Общая характеристика основных понятий и показателей интенсивности промышленного рыболовства

Рассмотрим основные для промышленного рыболовства понятия и показатели интенсивности рыболовства, которые в п. 3.1 только упомянуты или не рассмотрены совершенно. Многие понятия и показатели интенсивности и эффективности промышленного рыболовства являются общими, поэтому они описаны совместно.

Зоной облова обычно называют часть водоема (объем или площадь), из которой рыбу улавливают с вероятностью, отличной от нуля. Использование такой, в принципе правильной оценки зоны облова затруднено из-за сложности ее практического определения, очень неодинакового вклада различных участков зоны в улов, трудностей определения средней плотности концентрации рыбы в зоне. Часто при такой оценке получают очень большие размеры зоны облова, и полезно рассматривать зоны облова, соответствующие вероятности улавливания 0,1, 0,2 и т.д. Особенно важна оценка зоны облова, которой отвечает улавливание рыбы с вероятностью 0,5.

Понятие зоны облова в рассматриваемой интерпретации не имеет смысла, когда охваченный орудием лова объем во много раз превышает размеры облавливаемого скопления, например, при кошельковом лове.

Из-за недостатков и сложности определения зоны облова водоема вместо этого понятия предложено использовать обловленный объем (обловленную площадь) как некоторый расчетный объем (расчетную площадь) водоема, из которого рыба преимущественно попадает в орудие лова.

По особенностям определения обловленного объема все способы лова делят на 5 групп, в зависимости от того, учитывают ли при этом размеры орудия лова, физических полей средств интенсификации лова, перемещение орудия лова и рыбы (Трещев, 1974; Мельников, 1991). Рассмотрим особенности определения обловленного объема с учетом необходимой точности определения обловленного объема.

Обловленный объем используют как меру интенсивности лова, меру затрат труда на добычу рыбы, а также при определении расчетной величины улова, производительности и эффективности лова. При оценке интенсивности лова точность определения обловленного объема сравнима с очень небольшой точностью выбора расчетного объема (площади) части или всего промыслового водоема. Требования к точности оценки обловленного объема как меры затраченного труда также невелики из-за специфики этого показателя. Наиболее высоки требования к точности оценки обловленного объема в последних случаях, причем эти требования зависят от корреляции между уловом и обловленным объемом. Несмотря на достаточно высокую в некоторых случаях корреляцию между уловом и обловленным объемом в узком диапазоне показателей лова, эта зависимость в более широком диапазоне не cтоль определенна и обычно нелинейна. Необходимо, кроме того, учитывать значительные колебания рабочих размеров орудий лова, зоны действия физических полей и скорости перемещения рыбы, а также ошибки их усреднения. Таким образом, и в этих случаях требования к оценке точности обловленного объема не слишком высоки, что облегчает определение показателей, через которые его вычисляют.

Оценка размеров зоны облова обловленным объемом водоема не всегда целесообразна, например, когда вертикальные или горизонтальные размеры облавливаемого скопления и зоны облова существенно отличаются друг от друга. Чтобы оптимизировать в этом случае основные размеры орудий лова, размеры зоны облова следует оценивать обловленным объемом скопления или обловленной площадью скопления (Мельников, 1981).

При определении обловленного объема скопления или обловленной площади скопления учитывают, что наведение орудия лова часто сопровождается ошибкой наведения по горизонтали и вертикали и что часть площади устья тралов, сетей и других орудий лова у подбор может не работать. Тогда, например, горизонтальные и вертикальные размеры зоны облова трала меньше соответственно его горизонтального и вертикального раскрытия.

С учетом этих замечаний, в частности, обловленный разноглубинным тралом в единицу времени объем скопления в виде слоя рыбы, когда трал наводят только по вертикали,

Vск = Mиу Lу (lтх - Lр) vтр, (3.1)

где Lу - высота скопления; lтх - горизонтальное раскрытие трала; Lр - дальность реакции рыбы на оснастку устья трала; vтр - скорость траления; Mиу - коэффициент, учитывающий, какую часть скопления по высоте облавливает трал.

