CC BY
82
УДК 639.2.081.8
О. В. Григорьев, К. А. Мельников
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕЛЕКТИВНОСТИ СВЕТОЛОВА С УЧЕТОМ ЕЕ СВЯЗИ С ПРОМЫСЛОВЫМ УСИЛИЕМ
Введение
Селективность лова рассматривают в отношении рыб разного вида, размера и пола. Соответственно различают видовую, размерно-возрастную и половую селективность и их различные сочетания.
Селективность при лове рыбы с применением света на отдельных этапах лова основана на механическом, биомеханическом, биофизическом, геометрическом и биологическом принципах.
Геометрический и биологический принципы селективности с трудом поддаются количественной оценке и имеют меньшее значение по сравнению с другими видами селективности.
Не всегда можно выделить эффект селективности, основанный на том или ином принципе, т. к. часто их проявления взаимосвязаны. Так, показатели биомеханической, геометрической и биологической селективности во многом зависят от действия на рыбу физических полей; механическая селективность в некоторой степени зависит от действия тех же полей, показателей перемещения рыбы и орудия лова.
В современном рыболовстве наибольшее значение имеет механический принцип селективности, связанный прежде всего с селективными свойствами ячеи. При лове подвижными орудиями лова иногда большое значение имеет биомеханическая селективность, при использовании физических полей как средства интенсификации лова - биофизическая селективность, при высокой неравномерности распределения рыбы в зоне облова - геометрическая селективность орудий лова.
Основные требования к селективности орудий лова содержат документы, регламентирующие лов. К ним относятся: ограничение рыб по размеру или массе, по размеру и массе одновременно; ограничение прилова рыб непромысловых размеров, запрещение иметь таких рыб на борту судов, выгружать, продавать; установление минимального размера ячеи или крючков; запрещение применять некоторые неселективные или слабоселективные орудия лова и т. д.
Кроме перечисленных, часто регламентированных требований к селективности рыболовства, необходимы также ограничения ухода через ячею рыб промысловых размеров; доли объяче-енных рыб в сетных мешках, сливах и садках; гибели рыб, ушедших из сетных мешков, сливов, садков, сетей; соотношения в улове рыб разного вида или пола с учетом качества улова; селективность с учетом ее влияния на доступность объекта лова, на уловистость, производительность лова, интенсивность вылова, спрос на рынке, на экономические показатели рыболовства и т. д.
Ниже дана (с уточнениями) общая характеристика основных видов селективности орудий лова с применением света - при отцеживании и объячеивании рыбы сетным полотном, селективности действия на рыбу физических полей и биомеханической селективности. При этом обращено внимание на взаимосвязь селективности с показателями промыслового усилия, которые непосредственно связаны с производительностью лова.
Селективность лова при отцеживании рыбы
При лове с применением света часто используют сетные орудия лова - кошельковые невода, подхваты, обкидные сети, ловушки тралы, для которых большое значение имеет селективность при отцеживании и объячеивании.
Селективные свойства при отцеживании рыбы выражают кривой селективности в виде логистической кривой [1]. Эти выражения уточнены в связи с отсутствием для многих видов лова с применением света доли рыб, не подверженных селективному действию ячеи, из-за небольшого улова. С другой стороны, установлено, что и при малом количестве рыб в улове некоторая доля рыб не подвержена селективному действию ячеи, поскольку часть рыбы оказывается у сетного полотна в положении, неудобном для прохода через ячею. С учетом этих дополнений математическая модель кривой селективности концентрирующих частей отцеживающих орудий лова и ловушек можно выразить через параметры кривой, коэффициент селективности кя, диапазон селективности Озя и долю рыб, не подверженных селективному действию ячеи анс, и внутренний размер ячеи А .
При оценке параметров кривой селективности с небольшими уловами необходимо учитывать особенности определения параметров и показателей, входящих в соответствующие полу-эмпирические расчетные формулы. Особое внимание следует обратить на определение относительного удлинения ячеи, которое в большей степени зависит от усилия рыбы при прохождении через ячею, чем от усилия, которое возникает в результате сопротивления сетного полотна при движении в воде.
