Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Рациональное использование и управление морскими биоресурсами Северо-Восточной Атлантики на основе современного экологического мониторинга и прогнозных исследований
ВАК РФ 03.00.16, Экология
Автореферат диссертации по теме "Рациональное использование и управление морскими биоресурсами Северо-Восточной Атлантики на основе современного экологического мониторинга и прогнозных исследований"
/з-
Санкт-Петербургский государственный университет
На правах рукописи УДК 597.08.591.18
КЛОЧКОВ Дмитрий Николаевич
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ МОРСКИМИ БИОРЕСУРСАМИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ АТЛАНТИКИ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Специальность: 03.00Л6 - экология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Санкт-Петербург 2006
Санкт-Петербургский государственный университет
На правах рукописи УДК597.08.591.18
КЛОЧКОВ Дмитрий Николаевич
РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ МОРСКИМИ БИОРЕСУРСАМИ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ АТЛАНТИКИ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Специальность: 03.00.16 - экология
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Санкт-Петербург 2006
Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Национальные рыбные ресурсы» и в научно-производственной компании «Морская информатика»
Научный консультант: доктор биологических наук, профессор
Руденко Герольд Петрович
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Краюшкина Людмила Сергеевна
доктор биологических наук, профессор Рыжков Леонид Павлович
доктор биологических наук, профессор Скворцов Владимир Валентинович
Ведущая организация: Мурманский морской биологический
институт Кольского научного центра РАН
Защита состоится « » февраля 2006 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д.212.232.08 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, г.Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, СпбГУ, биолого-почвенный факультет, диссертационный совет Д.212.232.08
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СпбГУ Автореферат разослан « » декабря 2005 г. Ученый секретарь * г\-дЛ
диссертационного совета C^kvjr^— к.б.н. СИ.Сухарева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
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, буфер-ности, взаимозаменяемости, т.е. повышение функционального разнообразия. На этом и на биологическом разнообразии базируются механизмы регуляции и стабильности экологических систем (Чернов, 1991).
Обеспечение растущего населения планеты продуктами питания, а промышленности специальными 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%, а в отдельных странах до 60%. 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.
Исследования показывают, что биомасса и численность различных компонентов экосистемы могут 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 (Кушинг, 1979). В то же время известно, что при эксплуатации морских биоресурсов существует опасность не только нарушения нормальных процессов воспроизводства облавливаемых видов, но и выведения экоси-
стем из состояния равновесия, что может привести к гораздо более масштабным негативным последствиям.
Выходом из этой ситуации, очевидно, является 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. 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 развития рыбохозяйственно-го комплекса на этих принципах может быть представлена в виде системы трех стратегически взаимосвязанных и взаимообусловленных целей развития отрасли (рис. 1) (Главинская, 2004).
В этих условиях оптимальными объектами экологических и рыбохозяй-ственных исследований могут быть несколько ихтиоценов в пределах одного или нескольких близких зоогеографических комплексов, где установлено или предполагается отсутствие значительных различий в популяционпой экологии исследуемых видов, составляющих эти сообщества (Парпура, 1992). В значительной степени изложенным критериям (заметный пресс промысла, близкие или во многом совпадающие ареалы, схожесть популяционпой экологии) соответствуют массовые пелагические виды — атлантическая скумбрия, северная путассу и атлантико-скандинавская весснне-нерестующая сельдь, вместе составляющие основу биотопа неретической пелагиали Северо-Восточной Атлантики.
В настоящее время становится очевидным, что на основе традиционных методов ресурсных исследований и промыслового прогнозирования, имеющих своим объектом только одну промысловую популяцию, задача анализа общего состояния морской экосистемы решена быть не может, поскольку ее развитие в целом такими методами не оценить (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 контролировать и определять степень устойчивости многовидовой экосистемы.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось экосистемное изучение запасов массовых пелагических рыб — атлантической скумбрии (Scomber scombrus L), норвежско-скандинавской сельди (CIи ре a harengus harengus L) и северной путассу (Micromesistius poutassou L) для обеспечения рационального использования и управления морскими биоресурсами СевероВосточной Атлантики (СВА). Основой этого должна стать современная сис-
тема 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 СБА;
- разработать экосистемный подход к изучению, использованию 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 условий 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 на Северном бассейне основы развития и создать современную систему комплексного экологического рыбохозяйственного 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 СВА 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 и научных целях.
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, влияющих на его величину и структуру. Усовершенствованы традиционные и впервые предложены новые регулярные составляющие комплексного экологического мониторинга морских биоресурсов открытых районов СВА. Показан новый подход к планированию и проведению съемок по оценке биомассы промысловых объектов, в т.ч. 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 прикладные программы (ЮосЬкоу е1 а1., 1999), в том числе с использованием оригинальных ГИС-тсхнологий, позволяют впервые в рыбохозяйственных исследованиях собирать, отображать, совместно анализировать и хранить промыслово-биологическую, гидрометеорологическую, гидроакустическую 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 СВА. Разработанные и внедренные оригинальные 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 (Клочков и др., 2004). 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 экологического рыбохозяйственного мониторинга открытых районов СВА 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, в т.ч. Мирового океана.
Практическая значимость исследования. Значительные 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 органов, регулирующих международное рыболовство ИКЕС (Международный Совет по изучению моря) и НЕАФК (Комиссия по промыслу в Северо-Восточной Атлантике) при определении ежегодных общедопустимых уловов (ОДУ) пелагических видов рыб в СВА и выделении национальных квот. Разработанные и внедренные мониторинговые технологии позволяют регулярно обеспечивать суда крупных рыбопромышленных компаний Северного и Западного бассейнов (ЗАО «Вестрыбфлот», ООО «Группа компаний ФОР» (г.Калининград); ООО «Робинзон», ОАО «Мурманский траловый флот» (г.Мурманск), ведущих промысел массовых пелагических рыб, температурными картами повышенной точности, прогнозами и рекоменда-
циями 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 заблаго-временностью 1-2 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 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, 1986, С.-Петербург, 2000, 2004; Калининград, 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», «Инрыб-пром-1995», «Инрыбпром-2000», «Инрыбпром-2004», «Рыбпром-ЭКСПО 2005», а также на заседаниях кафедры ихтиологии и гидробиологии С.-Петербургского государственного университета, Ученого совета ГосНИОРХ и Ученого совета Мурманского морского биологического института КНЦ РАН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 работ, в т.ч. 4 в зарубежных изданиях, 1 препринт.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения , 5 глав, заключения, выводов и списка литературы. Рукопись содержит 312 страниц текста, 65 рисунков, 25 таблиц, 1 схему. Список цитированной литературы включает 206 названий, в т.ч. 36 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ГЛАВА 1. Общая характеристика района исследований. Материалы и методы
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., 68°30' 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: 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 (см. рис.2).
Норвежское море — основной район исследований - отделено от океанической части региона Уайвилл-Томсона, Фареро-Исландским и Грен-ландско-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. Формирование фронтальных зон с определенной схемой распределения водных масс в Норвежском море приурочено к характерным поднятиям дна. В центральной части моря в слое 100-400 м прослеживаются две фронтальные зоны, которые разделяют атлантические, промежуточные норвежские воды и воды Восточно-Исландского течения. Летом (июнь, июль) в этом районе на горизонте 50 м в одни годы прослеживаются две фронтальные зоны, в другие - одна. Одним из основных показателей, которые дают представление о теплосодержании вод южной части Норвежского моря, может быть положение изотермы 3°С на глубине 200 м. Критерием для оценки термического режима в этой части моря принята средневзвешенная температура воды на гидрологическом разрезе по 64о40'с.ш„ от 5 до 11°з.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 7,17°С (максимум в 1972 г.) (Кисляков и др., 1973).
Климат. Акватория региона находится в основном в умеренной климатической зоне, с севера опоясанной узкой полосой субарктической, а с юга -субтропической климатическими зонами.
Основным климатообразующим фактором является взаимодействие Исландского минимума атмосферного давления с областями высокого атмосферного давления, в основном Азорским и, в меньшей степени, Гренландским. Значительное погодообразующее влияние оказывают холодное Восточно-Гренландское и теплое Северо-Атлантическое течения.
Течения и водные массы. Главной особенностью региона является влияние на его водообмен мощной системы Северо-Атлантического течения, которое, неся теплые воды с юго-запада на 20-25° з.д., образует потоки, проникающие в моря Ирмингера и Норвежское. Некоторые направлены на юго-восток, вдоль западного и юго-западного склонов шельфа Ирландии и достигают Кельтского моря. Наиболее значимое влияние воды СевероАтлантического течения оказывают на Норвежское море, где они образуют Норвежское течение, которое в силу рельефа дна расчленяется на ряд более мелких ветвей, которые, встречаясь с холодными водами Восточно-
Гренландского течения, образуют фронтальные гидрологические зоны, обеспечивая этим самым высокую биологическую продуктивность моря (Алексеев и др., 1956).
Материалы и методы исследований. 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 «Севрыбпром-разведка», ГШНРО, ВНИРО, НТФ «Комплексные системы» и Мурманского морского биологического института (ММБИ), а также собственных результатов исследований и разработок автора, в т.ч. многолетних морских экспедиционных материалов. Основу работы составляют данные по биологическим характеристикам, оценкам биомассы и численности атланто-скандинавской весенне-нерестующей сельди, северной путассу и атлантической скумбрии, выловленных в СВА. Это включает размерный и возрастной состав, интенсивность и компоненты питания, степень зрелости гонад, жирность внутренних органов. Данные но особенностям их поведения, распределения и океанологическая информация собраны в период 1980-2005 гг. в экспедициях научно-поисковых судов Управления «Севрыбпромразведка», научно-исследовательских судов Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО) и рейсах промысловых судов Северного и Западного бассейнов. В 29 экспедициях проведение исследований по биологии скумбрии, путассу и сельди, а также научно-поисковое обеспечение при организации их промысла осуществлялись под руководством и при личном участии автора. Кроме того, автор принимал непосредственное участие в 1981-1999 гг. в полетах авиационной промысловой разведки на акватории Норвежского и Баренцева морей на самолетах-лабораториях ИЛ-18ДОР и АН-26 БРЛ.
Общее количество биологического материала, использованного в работе, представлено в табл. 1.
Таблица 1
Объем собранного биологического материала, экз.
Виды работ Период лет: 1980-2005 гг. Всего
скумбрия путассу сельдь
Массовые промеры 467389 365271 289484 1122144
Степень зрелости половых продуктов 83458 40907 39652 164017
Интенсивность и компоненты питания 83204 40829 39471 163504
Жирность 81351 5236 38024 124611
Определение возраста 7505 4079 2357 13941
Общий объем материалов 722907 456322 408988 1588217
Для сравнительного анализа количественных характеристик промысла и условий внешней среды 20-30-летние промысловых архивы делились на раз-
личные временные отрезки (сутки, 5 суток, декада, синоптический период, месяц). Для каждого из указанных временных интервалов, под определенные задачи, рассчитывались количественные характеристики промысла: общий вылов, средняя производительность, число работавших судов и т.д. Сбор и камеральная обработка биологических материалов проводились в соответствии с методическими рекомендациями ВНИРО и ПИНРО (Наставление по сбору..., 1978). Возраст определялся по отолитам (Прохоров, 1965) и чешуе специалистами ПИНРО. Миграции скумбрии, путассу и сельди изучались как в ходе морских экспедиций и полетов авиационной разведки, так и на основании данных о дислокации флота в период промысла, в том числе с использованием спутниковой информации Мурманского регионального Центра отраслевой системы мониторинга. В 1997-2001 гг. результаты спутникового позиционирования флота, данные самолета-лаборатории и результаты промысловой деятельности флота обобщались по оригинальной методике для экспресс-оценки биомассы скумбрии в нагульный период на акватории открытой части Норвежского моря (ОЧНМ). Для изучения зависимостей поведения и распределения основных видов пелагических рыб Северо-Восточной Атлантики от условий внешней среды были созданы специализированные электронные архивы климатической, ретроспективной гидрологической информации с использованием массива Мирового банка данных, различного масштаба осреднения по основным горизонтам. Кроме того, создан специализированный компьютерный архив, описывающий макросиноптические процессы Северного полушария и закономерности формирования сезонных и месячных аномалий элементов метеорологического режима СевероВосточной Атлантики. Эти архивы включают данные за период с начала XX века по настоящее время. Для поиска закономерностей образования промысловых скоплений пелагических видов от условий внешней среды использовалось моделирование, численные методы, в т.ч. распознавания образов. Эти методы использовались также для поиска сходств и различий промысловых ситуаций и океанологических процессов, обуславливающих образование и распад зон повышенной биологической и промысловой продуктивности. В 1997-2000 гг. в Норвежском море с участием ВНИРО и ПИНРО в периоды промысла скумбрии, путассу и сельди были проведены крупномасштабные научно-производственные эксперименты, основной целью которых было создание системы промыслово-биологическиго мониторинга удаленного района промысла. Техническую основу мониторинга составляли спутниковые системы NOAA, lnmarsat-C/GPS, «Argos», автоматизированная радиосвязь и специальный самолет-лаборатория. Использовалось оборудование Мурманского регионального центра мониторинга и программно-технические комплексы морского и берегового базирования, разработанные под руководством и при участии автора. На основе выявленных связей в системе «объект-среда» и с использованием специально разработанного программного обеспечения вырабатывались прогнозы условий промысла скумбрии, путассу и сельди на период от нескольких суток до месяца и более. По спутниковым и автоматизированным радиоканалам связи эти прогнозы регулярно передавались промысловым судам и судовладельцам по схеме «компьютер-компьютер».
и
В 2001- 2005 гг. система комплексного экологического рыбохозяйственного мониторинга открытых районов Северо-Восточной Атлантики была расширена. Научно-исследовательские и промысловые суда оснащались оригинальными компьютерными информационно-аналитическими системами, в т.ч. разработанными совместно с ТИНРО-Центром и позволяющими собирать, хранить, отображать регулярную гидроакустическую информацию и использовать ее для оценки плотности и биомассы скоплений массовых пелагических видов рыб. Кроме того, в этот период мониторинговые технологии были дополнены регулярным использованием оперативных данных спутниковой альтиметрии, которые включались в модельные расчеты и позволяли оценивать изменчивость термодинамических процессов в океане, влияющих на образование зон повышенной биологической и промысловой продуктивности, впервые в синоптическом масштабе (3-7 суток).
Разработанные информационные и мониторинговые технологии и оригинальные прикладные программные средства использовались для обеспечения комплексных экологических исследований и поддержки деятельности промыслового флота в нескольких районах СВА. Для этого были созданы проблемно-ориентированные компьютерные базы данных по всему периоду отечественного промысла основных пелагических видов глубиной до 30 лет. Изучены особенности и проведена классификация макроциркуляционных и термодинамических процессов в океане и атмосфере по этому региону. Результаты исследований и разработок позволяют в настоящее время проводить
комплексный эколого-рыбо-хозяйственный мониторинг основных промыслов пелагических рыб в этом регионе.
Созданная и эксплуатируемая в настоящее время на Северном бассейне система экологического рыбохозяйственного мониторинга на основе информационных, телекоммуникационных и спутниковых технологий обеспечивает решение широкого круга задач экологических исследований и является основой рационального использования и управления морскими биоресурсами Северо-Восточной Атлантики. Общая схема этого мониторинга приведена на рис. 3.
ГЛАВА 2. Современный экологический рыбохозяйственный мониторинг морских биоресурсов. Традиционные и новейшие составляющие
В современном значении мониторинг - это обобщающая система наблюдений, оценок и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных
элементов, в том числе под влиянием антропогенных воздействий (Израэль, 1984). Семантически «мониторинг» — более широкое понятие, чем «контроль», так как сочетает в себе комплексность, системность и прогностическую направленность в выявлении антропогенных или иных других изменений объектов живой и неживой природы и является составляющей частью системы управления. Это полностью соответствует тенденции развития сырьевых научных исследований, связанных с практикой рыбного хозяйства. При этом рациональное использование морских биоресурсов должно базироваться на объективной информации о текущих и ожидаемых параметрах биотопов морских промысловых экосистем. Источником же такой информации должен быть современный экологический рыбохозяйственный мониторинг (Виноградов и др., 1985; Боровков, 1997; Тимофеев, 1997; Клочков, 20046).
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 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, в нашем случае это изучение влияния условий внешней среда 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).
Сбор, отображение и хранение первичных данных биологического мониторинга. В настоящее время требования к полноте и объему мониторинговых экологических исследований повысились, а после организации компьютерных баз данных биологической и океанологической информации добавились затраты времени на перевод собранной информации в электронный вид. Сократить затраты времени на первичную обработку уловов, автоматизировать процесс ввода биологических данных призван специальный аппаратно-программпый комплекс, разработанный головным институтом отрасли ВНИРО (Буланов и др., 2005 г.). Для усвоения первичных биологических данных в морских экспедиционных условиях для этих целей нами также использовался программный комплекс «Биофокс» (ПИНРО).
