Воспроизводство тихоокеанских лососей: Экол.-экон. анализ и мат. моделирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат биологических наук Ермолицкая, Марина Захаровна

• Ермолицкая, Марина Захаровна
• кандидат биологических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ермолицкая, Марина Захаровна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Состояние проблемы

1.1 Обзор моделей

1.2 Характеристики заводов и проблемы воспроизводства лососевых

Глава 2. Анализ работы рыборазводных предприятий

2.1 Методы обработки данных

2.2 Анализ эколого-экономических закономерностей

р аб оты рыбор азв одных пр едприятий

Глава 3. Математическая модель воспроизводства горбуши

3.1 Модель воспроизводства горбуши

3.2 Исследование модели воспроизводства горбуши

Глава 4. Математическая модель воспроизводства кеты

4.1 Модель воспроизводства кеты

4.2 Исследование модели воспроизводства кеты

Глава 5. Математическая модель совместного

воспроизводства лососей

5.1 Модель совместного воспроизводства лососей

5.2 Исследование модели совместного воспроизводства лососей

Выводы и рекомендации

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Воспроизводство тихоокеанских лососей: Экол.-экон. анализ и мат. моделирование»

Введение

В настоящее время большое развитие получило новое рыбохозяйственное направление - аквакультура, которая включает широкий круг научных исследований и производственных процессов, связанных с активной деятельностью человека и направленных на товарное выращивание, естественное и искусственное воспроизводство запасов гидробионтов и водорослей в водоемах,

Способы морской аквакультуры весьма разнообразны; производство (разведение) рыбных запасов, товарное выращивание водорослей, беспозвоночных и рыб. Наиболее перспективным является так называемое пастбищное выращивание, когда подрощенная заводская молодь выпускается на свободный нагул в естественные водоемы.

На Дальнем востоке в связи с сокращением запасов лососевых рыб стоит вопрос об их восстановлении и дальнейшем увеличении, Наиболее перспективный путь восстановления фонда лососевых рыб -развитие их искусственного воспроизводства на лососевых заводах. Однако, с развитием искусственного воспроизводства возникла и проблема определения его экономической эффективности. Решение этой проблемы тесно связано с разработкой вопроса о соотношении естественного и искусственного воспроизведете. Оптимальным,-видимо, будет считаться такое соотношение естественного и искусственного воспроизводив , когда искусственное воспроизводство не будет подрывать условия существования естественной части популяции, и в сумме количество воспроизводимой рыбы будет стремиться к максимуму при минимальных или фиксированных затратах на искусственное воспроизводство.

Решение этой проблемы в полном объеме возможно только с помощью построения математических моделей этих процессов, для чего необходимо:

- на качественном и количественном уровне описать и формализовать суть проблемы ;

- выявить основные показатели и характеристики для исследования;

- провести статистическую обработку информации;

- выявить взаимосвязь и соотношения между показателями и оценить влияние условий окружающей среды на выживаемость молоди на разных участках ареала;

- провести исследование моделей в различных ситуациях.

Математические модели рационального воспроизводства лососевых., описываемые в данной работе, относятся к классу имитационных дискретных моделей. Они построены на большом фактическом материале по работе 23 лососевых рыборазводных заводов Сахалинской области и вылова рыбы в этом районе с 1988 г. и до настоящего времени. Известно, что при моделировании основная часть работы заключается в подготовке .обработке и анализе данных, поэтому этим вопросам уделено большое внимание. Важным аспектом данной работы является использование эмпирических данных как по экологии, так и по экономике. Как правило, эколого-экономический анализ при исследовании экологических систем используется редко и различными специалистами эти системы рассматриваются отдельно. Хотя на самом деле для эффективного управления биологическими ресурсами их необходимо исследовать совместно.

В настоящей работе в процессе разработки моделей проведена большая подготовительная работа, включающая статистическую обработку данных по каждому заводу с помощью программ ВМОР, £>га1дгат', Зтайзйса на ЕС ЭВМ и ПЭВМ.