Уменьшение диапазона селективности и доли рыб, не подверженных селективному действию ячеи, приводит к повышению однородности состава улова и повышению селективности лова. Это условие в некоторых случаях учитывают при оценке эффективности лова.
Изменение коэффициента селективности и, соответственно, сдвиг кривой селективности вправо или влево приводят к увеличению или уменьшению доли более мелких рыб в улове, уменьшению прилова рыб непромысловых размеров в улове, большему уходу через ячеи рыб промысловых размеров. В зависимости от требований к составу и величине улова, со сдвигом кривой селективности эффективность лова изменяется. При этом в общем случае с учетом одних показателей селективности эффективность лова растет, а с учетом других - уменьшается. Например, уменьшение прилова рыб непромысловых размеров обычно приводит к увеличению ухода из орудия лова рыб промысловых размеров. Очевидно, в этом случае принимают некоторый компромиссный вариант, чтобы удовлетворить требования к ряду показателей селективности и эффективности лова (проблема принятия решений).
Для определения результатов селективного действия при отцеживании рыбы можно использовать без ограничений основные уравнения селективности сетных мешков, сливов и садков для оценки прилова рыб непромысловых размеров пнп; доли рыб промысловых размеров, уходящих через ячею, пп ; доли объячеенных рыб поб и доли рыб пг, погибающих после ухода через ячею [2].
Размер ячеи в основных уравнениях селективности входит в функцию кривой селективности. Уравнения не содержат допущений, и точность полученных с их помощью результатов зависит только от точности исходных данных.
Основные показатели селективности и показатели, регламентирующие селективность лова, с учетом заданных ограничений, определяют путем решения на ЭВМ уравнений по известным исходным данным. В результате такого решения получают материалы, например, для построения графиков прилова рыб непромысловых размеров и ухода через ячею рыб промысловых размеров в зависимости от размера ячеи.
Аналогичным образом можно оценить влияние на эффективность лова размерного состава облавливаемых скоплений, промысловой меры на рыбу, биометрических характеристик тела рыбы, физико-технических свойств сетного полотна, величины улова за цикл лова, скорости траления.
С использованием основных уравнений селективности при отцеживании можно определить также ряд других показателей эффективности лова, связанных с селективностью лова: относительный прилов рыб непромысловых размеров, относительный уход через ячею рыб промысловых размеров, отношение прилова рыб непромысловых размеров к уходу из орудия лова рыб промысловых размеров и т. д.
Селективность лова при объячеивании рыбы
Селективные свойства объячеивающих орудий лова обычно оценивают кривой относительной уловистости, которая имеет вид кривой нормального распределения [3]. Предложена новая модель асимметричной кривой относительной уловистости, когда в исходном уравнении кривой диапазон селективности выражается через «текущее» значение длины рыбы. Текущее значение диапазона селективности соответствует длине рыбы , для которой определяют ординату кривой относительной уловистости Р .
С учетом этого уточнения кривая относительной уловистости сети поднимается круче, а опускается более полого, чем в соответствии с известными моделями.
Одно из уточнений селективных свойств сетей связано с зависимостью деформации ячеи от размера ячеи и размера рыбы.
Из полученных выражений следует, что на коэффициент селективности и диапазон селективности влияет длина рыбы ¡ , которая, в свою очередь, зависит от размера ячеи сети. В связи с этим представляет интерес фактическая зависимость коэффициента селективности и диапазона селективности от размера ячеи А. Такую зависимость можно получить, если учесть, что I и А связаны между собой через коэффициент селективности.
При использовании выражений для оценки селективных свойств сетей в качестве показателей эффективности лова необходимо учитывать, что уменьшение диапазона селективности приводит к повышению однородности размерного состава улова, повышению селективности лова и к снижению возможной величины улова. Однако диапазон селективности для рыб одного вида зависит в основном от размера ячеи, который принимают с учетом размерного состава облавливаемых скоплений, а не диапазона селективности.