Динамика запасов и промысел основных пелагических рыб СевероВосточной Атлантики. Как известно, промысловая ихтиофауна СевероВосточной Атлантики достаточно разнообразна и насчитывает более 20-ти видов, представляющих различные промыслово-географические или морские фаунистические комплексы (Расе, 1960; Никольский, 1963). Основными ком-
понентами биотопа неритической пелагиали СВА являются объекты нашего исследования - сельдь, путассу, скумбрия.
Сельдь атланто-сканлинавская весенпе-нерестуюшая СОиреа Ьагеприэ Ьагеприя Р. Промысел. В 2003 и 2004 гг. отечественный вылов сельди составил 113 и более 122 тыс.т соответственно при общем объеме вылова всеми странами на уровне 824-710 тыс.т. В 2004 г. промысел сельди проходил в традиционных районах с февраля по октябрь. Российские суда выловили около 122,8 тыс.т, из которых 83,9 тыс.т - в экономической зоне Норвегии, 22,0 тыс.т - в зоне архипелага Шпицберген и 16,9 тыс.т - в открытой части Норвежского моря. Состояние запаса. Расчеты показали, что на начало 2004 г. общий запас сельди составил 10,2 млн т, нерестовый - 7,1 млн т и в целом находился в пределах безопасных биологических границ (5,0 млн т). Основу нерестового запаса составляют урожайные поколения 1991-1992 и 19981999 гг. В 2005 г. общий запас сохранится на уровне около 10 млн т, а нерестовый увеличится до 8,6 млн т. Меры регулирования. Регулированием промысла и установлением общего допустимого улова (ОДУ) сельди занимается межправительственная 5-сторонняя комиссия, в которой принимают участие Россия, Норвегия, Исландия, Фарерские о-ва и ЕЭС. В октябре 2004 г. на 5-сторонних консультациях по управлению запасом сельди, в которых участвовали Россия, Норвегия, Исландия, Фарерские о-ва и ЕС, ОДУ на 2004 г. был установлен в объеме 825 тыс.т. Однако, как и в 2003 г., не было достигнуто соглашения о разделении ОДУ на национальные доли. Как и в прошлом году, в рамках двусторонней договоренности с Норвегией России будет выделена квота на вылов сельди в объеме 112 365 т (13,62% от ОДУ).
Северная путассу (МюготеБШ^ш рои(а5$ои Ь) Промысел. Международный промысел путассу в Северо-Восточной Атлантике основывается на эксплуатации наиболее многочисленной гебридо-норвежской популяции, ареал которой простирается вдоль европейского побережья от 48 до 72°с.ш. Состояние запасов. У нерестового запаса путассу в последние годы наблюдается отчетливый тренд увеличения. К лету 1998 г. оценки запаса путассу в Норвежском море увеличились вдвое по сравнению с 1997 г. и были самыми высокими с 1980 г. Причина столь существенного увеличения - пополнение от мощных годовых классов 1995-1997 ¡тт., особенно от класса 1995 г., который к осе™ 1999 г. создал основу высоких уловов. Экспедиционные данные, со-бранные в районах к западу от Британских островов весной 1998 г., показали, что годовой класс 1995 г. составлял 45% запаса, но в Норвежском море летом еще доминировал годовой класс 1996 г., составлявший в целом до 55% запасов путассу в регионе. Однако, по мнению специалистов, рост запасов путассу будет непродолжительным из-за высокой интенсивности эксплуатации и снижения величины пополнения. Меры регулирования. До настоящего времени ОДУ путассу не поделен на национальные квоты. ОДУ на 2004 г. не установлен в связи с отсутствием ответа на запрос прибрежных государств и России в ИКЕС о необходимости определить реальное состояние запасов этого вида. В рамках двусторонних соглашений отечественная квота на вылов путассу в рыболовной зоне Фарерских о-вов и экономической зоне Норпегии составляет 125 и 50 тыс.т соответственно. Кроме того, в открытой части
Норвежского моря может быть пыловлено 125 тыс.т, за пределами 200-мильной зоны Ирландии - 60 тыс.т. Общий вылов путассу Россией в 2004-2005 гг. может составить 360-400 тыс.т.
Скумбрия атлантическая (БсотЬсг ясотЬпк Р. Промысел. Вылов скумбрии судами всех стран, достигавший в конце 80-х годов 600 тыс.т, к середине 90-х вырос до 800 тыс.т, а затем уменьшился до 570-660 тыс.т. В 2004 г. общий вылов скумбрии составил 720 тыс.т. Постепенный рост количества промысловых усилий к концу 90-х годов позволил увеличить отечественный вылов в международных водах до 42-48 тыс.т. Однако с 2001 г. промысел скумбрии стал регулироваться на всем ее ареале. Поэтому вылов скумбрии отечественным флотом в международных водах определяется размером выделяемой квоты (38 тыс.т в 2001-2002 гг. и 32,4 тыс.т в 2003 г.). В 2004 г. в международных водах, как и в рыболовной зоне Фарерских о-вов, выловлено 30,5 тыс.т скумбрии. Состояние запаса. Структура популяции атлантической скумбрии в настоящее время до конца не изучена. Запас делится на 3 компонента (западно-ирландский, североморский и южный). В целом запас скумбрии СВА находится в удовлетворительном состоянии в основном за счет положительных тенденций в запасе западно-ирландского компонента. Продолжается депрессия запаса североморской скумбрии, но принятые меры по регулированию промысла оказывают положительное влияние. Южный компонент находится в стабильном состоянии, запас его в 1994 г. снижался до 2,2 млн т, но к 1998 г. вновь увеличился до 2,5 млн т. Меры регулирования. С 2001 г. промысел скумбрии регулируется на всем ее ареале. Государства, прибрежные по отношению к этому запасу (Норвегия, ЕС и Фарерские о-ва), с учетом рекомендаций ИКЕС утверждают ОДУ скумбрии и доводят разрешенные объемы вылова до сведения стран-участниц НЕАФК. Россия не является прибрежным государством по отношению к запасу скумбрии, поэтому не может участвовать в этих совещаниях. Для промысла в международных водах выделяется 52,29 тыс.т скумбрии, при этом квота России составляет 24,53 тыс.т. Однако Россия, сославшись на то, что объемы, выделяемые для нее в международных водах, не соответствуют ее национальным интересам и вкладу в изучение и освоение запасов скумбрии, выразила официальный протест и уведомила страны-члены НЕАФК об установлении национальной квоты в размере 40 тыс.т. Расчеты, выполненные для различных уровней промысловой смертности в 2004 г., показали, что при вылове скумбрии в объеме не более 545 тыс.т негативных тенденций в состоянии нерестового запаса не предполагается. Общий и нерестовый запасы скумбрии в 2004 г. составляют около 4,1 и 3,1 млн т соответственно (Характеристика..., 2005). Необходимо подчеркнуть, что результаты биологического мониторинга массовых промысловых пелагических видов рыб региона СВА, проводимого учеными и специалистами Северного бассейна, лежат в основе позиций российских делегаций, участвующих в работе международных органов регулирования рыболовства (ИКЕС, НЕАФК) и двусторонних межправительственных комиссий по управлению промыслом.
Мониторинг условий внешней среды. Экосистемная сущность промысловой океанографии как науки сегодня очевидна. Только в таком аспекте
исследований можно обеспечить рассмотрение всего комплекса взаимосвязей между множеством процессов, свойств и параметров различной природы и масштаба как единого целого. Это подчеркивает общность процессов в атмосфере, гидросфере и биосфере Мирового океана, на которые неоднократно указывали классики общей и промысловой океанологии (Зубов, 1956; Ижевский, 1961, 1964). На основании этого можно сформулировать наиболее актуальные задачи промысловой океанологии, важнейшей дисциплины для обеспечения рационального использования морских биоресурсов: мониторинг и прогноз трендов изменений условий среды обитания промысловых видов; отслеживание изменений, происходящих в функционировании морских экосистем; совместные с морскими биологами исследования по проблеме совершенствования и повышения достоверности прогнозов общедопустимых уловов и создание новых методик краткосрочного прогнозирования условий промысла; продолжение поисков новых источников информации об океане, расширение работ с существующими массивами (банками данных) для выявления закономерностей изменчивости океанологических параметров и их влияния на воспроизводство, распределение и поведение промысловых гидробионтов. Современным подходом к решению этих задач является создание отраслевой и бассейновых систем рыбохозяйственного экологического мониторинга (Алексеев и др., 2004).
Синоптика. Анализ и отображение информации. Использование в моделях. Термодинамический режим Мирового океана определяется в первую очередь атмосферными процессами. Практически все движения вод в океане возбуждаются процессами, происходящими в атмосфере. Из нее в океан передается огромная энергия в виде количества движения, а также потоков массы и тепла (Монин и др., 1974). Опираясь на эти принципы особой значимости атмосферных процессов для функционирования морских экосистем, нами в ходе мониторинговых исследований было апробировано несколько существующих методик анализа и прогноза макросиноптических процессов (МСП). Практика показала, что наиболее эффективной для региона СевероВосточной Атлантики оказалась методика А.И.Савичева (РГМИ) (Бауман и др., 1974). Приведем основные положения. Для составления специализированных метеорологических прогнозов месячного масштаба по нашему региону макроциркуляционные характеристики текущего синоптического процесса за четыре исходных месяца сравниваются с соответствующими характеристиками всех типов макроциркуляционных процессов (ТМП) данного календарного месяца. Текущий макропроцесс (Si) относится к тому типовому (Vj), индекс аналогичности с которым максимален, т.е. Si<-=>Vj, если J(Si,Vj) = max J(Si,Vj), где J - степень (критерий) сходства процессов. Это условие представляет собой решающее правило, в соответствии с которым характеристики текущего макропроцесса отождествляются с соответствующими характеристиками «действующего» типового макропроцесса. В качестве прогноза первого приближения принимаются характеристики «действующего» типового макропроцесса. Итоговыми материалами прогноза являются: «действующие» типовые МСП в пятимесячных циклах развития; ансамбли лучших атлантических гомологов циркуляции в пятимесячных циклах развития по ма-
териалам наблюдений за 1900-2005 гг.; специализированные прогнозы месячных полей аномалий атмосферного давления и приземной температуры воздуха но районам промысла с детализацией характера и степени аномальности развития процессов по естественным синоптическим периодам (ЕСП); оперативные прогнозы по ЕСП (I раз в каждые 3-4 дня); результаты оперативного уточнения прогнозов характера и степени аномальности развития процессов по ЕСП.
Другим примером использования данных синоптического мониторинга может служить разработанная нами прогностическая модель (Клочков и др., 2004), используемая для выработки рекомендаций по тактике лова пелагических рыб в Норвежском море промысловыми судами в масштабе 1-3 суток. Первое успешное апробирование работоспособности модели было проведено в Норвежском море летом 2003 г. на промысловом судне К-1988 «А.Бабаев» (см. раздел Краткосрочное прогнозирований).
Океанология. Анализ и отображение информации. Использование в моделях. Новейший вид океанографических данных — спутниковая альтиметрия и се практическое использование. Проблема влияния океанологических факторов среды обитания на процессы воспроизводства, поведения и распределения гидробионтов является ключевой для промысловой океанографии (Елизаров, 1983; Бочаров, 1990). Объективные предпосылки для такого подхода содержатся во взаимосвязанности изменений различных характеристик среды, определенной сопряженности их во времени и пространстве. Это позволяет промысловым океанографам с большим успехом проводить анализ условий среды не в терминах отдельных физико-химических характеристик водной толщи, а в таких обобщенных категориях, как динамика вод, градиентные (фронтальные зоны), аномалии хода океанологических процессов, повторяемость типов ситуаций, сезонов, лет и т.д. (Боровков, 1990; Hollowed A.B. et al., 1995). Укажем важнейшие из этих характеристик.
Динамика вод является, безусловно, главнейшим процессом в океане, формирующим ■ основные черты режима, структуры водной толщи и, следовательно, играющим важнейшую роль в процессах взаимодействия среды с промысловыми организмами. Среди всех динамических процессов в океане ведущее место занимают морские течения. Их экологическая роль проявляется на всех трофических уровнях развития жизни и сказывается на всех процессах жизнедеятельности организмов (Гершанович, 1986). В ряде случаев динамика течений оказывает главенствующее влияние на начало основных этапов годового жизненного цикла промысловых рыб. Течения выступают основными ориентирами и путями передвижения рыб при их миграциях и пассивных переносах на ранних стадиях развития. Над неровностями морского дна имеют место деформация потоков течений и квазистационарные вихревые образования, формирующие пятнистое распределение физико-химических свойств воды, а также планктонных организмов. Сопряженность распределения организмов последующих трофических уровней с распределением планктона порождает сравнительно устойчивые сообщества, которые рядом исследователей отождествляются с элементарными экосистемами (Карелии, 1982; Дарницкий, 1987; Чернявский, 1993).
Градиентные зоны. Известно, что наиболее массовые и устойчивые концентрации промысловых рыб в океане встречаются в пределах так называемых градиентных зон, где отмечается повышенная горизонтальная изменчивость большинства физико-химических характеристик воды. В этом смысле важнейшее значение имеют фронтальные зоны различного масштаба и происхождения. Как поверхности раздела, градиентные зоны подвержены волновым возмущениям. Практика показывает, что с такими возмущениями тесно связаны перемещения промысловых рыб. Наиболее часто в качестве основного механизма, вызывающего перемещения, выступает перераспределение кормовых объектов (Клочков, 1989; Герасимова и др., 1994).
Спутниковая альтиметрия в промысловой океанологии. Возможности использования спутниковой альтиметрической информации для океанографического обеспечения промысла в последние годы привлекают все большее внимание. Свидетельством этого являются обсуждение этой проблемы на специальном заседании Межведомственной Ихтиологической Комиссии (Фукс, 2002) и доклады на XII и XIII конференциях по промысловой океанографии (Лебедев, 2002, Шатохин и др. 2002, Романов и др., 2002; Белонен-ко и др., 2005; Шатохин, 2005) и на различных конференциях за рубежом. Первые спутники, несущие альтиметры, были запущены в США в 70-х годах прошлого века (Skylab, (1973); Geos-3, (1975); Seasat (1978)). В 90-х годах с запуском европейских спутников ERS-1 с 1991 г. и ERS-2 с 1995 г., американского спутника Topex/Poseidon (ТУР) с 1992 г., российских спутников ГЕОИК началось широкое внедрение альтиметрических методов в океанографию и метеорологию. Суть технологии представлена на рис.4. В использовании спутниковой альтиметрической информации в промысловой океанографии можно выделить
три основных направления: оперативное использование спутниковой альтиметрической информации в режиме реального времени для определения потенциальных мест скоплений рыбы и решения задач краткосрочного промыслового прогнозирования; использование массивов альтиметрической информации для оценки океанографических особенностей промыслового сезона при разработке долгосрочных промысловых прогнозов; использование многолетних массивов альтиметрической информации совместно с мареографными наблюдениями за уровнем моря как предикторов в прогнозах климатических трендов в океане, межгодовой изменчивости океанологических условий промысла
и динамики численности промысловых рыб (Фукс, 2004; Захарчук и др., 2004).
Проведя сопоставительный анализ пространственного положения и временной эволюции циклонических и антициклонических вихрей, выявляемых по картам аномалий уровневой поверхности океана в открытой части Норвежского моря (ОЧНМ), можно сделать следующие выводы: 1) основные локальные промысловые участки в 90% приурочены к зонам антициклональных вихрей, а наилучшие из них всегда находятся в «теплых секторах» антициклональных вихрей и в зонах наиболее интенсивных вергенций; 2) для района открытой части Норвежского моря и основных ветвей крупномасштабных геострофических течений справедлив, в основном, следующий вывод о механизмах синоптической изменчивости: изменчивость этого масштаба состоит, главным образом, в непериодическом формировании вихрей, в значительной степени аналогичных циклонам и антициклонам в атмосфере, но имеющих гораздо большее время жизни и медленнее движущихся. Проведение постоянного мониторинга за состоянием поверхности океана на основании спутниковых данных о температуре поверхности воды и уровневой поверхности дают основу для диагностики и прогнозирования состояния термодинамических процессов верхнего продуктивного слоя в районах распределения нагульных скоплений массовых пелагических рыб (Клочков, 2002).
Мониторинг и моделирование первичной биопродуктивности океана.
Хлорофилл как индикатор фитопланктона. Хлорофилл — один из самых важных компонентов живой растительной клетки, участвующий в поглощении световой энергии и в синтезе органического вещества. Поэтому определение содержания хлорофилла в клетках фитопланктона в качестве меры «потенциального фотосинтеза» может иметь большое значение при определении величины органической продукции. Использование растительных пигментов, в частности, хлорофилла, для количественной оценки фитопланктона критически обсуждалось многими авторами еще в середине прошлого века (подробную библиографию можно найти в работе Киселева за 1969. Первый спутник, несущий спектрорадиометр, фиксирующий концентрацию хлорофилла, был запущен 1 августа 1997 г. Технические возможности БеаЗсаг позволяют сканировать каждый квадратный километр океана через 48 часов, что дает возможность производить мониторинг поверхности океана при условии отсутствия плотной атмосферной облачности. Нами была проанализирована динамика концентрации хлорофилла в Норвежском море в летний период. Отмечено, что концентрация увеличивается от мая к июню. Причем области максимальных концентраций (15-20 мг/м3) перемещаются от берегов к северу, создавая зоны максимальных концентраций там, где лишь месяц назад были зоны минимальных концентраций. Можно сказать, что мониторинг концентраций хлорофилла важен как индикатор зон повышенной первичной биопродуктивности океана.