На основе анализа этих данных выявлены четыре района с наиболее сходными характеристиками, поэтому, в целях сокращения объема работы, большая масть результатов приводится в обобщенном виде по районам. По каждому из районов проведены модельные исследования с учетом искусственного и естественного воспроизводства кеты и горбуши и емкости экологической среды в данном районе. Под емкостью среды для каждого вида мы понимаем степень способности экосистемы обеспечивать его нормальную жизнедеятельность при максимально возможной численности.

На моделях рассматривалось три варианта воспроизводства: искусственное воспроизводство, естественное воспроизводство и смешанное воспроизводство, в котором учитываются разные соотношения между искусственным и естественным воспроизводством.

Результаты моделирования позволили оценить экономическую эффективность работы отдельных хозяйств, определить возможные объемы вылова, рассчитать оптимальные соотношения естественного и искусственного воспроизводства в конкретных районах, при условии получения максимальной прибыли в зависимости от затрат на воспроизводство и экологической емкости среды.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Ермолицкая, Марина Захаровна

Выводы и рекомендации

Исследования работы рыборазводных предприятий Сахалинской области и моделирование воспроизводства лососей привели к следующим выводам.

1. Анализ экономических закономерностей работы рыборазводных предприятий и зависимостей между экономическими показателями с помощью статистических методов показал, что наиболее значимая связь существует между фондовооруженностью и фондоотдачей, стоимостью основных производственных средств и себестоимостью продукции, фондоотдачей и производительностью труда и др. Также существуют показатели, например, количество подкормленной молоди, коэффициент возврата, производительность кормления, при рассмотрении взаимосвязи между которыми, необходимо учитывать биологические факторы, влияющие на воспроизводство лососей.

2. Расчет основных экономических показателей - среднегодовой доход, абсолютная и относительная эффективность показал, что по воспроизводству горбуши наиболее рентабельны те предприятия Сахалинской области, которые входят в 1-ый и 3-ий районы, по воспроизводству кеты - предприятия, входящие в 1-ый и 4-ый районы. А для более эффективной работы предприятий, не входящих в выше перечисленные районы, необходимо учитывать естественное воспроизводство и рационально использовать, пришедшее на нерест, стадо лососей, увеличивать нерестовые площади.

3. Исследования моделей воспроизводства лососей с годовым шагом показали, что для популяций кеты и горбуши присущи колебания численности родительского стада, причем у разных популяций горбуши наблюдаются разные фазы колебаний (у некоторых популяций максимум численности приходится на четные годы, у других - на нечетные).

Причина колебаний численности одновидовых систем, видимо, определяется внутренними процессами, протекающими в популяциях и их структурой, так, как они воспроизводятся на моделях.

При этом характерной и неотъемлемой особеностью динамики численности популяций рыб, является их стремление к стабильному, устойчивому состоянию. В большинстве случаев, даже под воздействием определенной интенсивности промысла, численность стада не уменьшается до нуля. Отсюда следует, что структура популяций и их биологические особенности обеспечивают стремление к стабильности.

4. Так как на ранних этапах жизни поколения лососей смертность их зависит от численности (плотности) распределения особей, то для получения максимального числа потомства необходимо распределять родительское стадо с учетом площади естественных нерестилищ и возможностей рыбоводных предприятий и, таким образом, наиболее эффективно управлять рыбным промыслом и воспроизводством.

5. На основе анализа трех типов совместного воспроизводства кеты и горбуши приходим к выводу, что при воспроизводстве стада лососей целесообразней использовать смешанное воспроизводство. Основная цель смешанного воспроизводства заключается в том, чтобы довести численность популяции до оптимального уровня, определенного естественной емкостью среды обитания, из года в год сохранять ее размер на этом уровне (а на рыбоводных предприятиях увеличивать по мер'е возможности) и за счет наиболее рационального соотношения особей разного пола и возраста добиться наивысшего ежегодного прироста численности облавливаемой части популяции. При этом рыбоводные предприятия должны отвечать за состояние воспроизводства лососей на естественных нерестилищах водоема, на которых они расположены. Предприятия и река должны действовать как единый механизм воспроизводства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ермолицкая, Марина Захаровна, 1998 год

Литература

1. Афифи А, Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. -М: Мир, 1982. - С. 488.

2. Баранов Ф.И. К вопросу о биологических основаниях рыбного хозяйства. - М.: Известия, 1918. - С. 81-128.