Изменение коэффициента селективности и, соответственно, сдвиг кривой относительной уловистости вправо или влево приводят к вылову более мелких или более крупных рыб в улове, изменению прилова рыб непромысловых рыб в улове, уходу через ячеи рыб промысловых размеров, влияет на величину улова. В зависимости от размерного и видового состава облавливаемых скоплений, требований к составу и величине улова, со сдвигом кривой селективности эффективность лова изменяется. При этом в общем случае, как и при отцеживании, с учетом одних показателей селективности эффективность лова повышается, а с учетом других - понижается. Обычно требования к кривой относительной уловистости и параметрам кривой как показателям эффективности можно установить лишь после определения основных показателей эффективности объячеивающих орудий лова, связанных с приловом рыб непромысловых размеров, уходом рыб промысловых размеров и величиной улова. Однако очевидно, что и в этом случае часто прибегают к выбору компромиссного варианта для наилучшего удовлетворения всех требований в отношении селективности и эффективности рыболовства.
Мы не останавливаемся здесь на оценке селективных свойств набора сетей с различным размером ячеи. С помощью такого набора можно получить разнообразные кривые относительной уловистости для удовлетворения различных требований к селективности и эффективности рыболовства [4].
В основу регулирования и оптимизации селективности и оценки эффективности лова сетями, кроме рассмотренных выше полуэмпирических выражений для оценки параметров кривой относительной уловистости сетей и уравнения самой кривой, положены основные уравнения селективности сетей. Последние уравнения получены А. В. Мельниковым [3]. Мы дополнили их уравнением для оценки гибели рыбы после ухода из сети и получили уравнения для ухода рыбы из сети не в общем, а путем отхода рыбы от сети назад и путем ухода через ячею.
Уравнения увязывают между собой регламентирующие селективность лова показатели (промысловую меру на рыбу ¡нп, прилов рыб непромысловых размеров пнп, размер ячеи Аф ,
относительный уход через ячею рыб промысловых размеров пп и относительную долю погибающих рыб пг) с размерным составом облавливаемых скоплений и кривой относительной уловистости сети, которая характеризует ее селективные свойства.
Уравнения получены без допущений, и их точность зависит лишь от точности задания функций g(I) и Р(1). Уравнения служат как для оценки пнп, пп и пг для заданного размера ячеи, так и для обоснования размера ячеи, который обеспечит допустимый прилов рыб непромысловых размеров. Одновременно учитывают количество рыб промысловых размеров, ушедших из сети, и погибших рыб.
При точном способе решения основных уравнений селективности сетей используют фактические кривые g(I) и Р(1). По результатам расчетов строят графики пнп = /(Аф), пп = /(Аф)
и пг = /(Аф). Такие графики позволяют определять основные показатели эффективности лова
сетями с учетом селективности лова в зависимости от размера ячеи. Из анализа этих и других подобных графиков следует, что наиболее часто максимум производительности лова сетями (минимум ухода рыбы промысловых размеров из сетей) наблюдается при достаточно большом размере ячеи, при котором прилова рыб непромысловых размеров практически нет. В этом случае максимальную эффективность лова по двум основным показателям селективности обычно получают при размере ячеи, соответствующем максимальной производительности лова.
Аналогично можно построить графики зависимости этих основных показателей селективности и эффективности лова сетями от других показателей, определяющих селективность лова сетей.
Биофизическая селективность лова
При многих способах лова, особенно с применением физических раздражителей, эффективность лова зависит от селективных свойств физических полей естественного происхождения, физических полей орудий лова и физических средств интенсификации лова.
Физические поля естественного происхождения вне зоны орудия лова, прежде всего, влияют на особенности распределения объекта лова в водоеме. Например, из-за различия освещенности, предпочитаемой рыбами разного размера, вида или пола, часто наблюдается расслоение рыб по вертикали. Неодинаковые наиболее благоприятные скорости течения, температура, содержание кислорода, соленость и другие факторы внешней среды приводят к неоднородности распределения рыб в водоеме по горизонтали и вертикали. Характер распределения рыб разного размера, вида или пола служит одной из основных причин селективности промысла.
Физические поля естественного происхождения в зоне сетных орудий лова, помимо влияния на распределение рыб, способствуют или препятствуют обнаружению орудий лова, во многом определяют поведение объекта лова в зоне орудий лова. Селективность действия таких полей обусловлена, прежде всего, неодинаковой чувствительностью органов чувств рыб разного размера, вида или пола, различной реакцией рыб на одно и то же физическое поле.