Возможности модельных оценок биомассы кормового планктона по концентрации хлорофилла. Благодаря развитию спутниковых изме-
рений концентрации хлорофилла возникает возможность оперативной ее оценки на поверхности океана и расчета биомассы кормового
планктона. Полагая, что концентрация фитопланктона (F) пропорциональна концентрации хлорофилла (Chi) (1)
F— а-Chi, (1)
и концентрация бактерий (В), лабильного (Д,) и стойкого (Д) детрита пропорциональна биомассе фитопланктона (2)
В= bF, Dn = dnF, Dc= dcF (2)
{a, b, dn и dc — эмпирические коэффициенты), то всю первичную продукцию можно оценить по концентрации хлорофилла (Киселев, 1969). При этих предположениях вся основная первичная продукция, которой питается зоопланктон, может быть выражена через концентрацию хлорофилла. Это позволяет с помощью той или иной математической модели оценить динамику биомассы зоопланктона (Меншуткин, 1971; Дмитриев, 1995; Ryabchenko et al., 1998), что, в свою очередь, определяет условия благоприятные для скоплений промысловых рыб в период их кормовых миграций. Используемый нами регулярный мониторинг концентраций хлорофилла позволяет локализовать участки повышенной биологической продуктивности в открытом океане. Эти данные учитываются в прогнозировании скоплений пелагических рыб, что имеет первостепенное значение для эффективной работы промыслового флота (Клочков и др., 2001).
Промысловый мониторинг. Оперативное управление добывающим флотом - проблема одновременно оптимизационная и адаптивная: оно должно обеспечивать максимальный вылов в допустимых пределах при минимальных затратах. В то же время оно должно оперативно реагировать на постоянную изменчивость промысловой обстановки. Для решения этой проблемы необходимо непрерывно контролировать динамику промысловых ситуаций, иначе говоря, осуществлять их мониторинг как составной части общего процесса (Драпацкий и др., 1990). Создание такой специализированной системы подразумевает формализацию методов анализа промысловой обстановки (в том числе съемок) и унификацию способов сбора и обработки данных, ее характеризующих. Это подразумевает запись и хранение информации в виде единых форматов, создание сквозной структуры разного рода справочников, кодификаторов и других средств машинного доступа к закодированной информации, сопоставимость результатов анализа по различным моделям и методикам, выработку единых критериев достоверности расчетов (Кочиков, 2005). Основными поставщиками исходной информации являются промысловые, научно-исследовательские и другие специализированные суда (транспорты, танкеры, буксиры-спасатели), принадлежащие российским судовладельцам. Капитаны этих судов в законодательном порядке обязаны предоставлять суточные судовые донесения о результатах своей промысловой и хозяйственной деятельности. Поскольку эта информация в настоящее время содержит сведения о каждой промысловой операции (траление, замет и т.п.), то она достаточно оперативна и является самой массовой (из-за большого количества промысловых судов), значение ее и уникальность трудно переоценить. Впервые в основу диагностики состояния морских экосистем и исследований сырьевой базы могут быть положены наблюдения, охватывающие
практически весь Мировой океан и позволяющие проводить комплексный анализ информации в широком диапазоне пространственных и временных масштабов (Клочков, 2005в),
Технология обработки промысловых данных на береговом Центре мониторинга. Промысловые данные в виде отчетов о плавании и деятельности судов поступают ежедневно по радио и спутниковым каналам связи. На береговом Центре сводки от судов обрабатываются, усваиваются и формируются в специальные обменные массивы. Далее на их основе программно формируются четыре основных потока промысловой информации: промысловые данные, содержащие позицию судна и его вылов по видам за сутки; пооперационные данные, содержащие описание всех операций (тралений, заметов, постановок и т.д.), произведенных судном в течение отчетных суток; перечень рыбопродукции на борту судна; перечень работ, произведенных судном за отчетные сутки. Обработанная информация автоматически подгружается в реляционную базу промысловых данных в формате InterBase. В дальнейшем все задачи, связанные с экологическими исследованиями, мониторингом и прогнозированием промысла, аналитической и статистической обработкой данных, решаются с использованием этой базы данных.
Комплексный анализ деятельности флота. Массовая ежесуточная информация о результатах деятельности промыслового флота, включая количественные и временные параметры отдельных промысловых операций (тралений), которых по региону СВА может быть от нескольких десятков до нескольких сотен в сутки, а также данные спутникового позиционирования (дислокации) используется в процессе экологического рыбохозяйственного мониторинга по следующим основным направлениям: количественная и качественная оценка промысловой обстановки в районе промысла с отображением на электронных планшетах с использованием ГИС-технологий; учет и контроль пронзводственно-хозяйственой деятельности флота (промысловые бассейны, судовладельцы, отдельные суда, их типы и т.д.); выработка рекомендаций и прогнозов по расстановке добывающего флота различной забла-говременности (синоптический период, декада, месяц); оперативная оценка реализации выделенных квот для контроля рационального использования сырьевой базы; изучение закономерностей распределения и особенностей миграций промысловых видов в различных пространственно-временных масштабах.
Гидроакустический мониторинг. Специфической особенностью морских экосистем является то обстоятельство, что из всех видов энергии только акустическая способна распространяться в них на значительные расстояния. Это ставит дистанционные акустические методы мониторинга в исключительное положение. Пионерами в использовании гидроакустических методов для количественной оценки биомассы промысловых видов рыб, по крайней мере, в Советском Союзе, можно считать Ю.Ю.Марти, И.Г.Юданова и их коллег М.Д.Трусканова, М.Н.Щербина и А.А.Дегтярева. В декабре 1961 г. ими была сделана оценка запасов атлантико-скандинавской сельди на зимовке в районе Восточно-Исландского течения. Эффективность решения тя гтяи акустического мониторинга биологических морских объектов с
целью решения широкого класса задач рыбопромыслового прогнозирования напрямую связана с разработкой и созданием новых информационных технологий и систем обработки акустических данных. Работы такого рода проводятся в целом ряде стран (США, Канада, Норвегия, Великобритания, Франция, Испания, ЮАР, Австралия, Новая Зеландия), активно занимающихся расширением возможностей и сферы практического применения дистанционных акустических методов в рыбохозяйственных исследованиях. В последние несколько лет нами в сотрудничестве с ТИНРО-Центром (лаборатория промысловой гидроакустики) проводятся работы по развитию системного подхода к использованию акустических измерений в задачах исследования и оценки запасов основных промысловых объектов. С этой целью создана информационная система накопления и обработки акустических данных (Николаев и др., 2000).
Общая характеристика системы. Система FAMAS (Fishing Acoustic Monitoring & Analyses System) разработана на платформе IBM PC или программно совместимого компьютера с операционной системой Windows-95/98/NT. Она предназначена для решения широкого класса задач диагностики морских гидрофизических и биологических объектов в области акустической океанографии и промысловой гидроакустики. Система ориентирована на работу с исследовательскими эхолотами типа ЕК-500 либо аналогичными им по способу организации и передачи выходных данных. В настоящее время система установлена нами на научно-исследовательских и промысловых судах и является важной составной частью комплексного мониторинга.
Методика оценки биомассы промысловых скоплений в синоптическом масштабе изменчивости. Пути совершенствования методов традиционных акустических съемок запасов. Проблематика рассматриваемого направления сырьевых исследований охватывает большой круг вопросов отраслевой науки: от разработки методов инструментальных наблюдений, методик планирования и проведения морских съемок до проблем исследования пространственно-временных закономерностей распределения рыбных скоплений, их миграций и поведения в зависимости от изменчивости среды и биологического состояния (Klotchkov et al, 1999). Специальный круг вопросов связан с проблемой восстановления полей плотности биомассы скоплений по площади на основе дискретных и высокодисперсных данных тралово-акустических съемок. В целом, на наш взгляд, развитие методологии оценки биомассы скоплений может идти по следующим направлениям: оптимизация маршрутов съемок; коррекция сроков с учетом продолжительности однородных синоптических периодов; изменение маршрутов по ходу съемки в зависимости от тенденций развития термодинамических процессов и формирования зон повышенной рыбопродуктивности; детализация съемки на отдельных участках, при обнаружении повышенных промысловых концентраций с учетом вероятного развития их в пространстве; совершенствование математических методов восстановления полей плотности исследуемых объектов (Шатохин и др., 2004). Опытная методика применения гидроакустики, информационных технологий и аэрокосмических методов для оперативной оценки биомассы скоплений пелагических рыб впервые в отрасли была использована нами в июле
1997 года, аналогичные работы были продолжены в следующем году, а затем
в 2001 г. (см. рис. 5). Для дальнейшей отработки технологии акустического мониторинга был выбран конкретный синоптический период (13-17 июля 2003 г.), являющийся в то же время частью периода съемки биомассы скумбрии в ОЧНМ, выполняемой в это время НИС «Смоленск», работавшим по программе ПИНРО. Для оперативной оценки биомассы акватория дислокации флота в указанный период была разбита на четыре фрагмента с сохранением преемственной градации плотности скоплений от менее 1 т/час траления до более 10 т/час траления (см. рис. 6). Результаты расчетов показали, что общая биомасса нагульной скумбрии в ОЧМН в период 13-17 июля составила 1,8 млн т. В заключение отметим, что мы видим и реализуем огромные перспективы гидроакустического мониторинга, в частности, в направлении массового сбора акустической информации с промысловых судов, оснащенных современными цифровыми эхолотами, и построения электронных планшетов плотности скоплений в синоптическом масштабе изменчивости, что даст новое качество исследования связей в морских экосистемах и повысит точность оценок "биомассы скоплений промысловых объектов для рационального их использования (Клочков и др., 2004).
Спутниковое зондирование океана как новейший источник мониторинговых данных. Изучение океана из космоса в интересах рыболовства за сравнительно небольшую историю своего существования прошло несколько
совершенно различных этапов. Первые значительные успехи космического землеведения в области картографии, метеорологии и сельского хозяйства породили настоящую эйфорию, необоснованную веру в безграничные возможности космических методов исследования и в промысловой океанологии, вплоть до ожиданий облова рыб по «наводке» из космоса. Специфические свойства природы морской среды, обусловленные ее подвижностью и слабой контрастностью, а также ограниченные возможности первых аппаратов зондирования океана, в смысле точности измерения физических характеристик поверхности, довольно скоро привели к откровенному скепсису у многих специалистов рыбохозяйственной науки в отношении возможностей данной аппаратуры. Тем временем техника продолжала совершенствоваться как в направлении по-вышеюи точности и всепогодности измерений, так и в направлении снижения их удельной стоимости. В результате ситуация вновь вернулась к положению, когда именно с космическими методами можно связывать дальнейший прогресс океанологии, в том числе и в интересах рыбного хозяйства. Однако теперь за ожиданиями стоят уже реальные достижения в совершенствовании космической техники для исследования поверхности моря и достаточно убедительные успехи в использовании получаемых при этом результатов для реального рыболовства (Романов, 1999).Традиционно для целей промысловой океанографии используются данные, получаемые от метеорологических спутников, а также от специализированных спутников «Океан», ЕЯБ-2. КАБАЯБАТ, БЕАЗТАК и ТОРЕХ/РОЗЕГООН В работе-Д.Апеля (1994) приведены основные типы спутниковых датчиков, применяемых для океанологических измерений: альтиметр; цветной сканер; инфракрасный сканер, микроволновый сканер,; скаттермометр\ радар с синтезированной апертурой. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что можно выделить несколько условно независимых классовых задач, решаемых космическими системами (спутниками), в интересах широкого спектра естественных наук и, в частности, промысловой океанологии: мониторинг динамики вод Мирового океана; анализ синоптические процессов различных пространственно-временных масштабов; определение характеристик биопродуктивности океана; анализ изменчивости ледовой обстановки; дислокация флота в различных районах Мирового океана; передача данных от информационно-измерительных систем судового и автономного базирования в региональные и глобальные базы данных. Становится вполне очевидным, что данные космического зондирования океана, касающиеся процессов формирования первичной биологической продуктивности, температуры поверхности, гидрофизических неоднородностей различного типа, погодных условий, а также позиционирования флота, могут и должны усваиваться, анализироваться и храниться в базах данных системы мониторинга для целей исследования динамических процессов в морских экосистемах и управления флотом, что является главнейшими составляющими рационального использования морских биоресурсов. Нами в целях регулярного экологического рыбохозяйственного мониторинга используются следующие данные спутникового зондирования: температура поверхности океана, синоптические данные, спутниковая альтиметрия, концентрация хлорофилла, спутниковое позиционирование флота (Клочков, 2003).
ГЛАВА 3. Рыбопромысловое прогнозирование — важнейшая функция системы мониторинга
Прогнозирование как важнейший элемент рыбохозяйственной деятельности. 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. 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 являются главной задачей научного обеспечения рыболовства. Это неизменно было и остается стержнем рыбохо-зяйственных, 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). Практика рыбохо-зяйствснных исследований позволяет выделить четыре основных типа таких прогнозов: перспективные (сверхдолгосрочные); долгосрочные (сезонные); оперативные (текущие); краткосрочные прогнозы (Гершанович, 1986).
Долгосрочное (сезонное) прогнозирование. Методы, практические результаты. Изучение долгопериодной изменчивости условий среды и использование ее в прогнозировании распределения промысловых гидробионтов, особенно пелагических рыб, изложено в ряде работ (Беренбейм, 1971; Пенин, 1973; Родин, 1977; Кузнецов и др., 1981; Югочков, 1989; Сентябов и др., 2000). Изучение прогностических связей основывается на известном утверждении о влиянии планетарных макросиноптических процессов, возбуждаемых различием нагрева и охлаждения поверхности земного шара через гидросферу, на поведение и распределение промысловых гидробионтов (Левасту и др., 1974).
Наши исследования проводились на большом статистическом материале за период с 1965 г. по настоящее время на промыслах нескольких видов пелагических рыб. Для Северного полушария были созданы специальные базы данных по всем естественным синоптическим периодам (ЕСП) и локальным районам промысла путассу, сельди, скумбрии за несколько десятилетий. Использовались комплексные стандартные метеорологические данные, спутниковые и судовые измерения температуры поверхности океана (ТПО), данные судов погоды (Клочков, 1999; Клочков, 2001а).
В использованной нами методике долгосрочного прогнозирования сроков и условий промысла для характеристики атмосферной циркуляции взяты направление и сила ветра, температура воздуха в приводном слое как наиболее доступные, достоверные и с длительным рядом наблюдений метеоиара-метры (ежедневные осредненные данные о направлении и скорости ветра), а также температуре воздуха над Норвежским морем. В качестве промысловой информации - осредненные по естественным синоптическим периодам (ЕСП)
и локальным промысловым районам данные о производительности промысла пелагических рыб с 1981 г. по настоящее время. Анализ результатов численных экспериментов показал, что существует опосредованная связь между характером промысла пелагических рыб в Норвежском море и определенными макроциркуляционными параметрами атмосферы за предшествующий началу путины календарный год. В качестве таких параметров макросиноп-тических процессов использовались рассчитанные по специально созданному алгоритму направление (А) и величина модуля ( V) вектора суммарного воздушного переноса, а также интегральная температура воздуха (7) над центральной частью Норвежского моря. Алгоритм позволяет рассчитывать принятые нами макроциркуляционные параметры для любого заданного промежутка времени. По результатам анализа данных численных экспериментов, проведенных графоаналитическим методом, были установлены 4 формы
зависимости характеристик промысла определенному макроцир-куляционному типу атмосферных процессов (см. рис. 7). Наши результаты показывают, что прослеживается тесная зависимость между макротермодинамически-ми процессами в атмосфере над Норвежским морем, адвекцией тепла Норвежским течением и сроками нагульных миграций скумбрии, путассу, сельди и характером их промыслов в открытой части Норвежского моря. Основанная на этих результатах методика позволяет вырабатывать прогнозы сроков начала и характеристик промысла пелагических рыб этого региона с заблаговременностью 1-3 месяца и регулярно передавать их промышленности (Клочков, 2004а).
Краткосрочное (синоптического масштаба) прогнозирование. Методы, практические результаты. Завершающей функциональной составляющей системы мониторинга является краткосрочное прогнозирование промысловой обстановки, цель которого - научно обоснованное предсказание районов концентраций промысловых объектов, времени их образования и распада, путей миграций, глубин эффективного лова, видового состава и предполагаемых уловов с заблаговременностью от одних суток до месяца.
