Регулирование многовидового рыболовства на основе математического моделирования (стр. 47 )

В теории смешанного промысла иногда употребляется термин «метье» (métier – из французского «профессия»), означающий сочетание типа и размера судов, орудия лова, целевого вида (или целевых видов), пространственной области и сезона промысла (Mesnil and Shepherd, 1990). Примеры метье: прибрежное придонное траление, мелкоячейный промысел креветки, лов жаберными сетями в некотором подрайоне или в один из сезонов и т. д. Понятие метье более общее и гибкое, чем флот. Отдельные суда данного флота при регулировании промысла могут быть отнесены к разным метье в зависимости от выбранного целевого вида или сезона работы. При моделировании качественные изменения в рыболовной практике оцениваются как переход от одного метье к другому.

Для работы с моделью смешанного промысла требуется детальная промысловая информация по каждому флоту (или по каждому метье) и каждому виду. Большинство моделей смешанного промысла строится с учетом возрастной структуры, для этих моделей нужны данные по величине улова каждого вида, полученного каждой категорией флота, возрастной состав этих уловов, распределение промыслового усилия между разными метье, селективность разных орудий лова S(a), селективные характеристики выбросов. Иногда вместо функции S(a) используется селективность, зависящая от размеров вылавливаемых рыб S(L). Основные характеристики системы запас-промысел оцениваются по ретроспективным когортным моделям оценки запасов и с помощью детального анализа промысла, и сами модели смешанного промысла направлены на прогнозирование состояния такой системы при разной величине промыслового усилия и разном распределении усилия между флотами с целью определения его оптимального значения и распределения по флотам.

Проблема разделения промыслового усилия между промысловыми запасами (видами) по-разному решается разными исследователями. В одном случае (пример – простейшая модель Т. Хорвуда (Horwood, 1976)) считается, что усилие, прилагаемое к одному виду, пропорционально доле этого вида в общей биомассе запасов – уравнение (3-5) в гл. 3.

Альтернативный подход был применен (1981): к каждому запасу независимо от его величины и вида прилагается одно и то же промысловое усилие – это общее (или стандартизированное) промысловое усилие добывающего флота, а не доля этого усилия, равная доле вылова этого вида в общем улове. При одном и том же приложенном усилии уловы разных видов различны – это результат различий коэффициентов улавливаемости. Предлагаемый метод основан на следующих упрощающих предположениях: промысел каждого вида является уравновешенным (вылов равен естественному приросту биомассы), не учитываются возрастная структура видов и селективность промысла, виды взаимодействуют только технологически, соотношение видов в улове и в запасе не меняется во времени, виды имеют одну и ту же ценность. При этих условиях в качестве целевого критерия правомерно принять максимальный суммарный вылов в районе. В этом случае уравновешенный вылов i-го вида рассчитывается как

(ai и bi– постоянные параметры),

а суммарный вылов равен . Эти уравнения соответствуют уравнениям равновесной модели Шеффера (Shaefer, 1954). Максимальный общий улов при этом равен и достигается он при величине усилия .

С помощью этой простой модели показано (Бабаян, 1981), что максимальный суммарный вылов меньше, чем сумма максимальных уловов отдельных запасов даже и при отсутствии биологических взаимодействий между видами.

Отметим, что в этих моделях не ставилась задача разделения промыслового усилия между отдельными флотами или метье. Этому разделению посвящена большая группа более поздних работ.

В "гибридной" модели многовидового и многофлотового промысла (Mesnil and Shepherd, 1990) используются данные не только по возрастному составу уловов, но и по размерному распределению рыб в уловах каждой возрастной группы. Модель построена в строгой временной шкале, связанной с возрастными группами со ссылкой на календарные годы и позволяет делать краткосрочные прогнозы. Переменный по возрастам коэффициент естественной смертности M(a) для каждого вида является грубым приближением к описанию биологического взаимодействий между видами, поскольку эта модель не учитывает межгодовую изменчивость этого параметра, обусловленную его зависимостью от величины запаса и возрастной структуры хищников. В этой модели использованы зависимости разных параметров от длины особей: селективность каждого флота (метье), доля выбросов для каждого вида, темп созревания особей. Коэффициенты выживания выбросов предполагаются постоянными для всех возрастов одного вида. Режимы промысла (усилие, размер ячеи, размеры выгрузок) определяются пользователем для каждого метье и применяются к запасам для каждого прогнозного года. Результаты прогноза моделируемых режимов промысла выдаются по видам и по флотам в единицах биомассы или стоимости. Выдается также суммарный результат для всех видов и для всего промысла или района.

