Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Очная и заочная формы обучения

Конспект лекций

Направление подготовки 35.03.08 «Водные биоресурсы и аквакультура»

Промысловая ихтиология

Милованов А.И.



Содержание

Введение в промысловую ихтиологию

Тема 1. Формальная теория жизни рыб И.Ф. Баранова

Тема 2. Промысел и его параметры

Тема 3. Популяционные параметры

Тема 4. Рост и продуктивность популяции

Тема 5. Воспроизводство и пополнение стада рыб

Тема 6. Смертность рыб

Тема 7. Общие закономерности динамики эксплуатируемых популяций рыб

Тема 8. Моделирование в промысловой ихтиологии: аналитические модели, продукционные модели

Тема 9. Концепция перелова

Тема. 10. Промысловые прогнозы

Список литературы



Введение в промысловую ихтиологию

Промысловая ихтиология является частью цикла профессиональных дисциплин и включает разделы об особенностях и закономерностях существования популяций гидробионтов как в девственном состоянии, так и при воздействии на них человеческой деятельности (промысла). Изучение данной дисциплины является одним из этапов подготовки бакалавров направления «Водные биоресурсы и аквакультура».

Целью освоения дисциплины «Промысловая ихтиология» является формирование у студентов навыков управления водными биоресурсами в природных водоемах и использования их результатов в профессиональной деятельности.

Задачи преподавания дисциплины - приобретение теоретических и практических навыков, позволяющих решать прикладные задачи промысловой ихтиологии обнаружение и оценка скоплений водных объектов, прогнозирование динамики численности популяций промысловых гидробионтов, организацию биологически обоснованного промысла.

В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 111400.62 Водные биоресурсы и аквакультура дисциплина «Промысловая ихтиология» относится к базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла. Дисциплина базируется на знаниях, имеющихся у студентов при изучении дисциплин: «Ихтиология», «Физиология рыб», «Общаяэкология», «Биологические ресурсы гидросферы»,

Для качественного усвоения дисциплины студент должен:

- знать: экологические группы гидробионтов, основные объекты промысла гидробионтов, базовые районы промысла;

- уметь: определять стадии зрелости у рыб, определять количественные показатели естественной кормовой базы водоёмов.

Человечество на протяжении многих столетий использует биологические ресурсы Мирового океана. Постепенный переход рыболовства и добычи морских млекопитающих от прибрежного к морскому, а затем ближнему и дальнему океаническому, происходивший в течение последних 50-100 лет, базировался на все более углубленном исследовании океанов и морей, их флоры и фауны. Глубокий практический интерес человечества к живым ресурсам морей и океанов привел к формированию основ ихтиологии.

Ихтиология (?чиэт [ихтимс] рыба; льгпт [ломгос] слово) раздел зоологии, посвященный всестороннему изучению круглоротых и рыб. Выделяют три основных направления ихтиологической науки.

- общая ихтиология;

- частная ихтиология;

- промысловая ихтиология.

Промысловая ихтиология появилась в ответ на необходимость человечества в обеспечении эффективного природопользования. При использовании живых ресурсов морей и океанов люди в различное время руководствовались разными подходами, начиная от предположений о неисчерпаемости рыбных запасов до осознания необходимости их охраны и поддержания численности промыслово-ценных видов гидробионтов на том уровне, при котором их можно добывать без вреда для природных популяций. Как отдельная дисциплина промысловая ихтиология сформировалась в 1918 г. после выхода статьи И.Ф. Баранова «К вопросу о биологическом обосновании рыбного хозяйства».

В настоящее время предметом изучения промысловой ихтиологии являются закономерности динамики численности и биомассы природных популяций гидробионтов и их изменения под действием промысла.

В связи с этим промысловая ихтиология призвана решать ряд теоретических и практических задач.

Теоретические задачи:

1. Исследование общих закономерностей динамики эксплуатируемых запасов гидробионтов.

2. Разработка методов оценки биологических параметров популяций и промыслово-биологических показателей системы «запас-промысел»

3. Изучение закономерностей и факторов, определяющих формирование продуктивности популяций промысловых гидробионтов.

4. Создание теоретических основ управления водными биоресурсами. Практические задачи:

1. Изучение закономерностей формирования пополнения промыслового стада.

2. Оценка оптимальных параметров промыслового использования популяций гидробионтов.

3. Разработка биологических оснований Правил рыболовства

4. Составление краткосрочных и долгосрочных прогнозов вылова рыбы в рыбохозяйственных водоемах.

Методическую основу промысловой ихтиологии составляют инструменты математической статистики, которые позволяют охарактеризовать изучаемую совокупность - «запас». Для анализа используются сведения о размерах и массе гидробионтов в уловах, их возрастном составе, а также данные об условиях и результатах их эксплуатации.

Место промысловой ихтиологии в системе рыбохозяйственных дисциплин

При рыбохозяйственных исследованиях эксплуатируемый запас всегда рассматривается во взаимодействии с факторами внешней среды и характером его эксплуатации. То есть объектом рыбохозяйственных исследований является система «Окружающая среда ? запас ? промысел».

Все три элемента этой системы взаимно воздействуют друг на друга. Параметры окружающей среды влияют на видовой состав промысловых объектов и величину их запаса через количество доступных ресурсов и на возможность промысла через геоморфологические особенности водоема. Видовой состав определяет характер и интенсивность промысла, например, в части выбора тех или иных его орудий. Промысел меняет видовой состав гидробионтов в водоеме и влияет на их численность и биомассу, изменяет размерный состав обитающих в водоеме организмов. Некоторые виды промысла ведут к изменению условий обитания гидробионтов. Так. Например, донные тралы и драги разрушают донные биотопы, лишая обитателей дна кормовой базы и нерестового субстрата.

