ديناميات السكان في مصايد الأسماك

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة

سمكة التريفالي الزرقاء المفترسة تراقب أسراب سمك الأنشوجة في جزر المالديف

المصايد هي منطقة تضمّ مجموعة من الأسماك أو الكائنات المائية التي تُصطاد لأغراض تجارية أو ترفيهية . قد تكون المصايد طبيعية أو مُستزرعة . يصف علم ديناميكيات السكان كيفية نموّ وانكماش مجموعة معينة من الكائنات الحية بمرور الوقت، وفقًا لعوامل الولادة والوفاة والهجرة. وهو أساس فهم أنماط المصايد المتغيرة وقضاياها، مثل تدمير الموائل والافتراس ومعدلات الصيد المثلى. يستخدم علماء المصايد علم ديناميكيات السكان لتحديد العوائد المستدامة . [ 1 ] [ 2 ]

العلاقة المحاسبية الأساسية لديناميكيات السكان هي نموذج BIDE (الولادة، الهجرة، الوفاة، النزوح)، كما هو موضح على النحو التالي: [ 3 ]

N 1 = N 0 + B − D + I − E

حيث N1 هو عدد الأفراد في الوقت 1، و N0 هو عدد الأفراد في الوقت 0، و B هو عدد الأفراد المولودين، وD هو عدد الذين ماتوا، وI هو عدد الذين هاجروا، و E هو عدد الذين هاجروا بين الوقت 0 والوقت 1. في حين أن الهجرة والنزوح يمكن أن يكونا موجودين في مصايد الأسماك البرية ، إلا أنهما لا يتم قياسهما عادة.

يتأثر مخزون الأسماك بثلاث دوال معدل ديناميكية:

  • معدل المواليد أو التكاثر. يعني التكاثر بلوغ حجم معين أو مرحلة تكاثرية محددة. في مجال مصايد الأسماك، يشير التكاثر عادةً إلى العمر الذي يمكن فيه صيد السمكة وعدّها في الشباك.
  • معدل النمو. يقيس هذا المؤشر نمو الأفراد في الحجم والطول. وهو أمر مهم في مصايد الأسماك حيث يتم قياس أعدادها غالبًا من حيث الكتلة الحيوية .
  • معدل الوفيات . يشمل ذلك الوفيات الناجمة عن الصيد والوفيات الطبيعية. تشمل الوفيات الطبيعية الافتراس غير البشري والأمراض والشيخوخة.

إذا قُيست هذه المعدلات على مدى فترات زمنية مختلفة، يُمكن تحديد فائض الصيد في مصايد الأسماك. يُعرَّف فائض الصيد بأنه عدد الأفراد الذين يُمكن صيدهم من المجموعة السمكية دون التأثير على استقرارها على المدى الطويل (متوسط ​​حجم المجموعة). يُطلق على الصيد ضمن فائض الصيد اسم النفوق التعويضي ، حيث تُعوض حالات النفوق الناتجة عن الصيد عن حالات النفوق التي كانت ستحدث بشكل طبيعي. أما الصيد الذي يتجاوز ذلك فيُسمى النفوق التراكمي ، أي الصيد بالإضافة إلى جميع الحيوانات التي كانت ستموت بشكل طبيعي.

يجب توخي الحذر عند تطبيق ديناميكيات السكان على مصايد الأسماك في الواقع العملي. فقد أدى التبسيط المفرط في نمذجة مصايد الأسماك إلى انهيار المخزونات الرئيسية . [ 4 ] [ 5 ]

تاريخ

يُعتبر قانون مالتوس الأسي ، كما يُصوّره نموذج النمو المالتوسي ، المبدأ الأول لديناميات السكان . وقد هيمنت الدراسات الديموغرافية ، مثل أعمال بنيامين جومبيرتز وبيير فرانسوا فيرهولست في أوائل القرن التاسع عشر، على الفترة المبكرة، حيث قاما بتنقيح وتعديل النموذج الديموغرافي المالتوسي. وفي عام 1959، اقترح إف جيه ريتشاردز صياغة نموذجية أكثر عمومية، تشمل نماذج جومبيرتز وفيرهولست ولودفيج فون بيرتالانفي كحالات خاصة من الصياغة العامة. [ 6 ]

حجم السكان

حجم السكان (يرمز له عادةً بـ N ) هو عدد الكائنات الحية الفردية في السكان .

عرّف سيوول رايت حجم التعداد الفعال ( Ne ) ، الذي نشر بحثين بارزين حول هذا الموضوع (رايت 1931، 1938). عرّفه بأنه "عدد الأفراد القادرين على التكاثر في تعداد مثالي، والذين يُظهرون نفس القدر من تشتت ترددات الأليلات في ظل الانحراف الوراثي العشوائي ، أو نفس القدر من التزاوج الداخلي، كما هو الحال في التعداد قيد الدراسة". يُعدّ Ne معيارًا أساسيًا في العديد من نماذج علم الوراثة السكانية . وعادةً ما يكون Ne أقل من N (حجم التعداد المطلق).

يؤدي صغر حجم الجماعة إلى زيادة الانحراف الوراثي . وتحدث اختناقات الجماعة عندما ينخفض ​​حجم الجماعة لفترة قصيرة من الزمن.

