Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общая характеристика района исследований. Материалы и методы 19
1.1. Общая характеристика района 19
1.2. Материалы и методы исследований 27
Глава 2. Современный экологический рыбохозяйственныи мониторинг морских биоресурсов. Традиционные и новейшие составляющие 35
2.1. Биологический мониторинг 36
2.1.1. Сбор, отображение и хранение первичных данных биологического мониторинга 39
2.1.2. Динамика запасов и промысел основных пелагических рыб Северо-Восточной Атлантики 44
2.2. Мониторинг условий внешней среды 57
2.2.1. Синоптика. Анализ и отображение информации. Использование в моделях 58
2.2.2. Океанология. Анализ и отображение информации. Использование в моделях. Новейший вид океанографических данных - спутниковая альтиметрия и ее практическое использование 65
2.3. Мониторинг и моделирование первичной биопродуктивности океана 79
2.3.1 Хлорофилл как индикатор фитопланктона 79
2.3.2 Возможности модельных оценок биомассы кормового планктона по концентрации хлорофилла 85
2.4. Промысловый мониторинг 88
2.4.1. Технология обработки промысловых данных на береговом Центре мониторинга 91
2.4.2. Комплексный анализ деятельности флота 93
2.5. Гидроакустический мониторинг 95
2.5.1. Оценка биомассы промысловых скоплений в синоптическом масштабе изменчивости. Пути совершенствования методов традиционных акустических съемок запасов 107
2.6. Спутниковое зондирование, как новейший источник мониторинговых данных 117
2.7. Авиавционный мониторинг 124
Глава 3. Рыбопромысловое прогнозирование - важнейшая функция системы мониторинга 131
3.1. Прогнозирование, как важнейший элемент рыбохозяйственной деятельности 131
3.2. Краткосрочное (синоптического масштаба) прогнозирование. Информационное обеспечение, методы, практические результаты 134
3.3. Долгосрочное (сезонное) прогнозирование. Информационное обеспечение, методы, практические результаты 164
Глава 4. Экосистемный подход к изучению, рациональному использованию и управлению запасами пелагических рыб Северо-восточной Атлантики 191
4.1. Проблемы управления биоресурсами в международном рыболовстве. История и современность 191
4.2. Экосистемный подход к оценке запасов и управлению промыслом 210
4.3. Основные принципы и методы рационально использования и управления запасами пелагических рыб в регионе СВА 229
Глава 5. Система комплексного эколого-промыслового мониторинга региона Северо-Восточной Атлантики, разработанная и эксплуатируемая на Северном бассейне 243
5.1. Предпосылки и принципы создания системы мониторинга на Северном бассейне 243
5.2. Прикладное программное обеспечение системы мониторинга. Программно-технические комплексы берегового и судового базирования 255
5.3. Методологическое и информационно-технологическое обеспечение промыслово-биологического мониторинга 262
Заключение 283
Выводы 287
Литература 289
- Общая характеристика района
- Биологический мониторинг
- Прогнозирование, как важнейший элемент рыбохозяйственной деятельности
Введение к работе
Актуальность исследования. Экология - это междисциплинарная область знаний, наука об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе и их взаимодействии. На этом основано значение экологии, как важнейшей дисциплины для развития фундаментальных и прикладных морских исследований (Одум, 1986). В экологии количественные показатели (численность, биомасса) и показатели разнообразия в смысле таксономического или видового богатства обычно используются как взаимодополняющие параметры. Вместе с тем, важнейшая тенденция развития экологических систем - не усиление жесткости связей, а сохранение и увеличение подвижности, буферности, взаимозаменяемости, т.е. повышение функционального разнообразия. На этом и на биологическом разнообразии базируются механизмы регуляции и стабильности экологических систем (Чернов, 1991).