Различные варианты определения коэффициентов Mиу и обловленного объема скопления в виде слоя рыбы и косяков с учетом ошибок наведения рассмотрены в работах В.Н. Мельникова (1979, 1982).

Улавливающую способность орудия лова как меру интенсивности лова характеризуют абсолютным и относительным коэффициентами уловистости, частными и общими статистическими моделями уловистости (Мельников, 1991).

При оценке абсолютного коэффициента уловистости из-за сложности определения количество рыбы в зоне облова целесообразно заменить количеством рыбы в обловленном объеме (на обловленной площади). Чтобы еще более облегчить задачу, абсолютный коэффициент уловистости во многих случаях находят как отношение улова к количеству рыбы, подошедшей к орудию лова, например, к плоскости сети, предустьевому пространству трала, зоне всасывания рыбонасоса и т.д. При этом в понятие " количество рыб, подошедших к орудию лова" иногда вкладывают различный смысл.

В ряде случаев абсолютный коэффициент уловистости целесообразно определять с учетом не всего количества рыбы, а отдельно для рыб промысловых и непромысловых размеров в улове и в облавливаемом скоплении из- за различных требований к улавливающей способности орудия лова для рыб промысловых и непромысловых размеров.

Трудности оценки абсолютного коэффициента уловистости из -за необходимости определения количества рыбы в зоне облова, даже с учетом некоторых допущений, привели к тому, что его часто определяют различными косвенными методами (по величине улова, обловленному объему и плотности облавливаемых скоплений, путем запуска в обловленный объем меченых рыб и т.д.).

Абсолютный коэффициент уловистости как одна из мер эффективности лова позволяет оценить, насколько отличается улавливающая способность рассматриваемого орудия лова при работе в определенных условиях и по определенной технологии от максимально возможной.

Абсолютный коэффициент уловистости зависит не только, а иногда не столько от особенностей способа лова, сколько от биологии объекта лова и условий внешней среды. Так, на величину улова влияют степень подвижности рыбы, скорость плавания в различных режимах, зрительная способность рыбы и условия зрительной ориентации, распределение рыбы в зоне облова и т.д.

Колебания поведения и распределения объекта лова, условий лова приводят к значительному изменению абсолютного коэффициента уловистости орудий лова. Например, коэффициент уловистости донных тралов колеблется от 0,2 до 0,9, разноглубинных тралов - от 0,1 до 0,8, закидных неводов- от 0,1 до 0,7 и т.д.

Относительный коэффициент уловистости - это отношение абсолютных коэффициентов уловистости рассматриваемого и эталонного орудия лова, работающих в примерно одинаковых условиях.

При оценке улавливающей способности орудий лова относительным коэффициентом уловистости необходимо не только равенство условий лова рассматриваемого и эталонного орудия лова, но и равенство обловленных ими объемов (если относительный коэффициент уловистости принимают равным отношению средних уловов сравниваемых орудий лова). При лове тралами и некоторыми другими орудиями лова важно не только примерное равенство объемов, но и примерное равенство скорости их перемещения.

Важно также, что равенство условий лова включает не только равенство средней плотности скоплений рыб в облавливаемых объемах, но и размеров этих скоплений. Следовательно, требование равенства облавливаемых объемов водоема при определении относительного коэффициента уловистости в ряде случаев заменяют требованием равенства обловленных объемов скоплений.

Оценка улавливающей способности орудий лова только абсолютным и относительным коэффициентом уловистости недостаточна для решения многих задач анализа и совершенствования орудий лова, т.к. такие коэффициенты не дают представления о путях ухода рыбы из орудий лова и из его зоны облова. Поэтому улавливающую способность полезно характеризовать рядом показателей, каждый из которых учитывает вероятность ухода рыбы из зоны облова тем или иным путем, на том или ином этапе лова (Мельников,1975; 1991, 1996 и др.). Используя эти показатели, можно разработать частные и общие статистические модели поведения объекта лова (статистические модели уловистости орудия лова).

Частная статистическая модель уловистости дает представление о вероятности того или иного поведения объекта лова (в т.ч. вероятности ухода рыбы из зоны облова различными путями) на некотором этапе лова.

Общая статистическая модель уловистости учитывает вероятность ухода рыбы из зоны облова различными путями одновременно на всех этапах лова.