Физические поля орудий лова способствуют их обнаружению, выполняют направляющие, задерживающие, привлекающие или отпугивающие функции. В целом такие поля влияют на вероятность ухода рыбы из зоны облова или из самого орудия лова и на вероятность перехода рыбы с одного участка зоны орудия лова на другой. Селективность действия физических полей орудий лова определяется теми же причинами, что и селективность действия физических полей естественного происхождения в зоне орудия лова. Физические поля средств интенсификации лова способствуют или препятствуют концентрации рыбы перед ее обловом и в процессе облова, изменяют реакцию на элементы сетных орудий лова, определяют вероятность попадания рыбы в сетной мешок, слив и т. д., влияют на степень подвижности рыбы. Следовательно, селективные свойства этих физических полей влияют на распределение рыбы разных размеров, видов или пола в зоне орудия лова, на концентрацию рыбы в этой зоне.
Способ оценки селективности действия физических полей в основном зависит от результата управляющего действия на рыбу.
Если физическое поле способствует или не способствует перемещению рыбы к концентрирующему элементу орудия лова, то селективные свойства физических полей можно охарактеризовать кривой селективности или кривой относительной селективности.
Селективные свойства выражают кривой селективности, если вероятность перемещения рыбы различных размеров к такому элементу на отдельных этапах лова устанавливают по абсолютной численности размерных групп до и после действия физического поля. Однако чаще используют данные об относительной численности размерных групп, и тогда селективность действия физических полей характеризуют кривой относительной селективности.
Несложно в этом случае оценить видовую и половую селективность как вероятность попадания на очередной этап лова или к концентрирующему элементу рыбы того или иного вида и пола.
Характер кривых размерной селективности определяется видом и характеристиками поля, особенностями проявления реакции рыбы на это поле.
Таким же образом можно оценить селективное действие физических полей, когда они способствуют или препятствуют обнаружению поля. При этом кривую селективности строят с учетом вероятности обнаружения физического поля рыбой того или иного размера, вида или пола.
Если результатом действия физических полей является некоторое распределение рыбы в пространстве и времени, то селективные свойства полей оценивают по результатам лова, как это принято при оценке селективности промысла.
Когда физическое поле определяет реакцию рыбы на элементы орудия лова и влияет таким образом на распределение рыбы в зоне орудия лова, то оценкой селективного действия служит некоторая вероятность улавливания рыбы, которую вычисляют, сравнивая вероятность улавливания рыбы при действии поля и без него. Количественная оценка селективности действия физиче-
ских полей осложнена из-за технических трудностей, как правило, комплексного действия физических полей на объект лова, влияния на селективность действия других факторов (например, перемещения орудия лова), нестабильности реакции рыбы на некоторые виды физических полей, изменения условий лова, от которых зависит селективность действия полей и т. д.
В зоне орудия лова на рыбу обычно действует совокупность физических полей естественного и искусственного происхождения. Примерами комплексного селективного действия на объект лова служат физические поля сетных орудий лова в сочетании с физическими полями средств интенсификации лова, физические поля нескольких средств интенсификации лова и т. д.
Результирующая селективность такого действия может быть как выше, так и ниже селективности действия отдельных видов полей. При этом ее нельзя обычно рассматривать как некоторую сумму селективного действия отдельных полей, т. к. поведение рыбы зависит или от суммарного действия всех полей или от действия лишь одного поля (принцип доминантности действий физических полей). Относительная роль отдельных видов полей и результат селективного действия во многом зависит от условий лова и параметров физических полей. Регулированием параметров полей, использованием полей определенной модальности, изменением их пространственно-временных характеристик можно добиться оптимизации или стабилизации селективных свойств способа лова.
К сожалению, общие закономерности оценки селективных свойств совокупности физических полей установить сложно, и их выявляют, рассматривая совокупность физических полей в конкретных условиях лова. При этом возникают еще большие сложности, чем при оценке селективности отдельных видов физических полей.
Не меньший интерес представляет оценка совместного селективного действия физических полей и селективности сетного полотна орудий лова. При такой оценке рассматривают два случая. В первом случае физические поля не влияют на процесс селективного отбора рыбы сетным полотном, и результирующая селективность равна некоторой сумме селективных свойств физических полей и селективных свойств сетного полотна.