Само биологическое разнообразие является одним из центральных фундаментальных понятий в комплексе собственно биологических дисциплин: экологии, зоологии, ботанике, микробиологии, систематике, генетике и т.д. С одной стороны, это совокупность конкретных параметров сообществ, флор, фаун. При этом понятие разнообразия используется в двух смыслах: как набор богатства форм и как их соотношение. С другой стороны, это синтетическая категория, соответствующая задачам комплексных исследований в сферах экологии, биогеографии, эволюционной теории, а также во многих прикладных областях. > Обеспечение растущего населения планеты продуктами питания, а про- мышленности отдельными видами сырья становится одной из важнейших задач как отдельных государств, так и мирового сообщества в целом. Особенно велико значение в рационе человека незаменимых белков животного происхождения, и среди них значительную долю составляют морские биоресурсы. За счет рыбы и других морепродуктов такие высокоразвитые страны с рыночной экономикой, как Норвегия, Япония, Канада, Исландия, страны ЕС и другие, удовлетворяют потребность своего населения в белках животного происхождения на 10-20% и даже до 40%. Это стало возможным в результате широкого вовлечения морских живых ресурсов в промышленную переработку и потребление. По существу завершившийся XX век можно назвать веком освоения морских биоресурсов Мирового океана. Так, если в начале века мировой улов едва достигал 4 млн т, то в конце века он превысил 125 млн т (Моисеев, 1969; Материалы ФАО, 2001). Увеличение было достигнуто не только за счет роста рыболовной активности, открытия и освоения новых районов и объектов лова, но и во многом за счет постоянного совершенствования технологии рыболовства, строительства более эффективных судов, разработки средств обнаружения рыбных скоплений, новых орудий лова, а также вследствие улучшения организации рыболовства на национальном и международном уровнях, развития выращивания рыбы и других объектов марикультуры. Если учесть объем искусственного выращивания гидробионтов, то суммарный выход продукции составил, например, в 1999 г. 123 млн т по сравнению с 70 млн.т в 1976 г., и эти тенденции сохраняются до настоящего времени. По экспертным оценкам, ми- ровое потребление рыбной продукции к 2005-2010 гг. может возрасти на 10-
14%, при этом ожидается рост объемов общих ежегодных мировых уловов (учитывая объемы продукции мари и аквакультуры) до уровня близкого 124 млн т., при вылове непосредственно в море 100-105 млн т. (Крылов, 2002). Казалось бы, нет серьезных опасений относительно перспектив использования морских биоресурсов. По данным ФАО, около 50% ресурсов мирового морского рыболовства эксплуатируется в полной мере, 25% - перелавливаются и около 25% - могут обеспечить более высокую степень эксплуатации (World Fish..., 2000). Однако более тщательный анализ мирового рыболовства показывает, что в целом ряде районов Мирового океана наблюдается снижение уловов тресковых, окуневых, некоторых камбал, сельдевых и других традиционных объектов рыболовства (Моисеев, 1995). Причины таких явлений широко анализируют и обсуждают ученые, специалисты рыбного хозяйства и общественность. Многие из них приходят к выводу о том, что наряду с природными факторами и часто нерегулируемым промыслом, чрезмерная эксплуатация ряда важнейших рыбных запасов связана с недостаточным знанием особенностей функционирования морских экосистем, особенно за пределами прибрежных вод.
Экосистемы, независимо от того, в каком географическом поясе они находятся, подвержены постоянным воздействиям различного характера, которые собственно и определяют процесс эволюции. Биологические компоненты экосистем, основных функциональных единиц в экологии, в процессе жизнедеятельности вступают в противоречие с другими компонентами, в результате чего возникают многосторонние связи, направление и сила которых не постоянна. Образуется перманентно пульсирующая структура, стремящаяся к равновесию, которое никогда не достигается, поскольку изменение внешних воздействий, как правило, глобального характера, оказывает разное влияние на компоненты экосистем, запуская механизмы изменений внутренних связей (биотических), постоянно выводя тем самым систему из равновесия. Таким образом, наблюдаемые естественные сукцессии - неотъемлемая часть существования экосистем (Одум, 1986). Именно поэтому, еще до начала интенсивного рыболовства в разные годы наблюдались существенные колебания численности отдельных видов рыб. Для получения исчерпывающих ответов на вопрос, какие факторы вызывают колебания численности даже одного промыслового вида, требуются данные о физико-химических условиях среды его обитания, обеспеченности ресурсами (питанием), жизненном цикле этого вида и влиянии конкурентов, хищников, паразитов и т. д., причем нужно знать, как все эти факторы влияют на распространение, воспроизводство, смертность и миграции (Бигон и др., 1989). Такой подход требует значительных материальных затрат и достаточно длительного периода накопления информации.