В общем случае, если лов состоит из n этапов, и на каждом из них рыба уходит из зоны облова несколькими путями, то

(3.2)

где i,j,...k - количество возможных путей ухода рыбы соответственно на 1,2 и последующих этапах.

Как следует из выражения (3.2), не зная вероятности ухода рыбы из зоны облова каждым из основных путей, практически невозможно рассчитать коэффициент уловистости, хотя известны многочисленные попытки оценки коэффициента уловистости по простейшим формулам.

Примеры определения абсолютного коэффициента уловистости через вероятности ухода рыбы из зоны облова для разноглубинного тралового лова и лова закидными неводами приведены в работах В.Н. Мельникова (1981; 1982).

Коэффициент уловистости в рассмотренном представлении увязывают только с уходом рыбы из зоны облова и из самого орудия лова. Но для лова некоторыми орудиями характерны ошибки наведения, которые приводят к снижению эффективности лова за счет уменьшения обловленного объема или обловленной площади скопления. Однако в теории лова и при проектировании орудий лова ошибки наведения орудия лова можно рассматривать как один из факторов, снижающих коэффициент уловистости. Мерой уловистости в этом случае могут быть коэффициенты Mих и Mиу, которые учитывают, какую долю скопления (косяка) по длине или по высоте облавливает орудие лова. В такой интерпретации коэффициенты Mих, Mиу и Mи= Mих Mиу можно вводить в общие и частные статистические модели уловистости, считая их условно некоторыми вероятностями p ухода рыбы из зоны облова на этапах захода рыбы в зону облова орудия лова.

Производительность лова или промысла - отношение улова одной промысловой единицы или нескольких промысловых единиц в единицу времени.

Выбранному расчетному периоду времени (производительная часть цикла лова, время цикла лова, час, сутки, промысловый рейс, сезон лова, год и т. д.) соответствуют различные понятия производительности лова или промысла (Мельников, 1991).

Если при оценке производительности лова учитывают время производительной части цикла лова, то получают фактическую производительность лова, которая в наибольшей степени характеризует улавливающие качества орудий лова.

Когда принимают за основу полное время цикла лова, то находят производительность способа лова, которая учитывает промыслово-эксплуатационные качества способа лова.

Если при определении производительности лова принимают во внимание все промысловое или все календарное время в течение суток, рейса, сезона лова, года и т.д., то найденная производительность оценивает эффективность лова и ее называют производительностью лова за соответствующий период времени.

При выборе системы показателей теории лова за основу целесообразно принимать суточную производительность, при необходимости переходя к годовой производительности одной или нескольких промысловых единиц.

В общем случае суточная производительность лова через обловленный объем водоема V в единицу времени улавливающего действия орудия лова

(3.3)

где tс - время лова за 1 сутки; tл, tп - соответственно время улавливающего действия орудия лова за цикл лова продолжительностью tц и за сутки; r - плотность концентрации рыбы в обловленном объеме водоема; f - коэффициент уловистости орудия лова.

Суточная производительность лова, выраженная через обловленный объем скопления Vск в единицу времени улавливающего действия орудия лова,

(3.4)

где rс- плотность концентрации рыбы в облавливаемом скоплении.

Иногда суточную производительность лова полезно определять

по формуле

(3.5)

где kv = Vck /V - коэффициент заполнения обловленного объема скоплением рыб.

При оценке производительности лова, как правило, не учитывают показатели надежности орудия лова (рыболовной системы). Степень такого влияния можно учесть, если ввести в выражение для производительности лова коэффициент готовности kг или показатель работоспособности aр (Мельников, 1982).

Если отказ орудия лова обнаруживают быстро, а его ремонт не совпадает по времени с другими процессами лова, то коэффициент готовности определяют как среднее относительное время пребывания орудия лова в работоспособном состоянии.

Показатель работоспособности учитывает не только снижение производительности лова из-за потери времени на восстановление орудия лова после отказов, но и потерю улова в "дефектных" циклах лова:

где tн - продолжительность безотказной работы орудия лова (наработка на отказ); tц - время цикла лова при безотказной работе; dt - среднее время удлинения цикла лова из-за восстановления орудия лова после отказа; gд - коэффициент, учитывающий долю "дефектных" циклов с потерей улова; bд - коэффициент, учитывающий долю "дефектных" циклов, в которых восстановление орудия лова повлекло удлинение цикла лова.

