автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.17, диссертация на тему:Совершенствование управления показателями, регламентирующими селективность рыболовства

//.-/У- /<?&>-/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (АГТУ)

УДК 639.2.081.1 На правах рукописи

СУДАКОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯМИ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИМИ СЕЛЕКТИВНОСТЬ РЫБОЛОВСТВА

Специальность 05.18.17 - Промышленное рыболовство

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель-

доктор технических наук А.В.Мельников

Москва, 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 4

ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ОЦЕНКИ СЕЛЕКТИВНЫХ СВОЙСТВ

ОТЦЕЖИВАЮЩИХ ОРУДИЙ ЛОВА 8

1.1. Способы оценки селективных свойств 8

1.2. Уточнение селективных свойств 12

1.3. Влияние различных факторов на селективные свойства 21

1.4. Основные причины и закономерности колебаний селективных свойств 29

1.5. Основные результаты и выводы 32

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОМЫСЛОВО-БИОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОСНОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИХ

СЕЛЕКТИВНОСТЬ ЛОВА 34

2.1. Современные методы оценки показателей, регламентирующих селективность лова 34

2.2. Математические модели для оценки показателей, регламентирующих селективность лова 39

2.3. Общие особенности выбора исходных данных и оценки показателей, регламентирующих селективность лова 44

2.4. Взаимосвязь показателей, регламентирующих селективность лова 50

2.5. Особенности объединения показателей, регламентирующих селективность рыболовства, для различных районов, сезонов

и объектов лова 58

2.6. Основные результаты и выводы 60

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ И СБОРА

СТАТИСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 62

3.1. Общая характеристика методики 62

3.2. Определение размерного состава улова и облавливаемых скоплений 63

3.3. Определение биометрических характеристик тела рыб 65

3.4. Определение коэффициента сжатия тела рыбы 66

3.5. Определение размера ячеи 66

3.6. Определение коэффициента соответствия формы ячеи форме

тела рыбы 67

3.7. Определение деформации ячеи 68

3.8. Определение селективных свойств сетных мешков 69

3.9. Оценка колебаний селективности 70 3.10.Оценка необходимого объема экспериментального и

статистического материала 71

3.И.Определение периода стационарности и оптимальных

размеров промысловых участков при решении задач селективности 71

3.12.Объединение экспериментального и статистического

материала 72

ГЛАВА 4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИХ

СЕЛЕКТИВНОСТЬ РЫБОЛОВСТВА 74

4.1. Общая характеристика регулирования 74

4.2. Регулирование селективных свойств сетных мешков 75

4.3. Особенности влияния некоторых факторов на расчетный

размер ячеи 78

4.4. Особенности регулирования размера ячеи сетных мешков 83

4.5. Особенности регулирования промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров 90

4.6. Основные результаты и выводы 93

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСОБЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ РЫБОЛОВСТВА 95

5.1. Общая оценка состояния исследований по управлению селективностью рыболовства 95

5.2. Основные практически важные проблемы управления селективностью рыболовства 102

5.3. Организация работ по управлению селективностью рыболовства 109

5.4. Основные результаты и выводы 114

Общие результаты и выводы 116

Литература 117

Приложения 126

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Лов рыбы в промысловых водоемах обычно ограничивают Правила регулирования рыболовства и конвенционные соглашения по рыболовству. Регламентирующие лов документы сыграли и продолжают играть важнейшую роль в сохранении и рациональном использовании запасов промысловых объектов.

Существенное значение в таких документах играет регламентация показателей селективности лова - размера ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров. В основу существующих требований в отношении селективности лова обычно положено биологическое обоснование промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров, которое содержится в работах многих известных ученых -П.В. Тюрина, Л.С. Бердичевского, Г.В. Никольского,Р. Бивертона и С. Холта, У.Е. Риккера и многих других. Такое обоснование направлено на сохранение запасов биологических ресурсов водоемов и, несмотря на некоторые недостатки мер регулирования рыболовства на его основе, имеет важнейшее значение для рыбохозяйственной науки и практики.