Исследования показывают, что биомасса и численность различных компонентов экосистемы может изменяться на несколько порядков, соответственно изменяется и соотношение видов, и количество организмов на каждом трофическом уровне. Проблема стабилизации численности популяций и механизмов, при помощи которых эта стабилизация достигается, есть та область, где совпадают задачи морских экологических и рыбохозяйственных исследований і (Кушинг, 1979). В тоже время известно, что при эксплуатации морских биоре- сурсов существует опасность не только нарушения нормальных процессов воспроизводства облавливаемых видов, но и выведения экосистем из состояния равновесия, что может привести к гораздо более масштабным и длительным последствиям. Например - стабильно депрессивное состояние в 70-90-х годах прошлого века стад ньюфаундлендско-лабрадорской трески, камбалы и черно- 1 го палтуса, что вызвало огромные экономические и социальные изменения во всей рыбной отрасли Канады. Обратным примером может служить ситуация с запасами дальневосточной сардины иваси. Рост ее биомассы с 1972 года, не предсказанный наукой, от нескольких сот тысяч тонн до 25-30 млн т привел к тому, что только в 1980-1985 гг. для человечества было потеряно не менее 50 млн т рыбы (Зиланов и др., 1992). Выходом из этой ситуации, очевидно, являет-ся то, что устойчивость экосистемы, в частности, морской, должна стать экономической категорией, связь которой с другими экономическими параметрами обязана носить характер отрицательной обратной связи, т.е. снижение устойчивости и резкие колебания состояния экосистем будут экономически невыгодны. Причем эта связь должна быть достаточно сильной для того, чтобы ее действие 1 проявлялось задолго до приближения к тем критическим точкам, в которых экосистема теряет свою устойчивость.
Перестройка экономики использования морских биоресурсов в данном направлении будет означать, что увеличение эффективности в этой сфере производства в нужной мере сдерживается условием сохранения устойчивости морской экосистемы. В свою очередь, модель обеспечения устойчивого разви- тия рыбохозяйственного комплекса на этих принципах может быть представлена в виде системы трех стратегически взаимосвязанных и взаимообусловленных целей развития отрасли (рис. 1) (Главинская, 2004). /Экологические / \ Социальные \ I цели I ) цели ]
I Экономические ) \ цели /
Рис. 1. Триединство целей устойчивого развития отрасли
В тоже время нацеленный на решение практических задач рыбохозяйст-венный мониторинг можно рассматривать как инструмент изучения морских экосистем, или как структурный компонент интегрального биомониторинга. Он должен удовлетворять таким критериям, как комплексность, системность, про-гностичность с акцентом на антропогенные воздействия, долговременность, непрерывность и встраиваемость в систему управления ресурсами. Рыбохозяй-ственный мониторинг может представлять собой региональную информационную систему, формируемую для комплексных углубленных исследований состояния рыбных ресурсов, подверженных промышленной эксплуатации, либо иному антропогенному воздействию с целью прогноза и рационального использования. Оптимальными объектами таких исследований могут быть несколько ихтиоценов в пределах одного или нескольких близких зоогеографических комплексов, где установлено или предполагается отсутствие значительных различий в популяционной экологии исследуемых видов, составляющих эти сооб- щества (Парпура, 1992). В значительной степени изложенным критериям (заметный пресс промысла, близкие или во много совпадающие ареалы, схожесть популяционной экологии) соответствуют массовые пелагические виды - атлантическая скумбрия, северная путассу и атлантико-скандинавская весенне-нерестующая сельдь, вместе составляющие основу биотопа неретической пела-гиали Северо-Восточной Атлантики.