Если говорить о всем комплексе рыбохозяйственных наук, то он включает в себя ихтиологию (общую, частную и промысловую), гидробиологию, гидрохимию, гидрологию, океанологию, гидроэкологию и промышленное рыболовство. Большинство из этих дисциплин сосредоточены на каком-либо одном конкретном элементе рассматриваемой системы. Промысловая ихтиология в этой системе непосредственно касается двух элементов запаса и промысла в их постоянной взаимосвязи.

Системный подход в промысловой ихтиологии

Поскольку промысловая ихтиология изучает систему «запас-промысел», то одним из основных принципов ее является системный анализ. Рассматривая элементы системы по отдельности, можно выявить некоторые их свойства. Однако после объединения элементов в систему у них могут проявится новые свойства, называемые эмержентными. В данном случае эмержентным свойством системы «запас-промысел» выступает улов.

Система - совокупность элементов, находящихся в определенных взаимосвязях друг с другом, образующих некоторую общность или единство. Система характеризуется составом структурой и функцией.

Состав - перечень элементов системы. Бывает качественным (список видов, список орудий лова) и количественным (характеризует величину каждого элемента в системе).

Структура системы отображает характер связей между ее элементами, который обеспечивает функционирование системы как единого целого. Также может быть качественной, количественной или организационной (характеризует глубину каждой связи). Структуры часто представляют графически.

Функция - это закон, по которому изменяются со временем состав и структура изучаемой системы.

Еще одной важной особенностью систем является их иерархичность. Каждый элемент системы может быть представлен как более простая система. Например, эксплуатируемая популяция может быть разделена на молодь и взрослых особей, составляющих нерестовый запас; ихтиофауна водоема в целом - на промысловые и непромысловые виды и т.п.

Задачей системного анализа как методологического подхода как раз и является выявление состава, структуры и функций любой системы.

Математическое моделирование в промысловой ихтиологии

Одной из особенностей популяций гидробионтов является то, что часто невозможно оценить их полностью прямым учетом. Для оценки параметров популяции специалисты вынуждены использовать данные выборок. В связи с этим возникает вопрос о достоверности этих выборок. Здесь основным инструментом является математическая статистика.

Вторым важным вопросом является расчет того количество запаса, которое может быть изъято без причинения вреда текущему состоянию популяции. Натурные эксперименты в этом направлении проводить не представляется возможным, поэтому здесь на первое место выходит математический аппарат, который через модели описывает поведение системы.

Модель - упрощенный образ, отображающий только наиболее существенные свойства оригинала. При этом важно, чтобы модель достоверно отображала эти существенные свойства.

В моделях, используемых в промысловой ихтиологии, обычно отражается небольшое число параметров, характеризующих эксплуатируемую популяцию и промысел.

В зависимости от целей и назначения различают следующие виды моделей. Реальные (натуральные) - уменьшенный образ объекта исследования, например, аквариум. Недостаток: не все действия можно провести в уменьшенном масштабе;

Знаковые модели описывают объект с помощью специальных символов с указанием связей между их отдельными элементами.

Концептуальные модели - это всевозможные блок-схемы, графики зависимостей, таблицы. Просты в понимании и интерпретации, но статичны и не могут использоваться для моделирования динамических процессов

Математические модели используют для описания объектов математический аппарат. Математические модели делят на аналитические и имитационные.

Аналитические модели описывают систему через уравнение с ограниченным набором параметров, которое позволяет получить однозначную оценку изучаемого параметра.

Имитационные модели описывают систему через систему дифференциальных уравнений со связанными параметрами.

Вопросы для самоконтроля

1. Когда промысловая ихтиология сформировалась как отдельная дисциплина?

2. Каковы основные теоретические задачи промысловой ихтиологии?

3. Каковы основные практические задачи промысловой ихтиологии?

4. Опишите основные взаимодействия элементов системы

«Окружающая среда ? запас ? промысел».

5. В чем заключается системный подход в промысловой ихтиологии?

6. Что такое состав системы, структура системы, функция системы?

7. Что такое модель, какие виды моделей используются в промысловой ихтиологии?

Литература [1,4]



Тема 1. Формальная теория жизни рыб И.Ф. Баранова

Устойчивое рыболовство нацелено на долговременную устойчивую эксплуатацию некоторой совокупности особей рыб, обитающих в рыбохозяйственном водоеме. Данная совокупность имеет ряд определенных биологических свойств, обуславливающих возможность ее промыслового использования. В промысловой ихтиологии выделяют несколько таких совокупностей.

Популяция - одновидовая разновозрастная самовоспроизводящаяся группировка особей, обитающая на определенной территории (ареале) и достаточно ограниченная от других аналогичных группировок.

Стадо - группа особей, занимающих определенную часть пространства и имеющих одинаковую репродуктивную тактику при незначительной иммиграции и эмиграции рыб, относящихся к другим стадам.

Единица запаса - часть популяции, приуроченная к определенному промысловому району и выделяемая как объект управления. В отношении единицы запаса определяется ОДУ и меры регулирования.

Поскольку длительность существования популяции значительно превосходит продолжительность жизни отдельных ее особей, в ней постоянно происходит смена поколений. Даже если популяция стабильна, эта стабильность является результатом некоторого динамического равновесия процессов, обеспечивающих пополнение и убыль особей в популяции.

В общем виде динамика биомассы любой эксплуатируемой популяции рыб может быть описана уравнением Рассела вида:

??2 = ??1 + (?? + ??) ? (?? + ??) (1)

B₁, B₂ - биомасса популяции в начале и конце года;

R - пополнение;

G - весовой прирост особей популяции;

M - естественная смертность;

F - вылов.

