Моделирование стохастических процессов в эксплуатируемых популяциях рыб и беспозвоночных : На примере горбуши Oncorhynchus gorbuscha и синего краба Paralithodes platypus восточного шельфа Сахалина

• Автор: Михеев, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 03.00.32
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Южно-Сахалинск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СТОХАСТИЧЕСКИХ

РЫБОПРОМЫСЛОВЫХ МОДЕЛЕЙ

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

2.1. Описание использованных материалов.

2.1.1. Исходные данные для определения параметров промыслового

действия стандартной ловушки.

2.1.2. Исходные данные для когортного анализа процессов

в запасе беспозвоночных с прерывистым ростом.

2.1.3. Исходные данные для прогнозирования численности рыб

с неперекрывающимися поколениями.

2.2. Методика исследования промысловых свойств ловушки
2.2.1. Оценивание уловистости и площади облова
ловушки по экспериментальным данным
2.2.2. Расчт параметров промыслового действия ловушки
с помощью стохастической модели хищникприманка
2.2.3. Определение оптимальной продолжительности
застоя и числа ловушек в порядке.
2.3. Последовательный популяционный анализ и регулирование промысла
для беспозвоночных с прерывистым ростом.
2.3.1. Оценка запаса с помощью стохастической когортной модели процессов
2.3.2. Выбор стратегии промысла на основе предосторожного подхода.
2.4. Применение фильтра Калмана для прогнозирования численности рыб
в популяции с неперекрывающимися поколениями
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Определение промысловых свойств стандартной ловушки
для крабовлитодид на восточном шельфе о. Сахалин.
3.1.1. Проведения компьютерных экспериментов на основе
стохастической модели хищникприманка
3.1.2. Проверка зависимости вероятности поимки от расстояния
до приманки по экспериментальным данным
3.1.3. Расчт параметров промыслового действия стандартной
ловушки для крабовлитодид на восточном шельфе о. Сахалин
3.1.4. Расчт оптимальных значений для продолжительности застоя
и числа ловушек при промысле синего краба восточного Сахалина
и камчатского краба западного Сахалина.
3.2. Определение оптимальной стратегии промысла для синего краба
восточного Сахалина.
3.2.1. Ретроспективный анализ и перспективная имитация динамики обилия
запаса при различных уровнях интенсивности промысла
3.2.2. Определение биологических ориентиров и мер
регулирования промысла.
3.3. Прогнозирование численности нерестовых подходов
горбуши в залив Анива и на юговосточный Сахалин
3.3.1. Выделение квазигармонического тренда из
остатков зависимости Риккера родителипотомки
3.3.2. Анализ и прогноз динамики численности с помощью
фильтра Калмана
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ГН. СПИСОК ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ В ТЕКСТЕ СОКРАЩЕНИЙ.
П2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
П2.1. Описание используемых математических моделей и зависимостей
П2.1.1. Стохастическая модель хищникприманка
для донных беспозвоночных
П2.1.2. Стохастическая модель для когортного анализа процессов
в запасе беспозвоночных с прерывистым ростом.
П2.1.3. Стохастическая модель учта численности рыб в популяции с неперекрывающимися поколениями, испытывающими
влияние внешней среды
П2.1.4. Определение уловистости и площади облова ловушки на
основе модели хищникприманка
П2.1.5. Зависимость вероятности попадания в ловушку от расстояния
до приманки
Г.1.6. Зависимость численности улова на ловушку от числа ловушек
в порядке и продолжительности застоя.
П2.1.7. Уравнения для переменных состояния запаса, определяемых
на основе когортной модели процессов.
П2.1.8. Определение биологических ориентиров, правил регулирования
промысла и общего допустимого улова
П2.2. Некоторые аналитические результаты, касающиеся используемых
математических моделей и зависимостей.
П2.2.1. Аналитическое решение общей задачи о распространении шлейфа запаха от приманок. Специальное решение
для случая с одиночной приманкой.
П2.2.2. Анализ поведения зоны приманивания для одиночной приманки
при отсутствии течения и поглощения аттрактанта
II2.2.3. Вывод формул для расчта уловистости и площади облова
ловушки по экспериментальным данным, на основе зависимости
вероятности поимки от расстояния.
Г.2.4. Вывод формулы для зависимости улова на ловушку от
числа ловушек
П2.3. Некоторые алгоритмы, применнные для оценки параметров моделей.
П2.3.1. Алгоритм оценки параметров когортной модели процессов
П2.3.2. Алгоритм оценки параметров в модели родители потомки
с квазигармоническим трендом и шумом.
П2.3.3. Алгоритм обобщнного фильтра Калмана для модели
Риккера родители потомки с известным трендом остатков
ПЗ. ИЛЛЮСТРАЦИИ К КОМПЬЮТЕРНЫМ ЭКСПЕРИМЕНТАМ
НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ХИЩНИКПРИМАНКА
ПЗ. 1. Поведение пятна аттрактанта от одиночной приманки по результатам моделирования при отсутствии
течения и поглощения
П3.2. Поведение шлейфа запаха от приманок при различных условиях
по результатам компьютерных экспериментов.
ПЗ.З. Пространственное поведение животных в окрестности приманок
по результатам компьютерных экспериментов.
ВВЕДЕНИЕ


