CC BY
109
2009
Известия ТИНРО
Том 157
УДК 639.2.081.1
О.М. Лапшин*
Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17
ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТА УЛОВИСТОСТИ УЧЕТНЫХ ТРАЛОВ
Выполнен анализ подходов к определению коэффициента уловистости траловых орудий лова. На примере таких параметров, как "коэффициент уловистости орудия лова" и "зона действия орудия лова", показаны различия в их интерпретации двух научных подходов: "механистического" и "поведенческого". Обоснована необходимость ревизии существующих подходов к определению коэффициента уловистости траловых орудий лова в целях повышения достоверности процедур учетной съемки промысловых гидробионтов.
Ключевые слова: коэффициент уловистости, зона действия орудия лова, поведение и плотность распределения рыб, учетные тралы.
Lapshin O.M. Approaches to catchability coefficient determination for survey trawls // Izv. TINRO. — 2009. — Vol. 157. — P. 247-260.
The problem of survey trawls catchability coefficient determination is considered. The most important factors that may lead to understanding the nature of the catchability coefficient are well-known but the difficulties in determination the influence of them on determination of this coefficient for survey trawling fishery are numerous. The factors influencing the value of catchability coefficient are type of trawl, fish's species-specific features, type of biotope, time and season of trawling, speed of trawling, and some others. Usually the catchability coefficient is assumed as a constant, though there are evidences of its dependence on fish abundance. Experimental data on determining catchability of trawls are few. So, two approaches catchability coefficient estimation are discussed: the first considers fish as mechanical obstacle, and the second takes into account their behavior and distribution in the effective area of trawling known from hydroacoustic, television observation or tagging.
Key words: catchability coefficient, effective area of fishing gear, fish behavior, fish distribution, survey trawl.
Введение
Определение величины запасов промысловых рыб основывается на данных, получаемых от учетных рыболовных систем, включающих собственно учетные орудия лова, гидроакустические и телеметрические технические средства, научно-исследовательские суда, промысловые механизмы и т.д.
Среди элементов учетной рыболовной системы основное место занимают учетные орудия лова, с помощью которых получается исходная информация для определения численности и распределения объекта лова. Параметром, описывающим эффективность орудий лова и степень изъятия объекта лова из запаса,
* Лапшин Олег Михайлович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: lapshin@vniro.ru.
является "коэффициент уловистости орудий лова" и сопряженные с ним параметры, такие как "зона действия орудий лова" и "плотность распределения объекта лова".
Целью данной работы являлась оценка различных подходов при определении коэффициента уловистости учетных тралов.
Результаты и их обсуждение
Понятие "уловистость орудия лова" первоначально было определено основоположником промышленного рыболовства и промысловой ихтиологии в России Ф.И. Барановым, который в работе "Техника неводного лова" (1913; цит. по: Баранов, 1960) писал, что уловистость невода, если под этим термином понимать отношение количества рыбы, вылавливаемой неводом за некоторый промежуток времени, к количеству рыбы, проходящей по реке за это же время, можно определить совершенно независимо от каких-либо предположений о деталях процесса лова, сделав два общих допущения:
1) лов рыбы производится непрерывно,
2) уловистость двух сравниваемых тоней, расположенных непосредственно одна за другой, одинакова. В этом определении следует обратить внимание на то, что уловистость орудия лова можно определить совершенно независимо от каких-либо предположений о деталях процесса лова.
Позже, Ф.И. Баранов (1960), вводя понятие "уловистость трала", утверждал, что объективным показателем работы трала может быть отношение количества пойманных рыб ко всему количеству рыб, находившихся на обловленной площади, характеризующее абсолютную уловистость трала — данного трала для данной рыбы. Таким образом, для траловых орудий лова он определил коэффициент уловистости ф (в настоящее время у ряда исследователей он обозначается символом у, кс или q) как отношение количества пойманных рыб к количеству находящихся в зоне действия орудия лова:
Ф = Q/N, (1)
где Q — количество рыб в улове; N — количество рыб, находящихся в зоне действия орудия лова.
Коэффициент уловистости — интегральный параметр, который характеризует эффективность работы орудия лова в целом. Для трала это означает, что соотношение улова к количеству рыбы, находящейся в зоне действия орудия лова, определяется воздействием траловых досок, подбор, формой устья трала, размерами ячей в различных частях трала, наличием (отсутствием) селективных (сортирующих) систем, скоростью траления и т.п. Часто бывает трудно, а порой и невозможно выделить влияние того или иного фактора на величину коэффициента уловистости.
Как часто бывает на определенных стадиях развития научной дисциплины, при определении понятия "зона действия орудия лова" и интерпретации понятия "коэффициент уловистости" среди ученых в области промышленного рыболовства и промысловой ихтиологии началось множественное толкование этих терминов, приведшее вначале к смещению, а затем к замене смысла понятий. Нам представляется возможным выделить два подхода, различающихся по интерпретации понятия "коэффициент уловистости": "механистический" и "поведенческий".
По причине слабой изученности вопроса поведения рыбы в зоне облова представители "механистического" подхода при оценке уловистости были вынуждены вводить комплекс допущений и предположений. Большинство исследователей делали акцент на установление связей между техническими параметрами орудия лова и уловистостью и "убрали с глаз долой" как вопросы поведения рыбы в зоне облова, так и сам процесс облова рыбы. Ф.И. Баранов (1960) считал
эти соображения "несколько наивными", так как рыба, в сущности, рассматривается как неодушевленный предмет, пассивно взвешенный в толще воды.