Использование методов распознавания образов для краткосрочного прогнозирования развития промысловых ситуаций. Одна из методик, использованных нами для краткосрочного прогнозирования промысла, основана на математико-статистических методах распознавания образов и показала свою работоспособность и достаточно хорошую оправдываемость. Для выявления прогностических связей и зависимостей в цепочке «среда - объект промысла» использовались алгоритмы (локальный, тестовый, классификации), основанные на логико-дискретных моделях распознавания и сравнения объектов с использованием нечетких функций (Гольдман, 1974; Гольдман и др., 1979).
Алгоритмы распознавания, основанные на сравнении объектов различных классов обучения, адаптированы для распознавания как океанологических характеристик (поля температуры - гидрологические карты), так и промысловых ситуаций, которые могут быть представлены в виде формальных числовых описаний матричного вида. Исходная информация для распознавания должна быть представлена определенным образом (Смирных и др., 1981). В результате ряда вычислительных экспериментов в открытой части Норвежского моря было выделено два информативных района для классификации декадных гидрологических карт: район, прилегающий к границе Норвежской экономической зоны, между 64°3(Ж и 68°0(Ж; район между 6б°3(Ж и 68°ЗСЩ и между нулевым меридианом и 3°30'\\'. Определяющим критерием, по которому новая карта относится к какому-либо из трех классов (выделенных алгоритмически), является градиентность поля температуры. Аналогичным образом проводится классификация по промысловым ситуациям, также разбитым на декадные временные отрезки. Только в этом случае количество классов увеличивается, и основным критерием различия между ними является географическое положение «ядер» промысла — локальных участков, на которых в данную декаду наиболее активно велся промысел. В итоге формируется своеобразная двухступенчатая классификация. Все декадные промысловые ситуации классифицированы за 20 или более лет, в зависимости от истории промысла того или иного объекта. Разработанные алгоритмы реализованы в виде комплекса программ по распознаванию, классификации и сравнительному анализу гидрологических и промысловых ситуаций с отображением результатов на электронном планшете Норвежского моря (Колпачников и др., 1992). Подготавливаемые таким образом краткосрочные прогнозы развития промысла по спутниковым каналам связи в масштабе реального времени регулярно передавались на борт промысловых судов, что обеспечивало повышение эффективности лова в 1,3-1,6 раза (ИосЬкоу е1 а1., 1999).
Другим примером этого вида прогнозирования может служить разработанная нами методика краткосрочного прогнозирования районов промысла внутри синоптического масштаба (1-3 сут.). При этом ставились следующие основные задачи: прогнозирование географии основных перспективных участков промысла; определение направлений миграции рыбы; оценка тенденций изменения промысловой обстановки. Основополагающий принцип, положенный в основу модели: при одинаковом пространственно-временном исходном распределении рыбы на акватории моря (в данном случае рассматривалась ОЧНМ) и при одинаковых исходных, рассчитанных определенным образом метсопараметрах, будет сходным прогнозируемое на 1-3, 4-6 суток ее распределение. Путем проведения ряда численных экспериментов были определены репрезентативные, с точки зрения влияния на состояние поверхностных вод, временные интервалы, за которые необходимо учитывать характер атмосферной циркуляции, а также метод (алгоритм) обработки метеоинформации в модели. Методика проходила испытания в двух независимых друг от друга режимах: па береговом центре мониторинга во время информационного обслуживания добывающих флотов летом 2003-2005 гг.. Ре-
зультаты расчетов по методике использовались при составлении рекомендаций по тактике ведения промысла скумбрии, направляемых в море на промысловые суда, а также в условиях реального промысла в этот период на промысловом судне БАТМ «Капитан Едемский». Средняя оправдываемость прогнозов будущего положения трех наиболее плотных ядер промысла на срок от 1 до 6 суток при радиусе прогноза 30 миль составила более 76%. Модель оказалась неприхотливой (нечувствительной) к качеству и количеству исходной информации.
Глава 4. Экосистсмный подход к изучению, рациональному использованию и управлению запасами пелагических рыб СевероВосточной Атлантики
Проблемы управления биоресурсами в международном рыболовстве. История и современность. Явная необходимость регулирования рыболовства в европейских водах впервые возникла в конце XIX в., после 1881 г., когда парусные одномачтовые суда, использовавшиеся на промысле в Северном море в течение столетия, были вытеснены паровыми траулерами, а уловы рыб-объектов тралового промысла уменьшились. Различные комиссии, созданные в Великобритании," отмечали, что в течение десяти лет средний улов траулера уменьшился на треть. Если считать, что улов служит объективным показателем состояния запаса, то можно заключить, что популяции рыб, объектов тралового промысла, подвергались перелову. Было показано, что снижение уловов функционально связано с увеличением интенсивности промысла (Cushing, 1966). Эколога считают, что возросшая мощь рыболовных флотов, средств обнаружения и орудий лова стала разрушительной для естественной продуктивности гидросферы. Рыболовные страны, используя огромное количество техники и технологий, не освоили и не применяют такие их виды, которые помогли бы поддерживать сстсствснно-регулирующие механизмы гидросферы. Возникла угроза жизненно важным интересам будущих поколений человечества. Комиссия по устойчивому развитию Экономического и Социального Совета ООН в распространяемых документах с беспокойством отмечает значительное истощение морского и прибрежного биологического разнообразия, чрезмерную эксплуатацию рыбных запасов трансграничных и далеко мигрирующих видов, увеличение избыточного рыбопромыслового потенциала, средства глушения, отравления и другие орудия разрушительного рыболовства. Рыбопромышленный комплекс во всем мире не является самодостаточной отраслью. В этом его экономическая специфика, а экологическая - в том, что он имеет дело непосредственно с гидросферой. Устойчивое рыболовство - вид трудовой деятельности, продукция которой может быть достаточной лишь при экологическом подходе и государственной поддержке. При отсутствии последней растранжириваются природные ресурсы и снижается продовольственная безопасность населения. Конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992 г.) декларировала принцип «sustainable development» - допустимое, поддерживаемое развитие, который позже в дополнение к биолого-экологическому приобрел экономический и политический смысл. Его стали широко использовать правительственные и международные рыболовные организации. В России слово-
сочетание «sustainable development» переводится как «устойчивое развитие» (Корельский, 1996).
Исследование международно-правовых актов, а также национальных законов позволяет обозначить, по меньшей мере, пять слагаемых управления морскими живыми ресурсами и обеспечение принципа «устойчивого развития»: 1) экологический компонент. Международная договоренность или национальный план управления морскими биоресурсами, как правило, учитывает экологические факторы как естественные, так и обусловленные привнесением в морскую среду веществ вследствие деятельности человека; 2) оценка состояния запасов морских организмов и их мониторинг. Конвенция ООН по морскому праву 1982 г. предусматривает, что меры государств по сохранению и управлению морскими биоресурсами должны учитывать «наиболее достоверные научные данные», которые у государств имеются; 3) определение максимального устойчивого вылова. Согласно Конвенции принимаемые прибрежным государством меры по сохранению живых ресурсов и управлению ими должны обеспечивать максимальный устойчивый вылов; 4) экономический компонент. Конвенция обязывает прибрежные государства содействовать цели оптимального использования живых ресурсов исключительной экономической зоны; 5) регулирование рыболовства. Регулятивный компонент использования морских биоресурсов в исключительной экономической зоне завершает систему управления ими, переводя на язык права экологические, экономические, биологические и иные соответствующие факторы.
Решить все упомянутые проблемы на региональном уровне путем переговоров между заинтересованными государствами, как показывает практика, весьма сложно, а в ряде случаев вообще не удается. Основной причиной этого до последнего времени было отсутствие общепризнанных мировым сообществом принципов, норм и критериев управления и сохранения морских живых ресурсов и их устойчивого рационального использования, а также недостаточная политическая ответственность государств за деятельность своего рыболовного флота и отсутствие надлежащих механизмов международного сотрудничества и контроля за рыболовством (Вылегжанин и др., 2000). Стремясь преодолеть все эти трудности и в преддверии XXI в. придать импульс тесному сотрудничеству государств в области устойчивого использования морских живых ресурсов, мировое сообщество под эгидой ООН и ее специализированных организаций разработало и приняло в последние годы такие документы, как Конвенцию ООН по морскому праву (1982 г.), Стратегию в области управления и развития рыболовства (1982 г.), Декларацию Рио-де-Жанейро и Повестку дня XXI века (1992 г.), Кодекс ведения ответственного рыболовства (1995 г.), Соглашение об осуществлении положений Конвенции ООН по морскому праву (1982 г.), касающееся сохранения трансграничных рыбных запасов и далеко мигрирующих рыб и управления ими (1992 г.), Декларацию Киото и План действия по устойчивому вкладу рыболовства в продовольственную безопасность (1995 г.), Римский консенсус о мировом рыболовстве (1995 г.) и ряд других. В основе этих документов лежит новое направление в морском рыболовстве — управление морскими живыми
ресурсами, которое позволяет подойти к решению важнейшей задачи третьего тысячелетия, определенной Повесткой дня XXI века; создание устойчивого рыболовства, которое удовлетворяло бы потребности человечества в рыбных и других морепродуктах, сохраняло бы запасы морских живых ресурсов и экосистем морей и океанов как возобновляемых ресурсов, способных вечно давать продукцию.
Современные технические (дистанционные) средства управления рыболовством. Важнейшим примером современного направления развития мер обеспечения управления рыболовством может служить создание национальных и международных систем «мониторинга, контроля и надзора» (МКМ). Можно сказать, что мониторинг, контроль и надзор относятся к формам управления рыболовством. При анализе элементов МКМ можно обнаружить, что все эти компоненты ведут к достижению общей цели: мониторинг собирает информацию о промысле, которая используется для содействия в разработке и оценке наиболее пригодных мер управления, в то время как надзор использует данную информацию для гарантии соответствия этих элементов управления между собой. Если же требуется точная формулировка, то здесь необходимо сослаться на определения, разработанные Консультацией экспертов ФАО в 1981 г.: мониторинг - постоянное необходимое условие для оценки характеристик промыслового усилия и добычи ресурсов; контроль -регулятивные условия, при которых можно проводить добычу ресурсов; надзор - степень или типы наблюдений, необходимых для поддержания соответствия с регулятивными элементами управления, налагаемыми на рыболовную деятельность (A Fishery..., 2002). Важнейшим примером современного направления развития мер обеспечения управления рыболовством может служить создание национальных и международных систем МКМ.
В 1994-1995 гг. по поручению Госкомрыболовства России на Северном бассейне с непосредственным участием автора проведен анализ использования международных космических систем связи и позиционирования INMAR-SAT-C, GPS «NAVSTAR», «ARGOS», а совместно с ВНИРО отечественной системы «Гонец» применительно к задачам мониторинга рыболовства. Осуществлен ряд морских экспериментов по использованию этих систем для дистанционного контроля позиций рыбопромысловых судов в различных районах Мирового океана. По результатам анализа и морских экспериментальных работ с участием автора Госкомрыболовство России приняло решение о комплексном использовании систем «ARGOS» и NMARSAT-C/GPS при создании первой очереди российской отраслевой системы мониторинга рыболовства. Во исполнение постановления Правительства РФ от 26.02.99г. №226 в декабре 1999 года была введена в эксплуатацию первая очередь Мурманского регионального центра системы мониторинга. Имея достоверную информацию о дислокации промысловых судов в квазиреальном времени, бассейновые управления рыбоохраны обеспечивают и контролируют своевременную передислокацию российских промысловых судов из одного района промысла в другой, по факту выбора квот в конкретных районах. Система мониторинга позволяет также контролировать работу иностранных судов в
экономической зоне Российской Федерации. Спутниковый мониторинг позиций судов предупреждает потенциальные нарушения, связанные с работой судов в закрытых для промысла районах, позволяет Государственной морской инспекции АРУ ФПС проводить «прицельную» проверку отдельных промысловых судов, а также с наименьшими затратами направлять рыбо-охранные суда в районы наибольшего скопления промыслового флота. Системы МКН, разработанные для новых Исключительных экономических зон, были по существу созданы в качестве исполнительного рычага управления промыслом, главным образом, для гарантии того, чтобы меры контроля, которые однажды были согласованы и приняты, выполнялись надлежащим образом. В этом до сих пор и заключается ключевая функция большинства систем МКН (Клочков и др., 2005а).
Экосистемный подход к оценке запасов и управлению промыслом. Термин «экосистемный подход» имеет широкое значение. Нас интересует этот подход в плане оценки промысловых запасов гидробионтов и управления ими путем регулирования промысла. Международное сообщество поставило задачу ввести экосистемный подход к регулированию морскими ресурсами уже к 2010 г. Основными этапами развития и внедрения такого подхода являются: определение целей регулирования промысла в применении к морскому многовидовому сообществу; выяснение и изучение важнейших факторов, определяющих биологическую продуктивность морских экосистем; исследование влияния межвидовых отношений на значения биологических параметров управления или на область допустимого управления системой; включение экосистемных факторов в математические модели оценки запасов и прогнозирования (Клочков и др, 2005в). Под факторами среды или экологическими факторами по отношению к популяции понимаются как абиотические факторы, так и влияние на данную популяцию ее окружения в сообществе, а именно - других популяций, которые могут представлять собой пищевые объекты, хищников или конкурентов. Все эти факторы и процессы влияют на величину каждого из запасов сообщества или экосистемы, многие из них следует использовать при прогнозировании состояния этих запасов, а также при расчете величины общего допустимого улова (ОДУ). Для этого и служит методология экосистемного моделирования (Булгакова, 2004).
Экосистемной моделью называют любую подмодель описанного выше перечня составляющих, с любой степенью обобщения и упрощения, но в нее обязательно должны входить биологические компоненты. Так, экосистемны-ми являются модели, предложенные A.A. Ляпуновым (1968) для описания балансовых соотношений в океане, и разработанные на ее основе модели пелагических сообществ М.Е. Виноградова с соавторами (1975), а также модель Я.Гиске с соавторами (2002). К экосистемным моделям относят и класс многовидовых моделей, которые описывают взаимоотношения разных видов, в явном виде не учитывая какие-либо абиотические факторы. Для того, чтобы учесть влияние различных факторов среды на состояние запаса, необходимо выполнить следующие этапы работы: определить, какие факторы среды являются наиболее важными для динамики популяции или сообщества в
целом, или хотя бы для отдельных процессов; использовать метод математического моделирования для описания динамики популяции или сообщества, включая в модель факторы среды, определенные в предыдущем пункте; прогнозировать значения этих факторов на несколько лет вперед; определить цель регулирования промысла основных компонентов сообщества и сообщества в целом; разработать схему регулирования промысла для сообщества, которая должна включать в себя и план восстановления некоторых единиц запасов, находящихся в угнетенном состоянии. Все эти этапы и составляют экосистсмныи подход к оценке запасов и регулированию промысла, к которому в последние годы привлечено внимание ученых всего мира. Термины «экосистемное управление» и «экосистсмныи подход» можно рассматривать как синонимы (ЬагЦегБ, 1999).
Включение экосистемных элементов в процесс оценки запаса. Параметры популяции как функции факторов среды. При прогнозировании величины запаса в первую очередь проводят оценку численности популяции по возрастным группам в терминальный год, затем прогнозируются различные характеристики популяции, например, темп роста и скорость созревания особей, численность пополнения, коэффициент естественной смертности. Иногда на прогнозируемые годы приходится задавать средиемноголетние значения этих параметров, но все эти параметры зависят от различных факторов среды, и если изучить эти зависимости по данным для ретроспективного периода, можно существенно уточнить прогнозные оценки запаса.
Многовидовыс отношения как факторы среды. Трофические отношения между видами. Важной областью экосистемных исследований является многовидовой подход, который позволяет анализировать динамику популяций с учетом межвидовых (т.е. экосистемных) отношений. Это как раз касается ситуации межвидовых отношений массовых пелагических рыб (путассу, скумбрии, сельди), нагуливающихся в Норвежском и Гренландском морях. Обычно учет межвидовых отношений, по сути, сводится к введению зависимости коэффициента естественной смертности данного вида и заданной возрастной группы от численности потребителей (хищников) всех видов данной экосистемы и от количества кормовых организмов не только данного вида, но и других компонентов экосистемы. Провести оценку запасов многовидового сообщества невозможно без применения многовидового моделирования. Чаще всего многовидовые модели включают в себя только промысловые виды сообщества, в этом случае запасы всех видов модели оцениваются с учетом смертности от хищников, включенных в модель. По сравнению с одновидо-вой многовидовая модель дает более высокие оценки численности видов жертв. Однако в нашем случае межвидовые отношения скумбрии, сельди и путассу носят иной характер и могут характеризоваться как частичная конкуренция в использовании сходной кормовой базы (Клочков и др., 2001). Эти закономерности достаточно не изучены, но количественная их оценка важна и должна включаться как специальный коэффициент или серии коэффициентов в многовидовые модели. Для работы с многовидовыми моделями требуется большой объем входной информации. Можно выделить два типа таких моделей. Первый тип - модели однородных популяций, не учитывающих ее
возрастной структуры. Для динамической версии такой модели (Булгакова и Кизнер, 1987) требуется информация по промысловой статистике, а именно ряды индексов запасов, например, улова на едииицу промыслового усилия для каждого вида и для стандартного судна, а также стандартизированное промысловое усилие по годам промысла. Кроме этих двух временных рядов, строятся еще два ряда, отражающие динамику индексов запасов и представляющие собой относительное изменение каждого из двух индексов. Второй тип многовидовых моделей - когортные модели, учитывающие возрастную структуру популяций, типа MSVPA (Sparre, 1984; Булгакова и др. 2001). В качестве входной информации требуется, по аналогии с одновидовыми ко-гортными моделями, возрастной состав уловов всех включенных в модель популяций, темп роста, половозрелость, а также данные по питанию всех хищников разных возрастных групп. Это рационы и средний вес желудка для каждой возрастной группы хищника и состав пищи в нем, с указанием не только вида, но и возраста жертв. Все перечисленные данные меняются по годам и по сезонам (кварталам года). Получение информации по питанию требует особенно больших затрат времени и труда, в то же время эти характеристики прямо влияют на результаты многовидового моделирования наряду с изменчивостью условий среды, которая должна учитываться при совершенствовании многовидовых моделей. Новый импульс этому процессу может дать регулярный экосистемный рыбохозяйственный мониторинг (Клочков, 20046).
