множества альтернативных частных потенциальных целей поисковых НИР.
Определение множества частных целей, установление способов и средств достижения целей,их упорядочение часто связаны с существенной неопределенностью. Причиной этого служит недостаточное количество информации, неопределенность состояния и распределения запасов промысловых рыб, условий внешней среды в водоеме. Это вынуждает иногда проводить фундаментально-прикладные исследования, результаты которых используют затем в прикладных исследованиях, формирующих теоретическую базу внешнего проектирования.
Процесс формирования множества промежуточных целей и задач ведут последовательно. Обычно начинают с анализа факторов, непосредственно влияющих на достижение глобальной цели в виде некоторого векторного или скалярного показателя эффективности.
При исследовании обобщенной системы управления на этапе разработки математической модели операции или системы, прежде всего, получают структурно-параметрическую модель. После этого разрабатывают функциональную модель. Обе модели служат для получения расчетных показателей эффективности и их составляющих, близких к реальным показателям в возможно более широком диапазоне условий промысла. Это касается не только показателей назначения системы, но и показателей надежности, а также других показателей качества системы, если функциональная модель такие показатели содержит.
В целом на этапе внешнего проектирования рациональные требования к системе выбирают на основе общих критериев эффективности. Такие критерии не должны приводить к слишком большому сужению множества допустимых стратегий на ранних этапах жизненного цикла системы управления рыболовством. Необходимо помнить, что часто невозможно проследить ход развития управления рыболовством во всех деталях. Кроме того, период использования проектируемой системы для управления рыболовством иногда отдален по времени на довольно большой срок, а система предпочтений заказчика на стадии проектирования не всегда четко выражена.
По мере проведения внешнего проектирования степень неопределенности несколько уменьшается. Это обусловлено тем, что постепенно становится известным перечень требований к системе рыболовства и выбран вариант системы из множества допустимых.
На этапе опытно - конструкторских работ наиболее важной задачей является определение целей проектирования и объекта проектирования. На этой стадии формируется концепция системы рыболовства с учетом цели обобщенной системы. Особое внимание при этом обращают на выбор параметров системы и возможность управления этими параметрами,чтобы выполнить глобальную цель в различных условиях эксплуатации системы.
Выбранные рациональные варианты системы оценивают затем на этапе создания. При создании системы управления рыболовством, прежде всего, учитывают характеристики и параметры элементов системы, влияющие на эксплуатацию запасов.
Соответствие полученных характеристик требуемым характеристикам и допустимость некоторых отклонений устанавливают оценкой эффективности системы рыболовства на этапах различных испытаний. Критерий эффективности при проведении таких испытаний выбирают обычно таким же,как и при выборе рациональных стратегий на этапе использования системы.