3. Баранов Ф.Н. К вопросу о динамике рыбного хозяйства. // Бюл. Рыбное хозяйство, 1925. - С. 26-38.

4. Бивертон Р., Холт С. Динамика численности промысловых рыб. - М.: Пищевая пром-сть, 1969. - С. 248.

5. Биологические основы морской аквакультуры. II Под ред. Грезе В.Н. -Киев: Наука, 1975. - С.74.

6. Биологические основы лососеводства. II Под ред. Коновалова С.М. -Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. - С. 191 .

7. Биологические основы аквакультуры в морях европейской части СССР. // Под ред. Соколова В.Е. - М.: Наука, 1985. - С. 232 .

8. Двинин А.П. Лососи Южного Сахалина. - Владивосток: Изв. ТИНРО, 1952. - Т.37, С. 24.

9. Дулепов В.И., Ермолицкая М.З. Математическое моделирование процессов в марикультуре с учетом естественного воспроизводства и вылова. //Тез. Всерос. конф. "Экосистемы морей России в условиях антропогенного процесса". - Астрахань: КаспНИРХ, 1994. - С. 444-446.

10. Дулепов В.И., Ермолицкая М.З. Математическое моделирование в управлении воспроизводством горбуши. // Морские технологии. -Владивосток: ИПМТ ДВО РАН, 1996. - Вып.1, С. 276-288.

11. Ефанов В.Н. Популяционная структура горбуши Сахалина и Курильских островов. II Морфология, структура популяции и проблемы рационального использования лососевидных рыб: Тез.

Координационного совещания по лососевидным рыбам.- Л.: Наука, 1983. - С.65-66.

12. Ефанов В.Н., Чупахин В.М. Колебания численности горбуши, воспроизводящейся в реках Сахалино-Курильского бассейна и некоторые факторы, ее определяющие. И Биологические основы развития лососевого хозяйства в водоемах СССР. - М.: Наука, 1983. -С.98-102.

13. Засосов А.В. Динамика численности промысловых рыб. - М.: Пищевая пром-сть, 1976. - С. 311 .

14. Иванков В.Н. Тихоокеанские лососи острова Итуруп (Курильские острова). - Владивоскок: Изв.ТИНРО, 1968. - Т.65.

15. Иванков В.Н., Андреев В.Л. Экология, структура и моделирование популяций южнокурильской кеты. // Вопросы ихтиологии. - М.: Наука, 1971. - Т.11, вып.4(64).

16. Кузнецов И.И. Кета и ее воспроизводство. - Хабаровск: Дальгиз , 1937. -С. 175.

17. Коновалов С.М. Популяционная биология тихоокеанских лососей. -Л.: Наука, 1980,-С. 237.

18. Канидьев А.И. Основы управляемого воспроизводства тихоокеанских лососей. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - С. 212.

19. Коновалов С.М. Биологические исследования лососевых. -Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. - С. 191.

20. Меншуткин В.В. Математическое моделирование популяций и сообществ водных животных. - Л.: Наука, 1971.-С. 196.

21. Математическое моделирование в биологии. II Под ред. Молчанова А.М.-М.: Наука, 1975. -С. 154.

22. Модели биологических сообществ. //Под ред. Шапиро А.П.Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979. - С.146 .

23. Математическое моделирование в популяционной экологии. И Под ред. Фрисмана Е.Я. - Владивосток : ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1985. - С. 160.

24. Морская аквакультура. // Под ред. Моисеева,- М.: Агропромиздат, 1985.-С. 253.

25. Математические методы теории рыболовства (модели изолированных популяций). // Под ред. Павлова М.А. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1988. - С. 76 .

26. Моисеев П.А. Биологические ресурсы мирового океана. - М.: Агропромиздат, 1989. - С. 368.

27. Молотков В.Е., Ермолицкая М.З., Аллахвердиева О.Б. Оценка эффективности работы лососевых хозяйств Сахалинской области/ Управление транснациональными ресурсами и возможные аспекты сотрудничества. II Междун. конф. по Японскому и Охотскому морям. -Находка, 1989.-С.28.