Однако на основе традиционных методов ресурсных исследований и промыслового прогнозирования, имеющих своим объектом только одну промысловую популяцию, задача анализа общего состояния морской экосистемы не может быть решена, поскольку ее поведение в целом такие методы предсказать уже не могут (Яковлев и др., 1991). Поэтому базисным элементом в механизме упомянутой выше отрицательной обратной связи между устойчивостью экосистем и промыслом должна стать система мониторинга и прогнозирования, позволяющая определить степень устойчивости многовидовой экосистемы. Необходимость создания современной системы изучения и контроля состояния нескольких популяций промысловых видов, на которых базируются «сопряженные», т.е. идущие параллельно или один за другим путинные промыслы, здесь особенно очевидна.
Именно этими важнейшими обстоятельствами определяется актуальность данного исследования.
Цели и задачи исследования. Целью работы явилось экосистемное изучение запасов массовых пелагических рыб - атлантической скумбрии {Scomber scombrus L), норвежско-скандинавской сельди {Clupea harengus harengus L) и северной путассу (Micromesistius poutassou L) для обеспечения рационального использования и управления морскими биоресурсами Северо-Восточной Атлантики. Основой этой деятельности должна стать современная система экологического мониторинга и прогнозирования на базе новейших информационных технологий.
В соответствии с поставленной целью можно сформулировать основные задачи исследования: оценить значение биологического разнообразия в механизмах регуляции и стабильности морских экосистем, особенно в открытой части Северо-Восточной Атлантики; разработать экосистемный подход к изучению, освоению и управлению запасами промысловых (пелагических) видов рыб этого региона; оценить традиционные и предложить новейшие методы комплексного экологического мониторинга морских биоресурсов; дать анализ процесса промыслового прогнозирования, как важнейшей функции общей системы мониторинга, разработать новые методики краткосрочного и долгосрочного прогнозирования результатов промысла, в т.ч. на основе не использовавшихся ранее параметров внешней среды; проанализировать современные методы рационального использования и управления биоресурсами морских экосистем, в т.ч. на международном уровне; - разработать основы развития и практического использования на Северном бассейне системы комплексного промыслово-экологического мониторинга Северо-Восточной Атлантики для рационального использования и управления морскими биоресурсами региона. Объект исследования. Объектом исследования являются процессы и явления биотического и абиотического характера, происходящие в морских экосистемах, а также характер человеческой деятельности по изучению, рациональному использованию и управлению рыбными биоресурсами.
Предмет исследования. Биология и запасы промысловых видов рыб. Закономерности образования зон повышенной биологической и промысловой продуктивности в Северо-Восточной Атлантике в зависимости от разномасштабных процессов изменчивости в атмосфере и океане. Методы прогнозирования сроков и районов образования и распада промысловых скоплений пелагических видов рыб региона. Мониторинговые, информационные, компьютерные технологии и их использование в рыбохозяйственных целях.
Методологической и теоретической основой исследования явились научные труды отечественных и зарубежных ученых в области экологии, морской биологии, ихтиологии, промысловой океанологии, информатики и процессов управления, таких как Н.Я.Данилевский, В.И.Мейснер, Ф.И.Баранов, Т.С.Расс, П.А.Моисеев, И.Г.Юданов, Г.Г.Матишов, Л.П.Рыжков, Л.С.Краюшкина, Г.П.Руденко, Б.Н.Котенев, А.П.Алексеев, Б.Н.Яковлев, Р.С.Гольдман, Ю.Одум, Д.Х. Кушинг, М.Бигон и других.
В исследовании использованы методы системного анализа, статистические методы, моделирование и сравнительное изучение природных процессов, метод обобщений, аналогов и другие.