В известной степени удовлетворяя требованиям сохранения запасов, биологическое обоснование не учитывает некоторых проблем их рационального использования, например, влияния мер регулирования селективности рыболовства на величину улова, на гибель рыб после ухода через ячею, на объячеивание рыбы в отцеживающих орудиях лова и ловушках. Вот почему в последние годы, наряду с методами биологического обоснования показателей селективности рыболовства, развиваются методы

промыслово-биологического обоснования этих показателей. В основу одной из групп таких методов положены основные уравнения селективности сетных мешков, разработанные А.В. Мельниковым, которые увязывают между собой все регламентирующие селективность лова показатели. Однако пока такие уравнения используют в основном для оптимизации размера ячеи сетных мешков, сливов и садков. Лишь в работах A.B. Мельникова рассмотрены особенности решения некоторых задач промыслово-биологического обоснования мер регулирования рыболовства в отношении селективности орудий

лова.

В нашей работе основные уравнения селективности использованы для промыслово-биологического обоснования всех показателей, ограничивающих селективность лова, что имеет большое теоретическое и практическое значение. Из-за обширности проблемы промыслово-биологическое обоснование в работе рассмотрено только для отцеживающих орудий лова и ловушек при облове одновидовых скоплений рыб.

Цель и основные задачи исследований. Основной целью работы являлось совершенствование методов промыслово-биологического обоснования размера ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров как мер регулирования лова при отцеживании рыбы сетным полотном.

Основные задачи исследований:

- уточнение математических моделей для оценки селективных свойств сетных мешков;

разработка теоретических основ раздельного и совместного промыслово-биологического обоснования показателей, регламентирующих селективность рыболовства;

- установление характера и степени взаимосвязи размера ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров;

- анализ влияния основных факторов на показатели, регламентирующие селективность рыболовства;

- разработка методики регулирования размера ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров как мер, ограничивающих рыболовство;

- анализ основных практически важных проблем управления селективностью рыболовства и организационных форм их решения.

Научная новизна работы. Научная новизна работы в целом заключается разработке теоретических и практических основ промыслово-биологического управления размером ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб непромысловых размеров как показателей регулирования рыболовства. В частности, уточнены селективные свойства сетных мешков, сливов и садков, предложена система математических моделей для оценки этих показателей, уточнена взаимосвязь между ними, получены более полные и достоверные данные о влиянии всех основных факторов на

рассматриваемые показатели, их колебаниях в пространстве и времени, разработаны технические и организационные основы регулирования этих показателей при различных ограничениях на селективность рыболовства и требований к селективности.

Практическая ценность и реализация работы. Практическая ценность работы в целом состоит в совершенствовании способов и методов практического регулирования селективности рыболовства, проверки качества известных и разработки новых Правил регулирования, конвенционных соглашений и других документов, регламентирующих селективность рыболовства, оптимизации селективности при проектировании орудий лова, решения задач с учетом взаимосвязи селективности, интенсивности и эффективности рыболовства. В частности, материалы диссертации позволяют более точно оценивать селективные свойства сетных орудий лова, учитывать показатели эффективности рыболовства и гибель рыб в результате лова при разработке Правил регулирования рыболовства в отношении размера ячеи, промысловой меры на рыбу и допустимого прилова рыб промысловых размеров, своевременно уточнять эти правила при изменении условий лова, более эффективно осуществлять контроль за выполнением Правил.

По результатам исследований разработаны методические рекомендации по промыслово-биологическому обоснованию показателей, регламентирующих селективность рыболовства, которые используют в практике работы некоторых НИИ рыбного хозяйства, межведомственной ихтиологической комиссии, ряда кафедр Астраханского ГТУ.

