- •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
6.3. Методы оценки запасов по уловам на промысловое усилие
6.3.1. По величине улова на усилие судят об относительной численности запаса. Однако американский ученый Делури показал, что улов на усилие иногда позволяет определить численность промыслового стада. Для решения задачи Делури использовал выражение:
, (6.1)
где - коэффициент улавливаемости как коэффициент пропорциональности между промысловым усилиеми коэффициентом мгновенной промысловой смертности;- начальное состояние запасов; - промысловое усилие, накопленное за рассматриваемый промежуток времени, например, за судосутки лова.
Если по экспериментальным данным построить график в зависимости от, и он линейный, то, в соответствии с (6.1), угол наклона прямой характеризует величину. Прямая отсекает на оси ординат отрезок, численно равный. Зная эту величину и, определяют. Состояние запасов в любой момент времени по накопленному к этому моменту времени промысловому усилию, можно определить по формуле:
. (6.2)
Метод Делури не учитывает естественной смертности рыб, изменения коэффициента улавливаемости рыб, и он пригоден в основном для небольших периодов промысла. Кроме того, его можно использовать, когда вылов существенно снижает численность популяции, а также при линейной зависимости между уловом на усилие и общим уловом. Метод не предусматривает также пополнения популяции в период промыслового сезона.
Разработаны различные модификации метода и моделей Делури. Они, в частности, учитывают естественную смертность и пополнение промыслового стада, включают поправки на промысловое усилие. Поправки позволяют использовать модификации методов для больших периодов времени продолжительностью в несколько лет.
Некоторые из них из них является частными случаями обобщенного уравнения Бивертона-Холта для величины улова.
6.3.2. В основу другого метода оценки запасов по улову на промысловое усилие положена известная зависимость улова на усилие от средней за год величины запаса:
, (6.3)
а также приближенное выражение
, (6.4)
где - промысловое усилие;- коэффициент улавливаемости;- обловленный объем водоема.
Приближенно коэффициент улавливаемости
, (6.5)
где - средняя концентрация рыбы в обловленном объеме;- средняя концентрация рыбы в промысловой части водоема;- коэффициент уловистости при условно неселективном лове;- функция плотности распределения по размеру облавливаемых скоплений;- функция размерной селективности орудия лова;и- максимальный и минимальный размер рыб в облавливаемых скоплениях;- объем промысловой части водоема.
С учетом (6.3) и (6.4) запишем два выражения для оценки запаса:
; (6.6)
. (6.7)
В выражениях (6.6) и (6.7), при необходимости, можно считать уловом , промысловым усилием(если мерой промыслового усилия принять единицу обловленного объема), интенсивностью лова отношение.
При оценке отношения концентраций рыбы , как и при оценке запаса по результатам промысловых съемок, учитывают, что оно зависит, с одной стороны, от разной концентрации рыбы в водоеме в целом и в зоне облова (при выборе места лова с повышенной концентрацией рыбы), с другой, - с отличием концентрации рыбы перед зоной облова и в самой зоне облова из-за ухода части рыбы при приближении судна или орудия лова. Важно, что влияние этих эффектов не складывается, а вычитается и приближает отношениек 1.
С учетом рассмотренных замечаний выражения (6.6) и (6.7) используют, прежде всего, для оценки влияния различных факторов на соотношение между запасом, с одной стороны, и уловом на промысловое усилие или уловом, с другой.
Практическое применение выражений (6.6) и (6.7) затрудняет определение некоторых показателей. Во многих случаях задачу можно решить, если выразить сложно определяемые показатели через осредненные за ряд лет значения доступных показателей. Введем обозначение
, (6.8)
Величина иногда стабильна в течение нескольких лет, и с учетом выражения (6.7) ее можно определить через осредненные за ряд лет показатели:
, (6.9)
Значки (*) в выражении (6.9) означают осреднение показателя за ряд лет.
Обычно осреднение показателей производят за период стационарного изменения величины запаса или улова на усилие, а также при нестационарном изменении этих величин, если разница между минимальным и максимальным их значением не превышает 30-40%. При нарушении этих условий показатель пересчитывают, сдвигаясь на ряд лет.
С учетом (6.9) средний запас в рассматриваемый год
. (6.10)
За основу расчетов запаса принято выражение (6.7). Более общее выражение для оценки запаса можно получить, если за исходное принять выражение (6.6). Его целесообразно использовать при интенсивности вылова больше 0.2-0.25.
Для приближенных расчетов запаса конечные выражения для оценки запаса упрощают. Например, иногда считают, что значение интеграла в (6.10) при рационально подобранном размере ячеи в основном изменяется от 0.75 до 0.85 . Однако при завышенном размере ячеи эта величина может уменьшаться до 0.5 и более, а при заниженном - приближаться к 1.
Способ дает хорошие результаты при достаточно точных исходных данных для оценки величины по формуле (6.9).
С учетом выражений (6.9) и (6.10) величина за период осреднения постоянна. Кроме того, зависимость запаса от улова на усилие линейна (рис. 6.3), т.к. для сравнительно узкого диапазона улова на усилие принято постоянным отношение. В общем случае это отношение (из-за облова обычно более плотных скоплений рыбы) зависит от неоднородности концентрации рыбы в водоеме. Соответственно связь коэффициентас отношениемв общем нелинейная. Следовательно, нелинейной является также зависимость численности запасаот улова на усилие. Линейная зависимость возможна лишь при очень большой концентрации рыбы в водоеме и интенсивном промысле, когда примерно. Нелинейный вид зависимости получен по результатам обработки экспериментальных данных и преобразований выражения (6.7):
. (6.11)
Примерный характер нелинейной зависимости показан на рис. 6.3 пунктиром.
Рассмотренный способ оценки запасов имеет также ряд недостатков, как и описанные в 6.3.1. Однако он показывает, как можно в подобных методах учесть неравномерность распределения рыбы, селективные свойства рыболовства. Он позволяет также уточнить степень нелинейности связи между запасом и уловом на промысловое усилие.
Очевидно, в полученные уравнения можно ввести коэффициент мгновенной промысловой смертности, пополнение и другие факторы, влияющие на точность оценки запаса.
Рис. 6.3. Зависимость запаса от улова на промысловое усилиепри равномерном (1) и неравномерном (2) распределении рыбы в водоеме.