Некоторые отечественные представители "механистического" подхода: А.И. Трещев, В.Н. Войникайнис-Мирский, В.Н. Честной, В.А. Ионас, Н.Н. Андреев, Ю.В. Кадильников, А.В. Засосов, Ю.С. Сергеев, А.Л. Фридман, М.М. Ро-зенштейн и др.
Формула для определения уловистости трала в интерпретации А.И. Треще-ва (1983) выглядит следующим образом:
pF V
Р^^, (2)
rV
р
где p — плотность концентрации рыб в зоне облова, шт./м2; r — расстояние, с которого рыбы проявляют двигательную реакцию относительно приближающегося трала, м; Ур — скорость движения рыб в трале, м/с; Утр — скорость траления, м/с; Fу — размер устьевой части трала, м2. Условие поимки рыбы: Утр > Ур. Из выражения (2) следует, что для значения r = 0 или Ур = 0 величина ф не определяется, но подобные случаи часто встречаются на практике. С другой стороны, А.И. Трещев учитывает поведение рыб в зоне действия трала, характеризуя его скоростью движения рыб в трале и расстоянием реакции рыб на трал. Но, во-первых, непонятна размерность коэффициента уловистости (получается — штуки на метр), во-вторых — что в этом выражении характеризует величину улова?
В.А. Ионас (1966) при дальнейшей интерпретации выражения (1) для тралов исходит из следующего: уловистость (абсолютная) трала зависит от его геометрии, скорости траления и поведения объекта лова. Причем поведение рыбы, уходящей от трала, он характеризует двумя параметрами: расстоянием, на котором особь ощущает трал как опасность, и скорость ее ухода из зоны облова трала. Если обозначить количество рыб, ушедших из зоны облова, m и получить n = N - m, то выражение (1) принимает вид
ф = 1 —. (3)
N
В.А. Ионас вводит понятие "нулевой скорости траления" (скорости, при которой трал уже не ловит рыбу) и представляет зависимость (4) уже в виде
ф = 1 - (4)
v
Использовать выражение (4) на практике он предлагает принимая нулевую скорость траления трески равной примерно 2,0-2,5 уз, а обычную промысловую скорость — 3,0-3,5 уз, в среднем получается ф = 0,3. Выделив основной параметр тралового лова — соотношение скорости ухода рыбы из зоны облова трала и скорости траления, В.А. Ионас (1966) получил некоторое численное значение коэффициента уловистости, но в нем трудно увидеть следы классического коэффициента уловистости. Во-первых, скорость ухода объекта лова меняется не пропорционально скорости траления (а значит и коэффициент уловистости будет изменяться в очень большом диапазоне), во-вторых, из расчетов выпадает зона действия (облова) орудия лова (что представляется недопустимым), в-третьих, величины улова и скорости траления связаны по-разному для различных объектов лова.
Позднее В.А. Ионас (1967) для определения уловистости тралов предложил следующее выражение:
i cPir4 ^
v =1---, (5)
pSv
где С — безразмерный коэффициент; pj — число рыб в единице протраленного объема, среагировавших на трал как на опасность, шт.; r — расстояние, на котором рыба среагировала на трал и начала уходить от него со скоростью vp, м; p — плотность облавливаемых скоплений, шт./м3; S — площадь устья трала, м2; v — скорость траления, м/с.
Положим, что объект лова не реагирует на трал и его скорость ухода равна нулю. Тогда, по В.А. Ионасу, коэффициент уловистости равен единице. Это произойдет только в том случае, если весь трал, начиная от устья, будет мелкоячей-ным. В реальных тралах, где мелкоячейная часть начинается с меньшего сечения, чем устье, при неподвижной рыбе будут захвачены только те особи, которые находятся на пути мелкоячейной части, т.е. при превышении размера скопления по отношению к раскрытию мелкоячейной части соответственно уменьшится доля пойманных рыб (коэффициент уловистости меньше единицы) (Карпенко, 2000; Карпенко и др., 2006). Следовательно, и в этой интерпретации формула, предложенная В.А. Ионасом, не работает.
A.Л. Фридман (1981) предложил несколько иное соотношение, а именно:
F v
V = 1 ——, (6)
Fv
где Fovo — минимальная или "нулевая" характеристика траления; Fv — площадь устья и скорость траления (характеристика траления).
Значение коэффициента уловистости по А.Л. Фридману для этого случая остается неизменным, поскольку в формулу (6) не входит такой показатель, как скорость рыбы.
Практическое применение формул В.А. Ионаса и А.Л. Фридмана для расчета уловистости тралов затруднено и неопределенностью переменных, таких как "число рыб, среагировавших на трал как на опасность", и "нулевая характеристика". Поэтому А.Л. Фридман (1981) неслучайно, касаясь уловистости трала, замечает, что многие аспекты этого вопроса еще недостаточно ясны, например, возможность обратного выхода рыбы из трала в процессе лова, влияние гидродинамических и мутьевых шлейфов, образуемых кабелями, и др.
B.Н. Честной (1977) приводит другую формулу для определения уловистос-ти тралов:
lv
V = 1--Ч (7)
roVn
где l — расстояние, которое проходит трал за время t (в часах) от начала бегства рыб до момента их поимки, двигаясь со скоростью v (в метрах в секунду) (l = vt), м; ro — коэффициент пропорциональности; vp — скорость перемещения рыбы, м/с; n — число рыб в зоне облова.