Очевидно, что стабильность популяции достигается при условии взаимной компенсации указанных динамических параметров.

Уравнение Рассела из-за своего общего характера не позволяет раскрыть механизм изменения динамических параметров популяции.

Формальная теория жизни рыб.

И.Ф. Баранов в 1918 г. впервые теоретически, с помощью математических моделей, выразил динамику популяции рыб, а также ответил на вопрос, каким должно быть нормальное состояние стада рыб и промысла.

В результате анализа данных о динамике промысла северной камбалы Баранов разработал «формальную теорию жизни рыб».

Он предложил рассмотреть некоторый идеальный случай формирования и динамики численности популяции в условиях изолированности водоема, постоянства интенсивности рыболовства и отсутствия форс-мажорных факторов, могущих повлиять на состав популяции.

Во-первых, И.Ф. Баранов проследил судьбу одного поколения рыб.

В начальный момент времени t₀ в водоеме появляется количество новых особей равное N₀. Через год под воздействием комплекса естественных факторов начальная численность снижается до значения N₁ и т.д. Проследив таким образом изменение численности поколения за ряд лет, получаем кривую выживания.

Кривая выживания - геометрическое место точек, описывающее изменение численности одного поколения в течение его жизни.

Форма данной кривой определяется смертностью рыб Z, т.е. той скоростью, с которой происходит убыль их численности.

Далее последовало предположение о том, что в рассматриваемом водоеме ежегодно образуется количество новых особей равное N₀. Данное допущение основано на высокой плодовитости большинства видов рыб и том факте, что численность молоди ограничена имеющимися в водоеме ресурсами.

Численность рыб в популяции в любой рассматриваемый момент времени, таким образом, будет складываться из численности новообразовавшихся особей и определенного количества выживших рыб из предыдущих поколений. Если период наблюдения будет равен максимальной продолжительности жизни особей вида, то мы сможем наблюдать процесс формирования общей численности популяции и построить кривую населения.

Кривая населения - геометрическое место точек. Описывающих возрастную структуру популяции.

Кривая населения в идеальной популяции тождественна кривой выживания, то есть численность каждой более старшей возрастной группы меньше, чем у младшей.

Формирование численности теоретической популяции рыб при начальной численности поколения 100 особей и уровне общей смертности равном 45% показано в таблице 1.

Таблица 1

Пример формирования численности теоретической популяции

Возраст	1	2	3	4	5	6	7
1	100	100	100	100	100	100	100
2		55	55	55	55	55	55
3			30	30	30	30	30
4				17	17	17	17
5					9	9	9
Всего	100	155	185	202	211	211	211

Для математического описания кривой населения И.Ф. Баранов выразил имевшиеся данные по возрастному составу северной камбалы в полулогарифмической системе. Наблюдая за изменением размерно-возрастной структуры, Баранов отметил, что часть данный в правой части графика хорошо ложится на отрезки прямых линий, что может говорить о факте наличия некоторого постоянного значения скорости изменения параметров (в данном случае величина уловов размерной группы). Эта скорость была обозначена как общая смертность.

Далее Баранов, используя выдвинутое ранее допущение о постоянстве начальной численности, т.е. N₀ = const, вывел уравнение Баранова, описывающее закономерность изменения численности популяции с возрастом в интегральном (2) и логарифмическом (3) виде:

???? = ??0??^????? (2)

ln ???? = ln ??₀ ? ???? (3)

N₀ - численность поколения в начальный момент времени;

N_t - численность поколения в возрасте t; Z - общая смертность;

t - возраст.

График уравнения (1) представляет собой вогнутую ниспадающую кривую, а график уравнения (2) - ниспадающая прямая, в которой показатель общей смертности численно равен тангенсу угла наклона б этой прямой.

?? = tan ?? (4)

Получив общий вид уравнения и учитывая, что в природе смертность зависит от возраста, Баранов переработал уравнение так, чтобы оно описывало связь численности смежных возрастных групп (поколений) (уравнения 4 и 5).

????+1 = ??????^????? (5)

ln ????+1 = ln ???? ? ???? (6)

N_t - численность поколения в возрасте t; N_t+1 - численность поколения в возрасте t+1.

Преобразовывая уравнение (6), можно показатель общей смертности выразить через логарифм отношения численности старшего поколения к численности младшего поколения (7).

Динамика биомассы

???? = ? ln ????+1 / ???? (7)

При описании весового роста И.Ф. Баранов также предположил постоянство его скорости во времени и, таким образом получил уравнение (8)

???? = ??0??^???? (8)

Биомасса популяции - совокупная масса всех особей популяции.

Из указанного определения следует, что динамика биомассы зависит как от изменения веса отдельных особей, так и от изменения общей численности особей.

Используя выражения (2) и (8), И.Ф. Баранов вывел общее уравнение динамики биомассы популяции (9), а затем преобразовал его для расчета биомассы отдельных поколений (10):

???? = ??0??0??(?????)?? = ??0??(?????)?? (9)

????+1 = ??????(?????????) (10)

G_t и Z_t - это специфические для каждой возрастной группы коэффициенты. Уравнение (8) позволяет описать динамику биомассы стабильной популяции. График в данном случае имеет вид выпуклой кривой с вершиной (точкой перегиба) в возрасте «кульминации ихтиомассы» B_max, когда параметры G и Z приходят в уравновешенное состояние.

Имеется мнение, что возраст начала эксплуатации популяции должен соответствовать или быть привязанным к возрасту «кульминации ихтиомассы» B_max. Однако данное утверждение в настоящее время является предметом продолжающейся дискуссии.

Основное уравнение улова.