Примерно в те же годы разработана модель смешанного промысла придонных рыб залива Мэн (северо-восток США) (Murawski et al., 1991), включающая промысел 14 видов рыб шестью промысловыми системам (флотами). В качестве примера ниже приведены основные черты разработанного этими авторами алгоритма.

Отдельные флоты (или метье) различаются не только типом ОЛ (тралы и жаберные сети), но и размером ячеи тралов, и районом работы судов. Модель включает следующие технологические взаимодействия:

·  мелкоячейный флот выбрасывает выловленных особей мелких размеров тех видов, которые являются целевыми для крупноячейного флота;

·  крупноячейный флот выбрасывает рыб, размеры которых меньше разрешенных;

·  разные промыслы конкурируют за одни и те же возрастные группы видов.

Суда одного и того же типа могут специализироваться на промысле разных видов (например, суда с мелкоячейными тралами направлены на креветку или на серебристого хека или на другие виды и т. п.) или работать в разных подрайонах, т. е. такие промысловые системы можно называть "метье".

Главная цель моделирования смешанного промысла в этом случае – оценить долговременные изменения уловов и запасов, которые ожидаются при разных уровнях стандартизированного промыслового усилия и при различном его распределении между отдельными конкурирующими флотами. Технологические взаимоотношения многовидовой и многофлотовой системы исследуются в условиях равновесия (Murawski et al., 1991), а именно – анализируется влияние различного распределения промыслового усилия между флотами на долгосрочный средний общий вылов (или выражение общего вылова в денежных единицах), в анализ включены функции селективности уловов и выбросов.

Для каждого вида определяется БО управления по биомассе как доля от величины SSB, соответствующей максимуму функции запас-пополнение R(SSB). В данной системе существуют значительные выбросы, и для каждого вида улов равен сумме выгрузок и выбросов. Из-за сезонности промысла в данном районе в модели вводится индекс квартала и расчеты проводятся с квартальным шагом.

Рассмотрим некоторые соотношения, используемые для определения БО смешанного промысла, для упрощения исключив в формулах индекс квартала. Распределение промыслового усилия по видам, возрастам и флотам записывается в виде

(7-5)

где a, s и f – индексы возраста, вида и флота соответственно,

PEf – доля общего стандартизированного промыслового усилия Efftot, приходящаяся на флот f (стандартизация промыслового усилия проведена предварительно с учетом ОЛ и разных размеров и мощности судов),

PRa, s,f··qs, f –произведение, в котором первый множитель – безразмерное возрастное распределение коэффициента промысловой смертности вида s от флота f, а второй – коэффициент улавливаемости вида s орудиями лова флота f.

Для каждого сочетания индексов a, s и f выгрузки на пополнение равны

(7-6),

а выбросы на пополнение равны

(7-7).

Здесь Ns, a – численность запаса, WL и WD – средняя масса особи указанного вида и возраста в выгрузках и в выбросах флота f соответственно, а PL и PD – доля улова, оставшаяся после выбросов, и доля выбросов для того же флота, обе зависят от возраста.

Суммирование уравнений (7-6) и (7-7) по возрастам дает оценки выгрузок и выбросов для каждого вида и каждого флота.

Биомасса нерестового запаса вида s на единицу пополнение выражается как

, (7-8)

где PM – доля половозрелых особей, WS – средняя масса особи в нерестовом запасе.

Функция запас-пополнение для всех видов описывается моделью Дж. Шепарда (Shepherd, 1982)

(7-9)

Параметры функции пополнения α и β для каждого вида оцениваются заранее.

Из (7-8) и (7-9) получается формула . Подставляя в эту формулу величины запаса на пополнение из (7-8), получаем оценки нерестового запаса вида s, а затем рассчитываем численность пополнение как

(7-10).

Затем рассчитываются общие выгрузки и общие выбросы для каждого вида умножением (7-6) и (7-7) на Rs. Таким образом, этот алгоритм является многовидовым расширением алгоритма построения функций запаса на пополнение и улова на пополнение для одного вида.