В формулах В.А. Ионаса и В.Н. Честного отсутствует величина улова, что уводит данные выражения от классического определения Ф.И. Баранова.
Другие ученые (А.В. Засосов, Ю.С. Сергеев, В.Н. Войникайнис-Мирский, М.М. Розенштейн) оценивают величину коэффициента уловистости, исходя из определения частных коэффициентов уловистости, характеризующих последовательные этапы процесса облова рыб тралом.
Коэффициент уловистости орудия лова представляется ими в виде двух или трех частных коэффициентов уловистости, характеризующих последовательные этапы процесса облова рыбы тралом и зависящих от биологических характеристик объекта лова.
Например, В.Н. Войникайнис-Мирский (1969) предлагает делать оценку ф исходя из "управляющего воздействия" (а) и "коэффициента захвата" (ß). Тогда
Ф = а ß, (8)
при этом "управляющее воздействие" трала выражается как:
а = N/N, (9)
где N — количество рыб из числа N, оказавшихся в зоне влияния устьевой части трала.
"Захватывающее воздействие" трала выражается как:
ß = Q/N, (10)
где Q — количество рыб в улове.
Выполним развернутое представление данной формулы:
ф = ар = = Q, (11)
Y N NK N
которое возвращает нас к классическому выражению Ф.И. Баранова, но не дает никакого дальнейшего алгоритма по практическому определению данного коэффициента.
В.Н. Лукашов (1972) считал, что в классическом уравнении уловистости Ф.И. Баранова не представлено в явном виде время работы орудием лова (поэтому одинаково уловистые орудия лова могут дать разные уловы в единицу времени за счет неодинаковой продолжительности цикла работы орудием), отсутствует параметр, характеризующий величину облавливаемого скопления рыб (это исключает возможность рассматривать уловистость как меру воздействия на состояние запаса рыб, что особенно хорошо показано в работах Н.Н. Андреева (1957, 1962) на примере кошелькового невода).
Тогда коэффициент уловистости В.Н. Лукашов представляет как:
- Y
f = ««
где f — уловистость орудия лова; Y — количество рыбы, добытое за промежуток времени t; N — количество рыбы в облавливаемом скоплении.
Понимая, что надо как-то объяснить появление величины с размерностью час-1 (сут-1 или другой временной интервал), В.Н. Лукашов утверждает, что по своему смыслу уловистость в данном случае соответствует скорости вылова скопления рыб, выраженной в долях последнего. Возразим, нет никакой скорости вылова в формуле (12), а есть "классическая" величина коэффициента уловистости, разделенная на время лова. Как пользоваться такой величиной — непонятно.
Далее, пытаясь объяснить природу уловистости орудия лова, В.Н. Лукашов (1972) полагает, что в коэффициенте уловистости скрыты особенности процесса лова, обусловленные как поведением объекта лова, так и свойствами рыболовной системы. Коэффициент уловистости в обобщенном виде представлен им как
V = УДзУо^ (13)
где — коэффициент эффективности управления поведением рыбы, равный отношению количества рыбы, направленного в захват с единицы объема, занятого обловленной частью скопления рыб, к плотности последнего; уз — коэффициент эффективности захвата рыбы, равный отношению количества рыбы, попавшей в улов, к количеству рыбы, направленной в захват; уо — коэффициент прицельности лова, равный отношению объема водного пространства обловлен-
ной части скопления рыб к объему водного пространства, занятому всем скоплением рыб; — коэффициент идентичности объемов, равный отношению объема, занятого скоплением рыб, к обловленному объему.
На основе вышеприведенной зависимости В.Н. Лукашов (1972) выделяет понятие "мера уловистости орудия лова" и утверждает, что произведение двух первых величин правой части равенства и есть мера уловистости орудий лова, предложенная Ф.И. Барановым.
Однако предельно ясная формулировка коэффициента уловистости, данная Ф.И. Барановым, сильно искажена. Какой смысл во введении двух стадий в определении коэффициента уловистости, фактически двух промежуточных коэффициентов уловистости? Всякое определение, всякая формула предполагает дальнейшее вычисление; вычисление коэффициента управления поведением рыбы представляется более чем проблематичным, то же и для коэффициента захвата, так как весьма затруднительно (а часто невозможно) определить количество рыбы, направленной "в захват".
Впрочем, недостатки предложенной модели для определения уловистости понимал и сам В.Н. Лукашов. В одной из своих последних работ он указывал (по: Трещев, 1983), что полученная зависимость (речь идет об определении коэффициента прицельности орудия лова из формулы (13)) не отражает сложное и многообразное взаимодействие рыбы с траловой системой, более того, находится в противоречии с некоторыми данными подводных наблюдений за работой трала, но логически непротиворечивых аналитических выражений, описывающих взаимодействие рыбы с тралом с учетом этих данных, пока не получено, и в этом направлении необходим дополнительный теоретический анализ.
М.М. Розенштейн (1976) коэффициент уловистости трала представляет как
1+^ ^ 1 V
2 - ^ ^
V Бт 0
Ф :
1 + ^ Бт 0 1
1
Б V
у у тр
§, (14)
где 1 — горизонтальное раскрытие сетной части трала, м; 1к — длина кабеля, м; 0 — угол атаки кабеля, град; AF — площадь части устья трала, с которой рыба отпугивается и стремится избежать захвата, м2; Fу — площадь устья трала, м2.