Материалы исследований используются также в дисциплинах "Управление запасов промысловых рыб и охрана природы", "Теоретические основы лова рыбы", "Устройство орудий лова и технология добычи рыбы", "Теория и проектирование орудий лова", при подготовке аспирантов по специальности "Промышленное рыболовство".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях АГТУ в 1994-1998 гг., Калининградского ГТУ, на Первом конгрессе ихтиологов России (Астрахань, 1997), на 3-й международной научнотехнической конференции "Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре" (Астрахань, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ и методическая разработка "Промыслово-биологическое обоснование показателей, регламентирующих селективность рыболовства".

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 9 рисунков, 7 таблиц, состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 101 публикацию на русском и иностранных языках, приложения.

ГЛАВА 1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ОЦЕНКИ СЕЛЕКТИВНЫХ СВОЙСТВ ОТЦЕЖИВАЮЩИХ ОРУДИЙ ЛОВА

1.1. Способы оценки селективных свойств

1.1.1. В изучении селективных свойств сетных мешков, сливов и садков (в. дальнейшем - сетных мешков) можно выделить два периода. Первый из них характерен экспериментальными исследованиями селективности, изучением механики прохождения рыбы через ячею, оценкой селективных свойств различными кривыми, установлением характера, а иногда и степени влияния различных факторов на селективные свойства (Баранов, 1960; Бивертон, Холт, 1969; Ефанов, 1977; 1985; Толмачев, 1968; 1981; Трещев, 1964; 1974; Шевцов, 1972; 1975; 1985; Шевченко, 1970; Clark, 1963; Jons, 1963; Margetts, 1965; Robertson, 1983). Из-за сложности процессов селективного отбора рыбы теоретические исследования этого периода дали сугубо ориентировочную оценку селективности, а экспериментальные носили частный характер, не позволили объяснить ряд особенностей селективных свойств сетных мешков и, главное, разработать достаточно точные количественные методы оценки таких свойств. Более того, в этих исследованиях практически не учитывали большое влияние на селективные свойства сетных мешков размерного и видового состава облавливаемых скоплений и величины улова, различие селективных свойств ячеи и сетного мешка. Сделаны неточные выводы об эквивалентной замене размера ячеи, например, при переходе на сетематериалы с иными свойствами, не установлены основные причины больших колебаний селективных свойств сетных мешков.

Трудоемкость экспериментального изучения селективных свойств сетных мешков и проблемы с объяснением полученные результаты затрудняли, в частности, использование полученных результатов для регулирования рыболовства, разработки гибких правил регулирования рыболовства и конвенционных соглашений. Более того, из-за неспособности объяснить результаты экспериментальных исследований иногда предлагают вообще отказаться от регулирования селективности рыболовства, несмотря на многовековой опыт регламентации селективности.

Второй период в изучении селективности характеризуется разделением селективности ячеи и сетных мешков в целом, разработкой, полуэмпирических моделей для изучения селективности, количественной оценкой характера и степени влияния на селективность размерного состава облавливаемых скоплений, биометрических характеристик тела рыбы, деформации ячеи, величины улова, производительности лова и т.д. (Мельников, 1983(а); 1985; 1986(6); 1986(в); 1991). Эти исследования позволили значительно более полно и точно оценить селективные свойства при отцеживании рыбы сетным полотном, установить особенности влияния на них основных факторов, изучить селективные свойства не только сетематериалов из комплексных нитей, но также из мононитей, а также сетематериалов с различной формой ячеи, оценить некоторые закономерности колебаний селективности, пути оптимизации.

1.1.2. Из характера процесса селективного отбора рыбы следует, что кривая селективности ячеи 8Я(1) и кривая селективности сетного мешка Бм(1) близки к логистической кривой.