Информационная база исследования состоит из научных источников в виде статей, монографий, отчетов, материалов научных конференций и семинаров, данных отечественной и зарубежной статистики, опубликованных материалов Управления «Севрыбпромразведка», ПИНРО, ВНИРО и НТФ «Комплексные системы», а также собственных результатов исследований и разработок автора, в т.ч. на основе многолетних морских экспедиционных материалов.
Научная новизна исследований. Научная новизна работы заключается в оценке роли и места известного принципа биологического разнообразия в механизмах регуляции и стабильности морских экосистем, в частности, Северо-Восточной Атлантики.
Впервые обоснован экосистемный подход, подразумевающий управление запасами массовых пелагических видов рыб с учетом биопродукционного потенциала морской многовидовой экосистемы и комплекса факторов, влияющий на его величину и структуру.
Развиты традиционные и впервые предложены новые регулярные составляющие комплексного экологического мониторинга морских биоресурсов открытых районов Северо-Восточной Атлантики. Показан новый подход к планированию и проведению съемок по оценке биомассы промысловых объектов, в т.ч. впервые с учетом синоптической изменчивости.
Обоснованный и реализованный автором подход к созданию системы мониторинга отличается использованием различных потоков комплексных данных, характеризующих динамику состояния морских экосистем, собираемых в единой программно-технической среде и формирующих общую базу данных.
Разработанные под руководством автора комплексы прикладных программ (Klochkov et al., 1999), в том числе с использованием оригинальных ГИС-технологий, позволяют впервые в рыбохозяйственных исследованиях собирать, отображать, совместно анализировать и хранить промыслово-биологическую, гидроакустическую, гидрометеорологическую информацию и данные спутникового позиционирования флота. Это обеспечивает качественно-новое проведение исследований по влиянию изменчивости процессов в атмосфере и океане различных временных масштабов на распределение, поведение и миграции пелагических рыб в открытых районах Северо-Восточной Атлантики.
Разработанные и внедренные новые методики краткосрочного и долгосрочного прогнозирования отличаются включением новых видов данных о среде (спутниковая альтиметрия) и возможностью использования как в береговых условиях (отраслевые НИИ, центры мониторинга, управления флотов), так и на научно-исследовательских и промысловых судах с научными наблюдателями.
Введено новое определение - «сопряженные промыслы», т.е. промыслы идущие параллельно или непосредственно один за другим, что характерно для пелагических промыслов в Северо-Восточной Атлантике, ведущихся практически круглогодично. Это понятие подчеркивает необходимость изучения динамики численности и биомассы нескольких популяций промысловых видов, проведения общего мониторинга морских экосистем, составляющей частью которых являются эти популяции.
Созданная и эксплуатируемая в настоящее время под руководством и при непосредственном участии автора на Северном бассейне первая в отрасли современная система комплексного промыслово-экологического мониторинга открытых районов Северо-Восточной Атлантики на основе информационных, телекоммуникационных и спутниковых технологий позволяет значительно повысить качество морских сырьевых исследований, в том числе проводить оперативную оценку биомассы скоплений промысловых (пелагических) видов рыб, в целях рационального использования биоресурсов, и информационно поддерживать деятельность российского крупнотоннажного флота в различных районах Мирового океана.
Практическая значимость исследования. Большие объемы комплексных данных мониторинговых исследований (промыслово-биологические, акустические, гидрометеорологические и другие) служат основой рациональной эксплуатации промысловых запасов и используются ВНИРО и ПИНРО для обоснования позиций российской стороны в Рабочих группах ИКЕС и НЕАФК при определении ежегодных общедопустимых уловов (ОДУ) пелагических видов рыб в Северо-Восточной Атлантике и выделении национальных квот.