С учетом надежности орудия лова суточная производительность лова

или

Показатели надежности зависят, в частности, от прочностных характеристик рыболовной системы, поэтому выражения вида (3.7) и (3.8) позволяют установить зависимость производительности лова от этих прочностных характеристик (Мельников,1982).

Необходимо обратить особое внимание на выражение (3.7), которое позволяет определять производительность лова через обловленный объем водоема и четыре показателя, характеризующие надежность орудия лова как механической системы, степень использования промыслового времени, концентрацию рыб в водоеме и улавливающую способность орудия лова.

Рассмотренные выше понятия производительности и выражения (3.3)- (3.8) можно использовать для оценки не только производительности лова, но оценки производительности промысла, учитывая одновременно работу нескольких промысловых единиц.

Относительная эффективность использования промыслового усилия равна улову на величину промыслового усилия, затраченного на получение этого улова.

При определении относительной эффективности использования промыслового усилия за единицу промыслового усилия часто принимают обловленный объем водоема, и тогда эту величину можно назвать относительной эффективностью использования обловленного объема водоема (промысловой эффективностью).

Т.к. улов равен произведению абсолютного коэффициента уловистости, концентрации рыбы в обловленной части водоема и обловленного объема, то, по определению, относительная эффективность использования обловленного объема в рассматриваемой интерпретации является произведением абсолютного коэффициента уловистости f и концентрации рыбы в обловленной части водоема r.

Если в качестве меры промыслового усилия принимать не обловленный объем водоема, а обловленный объем скопления, то можно определить относительную эффективность использования обловленного объема скопления, равного произведению коэффициента уловистости и концентрации рыбы в облавливаемом скоплении.

Промысловое усилие является одним из важнейших понятий промышленного рыболовства. Достаточно четкого определения этого понятия нет, хотя известно много показателей для его оценки. Это обусловлено, прежде всего, очень широкой и разнообразной областью применения промыслового усилия как меры воздействия на запасы промыслового водоема.

Может вызывать сомнение использование улова в качестве меры промыслового усилия. Однако в принципе этот показатель наиболее точно отражает воздействие на запас и в этом качестве его предлагается использовать как меру промыслового усилия.

Другие показатели при одном и том же назначении промыслового усилия можно использовать в зависимости от степени их корреляции с наиболее приемлемым показателем. При этом учитывают, что коэффициент корреляции как меру взаимосвязи двух показателей применяют при линейной зависимости между этими показателями. В то же время связь между многими из рассмотренных показателей нелинейна, или ее можно считать линейной лишь в сравнительно узком диапазоне значений показателей. Нелинейность существует, в частности, между уловом и обловленным объемом водоема, мощностью главного двигателя судна и его длиной и т.д. Необходимо обратить внимание на обловленный объем водоема, когда он выступит не как мера интенсивности лова.

У подвижных орудий лова, например тралов, работающих при ограниченной располагаемой тяге судна, обловленный объем зависит от размеров орудия лова и скорости его перемещения. Так как сопротивление орудия лова движению в воде пропорционально площади сопротивления орудия лова в первой степени и скорости перемещения орудия лова ориентировочно во второй степени, то, во-первых, при одной и той же располагаемой тяге судна, в зависимости от соотношения размеров орудия лова и скорости его перемещения, можно получить различный максимальный обловленный объем, во-вторых, единице обловленного объема может соответствовать существенно различный улов. Более того, при очень больших размерах и очень небольшой скорости перемещения орудия лова и, наоборот, улов на единицу объема приближается к нулю.

Таким образом, в рассматриваемых случаях при использовании обловленного объема как меры промыслового усилия целесообразно обловленный объем "стандартизировать" по размерам орудия лова или по скорости его перемещения, если диапазон изменения этих показателей достаточно широк.