Во втором случае физические поля (например, гидродинамические) влияют на селективность ячеи, и селективность способа лова нельзя считать суммой селективных свойств, основанных на биофизическом и механическом принципе. В таких сложных случаях селективные свойства способа лова оценивают приближенно экспериментальными методами.
При оценке эффективности действия физических полей с учетом их селективности, прежде всего, используют кривые селективности. К сожалению, количественная оценка селективных свойств известна в основном для электрических полей. Для остальных видов полей обычно можно установить лишь характер их селективного действия и по этому признаку давать также качественную оценку их влияния на эффективность лова. Как и для других видов селективности, колебания селективных свойств физических полей приводят к изменению состава и величины улова, которые во многом определяют эффективность лова.
Отсутствие во многих случаях количественной оценки селективных свойств физических полей затрудняет использование основных уравнений селективности для определения влияния физических полей на прилов рыб непромысловых размеров и уход через ячею рыб промысловых размеров, а также на относительные показатели, связанные с ними. Если же известны кривые селективности действия физических полей, то для оценки влияния физических полей на селективность основные уравнения селективности используют дважды: с использованием кривой дифференциальной уловистости и с использованием кривой селективности сетных мешков или сливов. По разнице в величине указанных выше показателей селективности судят о влиянии физических полей на селективность и эффективность лова.
Как отмечено выше, не всегда удается разделить селективное действие, обусловленное биомеханической и биофизической селективностью. В этом случае пытаются определить их совместное действие на величину и состав улова, на основные показатели селективности и эффективность лова, как и при оценке селективности действия физических полей, используя дважды основные уравнения селективности.
Для способов лова с применением световых полей особое значение имеют селективные свойства световых полей.
Рассмотрим отдельно селективные свойства световых полей естественного происхождения, световых полей средств интенсификации лова и световых полей контрастов орудий лова.
Для оценки селективности световых полей естественного происхождения необходимо знать распределение естественной освещенности с глубиной, которую определяют по известным формулам. Если установлена предпочитаемая рыбой освещенность, то можно найти глубину, на которой располагается объект лова.
Обычно рыба придерживается некоторого диапазона освещенности - от Еп до Еп. Различие значений Еп 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.
Установлено, что на глубину расположения и высоту слоя рыбы влияют диапазон значений Еп, Еп и прозрачность воды. Как показали наши 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 показателей глубины, 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 освещенность Еп 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 и потому 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 и 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.
Известны отдельные случаи специфичной реакции объекта лова на свет различного спектрального состава. Однако чаще специфичной реакции не наблюдается, и некоторое различие в реакции объясняется неодинаковой спектральной чувствительностью глаза рыб и, следовательно, различной интенсивностью действия одного и того же излучения на разных рыб.
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 различного положения рыб относительно источников света 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 неизбираемая рыба одновременно или неодновременно подходила 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, т. к. средства воздействия на характер реакции ограничены, а именно они во многом определяют сравнительно узкую область применения световых полей в рыболовстве.
Количественную оценку селективных свойств световых полей, определение кривых относительной селективности в основном устанавливают по результатам экспериментального определения размерного, видового и полового состава на различных участках светового поля или по результатам оценки состава улова.
Расчеты селективности 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 зависят 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 различ-
ных 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 выключают, и это сказывается на дальности и степени видимости сетных орудий лова.
Особенности цветовосприятия рыб влияют на селективные свойства сетных орудий лова, т. к. 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.
Большое значение имеют селективные свойства орудий лова при оптомоторной реакции. У рыб разного размера, вида и пола неодинаков диапазон скоростей перемещения элемента орудия лова, в котором наблюдается реакция, отличается латентный период и длительность перемещения. Каждая из этих характеристик оптомоторной реакции во многом зависит от особенностей зрительного ориентира, например размера ячеи, толщины сетной нити, посадочного коэффициента, окраски сетного полотна.