Говоря о коэффициенте общей смертности Z, мы должны учитывать, что уменьшение численности рыб может быть как по естественным причинам, которые будут обозначены как M, так и по причине изъятия их промыслом (F). Таким образом имеем следующее равенство:

?? = ?? + ?? (11)

Введя коэффициент F, теперь мы можем рассчитать, сколько же рыбы изымается при промысле. Для расчёта улова в численном выражении И.Ф. Баранов вывел следующее выражение:

??= ????(1 ? ??^?(??+??)) / ??0 ??+?? (12)

где: Y_N - улов, выраженный поштучно.

N₀ - Численность популяции или возрастной группы в начале года.

M - коэффициент естественной смертности.

F - коэффициент промысловой смертности.

При необходимости улов может быть выражен и в весовом выражении. В этом случае для расчётов используется формула:

??= ?? ????(??^???(??+??) ? 1) ??0 0 ???(??+??) (13)

С помощью выражений (11) и (12) И.Ф. Баранов впервые оценил зависимость величины улова от биологических особенностей популяции. В частности, им было отмечено, что при некоторых значения естественной смертности на кривых уловов имеются точки перегиба. В среднем же максимум улова приходится на значения промысловой смертности, которые близки к показателям естественной смертности.

Возрастная структура улова

При обловах отцеживающими орудиями лова рыбы, имеющие размеры меньшие некоторой определенной величины, будут проскакивать через ячею, причем тем в большей степени, чем больше их длина отклоняется от «оптимальной». Более крупные рыбы, которые не могут пройти через ячею, полностью улавливают орудием лова, причем соотношение их численности в улове будет, очевидно, таким же, как и в водоеме.

Кривая улова линия, описывающая возрастную структур; популяции в улове. Ее форма определяется формой кривой населения и селективностью (щагом ячеи) используемых орудий лова.

Правая часть кривой улова в неселективном орудии лова параллельна кривой населения, а левая (до точки перегиба) будет отражать селективность используемого орудия. Учитывая, что правая часть кривой улова параллельна кривой населения, с форма будет различна для стабильной и нестабильной популяций.

Стабильная популяция. Закономерности стабилизации популяции

Стабильная популяция - популяция, возрастная структура и численность которой остаются неизменными в течение определенного промежутка времени. Кривая населения стабильной популяции характеризуется тем,ч то численность младших возрастных групп выше, чем старших. В нестабильных популяциях на кривой населения численность старших возрастных групп будет выше, чем численность младших.

Условия стабилизации популяции

Рациональный промысел заинтересован в поддержании эксплуатируемой популяции на некотором относительно стабильном уровне, который обеспечивал бы получение постоянной величины уловов на протяжении неограниченного времени. В связи с этим появляются следующие вопросы:

1. какие условия необходимо соблюсти, чтобы популяция пришла в стабильное состояние;

2. каким образом величина смертности и интенсивность промысла влияют на стабилизацию популяции

3. чем определяется период, необходимый для перехода популяции в стабильное состояние в случае изменения характера воздействия на нее промысла.

Для ответа согласно основному уравнению Баранова, построим простейшую модель популяции, которая затем искусственно приводится в нестабильное состояние.

Анализ динамики модельной популяции позволяет сделать следующие выводы:

1. Популяция всегда приходит в стабильное состояние, если численность пополнения и смертность остаются постоянными. Этот вывод указывает, что для длительной стабильной эксплуатации популяции необходимо поддержание начальной численности популяции (пополнения) на определенном расчетном уровне, обеспечивающем достаточную величину уловов. Обычно данная задача решается определением минимальной численности запаса B_lim, которая может обеспечить необходимый уровень пополнения.

2. Период стабилизации популяции равен количеству возрастных групп и не зависит от начальной численности популяции и величины смертности. Обычно данный период равен максимальной продолжительности жизни рыб t_л. Таким образом, оценка воздействия каких-либо факторов на популяцию может быть произведена не ранее, чем через период, соответствующий максимальной продолжительности жизни рыб данной популяции.

Флюктуации численности популяций

Изучение реальных популяций показало, что закономерности динамики численности могут быть гораздо сложнее. В частности, очень часто наблюдаются такие изменения численности, которые могут подчиняться определенным закономерностям.

Флюктуации периодические и относительно закономерные колебания численности популяции под воздействием ряда факторов.

Выделяются два типа флюктуаций.

Флюктуации, обусловленные действием внешних факторов среды, из котроыхнаиболее важными являются условия воспроизводства. Ввиду периодических колебаний окружающей среды, связанных, например, с динамикой солнечной активности (приблизительно 11 лет), появляется урожайное поколение. В зависимости от величины естественной смертности это поколение существует в течение определенного времени и изменяет возрастную структуру.

Могут иметь место закономерные колебания структуры, cвязанные с фактором саморегуляции. Для окуня озер Северо Запада обнаружено, что в некоторых популяциях происходит периодическая смена доминирующих возрастных групп: в одни годы доминируют по массе неполовозрелые особи, а в другие половозрелые (Жаков, 1984).

Механизм таких флюктуаций объясняется тем, что повышени! рожайности молоди в отдельные годы приводит к усиленному выеданию ее своими же более крупными особями. Это влечет за собой снижение биомассы младших возрастных групп и увеличение биомассы старших особей.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение терминам «популяция», «стадо», «единица запаса»?

2. Что такое «кривая выживания» и какими факторами определяется ее форма?

3. Что такое «кривая населения» и какими факторами определяется ее форма?

4. Основное уравнения Баранова для динамики численности популяции?

5. Основное уравнения Баранова для динамики биомассы популяции, возраст «кульминации ихтиомассы»?

6. Основное уравнения улова?