Проблемы экосистемного регулирования. По определению Американского Экологического Общества, управление на основе экосистемного подхода - это управление с точно определенной целью, осуществляемое с помощью политики, юридических актов и практической деятельности, с помощью мониторинга и исследований, основанных на понимании экологических взаимодействий и процессов, необходимых для поддержания структуры и функционирования экосистемы. Выражаясь проще, это подход, при котором внимание фокусируется скорее на сохранении целостности экосистемы, чем на максимизации отбора (вылова) какой-либо компоненты экосистемы (With-erell, 1999). Таким образом, переход мирового рыболовства, включая российское, на принципы экосистемного регулирования с использованием научно обоснованных международных стандартов при прогнозировании объемов улова позволит создать экономическую устойчивость функционирования рыбного хозяйства. В перспективе, несомненно, будет решаться проблема гармонизации взаимоотношений рыболовства и природы. Россия, на долю которой приходится значительная часть ненарушенных экосистем, в том числе экосистем гидросферы, должна играть в этих процессах одну из ключевых ролей. Человечество, в конечном счете, сформирует предсказанную академиком В.Вернадским сферу разума (ноосферу), когда мерилом национального и индивидуального богатства станут духовные ценности и знания человека, живущего в гармонии с окружающей средой. Эга же судьба при устойчивом развитии уготована и российскому рыболовству.
Основные принципы рационального использования и управления запасами пелагических рыб в регионе СВА
На основании результатов наших исследований, обобщения отечественного и зарубежного опыта можно сформулировать основные принципы рационального использования и управления запасами пелагических рыб (путассу, сельдь, скумбрия):
- мониторинг основных фаз жизненного цикла (нерест, патул, зимовка) на всем ареале видов с целью сбора систематической биологической информации, в т.ч. с использованием промысловых судов с научными наблюдателями;
- регулярная оценка биомассы, особенно на нерестилищах и в районах нагула, с использованием тралово-акустических и аэрокосмических методов, в т.ч. на международной основе;
- изучение трофических межвидовых связей;
- применение популяционно-генетических методов для уточнения структуры промыслового стада;
- совершенствование моделей определения ОДУ за счет учета факторов внешней среды;
- сбор и верификация регулярной промысловой статистики;
- спутниковый позиционный контроль деятельности флота.
Глава 5. Система комплексного экологического рыбохозяйственного мониторинга региона Северо-Восточной Атлантики, разработанная и эксплуатируемая на Северном бассейне
Предпосылки и принципы создания системы мониторинга на Северном бассейне. В подписанной в июле 2001 г. Президентом РФ Морской доктрине Российской Федерации прямо указывается, что в целях эффективного освоения морских биологических ресурсов и сохранения позиций страны в ряду ведущих держав в области промышленного рыболовства должны решаться следующие приоритетные задачи: оптимизация управления рыбопромысловым флотом на основе эффективного прогнозирования пространственного и временного распределения биологических ресурсов; расширение масштабов исследований и возвращение к промыслу в открытой части Мирового океана. Доктриной предусматривается, что основой этого является «проведение специализированных исследований и мониторинга биологических ресурсов Мирового океана». Опыт научного обеспечения промысловой деятельности показывает, что важнейшими особенностями рыбохозяйственных мониторинговых исследований должны быть: комплексность, системность, про-гностичность с акцентом на практические задачи добывающего флота, долго-временность, непрерывность и встраиваемость в систему управления морскими биоресурсами. В этом плане Северо-Восточная Атлантика (СВА), являясь важнейшим районом промысла для флотов Северного и Западного рыбопромысловых бассейнов Российской Федерации, представляет собой при-родно-хозяйствснный полигон для отработки моделей и приобретения опыта рациональной эксплуатации промысловых запасов. При этом сырьевые ресурсы региона СВА, одного из самых продуктивных районов Мирового океана, позволяют организовать практически круглогодичный промысел массо -
вых пелагических рыб (путассу, сельдь, скумбрия, окунь, сайка, мойва) крупнотоннажным флотом с годовым объемом добычи порядка 1,5 млн тонн (в настоящее время российский флот добывает здесь порядка 1,0 млн тонн). Становится очевидным, что эффективная деятельность таких масштабов и такой сложности (при ограниченных материальных ресурсах) должна базироваться, прежде всего, на новых информационных технологиях. Создание на их основе мониторинговых систем с использованием спутниковых, авиационных, телекоммуникационных и ГИС-технологий позволяет: обеспечить сбор комплексных данных о среде, биологических объектах и промысле; проводить оценки состояния запасов объектов лова, в т.ч. дистанционными методами; обеспечивать сравнительный анализ и отображение потоков различной информации (промыслово-биологической, океанологической и т.д.); вырабатывать диагнозы и прогнозы изменения биологического потенциала морских экосистем в различных пространственно-временных масштабах и, в конечном итоге, эффективно управлять океаническим рыболовством (Клочков, 20046).
Процессы создания современной системы эколого-промыслового мониторинга на Северном бассейне активизировались в середине 90-х годов. Они были связаны с катастрофическим сокращением объема морских научных исследований, полной ликвидацией института промысловых разведок, практическим отсутствием современной информационной поддержки прикладных исследований в целях рационального использования морских биоресурсов и информационного обеспечения деятельности отечественного флота, особенно в открытых районах СБА на промыслах основных видов пелагических рыб (скумбрия, путассу, сельдь), дающих основной объем вылова флотов Северо-Запада страны. Важнейшими особенностями создаваемой системы комплексного мониторинга изначально были: использование опыта исследований и экспедиционных работ бассейновых институтов и промысловых разведок; разработка и эксплуатация оригинальных, а также использование стандартных компьютерных, телекоммуникационных и ГИС-технологий; применение методов дистанционного зондирования океана и атмосферы (спутникового, авиационного), обеспечивающих оперативность и охват значительных акваторий; широкое использование промысловых судов с научными наблюдателями на борту и оснащенных бортовыми информационно-аналитическими компьютерными системами; спутниковый позиционный контроль деятельности флота; создание ретроспективных многолетних компьютерных баз данных по синоптике, океанологии, промыслу, биологии; разработка прикладного программного обеспечения для сравнительного анализа и отображения комплексных данных, а также моделирования природных процессов и промысловых ситуаций (Клочков и др., 2005в). Основные проблемы при решении поставленных задач: все функциональные подсистемы (сбор комплексных данных о состоянии среды и промысла, компьютерное усвоение данных, аналитическая обработка и интерпретация, доставка результирующей информации конечному потребителю) обязаны работать в режиме квазиреального времени; собираемые данные должны обладать достаточным уровнем репрезентативности (точность, полнота, регулярность и др.) для адекватного ото-
бражения природно-производственных процессов. Результирующая информация должна надежно обеспечивать решение следующих задач: диагностика термодинамических процессов в атмосфере и океане; прогнозирование районов и сроков образования и распада скоплений промысловых объектов; определение основных направлений миграций; распределение промысловых концентраций на прогнозируемый период; определение участков максимальных плотностей уловов; оценка возможного вылова по типам судов. Подход, выбранный для разработки такой комплексной информационной технологии, сводился к решению ряда самостоятельных задач: организация потоков достаточной по объему и приемлемой по точности и периодичности промысло-во-биологической и гидрометеорологической информации; создание системы оперативного приема-передачи информации; разработка системы первичной обработки информации и ее комплексирования на машинных носителях; исследование и установление взаимосвязей в системе «среда-объект-промысел»; разработка методов целевой интерпретации обрабатываемых данных о природных и производственных процессах и методов прогнозирования их изменчивости. В результате решения перечисленных задач была создана базовая технология комплексного эколого-рыбохозяйственного мониторинга, которая обеспечивает новое качество сырьевых исследований и управления промыслом (Клочков и др. 1999). Информационную базу системы мониторинга составляют: текущие данные спутникового позиционирования судов; суточные рапорты капитанов рыболовных судов о результатах промысловой деятельности; текущие контактные и дистанционные (спутниковые) данные о состоянии среды; комплексные данные полетов самолета-лаборатории; многолетние результаты промысловой деятельности рыболовных судов; архивные многолетние данные о состоянии среды (температура океана, метеоинформация, уровневая поверхность и т. д.). В целях создания системы мониторинга на Северном бассейне проведены широкомасштабные научно-производственные эксперименты по использованию новых информационных технологий на промыслах пелагических рыб в Норвежском море. Основная задача экспериментов -отработка информационных технологий системы мониторинга промысловых районов для поддержки сырьевых научных исследований, прогнозирования промысла и его оперативного управления. Эксперименты проводились летом 1997-2001 гг. на базе отраслевого Центра мониторинга рыболовства (Мурманск), совместно с научно-исследовательскими работами самолета-лаборатории ПИНРО (Черноок, 2001) и подразделениями ВНИРО. Новизной применения методов эко-
лого-рыбохозяйственного мониторинга в океаническом рыболовстве явилось использование спутникового слежения за состоянием среды и объектов промысла и интерпретация полученных результатов на основе накопленных знаний и компьютерных технологий, позволяющих в масштабе природной изменчивости различных процессов проводить диагноз их состояний и тенденций развития. На рис. 8 дан пример комплексирования климатических и текущих температурных данных, а также дислокации флота.
Разработанные и внедренные компьютерные технологии позволяют вырабатывать прогнозы условий промысла, определять миграции и границы нагульного ареала, особенно пелагических видов (скумбрия, сельдь, путассу). Проведение постоянного мониторинга за состоянием океана и уровенной поверхности дают основу для диагностики и прогнозирования состояния термодинамических процессов верхнего продуктивного слоя и оценок изменчивости промысловых ситуаций в синоптическом масштабе (Клочков и др., 2002).
Методика оперативной оценки биомассы скоплений промысловых объектов. Особого внимания заслуживает разработанная и впервые примененная в 1997 г. на практике специальная методика экспресс-оценки биомассы скумбрии в открытой части Норвежского моря (ОЧНМ). Результатами российских и зарубежных исследований (Cullen et al., 1974; Серебров 1976; Сереб-ров и др., 1992; Заферман, 1995) установлено, что расстояние между отдельными особями в косяке относительно постоянно, не зависит от вида рыбы, воздействия внешних факторов и составляет 2,4 от средней длины рыбы. Весь объем косяка рассматривается как общее количество элементарных кубиков с ребром 2,4 L, в вершинах которого находятся отдельные особи. Таким образом, n = V*(2,4L)"1, N = 4*(n+1), В = N*W, где V - общий объем косяка, L — средняя длина рыбы, п — количество элементарных кубиков, N - общее число рыб в косяке, W — средняя масса одной особи, В - биомасса косяка. Для количественной оценки биомассы был использован метод экстраполяции. Суть его заключается в следующем. В период съемки самолет-лаборатория обследовал определенную акваторию моря, при этом велась количественная фиксация косяков скумбрии и определялись их параметры. Работающие на этой акватории промысловые суда передавали результаты каждого траления на обнаруженных самолетом скоплениях. Спутниковая система «Argos» позволяла синхронизировать траектории тралений и полученный вылов с измерениями, проводимыми самолетом-лабораторией. Для определения биомассы скумбрии в ОЧНМ были использованы данные всех источников информации за один день, переданные в Центр спутникового мониторинга. С этой целью на планшете строились изолинии соответствующих плотностей скоплений скумбрии, а затем вычислялась их биомасса. Методика экспресс-оценки биомассы скумбрии докладывалась автором на международных конференциях в 1998 г. в Бергене, Норвегия (Klochkov et al., 1998), в 1999 г. в Сиэтле, США (Klochkov et al., 1999) и вызвала большой интерес ученых и специалистов. Развитие этой экспресс-методики продолжается, и результаты ее используются в ходе оперативного информационного обеспечения деятельности флота.
Научно-методические и практические результаты, В ходе эксплуатации созданной на Северном бассейне современной системы экологического рыбохозяйственного мониторинга обеспечено повышение качества комплексных сырьевых научных исследований на базе экосистемного подхода и мониторинговых технологий, а именно: впервые разработана и применена методика экспресс-оценки биомассы локальных скоплений массовой пелагической рыбы в период нагула с помощью авиационных и спутниковых технологий; расширены возможности изучения направлений и скоростей кормовых миграций, выявления границ нагульных ареалов, динамики биологических показателей; разработаны методики долгосрочного и краткосрочного прогнозирования районов и сроков промысла; начато широкое использование спутниковой альтиметрии и дистанционного зондирования биопродуктивности для выявления наиболее перспективных районов промысла и информационного обеспечения работы добывающего флота, что значительно повышает эффективность его работы.
Эксплуатируемые в течение 7-8 лет технологии системы экологического рыбохозяйственного мониторинга разрабатывались как достаточно универсальные и могут использоваться в различных районах Мирового океана для научных и практических задач обеспечения рационального использования морских биоресурсов.
ВЫВОДЫ
1 .Разработан экосистемный подход к изучению, использованию и управ-лешно запасами промысловых видов рыб региона, основанный на исследовании функционирования морских экосистем и управлении запасами с использованием современных научных принципов.
2.Проанализированы традиционные методы экологического мониторинга, показаны их роль и место в изучении морских биоресурсов; обосновано использование и даны примеры новейших методов комплексного мониторинга - спутниковая альтиметрия, гидроакустика, спутниковое позиционирование.
3. Дан анализ процесса промыслового прогнозирования как важнейшей составляющей системы мониторинга; разработаны и внедрены три новые методики краткосрочного и долгосрочного прогнозирования сроков и районов промысла, а также его количественных характеристик.
^Проанализированы современные принципы и методы рационального использования и управления биоресурсами на экосистемной основе. Показаны направления их развития.
5.Разработаны принципы создания, внедрения и эксплуатации на Северном бассейне системы комплексного экологического рыбохозяйственного мониторинга.
6.Внедрена методика оперативной оценки биомассы скоплений пелагических рыб на промысловых судах с использованием новых информационных технологий.
7.Эксплуатируемая в течение ряда лет на Северном бассейне система комплексного мониторинга обеспечивает экосистемные исследования и ин-
формационную поддержку деятельности отечественного крупнотоннажного промыслового флота, что повышает его эффективность в 1,3—1,6 раза и дает значительный экономический результат.
8.Данные функционирующего комплексного экологического рыбохозяй-ственного мониторинга регулярно используются для обоснования позиций российской стороны на переговорах в международных органах регулирования рыболовства (НЕАФК, ИКЕС).
Основные работы автора по теме диссертации
1.Использование логических методов для прогнозирования промысла // Тез. докл. Всесоюзн. конф. «Природная среда и проблемы изучения, освоения и охраны биологических ресурсов морей СССР и Мирового океана». Л. 1984. С-48. (соавторы Кудрин Б.Д., Наумов Э.К., Шатохин Б.М.)
2.Автоматизация элементов оперативного планирования деятельности поискового флота // Рыбное хоз-во. №2. 1986. С.45-46. (соавтор Середа А.-В.И.)
З.Опыт использования компьютерных информационных технологий в задачах краткосрочного прогнозирования и управления промыслом // Тез.докл. Всесоюз. семинара по проблемам разработки, внедрения и функциониров. системы краткосрочн. промыслов, прогнозирования. Мурманск. 1988. С.9-10. (соавтор Шатохин Б.М.)
4.Связь долгопериодных изменений условий среды с динамикой распределения мойвы в Баренцевом море в период нагула // Тез. докл. IV Всесоюз. научн. конф. по проблемам промыслового прогнозирования. Мурманск. 1989. С.94-96.
5.Пропюзированис промысла и рациональное использование запасов в Баренцевом море // Тез. докл. Ill Всесоюз. конф. «Экология, воспроизводство и охрана биоресурсов морей северной Европы». Мурманск. 1990. С.185.