Некоторое значение в связи с селективными свойствами световых полей контрастов имеет различная способность рыб перемещаться за зрительными ориентирами как приманкой или избегать их, если они вызывают отрицательную реакцию. Оптимизация и стабилизация селективности световых полей контрастов орудий лова возможна разнообразными способами, которые позволяют изменить дальность и степень видимости элементов орудий лова и реакцию на эти элементы. Основные из них - выбор окраски и степени прозрачности сетных нитей, диаметра сетных нитей и посадочного коэффициента, параметров перемещения и ориентации элементов орудия лова.
Количественная оценка селективных свойств световых полей контрастов и способы такой оценки не отличаются от аналогичной оценки селективного действия световых полей освещенности.
Биомеханическая селективность лова
При лове практически всеми орудиями необходимо учитывать биомеханическую селективность лова.
В процессе лова орудия лова часто изменяют положение и форму. Рыба также обычно перемещается в зону облова, в самой зоне и в орудии лова. Скорость, длительность, направление перемещения, положение рыб различного вида, размера и пола в зоне орудия лова в общем случае неодинаковы. Это различие определяет видовую, размерную (возрастную) и половую биомеханическую селективность орудий лова. Наиболее часто биомеханическая селективность зависит от соотношения между показателями перемещения рыбы и орудия лова. По-иному она проявляется при действии на рыбу гидродинамических полей, когда от плавательной способности рыб различных размеров и видов зависит снос рыбы потоком, сопротивление потоку или уход рыбы из потока и т. д. В этом случае наблюдается еще один вид биомеханической селективности, связанный с биофизической селективностью.
В общем случае можно выделить биомеханическую селективность, которая наблюдается при поступлении рыбы в зону облова (или непосредственно в орудие лова), при переходе рыбы с одного этапа лова на другой и, наконец, при уходе рыбы из зоны облова или из орудия лова. В последнем случае рассматривают биомеханическую селективность в связи с уходом рыбы из орудия лова путем его опережения, через крупноячейную оболочку, путем огибания сетной стенки при перемещении в горизонтальном направлении, под нижнюю подбору и над верхней подборой.
Кроме того, выделяют несколько видов биомеханической селективности при полностью или частично принудительном перемещении рыб гидродинамическим полем, перемещении и ориентации рыбы при реореакции и оптомоторной реакции, при попытке уйти через вихревые шлейфы траловых досок, урезы донных неводов и т. д.
Биомеханическую селективность рассматривают на отдельных этапах лова и для лова в целом, увязывая ее обычно с вероятностью ухода рыбы из зоны облова различными путями.
Степень проявления биомеханической селективности определяют в основном параметры перемещения орудия лова и рыбы, световой режим в водоёме, особенности реакции рыбы на элементы орудий лова, параметры сетного полотна (например, размер ячеи, толщина сетных нитей, степень раскрытия ячей), характеристика физических полей орудий лова. В общем биомеханическая селективность зависит от таких факторов, которые влияют на вероятность попадания рыбы в орудие лова, а также вероятность ухода рыбы разного размера, вида или пола из зоны облова различными путями. Почти все перечисленные факторы подвержены существенным колебаниям. Соответственно, различают временные и пространственные колебания этого вида селективности различного масштаба: суточные, месячные, сезонные, в пределах некоторого промыслового района и подрайона, диапазона глубин лова.
При оценке биомеханической селективности в ряде случаев учитывают не только особенности перемещения объекта лова и орудия лова, но и необходимое время перемещения для получения конечного результата. Зависимость биомеханической селективности от временных показателей объясняется, например, усталостью рыбы и постепенным снижением в связи с этим скорости плавания, влиянием времени перемещения рыбы и орудия лова на начало и конец выполнения технологических операций лова или непосредственно на результат лова.
Биомеханическая селективность важна не только сама по себе, но и в связи с оценкой полной селективности орудий лова и рыболовства. По этой причине количественная оценка биомеханической селективности должна быть совместима с оценкой других видов селективности. Таким требованиям при оценке размерной и возрастной селективности в наибольшей степени отвечают кривые селективности и кривые относительной селективности (как и для сетных мешков, сетей, крючков и физических полей), которые характеризуют долю рыбы в улове того или иного размера, вида и пола с учетом проявления биомеханической селективности. Видовую и половую биомеханическую селективность оценивают, как и другие виды селективности, в отношении отдельных размерных или возрастных групп рыб.