Разработанные и внедренные технологии позволяют регулярно обеспечивать суда крупных рыбопромышленных компаний Северного и Западного бассейнов (ЗАО «Вестрыбфлот», ООО «Группа компаний ФОР» (г.Калининград); 000 «Робинзон», ОАО «Мурманский траловый флот» (г.Мурманск)), ведущих промысел массовых пелагических рыб, температурными картами повышенной точности, прогнозами и рекомендациями по локальным участкам промысла и тактике лова на предстоящий синоптический период (3-7 суток), что реально повышает эффективность их работы в 1,3-1,6 раза за счет экономии промыслового времени на поиск наиболее плотных скоплений, топлива и других ресурсов.
Долгосрочные (путинные) прогнозы сроков и районов образования промысловых скоплений и динамики производительности позволяют добывающим флотам с заблаговременностью 1,5-2 месяца планировать и своевременно проводить концентрацию и передислокацию больших групп крупнотоннажных траулеров с одного вида промысла на другой и за счет этого получать значительный экономический эффект.
Разработанные мониторинговые технологии являются достаточно универсальными и могут применяться для научных и практических целей в различных районах промысла Мирового океана.
Апробация результатов исследования. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Всероссийских и международных конференциях, симпозиумах, семинарах (Мурманск, 1988, 1989, 1990,
2001, 2002, 2003, 2004, 2005; Ленинград, 1984, С.-Петербург, 2000, 2004; Кали- нинград, 1991, 2001, 2003, 2005; Ростов-на-Дону, 2005; Москва, 2002), на международных симпозиумах и конференциях (Берген, Норвегия, 1997; Сиэтл, США, 1999; Шеньян, Китай, 2002; Рейкьявик, Исландия, 2003), на научных симпозиумах международных выставок: «Инрыбпром-1990», «Инрыбпром-1995», «Инрыбпром-2000», «Инрыбпром-2004», «РыбпромЭКСПО-2005», а также на заседаниях кафедры ихтиологии и гидробиологии Санкт-Петербургского Государственного Университета, Ученого совета ГосНИОРХ и Ученого совета Мурманского морского биологического института КНЦ РАН.
Общая характеристика района
Географическое положение региона. Северо-Восточная Атлантика (СВА) по районированию, принятому в ФАО, относится к 27-му региону Мирового океана, который на севере ограничен 84 с.ш., на востоке 84 с.ш., 6830 в.д. - северная конечность Новой Земли - южная конечность Новой Земли - о. Вайгач - побережье России - м. Канин Нос - 68 с.ш., 40 в.д., побережье Прибалтийских и Североморских государств; океаническое побережье Франции, Испании, Португалии; на юге - м. Гибралтар - 36 с.ш., 42 з.д.; на западе - 36 с.ш., 42 з.д. - 59 с.ш., 44 з.д. - 84 с.ш., 44 з.д. и включает в себя моря: Баренцево, Гренландское, Норвежское, Балтийское, Северное, Ирландское, Кельтское и Ирмингера.
В свою очередь, регион разделен ИКЕС на более мелкие подрайоны в зависимости от особенностей океанографических условий и мест обитания промысловых видов рыб (рис. 1.1).
Краткая геоморфологическая характеристика. Рельеф дна рассматриваемого региона весьма сложный. Океаническая часть разделена хребтами Рей-къянес и Срединно-Атлантическим на восточную и западную. По обе стороны хребтов расположены глубоководные котловины - на западе Лабрадорская и Ньюфаундленская, на востоке - Западно-Европейская, с глубоко вклинивающимся в сушу Бискайским заливом, и Иберийская.
Срединно-Атлантический хребет, в свою очередь, подводными долинами расчленен на множество подводных гор с глубинами над вершинами от 495 до 1800 м.
В восточной части, к западу от Британских до Фарерских островов, расположена обширная система поднятий. Крупнейшими из них являются Поркьюпайн, возв. Роколл, хр. Хатгон, б-ки Антон Дорн, Розмери, Аутер-Бейлис, Билл-Бейлис, Фере. Наиболее обширная шельфовая зона расположена к югу Ирландии (Кельтское море) и к западу от нее (рис. 1.2).
Норвежское море отделено от океанической части региона Уайвилл-Томсона, Фареро-Исландским и Гренландско-Исландским порогами.