б.Экспертная система прогнозирования промысловой обстановки для заданного района промысла // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Проблемы рыбопромыслового прогнозирования». Калининград. 1991. С. 18-20. (соавтор Шатохин Б.М.)
7-Опыт разработки и практического использования новых информационных технологий в управлении промыслом скумбрии в Норвежском море // Тез. докл. XI Всероссийск. конф. по промысл, океанолог. Калининград. 1999. С.158. (соавторы Шатохин Б.М., Бойчук С.И., Дегтярев А.Н., Черноок В.И., Ванюшин Г.П.)
8.Закономерности образования скоплений и прогнозирование промысла скумбрии в Норвежском море // Тез. докл. Симпоз. Экологические и морфо-фуггкциональные основы адаптации гидробионтов. СПб.. 2ООО. С.31.
9. Миграции, состояние запасов и перспективы промысла скумбрии Норвежского моря // Журнал «Вопросы рыболовства». М.. №4 (8), т. 2. 2001. С.663-677. (соавтор Шамрай Е.А.)
10. Опыт использования информационных технологий в прогнозировании и управлении промыслом в Норвежском море // Тез. докл. 10-й регион, конф. «Комплексное изучение бассейна Атлантического океана». Калининград. 2001. С. 34. (соавторы Шатохин Б.М., Бойчук С.И., Циекалс М.К.).
11.Промыслово-биологический мониторинг в Северо-Восточной Атлантике: Состояние и перспективы // Матер. Всерос. научно-техн. конф. «Наука и образование-2002». Мурманск. 2002. С.583-584.
12. Современная система промыслово-океанографического мониторинга как основа сырьевых исследований и эффективной работы флота // Тез.докл. XII Межд. конф. по промысловой океанологии. Калининград. 2002. С. 111113. (соавторы Мишкин В.М., Циекалс М.К., Шатохин Б.М.)
13. Синоптический метод определения биомасс пелагических рыб // Рыбное хоз-во. №5. 2002. С.23-30. (соавторы Шатохин Б.М., Мишкин В.М., Ванюшин Г.П., Котенев Б.Н., Черноок В.И., Забавников В.Б.)
14.0пыт информационного обеспечения ресурсных исследований и мониторинга промысла // Матер. Всерос. научно-техн. конф. «Наука и образова-ние-2003». Мурманск. 4.4. 2003. С.129-130. (соавторы Шатохин Б.М., Бойчук С.И., Циекалс М.К.)
15.Производственно-экосистемный мониторинг и обеспечение развития океанического рыболовства // Межвуз. сб. трудов. Мурманск. 2003. С.255-277.
16.Развитие промыслово-биологического мониторинга как основы рационального использования биоресурсов в Северо-Восточной Атлантике // Матер. Всерос. научно-техн. конф. «Наука и образование-2003». Мурманск. 2003. С.132-134.
17.Долгосрочное прогнозирование промысла как элемент системы управления биоресурсами в Северо-Восточной Атлантике // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2004». Мурманск. 2004а. С.254-255.
18.0кеанологический и рыбохозяйственный мониторинг как основа управления морскими биоресурсами в Северо-Восточной Атлантике // Сб. матер. VII Межд. конф. «Акватерра-2004». С.-Петербург. 20046. С.173-175.
19. Использование спутниковой альтиметрии и глубоководного зондирования океана в информационном обслуживании флота в регионе СВА // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2004». Мурманск. 2004. С.252-253. (соавторы Бойчук С.И., Шатохин Б.М.)
20. Опытная методика краткосрочного прогнозирования промысловых ситуаций на бортовом уровне // Тез докл. IX Всерос. конф. по проблемам рыбо-промысл. прогнозирования. Мурманск. 2004. С.239-241. (соавтор Добровольский А.И.)
21. Научно-производственные вопросы развития океанического рыболовства // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2004». Мурманск. 2004. С.268-271. (соавторы Мишкин В.М., Жук В.А.)
22. Развитие методологии оценки биомассы скоплений промысловых объектов // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2004». Мурманск, 2004. С.257-260. (соавтор Шатохин Б.М.)
23. Мониторинговые технологии - основа комплексных морских исследований и рационального использования биоресурсов (на примере СевероВосточной Атлантики) // Тез.докл. Межд. научно-практич. конф. «Теория и практика морских исследований в интересах экономики и безопасности российского Севера». Мурманск. 2005а. С.69-70.
24.Современный промыслово-океанологический мониторинг: опыт Северного бассейна // Матер. Межд. XIII конф. по промысл.океанолог. Калининград. 20056. С.131-134.
25.Экологические аспекты мониторинга морских биоресурсов (на примере Северо-Восточной Атлантики, СВА) // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2005». Мурманск. Ч. 6. 2005в. С.41-42.
26. Актуальные проблемы и направления развития отраслевой системы мониторинга деятельности российского промыслового флота // Матер. Межд. научно-практ. конф. «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана». М.. ВНИРО. 2005г. С.93-94. (соавтор Шатохин Б.М.)
27.Информационно-аналитическая система для комплексных ресурсных исследований в Северо-Восточной Атлантике // Тез.док. Междн. научно-практич. конф. «Теория и практика комплексных морских исследований в интересах экономики и безопасности российского Севера». Апатиты. 2005д. С.66-67. (соавтор Шатохин Б.М.)
28.КохМплексность, системность, прогнозирование // Рыбное хоз-во. №2. 2005е. С.30-31. (соавтор Шатохин Б.М.)
29.Биология и промысел атлантической скумбрии (Scomber scombrus L, 1758) в Норвежском море. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 2005.67 с. (соавтор Чинарина А.Д.)
30.Assessment of abundance and biomass of the spawning stock of capelin in 1CNAF Division 3N in summer of 1977 // ICNAF Res. Doc. 1978/11/29, 1 v.21, 6 pp. (соавтор Селиверстов A.C.)
31. Advanced information technologies used for mackerel fishery monitoring in the Norwegian Sea. Working document for NEAFC Working Group on Mackerel and Blue Whiting, March 1998, Bergen, Norway, (соавторы Мишкин B.M., Шатохин Б.М., Черноок В.И.)
32.Information Technologies used for Monitoring in the Norwegian Sea // ICES C.M. 1999/ACFM:6. P. 468. (соавторы Шатохин Б.М., Мишкин B.M., Черноок В.И.)
33.Computer Technologies for Environment Monitoring and Fisheries Management // Proceedings of the Fish International Symposium on Geographic Information Systems (GIS) in Fishery Sciences. Seattle, Washington, U.S.A.; 2-4 March, 1999. 452-460 pp. (соавторы Шатохин Б.М., Мишкин B.M.)
Лицензия ЛР №040927 от 15.12.1998. Подписано в печать 09.12.05. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,56. Тираж 100 экз. Зак. 1392.
Отпечатано в ФГУ «Мурманский центр научно-технической информации» (в полном соответствии с представленной электронной версией) 183693, г. Мурманск, ул. Папанина, 4
Содержание диссертации, доктора биологических наук, Клочков, Дмитрий Николаевич
Введение.
Глава 1. Общая характеристика района исследований. Материалы и методы.
1.1. Общая характеристика района.
1.2. Материалы и методы исследований.
Глава 2. Современный экологический рыбохозяйственный мониторинг морских биоресурсов. Традиционные и новейшие составляющие.
2.1. Биологический мониторинг.
2.1.1. Сбор, отображение и хранение первичных данных биологического мониторинга.
2.1.2. Динамика запасов и промысел основных пелагических рыб Северо-Восточной Атлантики.
2.2. Мониторинг условий внешней среды.
2.2.1. Синоптика. Анализ и отображение информации. Использование в моделях.
2.2.2. Океанология. Анализ и отображение информации. Использование в моделях. Новейший вид океанографических данных - спутниковая альтиметрия и ее практическое использование.
2.3. Мониторинг и моделирование первичной биопродуктивности океана.
2.3.1 Хлорофилл как индикатор фитопланктона.
2.3.2 Возможности модельных оценок биомассы кормового планктона по концентрации хлорофилла.
2.4. Промысловый мониторинг.
2.4.1. Технология обработки промысловых данных на береговом Центре мониторинга.
2.4.2. Комплексный анализ деятельности флота.
2.5. Гидроакустический мониторинг.
2.5.1. Оценка биомассы промысловых скоплений в синоптическом масштабе изменчивости. Пути совершенствования методов традиционных акустических съемок запасов.
2.6. Спутниковое зондирование, как новейший источник мониторинговых данных.
2.7. Авиавционный мониторинг.
Глава 3. Рыбопромысловое прогнозирование - важнейшая функция системы мониторинга.
3.1. Прогнозирование, как важнейший элемент рыбохозяйственной деятельности.
3.2. Краткосрочное (синоптического масштаба) прогнозирование. Информационное обеспечение, методы, практические результаты.
3.3. Долгосрочное (сезонное) прогнозирование. Информационное обеспечение, методы, практические результаты.
Глава 4. Экосистемный подход к изучению, рациональному использованию и управлению запасами пелагических рыб Северо-Восточной Атлантики.
4.1. Проблемы управления биоресурсами в международном рыболовстве. История и современность.
4.2. Экосистемный подход к оценке запасов и управлению промыслом.
4.3. Основные принципы и методы рационально использования и управления запасами пелагических рыб в регионе СВА.
Глава 5. Система комплексного эколого-промыслового мониторинга региона Северо-Восточной Атлантики, разработанная и эксплуатируемая на Северном бассейне.
5.1. Предпосылки и принципы создания системы мониторинга на Северном бассейне.
5.2. Прикладное программное обеспечение системы мониторинга. Программно-технические комплексы берегового и судового базирования.
5.3. Методологическое и информационно-технологическое обеспечение промыслово-биологического мониторинга
Введение Диссертация по биологии, на тему "Рациональное использование и управление морскими биоресурсами Северо-Восточной Атлантики на основе современного экологического мониторинга и прогнозных исследований"
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 промышленности 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, мировое 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 8
I (Кушинг, 1979). В тоже время известно, что при эксплуатации морских биоресурсов 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, являетI 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 развития рыбохозяйственного комплекса на этих принципах может быть представлена в виде системы трех стратегически взаимосвязанных и взаимообусловленных целей развития отрасли (рис. 1) (Главинская, 2004).
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 сообЮ 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
11 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, СевероВосточной 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); ООО «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
17 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.
Заключение Диссертация по теме "Экология", Клочков, Дмитрий Николаевич
выводы
1. Разработан экоснстемный подход к изучению, использованию и управлению запасами промысловых видов рыб региона, основанный на исследовании функционирования морских экосистем и управлении запасами с использованием современных научных принципов.
2. Проанализированы традиционные методы экологического мониторинга, показаны их роль и место в изучении морских биоресурсов; обосновано использование и даны примеры новейших методов комплексного мониторинга - спутниковая альтиметрия, гидроакустика, спутниковое позиционирование.
3. Дан анализ процесса промыслового прогнозирования как важнейшей составляющей системы мониторинга; разработаны и внедрены три новые методики краткосрочного и долгосрочного прогнозирования сроков и районов промысла, а также его количественных характеристик.
4. Проанализированы современные принципы и методы рационального использования и управления биоресурсами на экосистемной основе. Показаны направления их развития.
5. Разработаны принципы создания, внедрения и эксплуатации на Северном бассейне системы комплексного экологического рыбохозяйственного мониторинга.
6. Внедрена методика оперативной оценки биомассы скоплений пелагических рыб на промысловых судах с использованием новых информационных технологий.
7. Эксплуатируемая в течение ряда лет на Северном бассейне система комплексного мониторинга обеспечивает экосистемные исследования и информационную поддержку деятельности отечественного крупнотоннажного промыслового флота, что повышает его эффективность в 1,3-1,6 раза и дает значительный экономический результат.
8. Данные функционирующего комплексного экологического рыбохо-зяйственного мониторинга регулярно используются для обоснования позиций российской стороны на переговорах в международных органах регулирования рыболовства (НЕАФК, ИКЕС), обеспечивая экономическую и продовольственную безопасность страны.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Морское и океаническое рыболовства - основное звено отрасли рыбного хозяйства, требующее постоянного комплексного научного обеспечения.
Жизненный цикл гидробионтов, включая и объекты промысла, в пределах всего ареала и за весь исторический период их существования есть производная среды обитания, в.ч. океанологических условиях. Это непосредственно предполагает объективную правомочность и практическую необходимость изучения экологии, биологии и промысла гидробионтов в реальных океанологических координатах, а, следовательно, и знания этих координат в соответствующих репрезентативных, временных и пространственных масштабах. При научном обеспечении рыболовства, в первую очередь, необходимо знать биологическую продуктивность океана, запас, распределение и поведение объектов промысла. Именно на этом должны быть сфокусированы эколого-промысловые исследования. Пространственно-временная изменчивость тех океанологических свойств и процессов, которые, с одной стороны, в наибольшей мере влияют на объекты промысла и промысел, и, с другой стороны, информация которых более доступна и достоверна, - суть промыслово-эколого-океанологических исследований.
Будущее промыслово-океанологических исследований как никогда, зависит, с одной стороны, от будущего рыболовства России в своих территориальных водах, экономических зонах иностранных государств и в водах открытого океана, и с другой стороны, от будущего мирового рыболовства и его международной правовой системы. При рыболовстве в своих территориальных водах на первое место выходит комплексный экосистемный мониторинг, обеспечивающий сочетание экономически целесообразного промысла с эколого-природоохранными аспектами его управления на длительную перспективу. Рыболовство в экономических зонах иностранных государств нуждается в оценке запасов объектов промысла, расчетах общего допустимого улова (ОДУ) и возможного допустимого улова (ВДУ). При рыболовстве в открытом океане возрастает значимость изучения зон повышенной биологической продуктивности, распределения объектов промысла и формирования промысловых скоплений.
Переход к организации рыболовства на экосистемной основе является вызовом времени, так как только с учетом связей (пищевых, информационных), сложившихся в процессе эволюции морской экосистемы, можно обеспечить ее устойчивое существование, а следовательно, соответствующий уровень общей и рыбопромысловой продуктивности.
Проблемы разработки и внедрения в практику экосистемного подхода актуальны не только для России. Так, Морская стратегия Европейского сообщества уделяет этим вопросам большое внимание. Цель 12 Стратегии прямо указывает: «Переломить тенденцию сокращения рыбных ресурсов, сокращая объемы вылова рыбы, чтобы обеспечить устойчивое рыболовство и способствовать здоровью экосистемы как в ЕС, так и в мире в целом, с целью восстановления или поддержания ресурсов на уровне, который обеспечит максимально устойчивое рыболовство к 2015 г.»
Разработка принципов экосистемного подхода к организации рыболовства требует сил и времени; при этом необходимо учитывать специфику кон
284 кретной экосистемы и опираться на государственный механизм финансирования, внедрения и контроля. Многие необходимые звенья такого подхода в той или иной степени разработаны (предосторожный подход, многовидовое рыболовство и др.). Однако обобщающие модели и схемы, пригодные для практической реализации, люка неизвестны. Плохо изучено воздействие на функционирование морских экосистем крупномасштабных природных процессов разного генезиса и периодичности, хотя в ряде случаев оно может быть катастрофическим, особенно для рыболовства.
В тоже время 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 рыбохо-зяйственных, в т.ч. и промыслово-океанологических исследований. Фундаменк* том прогностической системы служит промыслово-прогностическиИ (включая и промыслово-океанологический) мониторинг репрезентативных биотических и абиотических показателей промысловой компоненты морских и океанских экосистем. Прогрессивной формой реализации этих принципов может служить система экоголого-промыслового мониторинга, разработанная и эксплуатируемая в течение ряда лет на Северном бассейне.
Основные перспективы улучшения качества и эффективности использования методов и технологий экологического рыбохозяйственного мониторинга состоят в следующем:
1) использование данных глубоководных буйковых наблюдений для определения параметров структуры верхнего продукционного слоя океана и нижних (глубинных) горизонтов;
2) разработка информационных технологий построения прогностических карт распределения температуры и скорости течений на различных горизонтах (0, 50,100,300, 700, 1000 м);
3) развитие аналитического моделирования промысловой обстановки внутри однородных синоптических периодов. Прогнозирование оптимальных галсов и направление поиска локальных районов на предстоящий одно-двухдневный период на борту судна с учетом его текущих обстоятельств (дислокация, наличие топлива, свободных емкостей и т.д.);
4) совершенствование и развитие методов синоптического анализа и прогноза потенциально-продуктивных районов и участков промысла на 3-х -5-ти и больший период;
5) совершенствование и развитие стратегических прогнозов промыслово-значимых аномальных явлений на путинах сопряженных промыслов (периоды спадов и вспышек производительности; сроки промысла в различных зонах; сроки нагульных и обратных миграций и т.п.).
В свою очередь, важнейшей функцией экологического рыбохозяйствен-ного мониторинга является информационное обеспечение комплексных научных исследований, лежащих в основе рационального использования морских биоресурсов.
Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Клочков, Дмитрий Николаевич, Москва
1. Алексеев А.П., Истошин Б.В. Схема постоянных течений Норвежского и Гренландского морей // Труды ПИНРО, вып. 1., М., Пищепромиздат. 1956. С.5-97.
2. Алексеев А.П., Кочиков В.Н., Никоноров С.И., Пономаренко В.П., Черныш-ков П.П. Промысловая океанология в России: современное состояние, задачи, проблемы // Сб. ст.: Вопр. промысл, океанол. Вып. 1. М., ВНИРО. 2004. С. 19-20.
3. Амаров Г.Л. Использование спутниковых данных в рыбохозяйственных исследованиях//Рыбн.хоз., №10. 1989. С.31-35.
4. Антал Т.А., Левенко Б.А., Моторин Д.Н., Казимирка Ю.В., Сапожников В.В., Горюнова В.Б. Связь вертикального распределения флуоресценции хлорофилла-а с освещенностью и температурой в летний период в Норвежском море // СПб, Наука. 1999.
5. Антонов А.Е. Океанологические основы рыбопромысловых прогнозов в южной части Балтийского моря // Калининград, 1964. 158 с.
6. Антонов А.Е. Вклад циклоэнергетики в эволюцию экосистемы Балтийского моря // Вопр. промысл, океанол. Вып.1. 2004. С. 186-193.
7. Барал А.А. организация и методы промысловой разведки рыб. // М., Пищ.пром-сть. 1978. 105 с.
8. Бауман И.А., Кондратович К.В., Савичев А.И. Практикум по долгосрочному прогнозированию погоды // JI., Гидрометоиздат. 1979. 104 с.
9. Ю.Белоненко Т.В., Фукс В.Р., Шилов И.О. Опыт применения вейвлет-анализа для исследования изменчивости океанографических условий промысла (на примере уровня океана) // Мат. XIII Межд. конф. по пром. океанол. Калининград. 2005. С. 34-37.
10. Бердичевский З.М., Ал.Ар. Шепановский Состояние и перспективы развития аппаратуры количественной оценки сырьевых ресурсов гидроакустическим методом // ЦНИТЭИРХ. Обзорн. инф. Сер.: Промысл, радиоэлект. аппарат, и подводн. техн. М., Вып 2. 1985. С.2.
11. Беренбейм Д.Я. Влияние температуры воды на сроки нереста морских промысловых рыб // М., Пищепромиздат. 1971. 152 с.
12. Бигон М., Харкер Дж., Таусену К. Экология // Особи, популяции и сообщества. М., Мир, в 2-х томах. Т.2. 1989.477 с.
13. Боровков В.А. и др. Результаты научно-прикладных исследований ПИНРО в области промысловой океанологии Северного бассейна (1987-1990 гг.) //
14. Пленарн. докл. XIII Всесоюзн. Конф. по пром. океанол. М., ВНИРО. 1990. С.28-37.
15. Боровков В.А. Состояние и проблемы экологического мониторинга в Северном рыбопромысловом бассейне // Тез.док. X Межд. конф. по пром. океанол. М. 1997. С.24.
16. П.Бочаров JI.H. Краткосрочное рыбопромысловое прогнозирование. Системный анализ проблемы // В кн.: Матаматич. методы исслед. процессов форм, промысл, обстан. Владивосток. 1982. С.3-25.
17. Бочаров JI.A., Каредин Е.П. Задачи прогнозирования промысловой обстановки // В кн.: Пробл. дальневосточ. рыбохоз. науки. М., Агропромиздат. 1985. С.83-94.
18. Бочаров JI.H. Системный анализ в краткосрочном рыбопромысловом прогнозировании //JL, Наука. 1990. 208 с.
19. Буланов В.В., Бадулин В.В., Левашов Д.Е. Аппаратно-программный комплекс для ихтиологических исследований // Мат. XIII Межд. конф. по пром.океанол. Калининград. 2005. С.55-57.
20. Булатов Н.В. Структура и изменчивость зоны взаимодействия Куросио и Ойясио по результатам анализа спутниковых изображений: дис.канд. географ.наук в форме науч. докл. Владивосток. 1994.
21. Булгакова Т.И. К проблеме оптимального вылова для случая двух конкурирующих популяций (математическая модель). Труды молодых ученых ВНИРО. Вып, 4. М., ОНТИВНИРО. 1970. С.143-156.
22. Булгакова Т.И., Кизнер З.И. Методические рекомендации по математическому моделированию двувидового промысла // М., ВНИРО. 1987. 40 с.
23. Булгакова Т.И., Бородин Р.Г., Васильев Д.А., Коржев В.А. Многовидовой анализ промыслового сообщества. М., Изд-во ВНИРО. 2001. 113 с.
24. Булгакова Т.И. Экосистемный подход к оценке запасов и регулированию промысла // Вжопр.промысл.океанол. Вып.1. Изд-во ВНИРО. 2004. С.261-295.
25. Бышев В.И., Морозов Е.Г., Плахин Е.А. О длиннопериодных колебаниях температуры в Атлантике // В кн.: Атлантический гидрофизический полигон 70. М. 1974. С.221-228.
26. Виноградов М.Е., Крапивин В.Ф., Флейшман Б.С., Шушкина Э.И. Использование математической модели для анализа поведения экосистемы океанической пелагиали//Океанология. Т.15. Вып.2. 1975. С.313-320.
27. Виноградов М.Е., Шушкина Э.А. Некоторые аспекты изучения экосистем эпипелагиали океана // Сб.докл.: Биол. осн. пром. освоен, открыт, районов океана. М., Наука. 1985. С.8-20.
28. Воронина В.Ф., Павлычев В.П. К вопросу о возможности долгосрочного прогнозирования сроков начала и окончания промысла сайры // Изв. ТИНРО. Т. 109.1984. С.67-72.
29. Воронов А.А., Гольдман Р.С., Ильичев B.C. Алгоритмические методы в задачах прогнозирования районов рыбного промысла в океане // «Автоматика и телемеханика». №6. 1985. С. 117-127.
30. Вылегжанин П.Е., Зиланов В.К. Международно-правовые основы управления морскими живыми ресурсами // М., Экономика. 2000. С.598.
31. Герасимова О.В., Плеханова Н.В. Распределение кормового зоопланктона и пространственная структура трофических связей путассу и скумбрии в Норвежском море // Материалы отчета, сес. по итогам НИР ПИНРО в 1993. Мурманск. 1994. С.129-143.
32. Гершанович Д.Е. Промысловая океанография // М., Агропромиздат. 1986. 336 с.
33. Гиске Я., Шульдаль Х.Р., Шлагстак Д. Экологическое моделирование для рыболовства // В кн.: «Модели многовидового управления» под ред. Т.Редсела, перевод с англ. (Оригинал 1998 г.). Изд-во ВНИРО. 2002. С. 1779.
34. Глаголева М.Г., Скриптунова Л.И. Прогноз температуры воды в океане // J1. Гидрометеоиздат. 1979.С. 94.
35. Главинская JT.T. Экологическая составляющая устойчивого развития рыбо-хозяйственного комплекса // Рыбн. хоз. №5. 2004. С.8-10.
36. Гольдман Р.С. Логический анализ математического описания объектов в задачах диагноза// «Автоматика и телемеханика», М., №11, 1974. С. 123-127.
37. Гольдман Р.С., Махов В.Н. Диагноз объектов, описанных большими таблицами экспериментальных данных // «Автоматика и телемеханика», М., №4. 1979. С. 101-108.
38. Дарницкий В.Б. Океанологические основы формирования биопродуктивности в районах подводных возвышенностей: Дис. канд. геогр. наук в форме науч. докл. М., 1987.
39. Дмитриев В.В. Диагностика и моделирование водных систем // Изд С.-Петерб. ун-та. СПб. 1995.
40. Драпацкий М.Я., Э.И.Черный Система мониторинга промысловой обстановки // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Рыбохоз. исп. ресурс. Мир. океана. М. Вып 1.1990. С.1-55.
41. Дубровин Б.И. Ветровая циркуляция вод Северного моря // Атлантический океан. Рыбопромысловые исследования. Калининград, АтлантНИРО. В.2. 1969. С.74-87.
42. Елизаров А.А. и др., Океанологические основы рыболовства // JL, ЛГУ. 1983.222 с.
43. Елизаров А.А. Единство Мирового океана. Межгодовые и многолетние изменения абиотических и биотических условий и возможности их прогнозирования // Вопр. промысл, океанол. Вып.1. 2004. С.110-125.
44. Зубов Н.Н. Основы учения о проливах Мирового океана // М., Географгис. 1956.239 с.
45. Ижевский Г.К. Океанографические основы формирования промысловой продуктивности морей // М., Пищепромиздат. 1961. 216. с.
46. Ижевский Г.К. Системная основа прогнозирования океанических условий и воспроизводства рыб // М., ВНИРО. 1964. 166 с.
47. Каредин Е.П. Гидробиологические критерии в краткосрочном прогнозировании // В кн.: Пробл краткосроч. рыбопромысл. прогнозирования и упр. Владивосток. 1982. С.60-62.
48. Каредин Е.П. Сезонная изменчивость планктона и ее влияние на формирование промысловой обстановки // Сб. математич. методы исслед. процессов формир. пром. обстановки. Владивосток. 1982. С.40-55.
49. Киселев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов // JT. 1969.
50. Кисляков А.Г., Россов В.В. Некоторые черты циркуляции вод центральных и северо-восточных районов Северной Атлантики // Труды ПИНРО. Вып.34. 1973. С.10.
51. Клочков Д.Н. Связь долгопериодных изменений условий среды с динамикой распределения мойвы в Баренцевом море в период нагула // Тез. докл. IV Всесоюз. научн. конф. по проблемам промыслового прогнозирования. Мурманск. 1989. С.94-96.
52. Клочков Д.Н. Прогнозирование промысла и рациональное использование запасов в Баренцевом море // Тез. докл. III Всесоюз. конф. «Экология, воспроизводство и охрана биоресурсов морей северной Европы». Мурманск.1990. С.185.
53. Клочков Д.Н., Шатохин Б.М. Экспертная система прогнозирования промысловой обстановки для заданного района промысла // Тез. докл. Всесоюз. конф. «Проблемы рыбопромыслового прогнозирования». Калининград.1991. С. 18-20.
54. Клочков Д.Н. Закономерности образования скоплений и прогнозирование промысла скумбрии в Норвежском море // Тез. докл. Симпоз. Экологические и морфофункциональные основы адаптации гидробионтов. СПб. 2000а. С.31.
55. Клочков Д.Н. Биология и промысел скумбрии Норвежского моря // Тез. докл. «Симпоз. эколог, и морфофункц. основы адаптации гидробионтов». СПб. 20006. С.29-30.
56. Клочков Д.Н. Биологические основы образования скоплений и прогнозирования промысла скумбрии в Норвежском море // Тез. докл. 10-й регион, конф. «Комплексное изучение бассейна Атлантического океана». Калининград. 2001а. С.ЗЗ.
57. Клочков Д.Н., Шатохин Б.М., Бойчук С.И., Циекалс М.К. Опыт информационного обеспечения ресурсных исследований и мониторинга промысла // Матер. Всерос. научно-техн. конф. «Наука и образование -2003». Мурманск. 4.4. 2003. С.129-130.
58. Клочков Д.Н. Долгосрочное прогнозирование промысла, как элемент системы управления биоресурсами в Северо-Восточной Атлантике // Матер. Межд. научно-техн. конф. «Наука и образование-2004». Мурманск. 2004а. С.254-255.
59. Клочков Д.Н. Океанологический и рыбохозяйственный мониторинг, как основа управления морскими биоресурсами в Северо-Восточной Атлантике // Сб. матер. VII Межд. конф. «Акватерра-2004». СПб. 20046. С. 173-175.
60. Клочков Д.Н., Добровольский А.И. Опытная методика краткосрочного прогнозирования промысловых ситуаций на бортовом уровне // Тез.докл. IX Всерос. конф. по проблемам рыбопромысл. прогнозирования. Мурманск. 2004. С.239-241.
61. Клочков Д.К., Чинарина А.Д. Биология и промысел атлантической скумбрии {Scomber scombrus, L, 1758) в Норвежском море. Апатиты. Изд-во Кольского научного центра РАН. 2005. 67 с.
62. Клочков Д.Н., Шатохин Б.М. Комплексность, системность, прогнозирование // Рыбное хоз-во. №2. 2005. С.30-31.
63. Кляшторин Л.Б. Климат и перспективы рыболовства в Тихоокеанском регионе // Рыбн. хоз. 1996. №4. С.34-42.
64. Колпачников А.Н., Слободин В.П., Феопентов С.А. Справочно-информа-ционная система и программный комплекс для анализа биологической иокеанографической информации // Препринт, Изд-во КНЦ РАН, Апатиты. 1992. С. 50.
65. Кожевников В.Б. Опыт организации и сбора и экспресс-анализа планктоно-логической информации для оперативной промысловой разведки // В кн.: Пробл. краткосроч. рыбопромысл. прогнозирования и упр. Владивосток. 1982. С.44-47.
66. Корельский В.Ф. Перспективы развития мирового и российского рыболовства (методологические и практические проблемы) // «Экономист». №8. 1996. С. 12-22.
67. Котенев Б.Н. Промысловая океанология: состояние и перспективы // Вопр. пром. промысл, океанол. Вып.1. М., ВНИРО. 2004. С.7.
68. Коновалов С.М. Структура прогнозов в рыбной промышленности // В кн.: Пробл. краткосрочн. рыбопром. прогнозир. и управл., Владивосток. 1982. С.3-7.
69. Константинов А.С. Общая гидробиология // М., 1972.
70. Космическая система слежения за подвижными объектами и сбора данных с установленных на них датчиков // Пресс-РКА. 19 июня 1996. 3 с.
71. Кочиков В.Н. Состояние и проблемы краткосрочного рыбопромыслового прогнозирования // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Рыбхоз, исп. ресурс. Мирового океана. М., Вып 2. 1984. С.48.
72. Кочиков В.Н. Проблемы оценки запасов и управления рыболовством на старте XXI века // ВНИЭРХ. Инф.пакет: Биопром. и эконом, вопр. Мирового рыбол. Вып.2. 2001. С.32.
73. Кочиков В.Н. Ресурсами рыболовства нужно управлять более эффективно // Матер. Межд. научно-практ. конф. «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана». М., ВНИРО. 2005. С.68-70.
74. Краус Э.Б. Моделирование и прогноз верхних слоев океана // JL, Гидрометиздат. 1979. С. 173-180.
75. Крылов Г.Г. Использование спутниковой информации для составления рыбопромысловых прогнозов // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Пром.рыб. М., Вып 1. 1994. С.17-26.
76. Крылов Г.Г. Зарубежные системы контроля за промысловым флотом // Рыбн.хоз. №1.1999. С.44-46.
77. Крылов Г.Г. О важнейших составляющих отечественного промысла рыбы и его месте в мировом рыболовстве // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Пром.рыб. М., Вып 1. 2002. С.1-3.
78. Кудрявцев В.И. Комплекс для акустико-траловых съемок состояния запасов биоресурсов // Рыбн. хоз. №2. 2003. С. 47-49.
79. Кузнецов В.Н., Колпиков Ю.Е. Прогнозирование сроков начала весеннего промысла путассу в Северо-Восточной Атлантике // Рыбн. хоз-во. №11. 1981. С.36-37.
80. Кушинг Д.Х. Морская экология и рыболовство // М., Пищ. пром-сть. 1979. С.288.
81. Лебедев С.А. Возможности спутниковой альтиметрии при исследовании синоптической изменчивости динамики поверхности океана. Проблемы и перспективы // Тез.док.ХН Межд.конф. по промысл, океанолог. Калининград. 2002. С. 93-95.
82. Левасту Т., ХелаИ. Промысловая океанография//Л. Гидрометиздат. 1974. 277 с.
83. Ляпунов А.А. Об изучении балансовых соотношений в биогеоценозе (попытка математического анализа // Журн.общн.биол. 1966. Т.29. Вып.6. С.44-59.
84. Ю1.Матишов Г.Г., Тимофеев С.Ф., Дробышева С.С., Рыжов В.М. Эволюция экосистем и биогеография морей европейской Арктики // Спб., Наука. 1994.220 с.
85. Марта Ю.Ю., Юданов И.Г. Динамика численности состояния запаса и перспективы промысла атлантико-скандинавской сельди // Тр.ПИНРО. Вып.14. 1962. С.124-132.
86. Ю5.Меншуткин В.В. Математическое моделирование популяций и сообществ водных животных. JT. 1971.
87. Методика прогнозирования промысла скумбрии в открытой части Норвежского моря. Калининград, АтлантНиро. 1995. 9 с.
88. Мировые уловы рыбы и нерыбных объектов промысла за 1997-1999 гг. (по материалам ФАО) // М., 2001 .С.279.
89. Моисеев П.А. Биологические ресурсы Мирового океана // М., 1969. С. 14.