Убрав из предложенной формулы величину улова, М.М. Розенштейн предложил подход к определению коэффициента уловистости, основанный на отношении площадей, выделяя "площадь ухода" объекта лова, не поясняя, как определить "площадь отпугивания", а также когда начинается отпугивание рыбы с этой площади.
Зарубежные исследователи в области промышленного рыболовства и ихтиологии ^иИа^, 1956, 1983; Веуейоп, 1957; НШэот, 1992; Sa1thaug, 2002) определяли коэффициент уловистости как коэффициент пропорциональности между уловом на усилие (СРиЕ) и численностью общего обловленного запаса объекта лова. В этих работах описывается подход к использованию параметра "улов на усилие" как показателя количественной оценки величины запаса рыб, которая основывается на предположении о том, что величина выборки из популяции пропорциональна величине усилия при этой выборке.
В любом случае каждый, кто исследует развитие различных математических моделей, описывающих динамику и состояние запаса промысловых гидроби-онтов, найдет в изобилии значительное количество гипотез и уравнений, служащих метафорами реальности. Несколько предположений могут создать детально конкретизированное описание динамики популяций промысловых гидробионтов, где математические результаты приводят к интерпретациям биологического со-
стояния популяции и описанию промысловых процессов. Но, с другой стороны, математика (и здесь мы согласны с Schnute и Richardson (2002)) ограничена полной зависимостью от допущений, которые могут быть и неверными. Так и с моделями (уравнениями) представителей "механистического" подхода: они могут быть элегантны и включать множество переменных, казалось бы, учитывающих все особенности процесса лова, но это не является гарантией корректного представления о природных процессах. Нет ни одной модели, описывающей процесс уловистости орудия лова, которая являлась бы ясным ответом для получения расчетных данных.
Например, для расчета запасов в широко распространенной модели анализа виртуальной популяции (VPA) используются в качестве исходных данных величины улова на усилие u (CPUE), промысловое усилие E, коэффициент уловисто-сти q, промысловая смертность F, численность популяции P, общая смертность Z в следующих уравнениях:
F = qE или u = q'P, (15)
где P — усредненная величина популяции в течение года (по аналогии с уловом на усилие), допускается возможность различия коэффициентов q и q' (Schnute and Richardson, 2002). Из определения u = C/E и C = F P [1 - exp(-Z)]/Z получается C = F P, так как [1 - exp(-Z)]/Z — общепринятый усредняющий фактор, соотносящий среднюю экспоненциально убывающую численность с ее первоначальным значением.
Тогда из уравнения (15) Schnute и Richardson (2002) переходят к зависимости q'P = u = C/E = FP/E и далее к q' = F/E = q.
Большинство подобных случаев путаницы и неразберихи в моделях можно избежать, если вспомнить, что вышеприведенный анализ основывается на допущении о постоянстве коэффициента уловистости:
q = u/P = (C/E)/P = (C/P)/E = F/E. (16)
В связи с проблемой постоянства величины коэффициента уловистости В.К. Бабаян (2000) указывает, что дифференцированный количественный анализ влияния различных причин на индекс численности представляет собой пока еще не решенную задачу, однако приемлемый для практики результат может быть получен с помощью подбора более реалистичных форм связи между индексом величины запаса и абсолютным значением последнего. В качестве компромиссного решения он предлагает представить "коэффициент улавливаемости" (нам представляется некорректным введение нового термина "улавливаемости" вместо используемого в течение века в промышленном рыболовстве "уловистости") в виде достаточно гибкой нелинейной (например степенной) функции биомассы: q = q (B) = Be-1, где 0 < в < 1. Возникает вопрос — а почему степенной? И зачем нам вводить дополнительный коэффициент, устанавливающий нелинейный характер изменения коэффициента уловистости, если можно дифференцировать сам коэффициент уловистости?
Справедливо указывает King (2007), что во многих случаях коэффициент уловистости — непостоянная величина, которая может изменяться в зависимости от особенностей поведения, обусловленных временем дня, фазой лунного цикла, временем года, но он все-таки путает изменчивость величины u (улова на усилие), которая сильно изменяется в зависимости от используемого учетного орудия лова, глубины и времени лова, и собственно саму величину коэффициента уловистости. Однако необходимость дифференцированного представления коэффициента уловистости весьма очевидна.
Вероятно, нам стоит вернуться к простым прозрачным моделям, соединяющим реальные данные с необходимым алгоритмом и позволяющим описать суть изучаемого вопроса, отбрасывая все второстепенное.
253
Ю.В. Кадильников (2001) указывал, что наличие в рыболовной системе связей с биологическими объектами и большим количеством элементов внешней среды позволяет отнести эту систему к плохо организуемым, т.е. таким, в которых определенное значение входного сигнала (параметры орудия лова) преобразуется в соответствующее значение выходного сигнала (вылов) с большой степенью неопределенности, случайности. Уловистость трала, по Ю.В. Кадильникову, есть вероятность попадания находившейся в зоне действия трала рыбы в вылов. Эта вероятность равна математическому ожиданию частоты попадания рыбы п и математическому ожиданию частоты успеха. Вероятность получения улова, отличного от нуля, представляется вероятностью сложного события:
Р = Р1Л Р, (17)
где Р — вероятность получения улова, отличного от нуля, полная уловистость; Р11 — вероятность попадания рыбы в зону действия рыболовной системы; Р — условная вероятность попадания рыбы в накопитель улова из совокупности рыбы, попавшей в зону деятельности.