7. Кривая улова и ее соотношение с кривой населения?

8. Стабильная и нестабильная популяция, их признаки?

9. Условия стабилизации популяции?

10. Что такое «флуктуации» в промысловой ихтиологии? Литература [2,3,4]

Тема 2. Промысел и его параметры

Промысел - процесс изъятия гидробионтов из среды их обитания при помощи различных орудий.

Особенности взаимосвязи в системе «запас-промысел»:

· Параметры промысла определяют его воздействие на запас.

· Запас, в свою очередь, определяет характер промысла.

· Точность оценки запаса определяется используемыми орудиями лова.

· Источником любой информации о запасе всегда выступает улов.

Классификация орудий лова и принцип действия орудий лова разного типа.

Действие всех орудий лова заключается в создании некоторой зоны, попав в которую рыба не может уже ее покинуть. Удерживающая зона создается различными способами (механическая преграда, лабиринт, удержание, лишение подвижности и т.п.).

Рыба может попадать в зону удержания в результате:

· управления орудием лова (правильный выбор конструкции, правильная ориентация в пространстве);

· управления объектом лова (привлечение, сбивание в плотные группы и направление рыбы в зону облова).

Все орудия лова делят на активные и пассивные.

По принципу действия и способу применения орудия промышленного рыболовства делятся на следующие группы.

Объячеивающие орудия лова. Эти орудия лова, представляющие, собой вертикально установленную в воде сетную стенку, выставляются на пути движения рыбы. Пытаясь пройти через эту преграду, рыба застревает (обьячеивается) в ячеях сети. Пройти через сеть рыбе мешают размеры ее тела,

которое по периметру сечения больше размеров ячеи, а выйти оттуда не позволяют жаберные крышки рыбы. Если размеры ячеи не соответствуют размерам рыбы, то такая рыба либо свободно пройдет через сеть, либо, не объячеившись, уйдет в сторону. Такие орудия лова чаще всего называют сетями или жаберными сетями.

При дрифтерном лове отдельные сети длиной 20-30 м и высотой 10-15 м соединяют одну с другой по 80 120 штук, в результате чего образуется дрифтерный порядок длиной 2 3 км. К верхней подборе сети крепят на поводцах резиновые буи. Изменяя длину поводцов, сети можно устанавливать на различной глубине. Дрифтерный порядок всегда стараются установить поперек пути перемещения рыбы.

Процесс лова дрифтерными сетями включает такие операции, как постановка порядка в определенном направлении, свободный дрейф судна с порядком по ветру и течению (6-12 ч) и выборка порядка с пойманной рыбой на борт судна.

Отцеживающие орудия лова. Принцип их действия заключается в том, что орудием лова в виде сетной стенки обметывают некоторую часть водоема, а потом орудие лова вытягивают на берег или подбирают к борту судна. Вода проходит сквозь ячеи сетного полотна (отцеживается), а рыба, не объячеиваясь, остается в орудии лова. Наибольшее распространение в этой группе орудий лова получил кошельковый невод сетная стенка большой длины (несколько сотен метров) и высоты (несколько десятков метров), которую выметывают с судна вокруг косяка рыбы. Низ невода снабжен кольцами, через которые проходит стяжной трос. Выбирая стяжной трос, стягивают низ невода и преграждают рыбе выход из него. С помощью специальных грузовых устройств стенки невода подбирают на судно, а оставшуюся рыбу рыбонасосом или каплером (больших размеров сетной конус на обруче) перегружают на судно. Лов рыбы такими неводами получил название кошелькового промысла. В настоящее время он широко используется в открытых морях и океанах. В качестве промысловых судов, работающих с кошельковым неводом, используют среднетоннажные суда (типа СРТР), специально приспособив их для этой цели. В последние годы появились крупнотоннажные суда водоизмещением более 4000 т для лова кошельковым неводом тунца.

Тралящие орудия лова. Принцип их действия заключается в том, что орудие лова в виде сетного конусообразного мешка буксируют по водоему, захватывая встречающуюся на пути рыбу. К тралящим орудиям лова относятся донные невода (снюрреводы), близнецовые тралы и собственно тралы.

Близнецовые тралы получили свое название от использования на лову двух одинаковых по типу судов близнецов. Эти суда, следуя параллельными курсами и с одинаковой скоростью, буксируют трал за два ваера. В этом случае горизонтальное раскрытие трала обеспечивается положением двух ваеров, а вертикальное плавом и грузом.

Трал буксирует одно судно. В этом случае горизонтальное раскрытие трала достигается с помощью распорных досок больших щитов, идущих под некоторым углом к потоку воды, а вертикальное за счет специальной оснастки трала грузом и плавом. Траловый промысел бывает донным и пелагическим (разноглубинным). В настоящее время траловый лов наиболее механизированный и перспективный вид промысла, который дает свыше 80 % всей добываемой рыбы в нашей стране.

Стационарные орудия лова. Это различной конструкции неподвижные ловушки, куда рыба входит свободно, а выход из них рыбе затрудняет лабиринт сетных стенок.

Наибольшее распространение в этой группе получили прибрежные орудия лова ставные невода. Это большая сетная камера с суживающимся или закрывающимся входом, в который рыба направляется с помощью сетной стенки крыла невода. Крыло устанавливают от берега до входа в ловушку.

Колющие орудия лова. Они разделяются на остроговые и крючковые. К первым относятся остроги, копья, гарпуны и др. В промышленном рыболовстве из перечисленных орудий лова этой группы применяли лишь гарпуны на китобойном промысле. Гарпуны снабжают разрывными гранатами и выстреливают из пушки. Разрываясь в теле кита, граната его убивает или тяжело ранит.

