Основные особенности селективного действия световых полей на рыбу Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 639.2

ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВЫХ ПОЛЕЙ НА РЫБУ

© 2007 г. О.В. Григорьев

Световые поля являются единственным источником воздействия на объект лова в естественных условиях и в зоне орудий лова [1, 2]. Большая часть световых полей оказывает на рыбу селективное влияние, определяет состав и численность улова [3, 4]. Известны работы, в которых рассмотрены частные селективные свойства световых полей, но они не дают представления об основных закономерностях действия таких полей на объект лова.

Цель работы состоит в установлении основных особенностей и закономерностей селективного управления объектом лова.

Рассмотрим отдельно селективные свойства световых полей естественного происхождения, световых полей средств интенсификации лова и световых полей контрастов орудий лова. Для оценки селективных свойств световых полей естественного происхождения необходимо знать распределение естественной освещенности с глубиной Н:

Ен = Е 010 -а

(1)

где Ео - подповерхностная освещенность, лк; аВ -показатель вертикального ослабления света в водоеме, 1/м.

Если предпочитаемая рыбой освещенность равна Еп, то из выражения (1) можно найти глубину, на которой располагается объект лова. Обычно рыба придерживается некоторого диапазона освещенности Е'п до Еп''. Тогда высота слоя рыбы

H' - H ' = ln

(E ^

E"

а,

(2)

Различие значений Е'п и Еп'' для рыб разного размера, вида и пола объясняет причину селективного разделения рыб по вертикали, при этом расслоение рыб может быть полным или частичным.

Из формул (1) и (2) следует, что на глубину расположения и высоту слоя рыб влияет диапазон значений Е'п и Еп'' и прозрачность воды. Как показали исследования, рыба одного вида и размера придерживается слоя воды, в пределах которого освещенность изменяется не более чем в 5-10 раз. С вероятностью около 80 % освещенность в этом слое изменяется менее чем в 40-50 раз. Диапазон глубин, в котором освещенность изменяется в такое число раз, прямо пропорционален прозрачности воды по диску Секки и, следовательно, в водах с большей прозрачностью высота слоя и расслоение рыбы больше.

Прозрачность воды и освещенности Е'п и Еп'' подвержены суточным и сезонным колебаниям, что определяет колебание высоты слоев и степень расслоения рыбы.

Расслоение рыбы по вертикали влияет на селективность промысла, которая тесно связана с селективностью орудий лова. Оптимизировать и стабилизировать селективные свойства способа лова в этом случае иногда можно выбором горизонта лова с учетом расположения слоев рыб, а также выбором вертикальных рабочих размеров орудий лова.

Световые поля средств интенсификации лова влияют на распределение рыбы в зоне и вне зоны орудия лова. Потому они в некоторой степени определяют и селективность промысла, и селективность способа лова.

При оценке селективных свойств световых полей средств интенсификации лова учитывают, что общий характер реакции и ее частные проявления зависят от:

- интенсивности и спектрального состава излучения;

- степени диффузности света;

- расположения источников света (надводные или подводные);

- показателей перемещения;

- модуляций поля;

- продолжительности действия поля.

Селективные свойства полей наиболее четко проявляются при различии для рыб разного размера, вида или пола общего характера реакции как положительной, отрицательной или нейтральной.

Иногда общий характер реакции рыб разного размера, вида или пола проявляется при любых параметрах источников светового поля и самого поля. Однако чаще общий характер реакции зависит от расположения источников относительно поверхностей раздела, интенсивности поля, спектрального состава света, характера модуляций светового сигнала. Например, рыбы самых поверхностных слоев воды лучше реагируют на свет источников надводного освещения; рыбы толщи воды предпочитают подводное освещение; рыбы, совершающие вертикальные миграции, в том числе в поверхностные слои воды, положительно реагируют и на надводный, и на подводный свет.

Селективное действие света на рыб различного размера, возраста и пола может быть основано на неодинаковой для различных рыб критической длительности импульсов света. Следовательно, выбирая длительность импульса света с учетом его амплитуды, можно регулировать селективные свойства световых полей.

Перспективно изменение селективных свойств световых полей путем регулирования частоты мельканий света. При частоте мельканий ниже критической рыбы способны раздельно воспринимать мелькания света. Реакция рыб разного размера и пола на непрерывный и мигающий свет, как правило, существенно отличается.

Селективность лова, основанную на общем характере реакции на свет, можно регулировать с помощью тех же показателей, которые влияют на сам характер реакции. Разделение рыб по размеру, виду или полу при различии общего характера реакции наиболее перспективно, но не всегда возможно. Значительно чаще рыб разделяют в пространстве и времени в пределах зоны действия светового поля, учитывая частные проявления реакции.

Общеизвестно, например, расположение рыб разного размера, возраста и пола на неодинаковом расстоянии от источников света в определенном диапазоне освещенности. Причиной этого служит неодинаковая величина порогов чувствительности и некоторых реакций, различная скорость адаптации к свету, неодинаковая реакция рыбы на свет различного спектрального состава, степень диффузности и поляризации света. Особенно велико влияние на расположение рыбы относительно источников света размещение самих источников света над поверхностью или под поверхностью воды.