Биомеханическая селективность обычно проявляется совместно с другими видами селективности, чаще всего с биофизической и геометрической. Наиболее серьезное и постоянное влияние на биомеханическую селективность оказывает естественный или искусственный световой режим на глубине лова, размеры и форма зоны облова.
Характер, особенности и степень проявления биомеханической селективности существенно отличаются для различных орудий и способов лова рыбы. Это накладывает отпечаток, в частности, на математическое описание биомеханической селективности, долю биомеханической селективности в общей селективности орудий лова и рыболовства.
Из приведенной характеристики свойств биомеханической селективности следует, что эти свойства характеризуются кривой селективности. В отличие от механической селективности кривые селективности, характеризующие биомеханическую селективность, значительно более разнообразны и оказывают на эффективность лова различное воздействие. Это хорошо видно на примере трех видов биомеханической селективности при разноглубинном траловом лове.
Наибольшее влияние на биомеханическую селективность оказывает световой режим в водоемах и скорость перемещения орудия лова. Обычно биомеханическая селективность и ее влияние на эффективность лова проявляется при зрительной ориентации на глубине лова. В таких условиях для одних видов биомеханической селективности увеличение скорости перемещения приводит к снижению селективности лова и увеличению производительности лова, для других, например при выходе через оболочку передней части трала, также к снижению селективности лова, но увеличению улова.
При оценке эффективности лова, связанной с биомеханической селективностью, учитывают, что обычно показатели, влияющие на этот вид селективности, выбирают с учетом их влияния не столько на селективность, сколько на уловистость и производительность лова. Необходимый же размерный и видовой состав улова чаще получают за счет механической селективности.
Для оценки влияния биомеханической селективности на результаты лова и на основные показатели селективности обычно сначала находят результирующую селективность (дифференциальную уловистость), которую затем вводят в основные уравнения селективности при отце-живании вместо кривых селективности сетных мешков, сливов, садков. Решая основные уравнения селективности с учетом дифференциальной уловистости, находят прилов рыб непромысловых размеров, уход рыб промысловых размеров и относительные показатели, связанные с ними. После этого расчеты повторяют также с применением основных уравнений селективности, но используют кривые селективности при отцеживании рыб сетным полотном. Разница соответствующих показателей селективности и эффективности позволяет оценить влияние биомеханической селективности на показатели селективности и эффективности. Очевидно, такой подход к оценке влияния биомеханической селективности на результаты лова возможен, если другими видами селективности, кроме механической и биомеханической, можно пренебречь.
Основные результаты и выводы
1. Селективность при лове рыбы с применением света на отдельных этапах лова может быть основана на механическом, биомеханическом, биофизическом, геометрическом, биологическом принципе и их комбинациях. Наибольшее значение обычно имеет механический принцип селективности. При лове подвижными орудиями лова иногда большое значение имеет биомеханическая селективность, а при использовании световых полей как средства интенсификации лова - биофизическая селективность.
2. За основу оценки селективных свойств сетного полотна при отцеживании принято выражение для кривой селективности в виде логистической кривой, в которое входят все три параметра кривой. Это выражение уточнено с учетом того, что для некоторых видов лова с применением света отсутствует доля рыб, не подверженных селективному действию ячеи из-за большого количества рыб в улове. С другой стороны, установлено, что и при малом количестве рыб в улове некоторая доля рыб не подвержена селективному действию ячеи.
3. При оценке параметров кривой селективности при отцеживании и небольших уловах необходимо учитывать, что относительное удлинение ячеи в большей степени зависит от усилия, которое развивает рыба при прохождении через ячею, чем от усилия, которое возникает в результате сопротивления сетного полотна при движении в воде.
4. Показано, что при лове рыбы с применением света для определения селективности при отцеживании рыбы сетным полотном можно использовать без ограничений основные уравнения селективности сетных мешков, сливов и садков. Эти уравнения служат для оценки прилова рыб непромысловых размеров, доли рыб промысловых размеров, уходящих через ячею, доли обьячеенных рыб и доли рыб, погибающих после ухода через ячею.