28. Меншуткин В.В. Имитационное моделирование водных экологических систем. - Санкт-Петербург: Наука, 1993. - С. 160 .

29. Никольский Г.В. Теория динамики стада рыб как биологическая основа рациональной эксплуатации и воспроизводства рыбных ресурсов. -М.: Наука, 1965.-С. 382.

30. Пушкарева Н.Ф. Воспроизводство и промысел приморской горбуши ОпсогЬипсИиз догЬиэсИа (\А/а1Ьаит). - Владивосток: Изв. ТИНРО, 1981. -Т.105, С. 66-78.

31. Рикер У.Е. Методы оценки и интерпретации биологических показателей рыб. - М.: Пищевая лром-сть, 1979. - С. 408 .

32. Рухлов Ф.Н. Жизнь тихоокеанских лососей. - Южно-Сахалинск: Дальневосточное книж. изд-во, 1982. - С. 112.

33. Оптимальное управление эксплуатируемой риккеровской популяции.// Препринт ИАПУ ДВНЦ АН СССР - Владивосток, 1976. - С. 24 .

34. Смит Дж. Математические идеи в биологии. - М.: Мир, 1970. - С. 180 .

35. Управление и информация. // Под ред. Шапиро А.П. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1971. - С. 96 .

36. Смирнов А.И. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. - М.: Изд-во МГУ, 1975. - С. 334.

37. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. - М.: Наука, 1978. - С. 352 .

38. Суханов В.В. Математические модели популяций тихоокеанских лососей.// Модели биологических сообществ. II Под ред. Шапиро А.П. -Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1979. - С. 92-105 .

39. Сысоев Н.П. Экономика рыбной промышленности. - М.: ВО Агропромиздат, 1989. - С. 156 .

40. Фрисман Е.Я. Математические модели динамики численности локальной однородной популяции. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. -С.59.

41. Шапиро А.П., Андреев В.Л. Оптимальное соотношение между искусственным и естественным воспроизводством облавливаемой популяции рыб. 11 Вопросы ихтиологии. - М.: Наука, 1969. - Т.9, вып.1(54).

42. Шапиро А.П. Исследование оптимальной численности нерестового стада лососевых в зависимости от свойств нерестового ареала. II Управление и информация. - Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1971. - С. 96.

43. Шапиро А.П., Скалецкая Е.П., Фрисман Е.Я. Дискретные модели динамики численности популяций и оптимизация промысла. - М.: Наука, 1979.-С.166.

44. Экономика^ организация и планирование производства на предприятиях рыбной промышленности. // Под ред. Кузьминой Л.П. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. - С. 304.

45. Dulepov V.l., Ermolitskaya M.Z. Mathematical modeiiing of processes in mariculture with regad for natural reproduction and catch.// PICES. North

Pacific Marine Science Organization, Third Annual Meeting.- Hokkaido, Japan, 1994,- pp. 9-10.

46. Duiepov V.I., Ermolitskaya M.Z. The efficiency valuation of the salmon fishing activity by methods simulation.// PACON-94. The Six Pacific Congress on Marine Science and Technology. - Townsville, Australia, 1994. - p.17.

47. Duiepov V.I., Ermolitskaya M.Z. The efficiency valuation of the salmon fishing activity by methods simulation.// International Symposium on the "The large marine ecosystems (LMEs) of the Pacific ocean". - Qingdao, RR China, 1994.-p.17.

48. Graham M. The sigmoid curve and the overfishing problem./ Cons.Int.Explor.Mer, Rapp. et Proc. -Verl., 1939. - p.389 .

49. Leslie P.H. A stochastic model for studing the properties of certain biological systems by numerical method. - Biometrika, 1958. - p. 45 .

50. Schaefer M.B. A study of the dynamics of the fishery for yellowfin tuna in the eastern tropical Pacific Ocean. // ¡ntr~Am.Trop.Tuna Comm. Bull.2, 1957. -pp. 247-268.

51. Saila S.B., Shappy R.A. Random movement and orientation in salmon migration.//J.Cons.perm.int. Explor.Mer., 1963. - V.28, 1.

52. Thompson W.F. Theory of the Effect of Fishery on the Stock of Halibut./ Rep.Internat.Fsh.Comm., 1937. - pp.36-329.