Рельеф дна Норвежского моря очень сложный, с юго-запада на северо-восток расчленен Исландским, Ян-Майенским, Мона хребтами. На востоке Норвежского моря расположено обширное Норвежское плато.
К западу от хребтов выделяется Исландская впадина, а на востоке -Норвежская и Лофотенская (рис. 1.3). Одним из основных показателей, которые дают представление о теплосодержании вод южной части Норвежского моря, может быть положение изотермы 3С на глубине 200 м.
Критерием для оценки термического режима в этой части моря принята средневзвешенная температура воды на гидрологическом разрезе по 6440 с.ш., от 5 до 11з.д. в слое 0-50 м в июне 1978-1982 гг. Амплитуда изменчивости теплового режима в июне колебалась от 3,44 (минимум в 1980 г,) до 7,17С (максимум в 1972 г.).
Северное море - одно из мелководных европейских морей. Средняя глубина 94 м, наиболее глубоководная его часть - Норвежский желоб. Дно имеет равномерный уклон с юга на север и северо-восток с рядом впадин и возвышенностей. Из банок наиболее выделяются Доггер и Викинг. Наиболее глубоководные впадины расположены в западной части моря - это Фладен и Девис-Хол.
Общеизвестно, что циркуляция вод является одним из основополагающих факторов, определяющих режим водоема и его продуктивность. Это в полной мере относится к Северному морю. Определенное влияние на формирование общей циркуляции вод Северного моря должен оказывать приток атлантических, в меньшей степени, балтийских вод.
Биологический мониторинг
Традиционно морские биологические исследования сводятся к операциям первичного сбора материала, сортировки, группирования, упорядочения, расчета характеристик и графического отображения зависимостей с дальнейшим экспертным анализом полученных результатов. Последние имеют не только вспомогательное, но и самостоятельное значение, так как позволяют формулировать качественные выводы. Путем обобщения задач качественного анализа и дополнения их некоторыми количественными процедурами формируется уровень задач предварительного анализа данных. Автоматизация предварительного анализа является предпосылкой обобщения более высокого уровня. Задачи предварительного анализа логически предшествуют этапу построения сложных математических моделей, позволяя вырабатывать основные гипотезы о зависимости признаков многомерных наблюдений, т.е. в нашем случае изучении влияния условий внешней среды и промысла на морские экосистемы, сырьевые ресурсы которых имеют хозяйственное значение. Основная роль биологического мониторинга при этом - обеспечение регулярных первичных данных для этих исследований (Черный, 1985).
Задачи по систематике, описанию морфологических и других биологических особенностей различных групп промысловых видов рыб являются традиционными в биологических исследованиях. При выявлении особенностей объектов из различных выборок анализируется множество признаков из массовых наблюдений. Привлечение современной вычислительной техники, методов многомерного статистического анализа, математических методов распознавания образов и т.д. позволяет не только качественно характеризовать особенности объектов, но и выработать количественные показатели.
Содержательный анализ структуры популяций требует решения комплекса задач по изучению жизненного цикла и экологии исследуемого объекта. В частности, расчетные данные по размерно-возрастному составу используются для построения долгосрочных прогнозов динамики популяции промысловых видов, исследования эффективности восстановления запасов и определения возможного уровня изъятия по отдельным миграционным группировкам. Кроме того, важное значение для рыбопромыслового прогнозирования имеют задачи по установлению зависимости сроков нереста и численности пополнения от условий среды. Последние задачи тесно связаны с задачами по определению размерно-возрастного состава и биологическими характеристиками исследуемой популяции (Драпацкий и др., 1990).
Указанные характеристики являются входными данными для определения наиболее благоприятных районов и сезонов промысла и служат важным элементом рационального использования морских биоресурсов.