Уравнение логистической кривой для доли рыб, не подверженных селективному действию ячеи, (^<0,5 полезно записать через параметры кривой ка, Оа, и внутренний размер ячеи А (Мельников, 1985). С учетом этого кривая селективности сетного мешка

1 - «не

зм(1)=--------------------------------------------+(Хнс, (1Л)

0,5 2(КЗМА -1) 2(0,75-Онс)

1+ехр[1п---------+ ----------1п-----------]

0,5- (Хлс Бзм 0,5 -

Считая в выражении (1.1.) а^ = 0, получим функцию кривой селективности ячеи 8Я(1), которая по внешнему виду близка к кривой нормального распределения.

Характер кривой селективности ячеи и сетного мешка можно уточнить, если диапазон селективности рассматривать раздельно в интервале от 10.25 1о.5 и от 1о,5 ^0.75 (Мельников, 1985). С учетом такого уточнения нижняя половина кривой селективности поднимается круче, чем верхняя, а сама кривая становится более асимметричной.

Долю рыб, не подверженных селективному действию сетного мешка обычно определяют по формуле (Мельников, 1985):

А - al0

Онс = ехр[- --------1п( 0,15 + 0,251g Q4] , (1.2)

a(lH - lo)

кп кс (1 + Ея)

где а = --------------; кп - коэффициент полноты тела

^ Kq Ж

рыбы; ксж - коэффициент сжатия тела рыбы; кс - коэффициент соответствия рабочей формы ячеи форме поперечного сечения тела рыбы; ея - рабочее относительное удлинение ячеи с внутренним размером А; 10 и 1н - длина рыб, соответствующая накопленной частоте встречаемости среди попадающих в сетной мешок 0,02-0,05 и 0,13-0,25.

Коэффициент селективности сетного мешка, по А.В. Мельникову

(1985)

1 - (ХнС (1 - 0,1/ кп) кс

кзм=------------------------------ (1 + ея). (1.3)

1 - Cífj с кп кс ж

По данным того же автора диапазон селективности сетного

мешка

0,2 кс (1+ ея )

D.4M = ------------------ А • (1.4)

Jsu

( 1— OÍh с ) Кп Кс ж

Известны уточненные выражения для параметров кривой селективности сетных мешков, которые незначительно влияют на результаты расчетов кривой селективности (Мельников, 1988).

1.1.3. Из проблем селективности орудий лова наиболее изучена, рассмотренная выше селективность концентрирующих частей отцеживающих орудий лова и ловушек.

Однако необходимость повышения эффективности орудий лова, оценки запасов, оптимизации использования запасов, в том числе

- И -

путем уточнения показателей регламентирующих рыболовство, потребовали изучения общей селективности орудий лова, которую принято называть дифференциальной уловистостью. Дифференциальную уловистость исследуют сравнительно недавно (Карпенко, 1983; Карпенко, Гюльбадамов, 1983; Карпенко и др., 1984; Карпенко, Дудов, 1985; Карпенко, Степанов, Гюльбадамов, 1993; Трещев, Карпенко, Ефанов, 1979). При этом основное внимание уделяют экспериментальным методам оценки дифференциальной уловистости и применению полученных результатов для решения задач теории лова и теории рыболовства.

Дальнейшее развитие проблемы дифференциальной уловистости нашли в работах В.Н. Мельникова (1981, 1991) и А.В.Мельникова (1988, 1990).

В работах первого проблемы дифференциальной уловистости рассмотрены в связи с разработкой математических моделей процессов лова, а дифференциальная уловистость орудий ■ лова определяется через вероятности ухода рыбы на различных этапах лова. Рассмотрены также способы определения таких вероятностей.

Более подробно проблемы дифференциальной уловистости рассмотрены в работах А.В. Мельникова. Он показал, что дифференциальная уловистость в общем случае зависит от биологических, геометрических, биомеханических, биофизических факторов, дал ориентировочную оценку соотношения между составляющими дифференциальной уловистости для процесса лова в целом и на отдельных этапах лова, отметил преобладающую роль селективности ячеи среди составляющих дифференциальной уловистости с