С другой стороны, Ю.В. Кадильников (2001), иронизируя над отечественными и зарубежными биологами, которые, по его мнению, столь любят использовать в своих работах коэффициент уловистости и понимают его как постоянный множитель переменной или постоянной величины в формулах специального назначения, например угловой коэффициент при уравнении прямой, коэффициент распределения, коэффициент трения и т.д., определял уловистость как случайную величину и рассматривал ее как случайное поле величин. Но что же дурного в понимании уловистости как постоянной величины? Да, по нашему мнению, коэффициент уловистости — это постоянная величина для определенных облавливаемых видов и конкретного учетного орудия лова (с известными параметрами) на определенном интервале времени (месяц, сезон, год) (Лапшин, 2005).
Возможно, различия в понимании коэффициента уловистости лежат в различном понимании уловистости: Ю.В. Кадильников понимал ее как вероятностный процесс, а значит, определял до непосредственного процесса лова; Ф.И. Баранов рассматривал ее как относительную частоту события и определял после процесса лова. Вместе с тем устойчивость относительной частоты заключается в том, что в различных опытах она изменяется мало (тем меньше, чем больше произведено испытаний), колеблясь около некоторого постоянного числа, которое и есть вероятность появления этого события (Гмурман, 1972). Таким образом, по нашему мнению, при увеличении числа экспериментальных учетных тралений относительная частота (определенное значение коэффициента уловис-тости) будет колебаться около некоторого числового значения. Что особенно важно, если экспериментальным путем установлена некоторая величина коэффициента уловистости, то полученное число и можно принять за приближенное значение вероятности — вот направление, по которому были направлены теоретические построения Ф.И. Баранова. Как определить численное значение коэффициента уловистости до экспериментов, исходя из вероятностных процессов, формализованных Ю.В. Кадильниковым (2001), — трудно представить.
Мы рассмотрели основные работы "механистического" подхода, представители которого делали акцент на возможность выявления скрытых параметров и связей, заложенных в формуле уловистости трала (1), с различными факторами, влияющими на эффективность орудий лова.
Внедрение в практику отечественных рыбохозяйственных исследований подводных методов исследования с помощью легководолазной техники, подводных обитаемых буксируемых аппаратов "Атлант", "Тетис", подводного самоходного аппарата "Риф", подводной обитаемой лаборатории "Бентос-300", необита-
емых буксируемых и автономных подводных телевизионных устройств, гидроакустической техники и др. дало возможность получить прямые данные о взаимодействии объектов и орудий лова, получить прямую оценку плотности концентрации и численности рыб, находящихся у дна и в зоне облова тралов.
Фундаментальные основы понимания этологической компоненты в вопросе осмысления различий плотности распределения объекта лова в зоне действия орудия лова заложены Д.С. Павловым. Чем вызваны значительные различия в распределении промысловых рыб? Без ответа на этот вопрос мы не сможем корректно оценить коэффициент уловистости, оценить зону действия орудия лова и определить запас промысловых рыб. Исследования Д.С. Павлова (1979) по поведению рыб в потоке воды позволяют использовать основные закономерности перемещений рыб в различных условиях (вертикальные и горизонтальные миграции), на различных жизненных стадиях (кормовые и нерестовые миграции) для определения количества рыб в зоне действия орудия лова и затем коэффициента уловистости орудия лова. Например, он по суточному ритму нерестовой миграции в реке разделяет рыб на четыре типа: дневных, ночных, сумеречных и круглосуточных. А.Г. Поддубный (1971) указывает, что разрешающая способность навигационного комплекса рыб увеличивается по мере того, как упрощаются условия среды. Например, в русле реки, где условия наиболее просты и течение четко выражено, величина непродуктивного пути составляет у осетров в среднем 23 %, а в водохранилище, где эти условия значительно сложнее, — 42 %. Поэтому при определении скорости движения рыб в зоне действия учетных орудий лова необходимо учитывать и эти показатели.
В развитие "поведенческого" подхода при определении коэффициента уловистости наиболее значительный вклад внесли В.К. Коротков, В.Н. Мар-тышевский, Ю.А. Изнанкин, В.Н. Мельников, А.С. Кузьмина, М.Л. Зафер-ман, Л.И. Серебров, Э.А. Карпенко и др.
Суть подводных методов исследований заключается в том, что устройства подводного наблюдения (наблюдатель-гидронавт или телевизионная система) буксируются одновременно с тралом для оценки плотности концентрации скопления рыб. При этом устройства подводного телевизионного наблюдения занимают положение между распорными досками на пути движения устьевой части трала или устанавливаются на верхнюю или боковую подборы трала. Здесь и заключена методическая ошибка, в значительной степени ухудшающая все достоинства данного подхода.
При прямом подсчете объектов лова в зоне действия трала коэффициент уловистости определяется согласно классическому выражению Ф.И. Баранова (Коротков, 1998):
Ф4 = = —(.8)
V N - Wp - B VTp T
где p — плотность рыб в зоне облова трала, шт.; В — расстояние между траловыми досками, м; Утр — скорость буксировки трала, м/с; Т — продолжительность траления, с.
По результатам подводных наблюдений В.Н. Мартышевского и В.К. Ко-роткова (1968), величина ф донного трала при облове донных рыб составляет 0,14-0,18, а придонных — 0,22-0,31. Примерно такая же величина уловистости (ф = 0,21-0,22) донного трала при облове трески в Баренцевом море была получена Л.И. Серебровым и Г.В. Попковым (1982).