5. Селективные свойства объячеивающих орудий лова обычно оценивают кривой относительной уловистости, которая имеет вид кривой нормального распределения. Некоторые модели этой кривой учитывают ее асимметричность. Предложена новая модель ассиметричной кривой относительной уловистости, когда в исходном уравнении кривой диапазон селективности выражают через «текущее» значение длины рыбы, для которой определяют ординату кривой относительной уловистости. Уточнены выражения для оценки параметров этой кривой -коэффициента селективности и диапазона селективности.
6. Для регулирования и оптимизации селективности сетей предложено использовать известные основные уравнения селективности сетей, которые дополнены уравнением для оценки гибели рыбы после ухода из сети и уравнениями для ухода рыбы из сети не в общем, а путем отхода рыбы от сети назад и путем ухода через ячею.
7. При лове с применением света эффективность лова зависит от селективных свойств физических полей естественного происхождения, физических полей орудий лова и физических средств интенсификации лова. Рассмотрены причины и особенности селективного действия этих видов полей, способы количественной оценки селективного действия.
8. Показано, что результирующая селективность действия нескольких видов полей может быть как выше, так и ниже селективности действия отдельных видов полей. При этом ее нельзя обычно рассматривать как некоторую сумму селективного действия отдельных полей, т. к. поведение рыбы зависит или от суммарного действия всех полей, или от действия лишь
одного поля (принцип доминантности действия физических полей). Относительная роль отдельных видов полей и результат селективного действия во многом зависят от условий лова и параметров физических полей.
9. Рассмотрена оценка совместного селективного действия физических полей и селективности сетного полотна орудий лова, когда физические поля влияют и не влияют на процесс селективного отбора рыбы сетным полотном.
10. Подробно описаны селективные свойства световых полей при естественном и искусственном световом режиме в водоеме, при действии на рыбу световых полей освещенности и контрастов, определяющих видимость подводных объектов. Приведены многочисленные способы селективного действия световых полей, связанные со свойствами органов зрения рыбы, параметров и положения источников света, параметров орудий лова и особенностей их перемещения.
11. Показано, что при лове рыбы с применением света в общем случае можно выделить биомеханическую селективность, которая наблюдается при поступлении рыбы в зону облова (или непосредственно в орудие лова), при переходе рыбы с одного этапа лова на другой и при уходе рыбы из зоны облова или из орудия лова. В последнем случае рассматривают биомеханическую селективность в связи с уходом рыбы из орудия лова путем его опережения, через круп-ноячейную оболочку, путем огибания сетной стенки при перемещении в горизонтальном направлении, под нижнюю подбору и над верхней подборой. Кроме того, можно выделить несколько видов биомеханической селективности при полностью или частично принудительном перемещении рыб гидродинамическим полем, перемещении и ориентации рыбы при реореак-ции и оптомоторной реакции и т. д.
12. Рассмотрены основные виды биомеханической селективности при лове рыбы с применением света, показаны особенности ее проявления с учетом поведения и распределения объекта лова, условий внешней среды и показателей перемещения орудия лова и источников физических полей средств интенсификации лова.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мельников А. В. Определение параметров кривой селективности по полуэмпирическим расчетным формулам // Сб. трудов ВНИРО. - 1985. - С. 68-77.
2. Мельников А. В. Расчетно-экспериментальные методы исследования селективных свойств и обоснования размера ячеи концентрирующих орудий лова // Сб. трудов ВНИРО. - 1983. - С. 48-55.
3. Мельников А. В. Определение параметров кривой относительной уловистости и обоснование размера ячеи объячеивающих орудий лова. - Астрахань: Деп. в ЦНИИТЭИРХ, 1988, рх-935. - 39 с.
4. Мельников А. В., Мельников В. Н. Селективность рыболовства. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. -376 с.
Статья поступила в редакцию 20.01.2010
SELECTIVITY PERFECTION OF ELECTRIC LIGHT FISHING AND CONSIDERING ITS CONNECTION WITH CATCH EFFORTS
O. V. Grigoriev, K. A. Melnikov
The updated characterization of the selectivity of fishing gear using light for filtering and in entangling nets, affecting the fish by physical fields and biomechanical selectivity is shown in the paper. Ways to improve the selectivity considering its relationship with indicators of catch efforts are analyzed.
Key words: electric light fishing, selectivity, catch effort, perfection of fishing.