Крючковые орудия лова применяют в основном при ярусном промысле. Ярус (перемет) состоит из хребтины длинного (10-70 км) прочного троса с прикрепленными к нему на поводцах буйками и крючками. Поплавки удерживают ярус на заданной глубине. На крючки насаживают естественную или искусственную наживку. Работу с ярусом выполняют на специально оборудованных судах с ярусоподьемниками.

Прочие орудия лова. Сюда условно относят все орудия лова, не вошедшие в ранее описанные группы. Это в основном местные разновидности существующих орудий лова, однако некоторые из них, например, рыбонасосы, имеют важное значение в промышленном рыболовстве.

Параметры орудий промысла

Орудия лова характеризуются размерами, уловистостью, селективностью и единицами промыслового усилия.

Размеры орудия лова определяют величину зоны его действия. Набор параметров зависит от конструктивных особенностей того или иного орудия. Например, для разноглубинного трала обловленный объем определяют по формуле:

?? = ?????? (14)

где V - процеженный объем воды; a - вертикальное раскрытие трала; b - горизонтальное раскрытие трала; S длина ваеров.

Для ставных сетей объем зоны удержания рассчитывается по формуле:

?? = ????2???? (15)

где V - объем зоны удержания; l - длина одной сети; a - высота сети; n - количество сетей в порядке.

Уловистость - способность орудия удерживать пойманную рыбу. Определяется конструкцией орудия лова, его активностью, особенностями поведения объектов лова, иногда зависит от времени лова.

Уловистость орудия лова оценивается через коэффициент уловистости, который рассчитывается по формуле:

?? = ???? / ?? (16)

где q - коэффициент уловистости; Y_N - количество рыбы, пойманной данным орудием лова, N - общее количество рыбы в зоне действия орудия лова.

Практическое определение коэффициента уловистости является сложной задачей, поскольку:

1. Трудно определить общее количество рыбы в зоне действия орудия лова.

2. Коэффициент уловистости может меняться в зависимости от условий, в которых ведется промысел (сезон лова, температура воды и т.п.).

3. Коэффициент уловистости зависит и от вида рыбы: активные рыбы могут избегать активных орудий лова, но чаще попадаются в пассивные.

Дляоценкикоэффициентауловистостиможноиспользоватьметод мечения

?? = ?????????? / ?????????? (17)

Скорость движения рыб (В.А. Ионас, 1976)

?? = 1 ? ??0 ?? (18)

V₀ - скорость траления, при которой улов равен 0, V - фактическая скорость траления.

Параллельный облов двумя орудиями, коэффициент уловистости, одного из которых определен заранее, также часто используется для оценки уловистости тех или иных орудий лова.

Селективность - способность орудия лова улавливать рыбу разного размера. Она определяется для сетных орудий лова шагом ячеи, а для крючковых орудий - размером крючка.

Ячея сетных орудий лова имеет три измерения:

a - шаг ячеи - расстояние между центрами двух соседних узлов, когда ячея вытянута в жгут;

d - размер ячеи - расстояние между центрами противоположных узлов ячеи, когда ячея вытянута в жгут;

d_k - внутренний (конвенционный) размер ячеи - расстояние между внутренними краями противоположных узлов ячеи.

Коэффициент селективности - отношение количества пойманных рыб длиной L к максимальному количеству пойманных рыб, имеющих некоторую оптимальную длину L₀.

Кривая (огива) селективности - кривая, описывающая зависимоть коэффициента селективности от длины рыбы.

Для отцеживающих орудий лова кривая селективности имеет S-образную форму с точкой перегиба при длине L_c. В данном случае L_c определяет промысловый размер. Соответственно и шаг ячеи у таких орудий лова расчитывают с учетом объекта лова и его промысловой длины:

?? = ?????? (19)

где a - шаг ячеи; L_c.промысловая длина рыбы; b - видоспецифический коэффициент.

Кривая селективности объячеивающих орудий лова обычно имеет одновершинную форму с пиком, приходящимся на рыб определенной длины. Расположение пика зависит от шага ячеи. При длине слева от пика рыбы проходят через ячею и не улавливается, а при длине больше пиковой рыба избегает сетей, так как не проходит в них достаточно далеко для того, чтобы запутаться в сети.

Если сеть двухили трехстенная, совокупная кривая селективности такой сети может иметь 2-3 вершины.

Селективность крючковых орудий лова определяется способностью рыбы заглотить крючок с приманкой. Однако после достижения определенных размеров рыб селективность крючковых орудий лова резко снижается, поскольку крупная рыба либо игнорирует мелкий крючок, либо часто обрывает поводок. Таким образом для крючковых орудий лова левая часть кривой селективности будет иметь вид S-образной кривой, а правая - нисходящую форму.

Параметры промысла

Параметры промысла предназначены для оценки его интенсивности, результатов и степени воздействия на эксплуатируемый запас. К ним относят время лова, промысловая мощность, интенсивность промысла и величина промыслового усилия. Производной величиной является улов на единицу промыслового усилия.

Время лова (T_f) - это продолжительность ведения промысла в течение года. Может выражаться как в единицах времени, так и в количестве промысловых операций за определенный период (например, при характеристике промысла с помощью неводов).

Промысловая мощность -объем воды W_f или площадь водоема S_f, которая облавливается определенным видом промысла или типом орудий лова за единицу времени.

Промысловое усилие - количество усилий, затрачиваемых на ведение промысла. Выражается в количестве промысловых операций, отнесенных к единице времени. Примеры: час траления, сете-сутки лова, орудие-сутки лова (для ловушек), количество судов на промысле и т.п. Данный параметр часто выступает как выражение уровня промысловой смертности.