Однако столь значимые результаты, полученные представителями "поведенческого" подхода, базировались на существенной методической ошибке, упомянутой выше. Устройство подводного наблюдения размещалось либо между досками трала (по методике В.К. Короткова, В.Н. Мартышевского), либо на вер-
хней подборе трала (по методике М.Л. Зафермана, Л.И. Сереброва). Но в таком случае подводные наблюдатели определяли количество рыбы не в зоне действия трала, а в зоне облова, зоне взаимодействия подборы, кабеля, траловых досок с объектом лова. По нашему мнению, в ходе развития промышленного рыболовства произошла подмена понятия "зона действия орудия лова". Мы считаем, что Ф.И. Баранов понимал зону действия орудия лова как зону, где будет происходить процесс лова (дно, водную толщу), а не зону, где уже происходит это взаимодействие. Когда же мы описываем поведение объекта лова и его численность в зоне взаимодействия с тралом, то тем самым мы приходим к отличной от нормальной плотности концентрации промыслового объекта (Лапшин, 2005).
Показателен генезис взглядов А.И. Трещева по вопросу определения понятия "зона действия орудия лова". Если вначале он называл зону действия "процеженным объемом" (Трещев, 1974), то позднее описывал ее как обловленный объем воды, т.е. объем, рассчитанный или измеренный, на который распространяется действие рыболовного орудия, а находящиеся в нем промысловые объекты имеют потенциальную возможность быть пойманными данными орудиями лова за данное время лова (Трещев, 1983). По сути, это определение соответствует определению зоны действия орудия лова, данному Ф.И. Барановым (1960).
Разбиение зоны действия орудия лова на зону облова и зону охвата А.И. Трещевым (1983) сродни предыдущим интерпретациям коэффициента уло-вистости, например как "захватывающего и удерживающего воздействия" А.В. Засосова (1970), Ю.С. Сергеева (1973, 1979). Какой практический смысл в разбиении зоны действия на две подзоны? По нашему мнению — никакого. Ведь в итоге А.И. Трещев (1983) приходит к выводу о единственно возможном определении зоны действия таких орудий лова косвенным способом, т.е. путем сравнения уловов орудий лова с неизвестной зоной действия с орудиями лова с известной зоной действия. Поэтому при определении количества рыбы, находящейся в зоне действия трала, представители "поведенческого" подхода на самом деле определяли количество рыб в зоне облова (см. рисунок), что приводило к завышению коэффициента уловистости трала. Надо отдать должное этим исследователям: все они понимали это и пытались как-то учесть количество рыб, уходящих от элементов трала до момента попадания рыб в поле обзора видеокамер.
Зоны действия учетного донного трала: 1 — традиционное, 2 — предлагаемое местоположение
Effective zone of survey bottom trawl: 1 — traditional location, 2 — suggested location
Например, М.Л. Заферман (Заферман, Тарасова, 2004) детально описывает результаты поведения черного палтуса в устье донного трала. По результатам обработки подводных видеоизображений им получены данные об уходе примерно 36 % черного палтуса под нижнюю подбору трала, по аналогии поведенческих реакций на нижнюю подбору и кабель он делает вывод об аналогичной доле уходящей рыбы при контакте с кабелем. На основании этих данных М.Л. Заферман делает вывод о повышенной плотности скопления за счет концентрирования рыб и предлагает использовать коэффициент концентрирования рыбы, по его мнению, необходимый для оценки уловистости трала, показывающий, во сколько раз плотность в устье трала больше естественной плотности скопления. Именно здесь и заключается методическая ошибка: коэффициент уловистости орудия лова должен служить для оценки естественной концентрации скоплений по уловам этого орудия лова, но не повышенной концентрации объекта лова в
256
устьевой части трала. Поэтому, на наш взгляд, нельзя использовать величины концентраций объекта лова в рабочей зоне орудия лова (в зоне непосредственного лова): в этом случае улов орудия лова будет соотноситься с измененной величиной количества рыбы в зоне действия орудия лова и мы получим некорректную величину коэффициента уловистости и значительно измененную величину запаса объекта лова.
Весьма показательны работы Э.А. Карпенко с соавторами (Карпенко и др., 1997, 2006; Карпенко, 2000, 2006), посвященные определению уловистости трала по отношению к облавливаемому скоплению и рыбам разных возрастов, входящих в него. Анализ работ по поведению рыб в зоне действия тралов позволил Э.А. Карпенко (2000) сформулировать расчетную модель по определению дифференцированного по длине (возрасту) рыб коэффициента уловистости ф который определяется как произведение коэффициента захвата уи, удержания у2 и отсева y3i рыб из мешка:
Фi = Vli V 2 V 3i. (19)
Среди иностранных ученых "поведенческого" подхода выделяются работы Krieger и Siegler (1996), Albert с соавторами (2003) и др.
Весьма характерно, как Krieger и Siegler (1996) определили коэффициент уловистости для донного трала при лове тихоокеанского морского окуня на глубинах 180-283 м, используя обитаемый подводный аппарат. Зона действия трала определялась как площадь прямоугольника шириной, равной расстоянию между концами крыльев, и длиной, равной пути траления. При вертикальном раскрытии трала 1,8 м распределение окуней у грунта наблюдалось в зоне до 7 м от дна. Авторы вели счет рыб, находящихся выше верхней подборы, что дало в результате величины коэффициента уловистости от 0,97 до 1,27. Очевидно, в данном случае "смещение" зоны облова (действия) трала к концам крыльев привело к заниженной величине коэффициента уловистости.