Влияние продолжительности действия искусственного света на селективные свойства связано в основном с адаптацией рыб к свету и различной скоростью перемещения различных рыб в световом поле. Например, длительность действия светового поля можно подобрать так, чтобы избираемая и не избираемая рыба одновременно или не одновременно подходили к источникам света или уходили от них. Такой вид селективного управления особенно важен при работе световых трасс.

Селективные свойства световых полей можно изменять путем регулирования направления, скорости и продолжительности перемещения источников света. Это позволяет отсеивать рыбу, которая не успевает за движением источников света, не способна перейти на другой участок водоема или на другую глубину.

Селективные свойства световых полей при разделении рыб в пределах зоны их действия оценивают с учетом вероятности перехода рыб разного размера, пола или возраста с одного участка зоны на другой. Если необходимо, то делят не только пространство, но и время, рассматривая вероятность перехода рыб разного размера, вида или пола с одного участка на другой за определенное время. В самом простом случае все световое поле может быть одним участком, а рассматриваемый диапазон времени равным всему времени лова.

Разнообразие факторов, влияющих на селективные свойства световых полей, определяет многочисленные способы оптимизации и стабилизации таких свойств. Однако их значение не следует преувеличивать, так как средства воздействия на характер реак-

ции ограничены, а именно они во многом определяют сравнительно узкую область применения световых полей в рыболовстве.

Количественная оценка селективных свойств световых полей, определение кривых относительной селективности в основном возможны по результатам экспериментального определения размерного, видового и полового состава на различных участках светового поля или по результатам оценки состава улова.

Расчеты селективных свойств световых полей средств интенсификации лова проводят, если известны функции, характеризующие изменение порогов чувствительности и реакций рыб, показатели поведения рыб разного размера, вида или пола и расчетные формулы для определения картины световых полей. По этим данным устанавливают участки светового поля, на которых располагаются рыбы разного размера, вида или пола, оценивают изменение распределения рыб при колебании интенсивности поля. Однако такие расчеты не всегда позволяют строить кривые селективности световых полей.

Световые поля контрастов определяют видимость сетных орудий лова и оптических приманок. Предпосылкой селективного действия полей служат неодинаковые световая и контрастная чувствительность, острота зрения, критическая частота мельканий, скорость адаптации к свету, цветовосприятие, особенности пространственного зрения различных рыб, различные сигнальные значения одних и тех же элементов орудий лова, неодинаковая реакция рыб на зрительные ориентиры.

Светочувствительность глаза рыб влияет на селективные свойства полей при низкой освещенности в водоеме и на вероятность обнаружения орудия лова. Так как многие орудия лова работают наиболее эффективно при сумеречном световом режиме, то влияние этого показателя на селективные свойства сетных орудий лова достаточно велико.

От контрастной чувствительности и остроты зрения рыб зависит дальность и степень видимости элементов орудий лова, и, следовательно, вероятность лова рыб разного размера, вида и пола. Особенно велико отличие контрастной чувствительности и остроты зрения рыб различных экологических групп при сумеречном световом режиме в водоеме, когда контрастная чувствительность и острота зрения являются функцией освещенности и влияют на видимость элементов орудий лова очень сильно.

Благодаря неодинаковой критической частоте мельканий сетных нитей для рыб различного размера, вида и пола слияние мельканий сетных нитей наблюдается при неодинаковой скорости перемещения рыбы относительно сетного полотна. Это определяет различную реакцию рыб на сетное полотно, вероятность ее ухода через крупноячейное сетное полотно.

Неодинаковая скорость адаптации к свету рыб в основном имеет значение при лове с применением света, когда источники света периодически выключа-

ют, и это сказывается на дальности и степени видимости сетных орудий лова.

Особенности цветовосприятия рыб влияют на селективные свойства сетных орудий лова, так как для рыб различных видов одно и то же сетное полотно имеет различный видимый цветовой и яркостный контраст с фоном, а следовательно, различную дальность и степень видимости.

Разнообразно селективное действие световых полей контрастов, обусловленное особенностями реакции различных рыб на элементы орудий лова. Так, вид орудия лова у одних рыб вызывает ориентировочную реакцию, у других - оборонительную. У ряда рыб вид сетного полотна вызывает пищевую реакцию или способствует началу нереста. Сигналом питания для некоторых рыб служат приманки, размеры и вид которых определяют их селективные свойства.

Количественная оценка селективных свойств световых полей контрастов и способы такой оценки не отличаются от аналогичной оценки селективного действия световых полей освещенности.

Литература

1. Мельников В.Н. Биофизические основы промышленного рыболовства. М., 1973.

2. Мельников В.Н. Основы управления объектом лова. М.,

1975.

3. Григорьев О.В. Экологические проблемы селективного лова каспийской кильки // Сб. науч. тр. ГосНИОРХа. 2004. С. 56-59.

4. Мельников В.Н. Биотехническое обоснование показателей

орудий и способов промышленного рыболовства. М., 1979.

ООО «Астраханская городская служба недвижимости»;

Астраханский государственный технический университет 10 ноября 2006 г.