Интенсивность промысла I - отношение обловленной площади или объема воды к площади или объему всего водоема. Также может быть выражена через количество промысловых усилий, приходящееся на единицу площади водоема.

Улов на усилие (CPUE или Y/f, Catch perUnit Effort) - отношение величины улова к промысловому усилию, затрачиваемому на его добычу. Является важнейшей характеристикой системы запас-промысел», так как:

1. Величина определяет экономическую эффективность ведения промысла.

2. Улов на усилие может выступать некоторым показателем численности рыб, поскольку эта величина прямо пропорциональна численности и концентрации рыбы. Таким образом, через мониторинг динамики показателей уловов на усилие можно судить о динамике численности самого запаса.



Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение промысла?

2. Основные принципы действия орудий лова?

3. Классификация орудий лова?

4. Принцип работы отцеживающих орудий лова?

5. Принцип работы орудий лова-ловушек?

6. Принцип работы объячеивающих орудий лова?

7. Принцип работы крючковых орудий лова?

8. Параметры орудий лова?

9. Шаг ячеи, размер ячеи и конвенционный размер ячеи, их соотношение?

10. Уловистость орудий лова коэффициент уловистости?

11. Селективность орудий лова, кривые селективности орудий лова разного типа?

12. Какие параметры промысла используются для его оценки?

Литература [1,3,4]

Тема 3. Популяционные параметры

Любой промысел направлен на эксплуатацию продукционных свойств эксплуатируемой популяции рыбы. Поэтому для организации рационального рыболовства необходимо оценить основные характеристики популяции и выяснить, каким образом на них влияет рыболовство. Напомним, что в промысловой ихтиологии главным фактором, определяющим динамику популяций, принимается промысел. Все остальные биотические и абиотические факторы учитываются, как правило, лишь в той степени, в которой они могут повлиять на результаты рыболовства или прогноз вылова.

Параметры это некоторые показатели (или константы), которые описывают исследуемую популяцию.

Рассматривая популяцию как совокупность (систему) особей, можно применить системный подход к классификации параметров ее описывающих.

Популяционные параметры подразделяются на две группы статические и динамические.

Статические параметры популяции

Статические параметры характеризуют состояние популяции в некоторый момент времени. Их можно «увидеть», измерить, определить.

Например, проведя контрольный облов на водоеме, мы можем оценить плотность популяции, рассчитать ее величину (численность или биомассу), а также размерный или возрастной состав численность или биомассу отдельных размерных или возрастных групп. Соотнеся численности или биомассы особей, сгруппированных по какому-либо признаку, можно оценить тот или иной вид структуры. Все эти параметры существуют в данный момент времени.

Величина популяции в промысловой ихтиологии характеризуется численностью B_N и биомассой В_W, хотя с общеэкологической точки зрения для характеристики величины популяции используется целый набор показателей, знание которых может быть полезным и применительно к промысловым запасам.

Величина популяции может быть представлена в виде абсолютных и относительных показателей.

Абсолютная численность (B_N, N) - количество особей популяции в пределах ареала, водоема или промыслового участка. Единицы измерения -экз., тыс экз., млн экз.

Биомасса популяции (B_w, В) суммарная масса всех особей популяции.

Единицы измерения кг, т.

Промысловый запас (FSB) численность или биомасса популяции или ее части в пределах промыслового района, для которого устанавливаются единые правила регулирования промысла (ПРП).

Плотность или концентрация (Bn/S, Bw/S) характеризует величину популяции, отнесенную к единице пространства (площади или объема BN/V, BW/V). Единицы измерениями экз./м², экз./м³, кг/га.

Относительная численность. Относительная численность (или индекс численности b_N, b_W) -характеристика, наиболее широко применяющаяся в ихтиологии. Под относительной численностью понимается некоторая величина, пропорциональная абсолютной численности, когда коэффициент пропорциональности неизвестен.

В общем случае связь между абсолютной и относительной численностью может быть самой различной. Например, зависимость между численностью и величиной улова на усилие активного орудия лова трала или невода представляет собой простую линейную функцию. Такая же связь, вероятно, может существовать между численностью родительского стада и количеством отложенной икры (хотя из-за изменения соотношения между численностью половозрелой части популяции и молодью она иногда нарушается).

Следовательно, численность или концентрация икры может служить индексом численности популяции

Состав популяции

Состав это совокупность элементов, образующих рассматриваемую систему популяцию.

Состав может быть представлен в качественных и количественных показателях.

Качественный состав - это список групп особей, составляющих популяцию, выделенных по какому-либо признаку. Наиболее часто применяют следующие признаки, характеризующие качественный состав популяции:

· размеры рыб;

· возраст рыб;

· пол;

· стадии зрелости.

Могут применяться иные признаки для выделения типов качественного состава.

Количественный состав численность или биомасса отдельных групп популяции.

В соответствии с описанными типами качественного состава, каждая из выделенных градаций может характеризоваться определенным количественным показателем численности и ихтиомассы, например:

· размерный состав численность или ихтиомасса отдельных размерных групп;

· возрастной состав численность или ихтиомасса отдельных возрастных групп;

· половой состав численность или ихтиомасса особей различных полов;

· репродуктивный (генеративный) состав численность или ихтиомасса особей, находящихся на различных стадиях зрелости.

Все они имеют значение при анализе популяций. Например, прогноз появления высокоурожайного поколения, свидетельствует о возможном последующем увеличении улова после вступления его в эксплуатацию.

Наиболее важными показателями количественного состава являются промысловый запас, биомасса нерестового стада, эксплуатируемый запас, которые будут рассмотрены ниже.