Относительная условная эффективность использования промыслового усилия (улавливаемость) q связывает относительную скорость промысловой смертности (мгновенный коэффициент промысловой смертности) F с промысловым усилием f (F= qf). Выразим F через относительную условную эффективность рыболовства (интенсивность вылова) Iв, которая равна отношению улова Y за рассматриваемый промежуток времени T к среднему запасу N:

Откуда

Подставляем в (10) выражение (9) для оценки величины улова:

В последнем выражении Vm = T Kг tп V - обловленный объем водоема за T суток.

Из формулы (3.11) следует, в частности, что существующий термин "улавливаемость" недостаточно точен, т.к. ассоциируется с понятием "уловистость". Однако этот показатель учитывает, не только уловистость, но и другие факторы, влияющие на величину улова, поэтому он и назван относительной условной эффективностью использования промыслового усилия.

Из структуры формулы можно сделать также вывод, что в принципе мерой промыслового усилия может быть любой показатель, практически удобный для определения результирующего промыслового усилия. Из теоретических предпосылок некоторое преимущество как меры промыслового усилия имеет обловленный объем, через который удобно оценивать улов и производительность лова.

В частности, в этом случае f= Vт,и формула (3.11) примет вид:

где rо - концентрация рыбы в промысловой части водоема.

Еще более наглядное выражение получим, если считать, что (r f Vт / N) < 0,1- 0,15, когда приближенно

С учетом последнего выражения

Другое выражение для q получим, учитывая, что rо = (N/V) - плотность концентрации рыбы в промысловой части водоема. Тогда

Характерно, что в последнем выражении rкf- относительная эффективность использования обловленного объема водоема (промысловая эффективность).

Из этого же выражения следует, что q, с одной стороны, зависит от уловистости орудия лова, с другой, от величины запаса или размеров промысловой части водоема, а также распределения концентрации рыбы в нем.

Рис 3.1 Зависимость улавливаемости от величины интенсивности лова

Показатели интенсивности промышленного рыболовства и соотношения между ними относятся к важнейшим в рыболовстве, в том числе при управлении запасами промысловых рыб

Одной из основных в теории рыболовства считают зависимость между относительной условной интенсивностью рыболовства (интенсивностью вылова) Iв и относительной интенсивностью промысла или лова (интенсивностью лова) Iл (Баранов,1960):

Запишем зависимость между Iв и Iл, принимая за основу выражение (3.11). Если считать мерой промыслового усилия обловленный объем водоема Vт, то F= q Vт.

Тогда

Подставляем в последнее выражение значения q из (8.11), вводим в полученное выражение рассматриваемый объем промыслового водоема Vт и имеем в виду, что Iл = Vт / Vо:

Отношение N / Vо - средняя концентрация рыбы в промысловом водоеме. Если ее считать равной средней концентрации облавливаемых скоплений, то

Из полученного выражения следует, что соотношение между Iв и Iл линейно и зависит лишь от коэффициента уловистости орудия лова и что Iв = 1.0, когда Iл = 1/ f.

Рис 3.2 Зависимость относительную условную эффективность рыболовства от величины интенсивности лова

Фактические зависимости Iв = f(Iл) отличаются от теоретической, в частности, из-за неодинаковой концентрации рыбы в обловленном объеме и во всем водоеме, особенно при малой интенсивности рыболовства, а также их изменении в течение рассматриваемого периода времени, в том числе в связи с колебанием величины запаса.

Так, если принять, что концентрация рыбы в промысловой части водоема po и отличается от средней концентрации рыбы в его обловленной части p, то

Соответственно относительная скорость промысловой смертности (мгновенный коэффициент промысловой смертности) с учетом выражения (3.11)

Рис 3.3 Зависимость относительной скорости промысловой смертности от интенсивности лова

Относительная эффективность использования запасов (коэффициент использования запасов) равна отношению массы улова поколения при заданном размере ячеи к массе поколения в возрасте кульминации ихтиомассы. Этот показатель подробно рассмотрен в гл. 4 в связи с управлением интенсивностью рыболовства с учетом этого показателя.

Наконец, одним из показателей для оценки относительной интенсивности рыболовства является величина уравновешенного улова на единицу пополнения промыслового стада. Эта велична как один из критериев оптимальности при управлении запасами промысловых также подробно рассмотрена в гл. 4