Somerton с соавторами (1999) предложили следующее уравнение для определения коэффициента уловистости Q:
Q = e + eh
'A*
A1
(20)
где е — пропорция между общим уловом и уловом, приходящимся на сетную часть трала; h — пропорция между общим уловом и уловом, приходящимся на зону между концами крыльев и траловыми досками; А1 — площадь дна, над которой прошла сетная часть трала за траление; А2 — площадь дна между концами крыльев сетной части трала и траловыми досками.
Использование уравнения (20) при анализе данных учетной съемки европейского удильщика (ежегодная квота Шотландии ~ 9800 т) донным тралом и с установленными на трале подводными видеокамерами (Reid е! а1., 2007) показало, что характер изменения коэффициента уловистости близок к постоянной величине, но проблема заключается в том, что значения коэффициента уловистости по Somerton с соавторами (1999) всегда больше 1 (обычно в диапазоне от 1 до 2), что затрудняет его сравнение с аналогичным параметром для других учетных орудий лова, равно как и дальнейшие расчеты для определения численности запаса облавливаемых рыб.
Итак, в данной статье описаны два подхода к определению коэффициента уловистости траловых орудий лова.
Анализ этих подходов дает нам основание сформулировать вывод, что зона действия трала находится перед тралом на расстоянии начала реагирования рыб на приближающиеся траловые доски, т.е. необходимо "оторвать" зону действия орудия от самого орудия лова — только тогда мы получаем реальную плотность
257
объекта лова (см. рисунок). Плотность объекта лова необходимо определять (гидроакустическим, видеотелевизионным методом, применением другого типа орудия лова с известным коэффициентом уловистости) на выбранных полигонах перед учетными тралениями. Данная процедура может распространяться на тралы, сходные по параметрам, объекту лова и району лова, и выполняться один раз в несколько лет. Именно так мы понимаем процесс определения коэффициента уловистости, именно такое методическое обоснование отвечает сути определения этой величины, данного Ф.И. Барановым (1960).
Заключение
Итак, для определения коэффициента уловистости необходимо определить количество рыб в зоне, предшествующей прохождению трала через конкретный участок дна, а еще лучше — среднюю плотность объектов лова в промысловом квадрате, где производится учетная съемка. Определить плотность объекта лова в зоне действия учетных орудий лова можно тремя способами: видеотелевизионным (буксируя подводные телевизионные устройства в промысловом квадрате проведения учетной съемки); гидроакустическим; рыболовным — используя другое орудие лова с известным коэффициентом уловистости (например, обкидные сети для мелководных районов Северного Каспия), применяя их по отдельности или комбинированно (Изучение ..., 2007).
Для определения коэффициента уловистости расчет необходимо вести по формуле Ф.И. Баранова (1960). Количество рыб, находящихся в зоне действия орудия лова (N), в формуле (1) необходимо определять в предполагаемой зоне действия трала перед началом траления в максимально близкий временной интервал перед постановкой орудия лова или во время постановки орудия лова на аналогичных биотопах и объектах лова. Данная процедура должна распространяться на тралы, сходные по размерам, объекту и району лова, и выполняться единожды в несколько лет до изменения каких-либо конструктивных параметров трала, либо параметров траления, либо характеристик объекта лова.
Таким образом, уточненная формулировка коэффициента уловистости выглядит следующим образом: отношение количества пойманных рыб ко всему количеству рыб, находившихся на обловленной площади до начала воздействия орудия лова на облавливаемую популяцию.
Список литературы
Андреев H.H. Некоторые вопросы проектирования кошельковых неводов // Тр. ВНИРО. — 1962. — Т. 47. — С. 158-179.
Андреев H.H. Теория лова рыбы кошельковыми неводами // Тр. ВНИРО. — 1957. — Т. 41. — С. 114-123.
Бабаян В.К. Предосторожный подход к оценке общего допустимого улова (ОДУ): Анализ и рекомендации по применению : монография. — М. : ВНИРО, 2000. — 192 с.
Баранов Ф.И. Техника промышленного рыболовства : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1960. — 596 с.
Войникайнис-Мирский В.Н. Об интенсивности зон влияния орудий промышленного рыболовства // Рыб. хоз-во. — 1969. — № 4. — С. 37-38.
Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика : монография. — М. : Высш. шк., 1972. — 368 с.
Засосов А.В. Теоретические основы рыболовства : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1970. — 291 с.
Заферман М.Л., Тарасова Г.П. О поведении черного палтуса (Reinhardtius hip-poglossoides) в устье донного трала // Вопр. рыб-ва. — 2004. — Т. 5, № 4(20).
Изучение экосистем рыбохозяйственных водоемов, сбор и обработка данных о водных биологических ресурсах, техника и технология их добычи и переработки. Вып. 6: Методика комплексной учетной съемки и оценки численности осетровых рыб в северной части Каспийского моря / Б.Н. Котенев, О.М. Лапшин, Д.А. Васильков и др. — М. : ВНИРО, 2007. — 68 с.
Ионас В.А. Применение метода анализа размерностей при определении абсолютной уловистости трала // Рыб. хоз-во. — 1966. — № 2. — С. 46-48.