Структура популяции

Структура это способ организации системы особей, составляющих популяцию. Структура характеризуется соотношением численностей или биомасс особей, сгруппированных по определенному признаку. При этом оказывается неважным, какова абсолютная численность или биомасса отдельных частей, имеет значение лишь соотношение между ними, выраженное в долях от единицы или процентах по отношению к общей численности:

Собственная структура характеризует способ организации популяции без учета ее связи с внешней средой. Собственная структура характеризует способ организации изолированной популяции. Эту популяцию можно изъять из водоема и оценить все виды собственных структур, описанных выше.

Экологическая структура определяется дифференциацией особей с учетом различия их экологических свойств.

К числу собственных структур могут быть отнесены следующие:

· размерная структура;

· возрастная структура;

· половая структура;

· репродуктивная структура;

· нерестовая структура.

Экологическая структура может быть сведена к нескольким наиболее важным.

Пространственная структура характеризует соотношение численности группировок рыб, обитающих в различных участках водоема. Для морей и внутренних водоемов наиболее характерно распределение, когда молодь обитает в прибрежной зоне, а взрослые рыбы в более глубоководной части водоема. Выделение пространственной структуры имеет важное значение в регулировании рыболовства. Например, типичными мерами являются: ограничение промысла на участках, где концентрируется молодь, запрет промысла на нерестилищах и путях миграций к ним, распределение квот и нормирование промыслового усилия в зависимости от пространственной структуры популяции.

Перейдя от популяции на уровень ихтиофауны, также можно выделить несколько видов пространственной организации, которая даже законодательно закреплена в Законе о рыболовстве. Выделяются следующие экологические группы рыб:

анадромные виды рыб, воспроизводящихся в реках, озерах и других водоемах Российской Федерации, совершающих затем миграции в море для нагула и возвращающихся для нереста в места своего образования;

катадромные виды рыб, проводящих большую часть своего жизненного цикла в водах Российской Федерации, в том числе во внутренних водах и в территориальном море;

трансграничные виды рыб, моллюсков и ракообразных, за исключением живых организмов «сидячих видов», а также другие живые ресурсы, встречающиеся как в исключительной экономической зоне, так и в находящемся за ее пределами и прилегающем к ней районе, которые являются единым ареалом обитания этих видов живых ресурсов;

трансзональные виды рыб, встречающихся в исключительной экономической зоне и в прилегающих к ней исключительных экономических зонах иностранных государств, которые являются единым ареалом обитания этих видов живых ресурсов;

далеко мигрирующие виды виды рыб и китообразных, способных совершать миграции на большие расстояния и встречающихся в промысловых

скоплениях как в исключительной экономической зоне, так и далеко за ее пределами.

Эколого-репродуктивная структура обусловлена дифференциацией популяции на части, отличающиеся по характеру размножения. Примером такой структуры может служить существование летней и осенней семги, озимых и яровых рас осетровых, карликовых самцов Лососевых.

Трофическая структура характеризует соотношение численности или ихтиомассы частей популяции, различающихся по характеру питания.

Промысловая структура представляет собой способ организации популяции с точки зрения взаимодействия с промыслом как экологическим фактором. В этой связи может быть, по крайней мере, две части популяции одну составляю те особи, которые не удерживаются орудиями лова и проскакивают через ячею; другую особи, которые улавливаются.

Динамические параметры популяции

Сами по себе статические параметры не остаются постоянными, а изменяются во времени. Появление в одном году урожайного поколения молоди влечет за собой изменение как количественного состава, так и всех видов структур. Скорость этих изменений описывает вторая группа параметров, которые называются «динамические». В свою очередь динамические параметры подразделяются на две группы.

Динамические параметры, измеряемые в единицах скорости. К ним относятся четыре параметра, используемых в уравнении Рассела:

1. рождаемость R (пополнение) скорость появления новых особей в популяции;

2. смертность Mскорость уменьшения численности популяции во времени;

3. весовой рост G скорость увеличения (или уменьшения) массы особей во времени;

4. вылов F скорость уменьшения численности популяции под воздействием промысла.

Имеются динамические параметры, выражаемые как эффект динамического процесса, происходившего в течение определенного периода времени (сутки, месяц, год).

К ним относятся:

продукция Р - прирост биомассы популяции (суммарный прирост массы всех особей) за определенный промежуток времени;

улов Y_N, Y_W суммарная численность или масса особей, изъятых промыслом из популяции за определенный промежуток времени.

Промыслово-биологические параметры

«Промыслово-биологическими» называются параметры, связанные с эмерджентными свойствами популяции, которые проявляются во взаимодействии ее с промыслом. Как было отмечено в главе, посвященной параметрам рыболовства, особенность мониторинга водных биоресурсов заключается в том, что параметры, за которыми происходит слежение, так или иначе преломляются через промысел селективные свойства орудий лова и организацию самого процесса. Многие из них в чистом виде в природе не существуют.

При этом данные параметры сами являются некоторой характеристикой промысла, и с их помощью может осуществляться адаптивное управление рыбохозяйственной системой. Не случайно большинство мер управления основывается не на данных о собственно добывающей базе или биологии эксплуатируемого запаса, а на анализе промыслово-биологических параметров

прилове молоди, изменении размерного и возрастного состава уловов, прилове целевого вида.

Промыслово-биологические параметры могут быть разделены на две группы статические, которые определяются непосредственно в процессе анализа улова, и интегральные, являющиеся производными статических параметров.

К числу статических параметров относятся величины уловов данного вида в поштучном и весовом выражении, состав улова в поштучном и весовом выражении, структура улова, которая может быть интерпретирована как собственная размерная, возрастная и экологическая, связанная с уловами других видов. В этом случае изучаемая популяция будет характеризоваться ее долей в улове.