Зависимость вероятности поимки от расстояния между приманкой и точкой выпуска особей, выраженную в виде формулы СП см. П2. Шттетап, . Исходные данные были получены в серии из восьми экспериментов, в которых выпускали меченых особей трубача Виссшит ит1шит группами из фиксированных точек вдоль четырх разрезов, сходящихся в ловугнке. По каждой станции на разрезе было подсчитано число пойманных особей, а затем определено положение линий . Использовали средние значения с разреза 9 4 см. Таблица 2. Дистанции до точек с фиксированными значениями уловистости фг и значения уловистости , рассчитанные для средней дистанции г на основе формулы П Использованы средние значения с разреза 4 по ШттсЬпап, . Уловистость Дистанции до точек с фиксированным значением уловистости. Эксперимент Среднее, г Ст. I 6 0. Г 2. Г 3 6 . Материалом для исследований зависимостей между индексом численности и продолжительностью застоя и числом выставленных ловушек послужили данные контрольного лова КЛ синего краба на восточном шельфе о. Сахалин и камчатского краба в Татарском проливе. Краткая сводная информация по исходным данным представлена в табл. Продолжительность застоя рассчитывали как промежуток времени между концом постановки ловушек и началом их выборки. Таблица 2. По гину ловушки. По числу ловушек в поряЛКС Г1о прололжи тельное й застоя л. Синий , . Камчатский . Конструктивные особенности ловушек и приманок, наиболее используемых в отечественном промысле, известны см. Михеев и Клитин, . Здесь укажем лишь основные характеристики ловушки японского образца, которая применяется в качестве стандартной на крабовом промысле в шельфовой зоне. Указанная ловушка имеет форму усеченного конуса. Диаметр е нижнего основания равен 5 см. Ловушка обладает круглым входным отверстием в верхней части конуса. Выходу крабов из ловушки через отверстие препятствует диффузор. Размер стороны ячеи у сетного полотна равен см. Число ловушек в порядке обычно колеблется в пределах 0 шт. Средний вес приманки в каждой ловушке варьирует в пределах кг. Район обитания моделируемой популяции синего краба расположен на восточном шельфе о. Сахалин от до с. Нерестится краб рассматриваемой популяции от до с. Личинки после выклева разносятся из района воспроизводства в небольших количествах летним прибрежным ветровым дрейфом на север до с. ВосточноСахалинеким течением на юг до с. Терпения. Район от до с. Зимуют взрослые особи синего краба за пределами шельфа на илистых грунтах, собираясь в очень плотные г руппы, расположенные друг от друга на довольно больших расстояниях. Молодь подрастает в мелководных бухтах и заливах. Плотные скопления взрослые самцы формируют осенью преимущественно на участке от до в диапазоне глубин 0 м. Севернее с. Терпения и в южной части восточного шельфа о. Сахалин взрослые самцы синего краба попалают в ловушки довольно редко. Сезонная локализация взрослых особей на сравнительно небольшом участке делает запас уязвимым по отношению к промыслу. Рис. Схема районов обитания для моделируемых запасов. Исходными данными для расчтов послужили ловушечные индексы численности и размерные составы уловов по голам за период гг. КЛ и биоанализов в пределах нагульного местообитания. Данные КЛ, полученные с по мая г. Также для сравнения использовали данные учтных траловых съмок, проведнных на востоке Сахалина летом г. Массив первичных данных, частично собранных автором, составил улова на ловушку и 1 выборочных промера и биоанализа. Межгодовая динамика промыслового индекса численности представлена ниже в табл. Таблица 2. Улов, зю. Годы гг. Средний 1. Средний с г. Характеристики размерной и половой структур рассматриваемой популяции были определены на основе выборок из уловов по годам и обобщнной выборки за период гг. Там же для сравнения показаны результаты анализа сводной выборки за период начального развития промысла гг. Таблица 2. Средние размеры самцов и самок и состав уловов КЛ синег о краба на восточном Сахалине в период гг. Голы Пол Вы борка. ЭКЗ. Рамер , см Состав уловов. Среднее . С 8 . Размер тела крабов здесь и затее, если не оговорено иное, определен по макенматьной ширине карапакса i.