90. Мишкин В.М., Шатохин Б.М. Проблемы информатизации системы отраслевого рыбопромыслового мониторинга в решении задач рационального управления биоресурсами // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Пром. рыболовство. М., Вып. 4. 1996. С. 19-32.
91. Моисеев П.А. Состояние, тенденция развития и будущее мирового рыболовства и аквакультуры // М., 1995. С.47.
92. Ш.Моисеев П.А. Долгопериодные изменения климата и рыболовство России // ВНИЭРХ. Обзорн. инф.: Сер.: Биопром. и эконом, вопр. Мир. рыболов. М., Вып.2. 1997. 32 с.
93. Монин А.С., Каменкович В.М., Корт В.Г. Изменчивость Мирового океана // JL, Гидрометеоиздат. 1974. С. 264.
94. Морская доктрина Российской Федерации на период до 2020 г., утверждена Президентом РФ 27.07.2001 г. С.ЗЗ
95. Москаленко Ю.С., Николаев В.В. Применение логических методов распознавания в задачах прогноза промысловых скоплений // Препринт, ИАПУ ДВНЦ АН СССР. Владивосток. 1979. С.24.
96. Наставление по сбору и обработке биологических материалов о пелагических рыбах // Изд-во ПИНРО, Мурманск. 1978. С. 1-49.
97. Николаев А.В., Кузнецов М.Ю., Убарчук И.А. Инструментальное средство и информационные технологии акустического мониторинга рыбохозяйст-венных акваторий // Рыбн.хоз. №4. 2000. С. 37-40.
98. Никольский Г.В. Экология рыб // Высшая школа. М. 1963. С. 357.
99. Никольский Г.В. Теория динамики стада рыб // М., Наука. 1974. 398 с.
100. Озмидов Р.В. О некоторых особенностях энергетического спектра океанической турбулентности // ДАН СССР, 1965. Т.161, №4. С.828-832.
101. Орехов В.Ф., Журавлев В.А., Хоха Ю.И. Перспективы методов информационной акустики в системе экологического мониторинга на шельфе Арктики // Тез.докл. межд.конф. Эколог, монитор, морей Зап. Арктики. Мурманск. 1997. С. 90-93.
102. Парсонс Т.Р., Такахаши М., Харгрейв Б. Биологическая океанография. М. 1982.
103. Парпура И.З. Об организации рыбохозяйственного мониторинга // Рыбное хозяйство, № 6,1992. С.7-8.
104. Пенин В.В. Использование гидрометеорологических факторов при определении характера подходов мойвы к южному побережью Баренцева моря // Тр. ПИНРО. Вып. 34. 1973. С.82-93.
105. Питулько В.М., О концепции развития экологического мониторинга в Северо-Западном регионе РФ // Сб. матер. VII Межд. конф. «Акватерра-2004». СПб. 2004. С.91-95.
106. Провоторова А.Н., Игнатьев А.С. О нересте ирландской скумбрии // Комплекса промыслово-океанографические исследов. в Атлантич. океане: Сб.науч.тр. АтлантНИРО, 1985. С.55-61.
107. Промыслово-океанологические исследования в Атлантическом океане (По результатам исследований АтлантНИРО и Запрыбпромразведки) // Под редакцией д.г.н., профессора В.Н.Яковлева. Калининград, АтлантНИРО. 2002. 248 с.
108. Проценко И.Г. Компьютерная автоматизированная информационно-аналитическая система «Рыболовство» // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Биопромысл, и эконом, вопр. мирового рыболовства. М. Вып. 1-2. 1995. С. 1-29.
109. Проценко И.Г. Информационная система мониторинга рыболовства // Рыбн.хоз-во, 2001. Спец.выпуск. С.3-18.
110. Прохоров B.C. Экология мойвы Баренцева моря и перспективы ее промыслового использования // Труды ПИНРО, вып. XIX, Мурманск, 1965. С. 46.
111. Расе Т.С. Промыслово-георгафические комплексы Атлантического и Тихого океанов и их сопоставление // Тр. Инст. океанол. Т. 31. 1960. С. 112-124.
112. Родин А.В. Влияние условий внешней среды и кормовой базы на поведение нагульной мойвы в Баренцевом море // В кн.: Вопр.промысл.океанологии Мирового океана (дез.доклЛУ Всесоюз.конф. по промысл.океанол.). Мурманск. 1977. С.112-113.
113. Романов А.А. Современные возможности использования спутниковой информации в отраслевых задачах краткосрочного прогнозирования и управления флотом: Состояние и ближайшие перспективы // Сб. науч. ст. М., ВНИРО. 1996. С. 19-35.
114. Романов А.А. Космическая техника для рыболовства // ВНИЭРХ. Обзорн. инф. Сер.: Биопромысл, и эконом, вопр. мирового рыболовства. М. Вып. 1. 1999. 29 с.
115. Рыбный курьер №65 (165), июнь 2004. С.22-23.
116. Сборник: Логические методы диагноза. Управление и информация // ДВНЦ АН СССР, Владивосток. Вып. 18. 1975. С. 152.
117. Семенов А.И. Краткосрочный прогноз основа организации и планирования эффективной работы добывающего флота // В кн.: Пробл. краткосроч. рыбопромысл. прогнозирования и упр. Владивосток. 1982. С.8-12.
118. Сентябов Е.В., Бочков Ю.А., Морозова Г.Н. Долгосрочный прогноз условий промысла скумбрии // Рыбное хозяйство, №2,2000. С.28-30.
119. Серебров Л.И. Зависимость плотности скоплений от размеров, составляющих их рыб // Журнал «Вопросы ихтиологии». 1976, №1 (96). С. 152157.
120. Серебров Л.И., Тарасова Г.П. Структура и уровни взаимоотношений между рыбами различных типов косяков // Журнал «Вопросы ихтиологии», 1992. Т. 32. С. 176-180.
121. Смирных Л.П., Слободин В.П. Пакет прикладных программ для представления ввода, хранения и предварительной обработки в ЭВМ гидрологических полей океана // Препринт, ПАПУ ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1981. С.32.
122. Тимофеев С.Ф. Экологический мониторинг экосистем пелагиали: методология // Тез.докл. Межд.конф. Эколог, монитор, морей Зап. Арктики. Мурманск. 1997. С.146-147.
123. Трусканов М.Д., Щербино Н.Н., Дегтярев А.А. К определению объемов плотных скоплений рыбы на примере атлантико-скандинавской сельди // Тр.ПИНРО. Вып. 14. 1962. С.133-145.
124. Федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 гг.)». Утверждена Постановлением Правительства РФ 27.12.2001 г. №860.
125. Фукс В.Р. Возможности использования спутниковой альтиметрической информации для океанографического обеспечения промысла // Протокол 2/31/1 заседания секции промысловой океанологии Межведомственной Ихтиологической Комиссии, 25 апреля 2002 г.
126. Фукс В.Р. Спутниковая альтиметрия в промысловой океанографии // Вопросы промысловой океанологии. М., ВНИРО. Вып.1. 2004. С.126-146.
127. Характеристика состояния запасов промысловых объектов в морях СЕБ и Северной Атлантики // Мурманск, ПИНРО. 2005. С. 109-130.
128. Чернов Ю.В. Биологическое разнообразие: сущность и проблемы // Успехи современной биологии. М., Наука, Т. 3, вып.4, 1991. С.499-507.
129. Черноок В.И. Методология и практика самолетного многоспектрального зондирования арктических морей для промышленного рыболовства // Ав-тореф. дис. на соискание уч.ст. доктора геогр. наук. С.-Петербург. 2001. С.39.
130. Черный Э.И. Информационное обеспечение исследований сырьевой базы // Сб.: Информ. и матем. Обеспечение исслед. сырьевой базы. М., ВНИРО. 1985. С. 3-7.
131. Чернявский Е.Б. Обзор состояния краткосрочного рыбопромыслового прогнозирования для шельфов Западной Африки // Обзорная информация: ЦНИИТЭИРХ. М., Вып.З, Сер.: промысловая океанология, 1971. С.3-18.
132. Шатохин Б.М. Результаты исследования влияния гидрометеорологических циклов на формирование промысловой обстановки // Тез. докл. XI Всерос. конф. по промысл, океанографии. Калининград, 14-18 сентября, 1999а. С.101.
133. Шатохин Б.М., Ванюшин Г.П., Гусев А.К., Фукс В.Р., Захарчук Е.А. Возможности использования спутниковой альтиметричексой информации дляокеанологического обеспечения промысла // Тез.док.ХП Межд.конф. по промысл, океанолог. Калининград. 2002. С. 127-131.
134. Шатохин Б.М. Применение топологической индексной теории Морса-Смейла к исследованию рельефа аномалий уровня поверхности океана // Мат. XIII Межд. конф. по пром. океанол. Калининград, 2005. С. 308-310.
135. Шевченко А.В. Связь посленерестовых миграций путассу в южной части Норвежского моря с гидрологическими условиями: Экспересс-информация // Сер.: Рыбохозяйственное использование ресурсов Мирового океана. ЦНИИТЭИРХ. М. Вып. 4. 1981. С.9-16.
136. Шулейкин В.В. Физика моря // Изд. АН СССР, М., 1968. С.283-285.
137. Шунтов В.П. Состояние пелагических и нектонных сообществ Дальневосточных морей // Рыбн. хоз. №1. 1996. С.25-29.
138. Юданов К.И. Тактика съемок биоресурсов на промысловых судах // Рыбн. хоз. №1. 1998. С. 34-35.
139. Яковлев В.Н., Приц С.Э. Учет влияния гидрометеорологических условий на динамику вылова рыб (на примере сельди Северного моря) // Вопр. ихтиологии. Т.16. Вып. 1 (96). 1976. С.176-178.
140. Яковлев В.Н. Гидрометеорологическое обеспечение океанического рыболовства // М., Пищ. пром-сть. 1976. 232 с.
141. Яковлев В.Н., Навроцкий В.Б. Экологический прогноз как основа рационального использования морских биологических ресурсов // Рыбн. хоз-во. №6.1991. С.7-10.
142. Яковлев В.Н. Промыслово-океанологические исследования в Атлантическом океане и южной части Тихого океана // Т.2. Калининград. 2002. 273 с.
143. Address and Edition of the International Conference on Fisheries Monitoring, Control and Surveillance-Brussels, Belgium, EC-2000. Brussel. 600p.
144. A fishery manager's guidebook // Fisheries Technical Paper 424. FAO, 2002. PP.95-130.
145. Apel J.R. Remote Measurement of the Ocean an Overwiew // in Remote Sensing Application in Marine Science and Technology, ed. Cracknell A.P., D. Rei-del Publishing Company, 1994. PP. 1-16.
146. Basson M. The importance of environmental factors in the design of management procedure. ICES J. of Mar. Sci. 56. 1999. p. 933:942
147. Belikov S.V., Iukupsstovu S.H., Shamrai E.A. and Thomsen B. Migration of Mackerel during summer in the Norwegian Sea. // Report of the NEAFC Workshop on Mackerel and Blue Whiting, Bergen, March, 1998.
148. Bulgakova T. Optimum control in a predator-prey model based on a two-species exploited ecosystem. In: Ecosystem Approaches for Fisheries Management, Alaska Sea Grant College Program. 1999. AK-SG-99-01: 149-162.
149. Bulgakova Т., NEA cod dynamics simulation to test various management scenarios. ICES ASC CM 2003/X:08.2003. P. 19.
150. Christensen N.L, and 12 others. 1996 . The Report of the Ecological Society of America committee on the scientific basis for ecosysstem management. Ecol. Appl. 6(3) P.665-691.
151. Conference calls ecosystem approach // World Fish. Rep. 2001. №152.P.FS/1
152. Cushing D.N. The Arctic cod // Pergamon, Oxvard, 1966. 93 pp.
153. Cullen G.M., Shaw E., Baldiwin N.A. Methods for measuring the three-dimensional structure of fish schools // Animal Behav., 1974, № 4, pp. 534543.
154. Grohsler Т., Zimmerman C. Zustand der Herings-und Sprottenbestande in Nord-und Ostee, ostlichem Kanal und westlichen britischen Gewassern // Inf.Firsch. F. 1999. T.46.N3.S. 17-23.
155. Fowler Ch.W. Management of multi-species fisheries: from overfishing to sus-tainability. ICES Journal of Mar.Sci., 1999. 56: 927-932.
156. Fowler Ch.W., J.D.Baker, K.E.W.Shelden, P.R.Wade, D.P.DeMaster,
157. R.C.Hobbs Sustainability: Empirical examples and Management Implications // Ecosystem Approaches for Fisheries Management. Alaska Sea Grant College Program. 1999. AK-SG-99-01: 305-314.
158. Hammer C. Beurteilung der Fischbestande in Nordatlantic, Nord-und Ostsee // Inf. Fisch. F.-1999.-T.46.-N3.-S.9-16.
159. Hammer C. Die Fischereiesessoursen im Hinblick auf deutsche Interessen // Inf. Fisch. F.-2000.-T.47.-N1.-S.3-18.
160. Hempel G. Auswirkungen des Wettergeschehens auf die Fischbestande im Meer. Umschau 60 (15). 1960. 466-469.
161. Hoffman K., Intern S. Chlorophyll Fluorescence as a Biological Indicator of Primary Productivity. Monterey Bay Aquarium Research Institute. P.O. Box 628, Moss Landing, С A 95039. 2003.
162. Hollowed A.B., Wooster W.S. Decadal-scale variations in the eastern subarctic Pacific: II. Response pf Northeast Pacific fish stocks // Climate change and northern fish populations. Can. Spec. Publ. Fish Aquat. Sci. 121, 1995, p. 373385.
163. ICES 2004. Revision of ICES advice. MCAP 7-9 January 2004, Doc.8, 4p.
164. Klochkov D.N., Shatohin B.M., Mishkin V.M. and Chernook V.I. Advance Information Technologies used for Mackerel Fishery Monitoring in the Norwegian Sea // ICES C.M. 1999/ACFM:6. P. 468.
165. Lockwood S.J. The Mackerel. Its biology, assessment and management of fishуery. Fishing Book News Ltd. Farnham, Surrey England. 1988,181 p.
166. Monstad T. Blue Whiting in the North East Atlantic // Report of the NEAFC Workshop on Mackerel and Blue Whiting, Bergen, March, 1998.
167. Report of the NEAFC Workshop on mackerel and blue whiting. Aberdeen, June, 1998.27-29 pp.
168. Report on environment // Fiskets Gang. N 2,1999. 29-30 pp.
169. Rice J. How complex should operational ecosystem objectives be? ICES CM 1999/Z:07.14p.
170. Ryabchenko V.A., Gorchakov V.A. Seasonal dynamics and biological productivity in the Arabian Sea euphoric zone as simulated by a three-dimensional ecosystem model // Global Biogeochemical Cycles. 1998. Vol. 12, N 3.
171. Tereshshenko E.S. and Shamray E.A. Materials on fecundity of west Ireland Mackerel. // Report of the NEAFC Workshop on Mackerel and Blue Whiting, Bergen, March, 1998.
172. Schone R. Situation wirtschaftlich wichtiger Grundfischbestande vol Norwegen, Spitzbergen und in der Barents-See // Inf. Fischwirtsch. Fischereiforsch. -1996.-T.43.-N4.-S. 159-162.
173. Shatokhin B.M., Mishkin V.M., Kloclikov D.N. and Chemook V.I., 1998. Advanced information technologies used for mackerel fishery monitoring in the
174. Norwegian Sea. Working document for NEAFC Working Group on Mackerel and Blue Whiting, March 1998, Bergen, Norway.
175. Sherman K. Physical, Biological and Human Forcing of Biomass Yields in Large Marine Ecosystems ICES CM 2003/P:12. 8p.
176. Sparre P. A computer program for estimation of food suitability coefficients from stomach content data and multispecies VPA/ ICES CM 1984/G:25.60p.
177. Taylor C.C. Cod growth and temperature. In: Rapp. P-v. Reun. Cons. Int. Ex-plor. Мег. 1956.P.366-370.
178. Tyler A.V. A solution to the conflict between maximizing groundfish yield and maintaining biodiversity. In: Ecosystem Approaches for Fisheries Management. Alaska Sea Grant College Program. AK-SG-99-01. 1999. P. 367-386
179. World Fish Report (supplement to World Fish Report N107). 2000. P.L/2-46.
-
Клочков, Дмитрий Николаевич
-
доктора биологических наук
-
Москва, 2006
-
ВАК 03.00.16
- Ихтиофауна шельфа, верхней и средней части материкового склона Центрально-Восточной Атлантики от мыса Рошу до мыса Пальмас
- Эколого-экономическая оценка влияния береговых источников загрязнения на промысловые биоресурсы и природную среду залива Петра Великого
- Методология и практика самолетного многоспектрального зондирования арктических морей для промышленного рыболовства
- Теоретические основы применения системного подхода в рыбохозяйственных исследованиях и информационном обеспечении управления водными биоресурсами внутренних водоемов
- Пространственно-временная изменчивость меридиональной циркуляции и переносов тепла в Северной Атлантике