Прогнозирование, как важнейший элемент рыбохозяйственной деятельности
Считается, что прогноз - венец научного знания. Общебиологической концепцией о единстве организма и среды, разумность которой никем под сомнение не ставится, постулируется, что поведение и распределение рыб и их скоплений определяются условиями среды обитания. Очевидно, и прогнозирование распределения скоплений возможно только после того, как будут хорошо изучены особенности биологии промысловых видов рыб и океанологические условия в промысловом районе - как в тех местах, где ведется промысел, так и за их пределами, и будут выяснены различия этих участков. Такие сведения добывались постепенно в процессе научных исследований и практики промыслов, и, вероятно, только сейчас наши знания об изменчивости условий в океане и биологии рыб достигли того уровня, когда можно говорить о создании методов и системы долгосрочного и краткосрочного прогнозирования. Трудно переоценить роль и значение промысловой океанологии в изучении закономерностей изменений морских экосистем и стимулировании рыбопромыслового прогнозирования различной заблаговременности. Рыбопромысловое прогнозирование служит не только рыбному промыслу, но позволяет дать объективную оценку той или иной научной гипотезе, которая использована в качестве основы конкретного прогноза режима любой акватории и его экологических следствий (Антонов, 2004).
Для успеха прогнозирования нужны надежные характеристики абиотических условий. Сложность и трудность такого выбора заключается в том, что большинство исследуемых для решения проблемы характеристик имеют двойственный по отношению к отдельным гидробионтам и их популяциям смысл. Так, например, температура морской воды, выраженная абсолютными величинами, оказывает на живые существа и, естественно, объекты промысла непосредственное воздействие и в то же время может являться индикатором (показателем) неких динамических процессов, влияние которых на распределение и продуктивность исключительно велико (Елизаров, 2004).
Целевое назначение промыслово-океанологических исследований выдвигает прогностические аспекты на передний план. Именно разработка системы прогнозирования состояния сырьевой базы и функционирование этой системы в реальном масштабе времени является главной задачей научного обеспечения рыболовства. Это неизменно было и остается стрежнем рыбохозяйствен-ных, в т.ч. и промыслово-океанологических исследований. Фундаментом прогностической системы служит комплексный мониторинг репрезентативных биотических и абиотических показателей промысловой компоненты морских и океанских экосистем (Яковлев, 2002).
В настоящее время не сложилась общепринятая классификация и терминология заблаговременности промысловых прогнозов (Коновалов, 1982;
Бочаров и др., 1985; Гершанович, 1986). Однако практика рыбохозяйственных исследований позволяет выделить четыре основных типа таких прогнозов. Перспективные (сверхдолгосрочные) прогнозы на срок от нескольких до 20 и более лет. Такие прогнозы сырьевой базы основываются на зависимости численности поколений промысловых гидробионтов от долгопериодных трендов климатических, гелиогеофизеских (солнечная активность, скорость вращения Земли) и других аналогичных факторов.
Долгосрочные (текущие) прогнозы на срок от одного до нескольких лет уточняют перспективные прогнозы по отдельным видам и регионам Мирового океана на основе влияния фактических абиотических и биотических условий. Оперативные (сезонные) прогнозы на срок от месяца до года необходимы для оптимизации освоения сырьевой базы промысла. Обеспечение оперативных прогнозов основывается на исследовании экологических особенностей промысловых видов, изучении их сезонных миграций и распределения в зависимости от зон повышенной биологической продуктивности. Большое значение при этом имеет влияние динамики океанологических условий соответствующего масштаба на распределение и трофодинамические ситуации. Краткосрочные прогнозы. Под ними понимают научно-обоснованное предсказание участков и сроков образования промысловых скоплений, а также ряда характеристик этих скоплений, таких, как плотность концентрации (улов на промысловые усилия), соотношение видов и размерно-весовых групп скоплений и др. Важной задачей промыслового прогнозирования, особенно краткосрочного, является предсказание наступления «переломных» моментов в ходе годового жизненного цикла гидробионтов - переходов к нагулу, нересту или зимовке. Следует отметить, что в настоящее время нет единого мнения о временном диапазоне краткосрочного прогноза.