Ионас В.А. Производительность трала : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1967. — 51 с.
Кадильников Ю.В. Вероятностно-статистическая теория рыболовных систем и технической доступности для них водных биологических ресурсов : монография. — Калининград : АтлантНИРО, 2001. — 277 с.
Карпенко Э.А. Методика определения размерного состава скопления по характеристикам улова / Э.А. Карпенко, О.М. Лапшин, В.В. Акишин. — М. : МДС, 2000. — 32 с.
Карпенко Э.А. Оценка уловистости тралов на промысле минтая и определение структуры облавливаемых скоплений // Методические аспекты исследований рыб морей Дальнего Востока : Тр. ВНИРО. — 2006. — Т. 146. — С. 280-285.
Карпенко Э.А., Лапшин О.М., Герасимов Ю.В. Экспериментальные исследования поведения рыб при взаимодействии с элементами тралов в модельных условиях // Вопр. ихтиол. — 1997. — Т. 37, № 2. — С. 253-260.
Карпенко Э.А., Степанов Г.Н., Акишин В.В., Лапшин О.М. Методика определения размерного состава скопления по характеристикам улова // Методические аспекты исследований рыб морей Дальнего Востока : Тр. ВНИРО. — 2006. — Т. 146. — С. 266-280.
Коротков В.К. Реакция рыб на трал, технология их лова : монография. — Калининград : ЭКБ АО "МариНПО", 1998. — 398 с.
Лапшин О.М. Влияет ли поведение объекта лова на процедуру определения коэффициента уловистости орудия лова? // Поведение рыб : мат-лы докл. Междунар. конф. — М. : АКВАРОС, 2005. — С. 275-290.
Лукашов В.Н. Устройство и эксплуатация орудий промышленного рыболовства : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1972. — 367 с.
Мартышевский В.Н., Коротков В.К. Особенности поведения некоторых видов рыб в зоне действия трала // Всесоюз. конф. по вопросу изучения поведения рыб в связи с техникой и тактикой промысла. — Мурманск : ПИНРО, 1968. — С. 79-85.
Павлов Д.С. Биологические основы управления поведением рыб в потоке воды. — М. : Наука, 1979. — 319 с.
Поддубный А.Г. Экологическая топография популяций рыб в водохранилищах : монография. — М. : Наука, 1971. — 309 с.
Розенштейн М.М. Расчет элементов глубоководной траловой системы : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1976. — 189 с.
Сергеев Ю.С. Основы теории лова ставными неводами и тралами : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1979. — 143 с.
Сергеев Ю.С. Оценка промысловых качеств тралов : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1973. — 39 с.
Серебров Л.И., Попков Г.В. Определение коэффициента уловистости донного трала с помощью БПА "Тетис" // Рыб. хоз-во. — 1982. — № 8. — С. 59-61.
Трещев А.И. Интенсивность рыболовства : монография. — М. : Лег. и пищ. пром-сть, 1983. — 236 с.
Трещев А.И. Научные основы селективного рыболовства : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1974. — 446 с.
Фридман А.Л. Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства : монография. — М. : Лег. и пищ. пром-сть, 1981. — 328 с.
Честной В.Н. Динамика уловистости донных тралов : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1977. — 196 с.
Albert O.T., Harbitz A., Heines A.S. Greenland halibut observed by video in front of survey trawl: behaviour, escapement, and spatial pattern // Jour. of Sea Res. — 2003. — Vol. 50. — P. 117-127.
Beverton R.J.H. On the dynamics of exploited fish populations / R.J.H. Beverton and S.J. Holt : Fish. Invest. — 1957. — Ser. 2, vol. 19. — 553 p.
Gulland J.A. Fish stock assessment. A manual of basic methods : FAO/Wiley Series on Food and Agriculture. — N.Y. : John Wiley, 1983. — Vol. 1. — 223 p.
Gulland J.A. On the fishing effort in English demersal fisheries : Fish. Invest. — L., 1956. — Ser. 2, vol. 20(5). — 41 p.
Hilborn R. Quantitative fisheries stock assessment: Choice, dynamics and uncertainty / R. Hilborn, C.J. Walters. — N.Y. : Chapman and Hall, 1992. — 570 p.
King M.G. Fisheries biology, assessment and management. — Blackwell : Blackwell Publishing, 2007. — 382 p.
Krieger K.J., Sigler M.F. Catchability coefficient for rockfish estimated from trawl and submersible surveys // Fish. Bull. — 1996. — Vol. 94, № 2. — P. 282-288.
Reid D.G., Allen V.J., Bova D.J. et al. Anflerfish catchbility for swept-area abundance estimates in a new survey trawl // ICES Journal of Marine Science. — 2007. — Vol. 64. — P. 1503-1511.
Salthaug A. Monitoring fish stock abundance using catch and effort data-sources of error. — Bergen, Norway : Univ. of Bergen, Department of Fish. and Mar. Biol., 2002. — 148 p.
Schnute J.T. and Richardson L.J. Surplus production models // Handbook of fish biology and fisheries. Vol. 2: Fisheries. — Blackwell : Blackwell Publishing, 2002. — P. 105-126.
Somerton D., Ianelli J., Walsh S. et al. Incorporating experimentally derived estimates of survey trawl efficiency into the stock assessment process: discussion // ICES Journal of Marine Science. — 1999. — Vol. 56. — P. 299-302.
Поступила в редакцию 7.11.08 г.