قد يشير مصطلح الاكتظاظ السكاني إلى أي حالة قد يتجاوز فيها عدد أفراد أي نوع من الحيوانات القدرة الاستيعابية لمكانه البيئي .

تحليل السكان الافتراضيين

يُعد تحليل التعداد الافتراضي (VPA) أسلوبًا شائعًا في نمذجة المجموعات السمكية ، ويُستخدم في علوم مصايد الأسماك لإعادة بناء أعداد الأسماك التاريخية حسب العمر، بالاعتماد على معلومات حول نفوق الأفراد سنويًا. ويُصنف هذا النفوق عادةً إلى نفوق ناتج عن الصيد ونفوق طبيعي . ويُعتبر تحليل التعداد الافتراضي افتراضيًا لأن حجم التعداد لا يُرصد أو يُقاس مباشرةً، بل يُستنتج أو يُحسب عكسيًا ليكون حجمًا معينًا في الماضي، وذلك لدعم كميات الأسماك المصطادة ومعدل النفوق المفترض لأسباب غير متعلقة بالصيد.

الحد الأدنى من السكان القادرين على البقاء

الحد الأدنى من السكان القابلين للبقاء (MVP) هو الحد الأدنى لعدد أفراد نوع معين، بحيث يمكنه البقاء على قيد الحياة في البرية. وبشكل أكثر تحديدًا، فإن MVP هو أصغر حجم ممكن يمكن أن يوجد عنده تجمع بيولوجي دون أن يواجه خطر الانقراض بسبب الكوارث الطبيعية أو التقلبات الديموغرافية أو البيئية أو الجينية العشوائية . [ 7 ] ويشير مصطلح "السكان" إلى عدد أفراد نوع معين في البرية.

كمؤشر مرجعي، يتم عادةً إعطاء MVP باحتمالية بقاء السكان تتراوح بين 90 و95 بالمائة ويتم حسابها لفترة تتراوح بين 100 و1000 سنة في المستقبل.

يمكن حساب الحد الأدنى للقيمة السكانية باستخدام عمليات المحاكاة الحاسوبية المعروفة باسم تحليلات قابلية السكان للبقاء (PVA)، حيث يتم نمذجة السكان وتوقع ديناميكيات السكان المستقبلية.

أقصى إنتاج مستدام

في علم البيئة السكانية والاقتصاد ، يُعرَّف الحد الأقصى للإنتاج المستدام (MSY) نظريًا بأنه أكبر كمية صيد يمكن الحصول عليها من مخزون الأسماك على مدى فترة غير محددة. [ 8 ] [ 9 ] وبافتراض النمو اللوجستي، يكون الحد الأقصى للإنتاج المستدام مساويًا لنصف القدرة الاستيعابية للنوع، حيث تكون هذه المرحلة هي التي يكون فيها نمو السكان في أعلى مستوياته. وعادةً ما يكون الحد الأقصى للإنتاج المستدام أعلى من الإنتاج المستدام الأمثل .

ينتج هذا النموذج اللوجستي للنمو عن مجموعة سكانية تُنقل إلى بيئة جديدة أو تكون أعدادها قليلة جدًا، حيث تمر بمرحلة تباطؤ في النمو في البداية. وبمجرد أن تستقر أعدادها، فإنها تشهد نموًا سريعًا يبدأ بالتباطؤ عندما تقترب الأنواع من القدرة الاستيعابية للبيئة. وتتمثل فكرة تحقيق أقصى إنتاجية مستدامة في تقليل كثافة السكان إلى الحد الذي يسمح بأعلى معدل نمو ممكن. وهذا يُغير عدد السكان، ولكن من الممكن الحفاظ على العدد الجديد إلى أجل غير مسمى، في الوضع الأمثل.

يُستخدم مفهوم الإنتاجية القصوى المستدامة (MSY) على نطاق واسع في إدارة مصايد الأسماك. [ 10 ] [ 11 ] وخلافًا للنموذج اللوجستي (شايفر)، فإنّ الإنتاجية القصوى المستدامة في معظم نماذج مصايد الأسماك الحديثة تُحقق ما بين 30 و40% من حجم التجمعات السمكية غير المستغلة. [ 12 ] وتختلف هذه النسبة بين التجمعات السمكية تبعًا لدورة حياة الأنواع وانتقائية أساليب الصيد بحسب العمر.

مع ذلك، تعرض هذا النهج لانتقادات واسعة النطاق لتجاهله العديد من العوامل الرئيسية في إدارة مصايد الأسماك، مما أدى إلى انهيار كارثي للعديد منها. فهو، كحساب بسيط، يتجاهل حجم وعمر الحيوان المصطاد، وحالته التناسلية، ويركز فقط على النوع المعني، متجاهلاً الضرر الذي يلحق بالنظام البيئي نتيجةً لمستوى الاستغلال المحدد، ومسألة الصيد العرضي. ويُعتبر هذا النهج، على نطاق واسع، خطيرًا ومُساء استخدامه بين علماء الأحياء المختصين بالحفاظ على البيئة . [ 4 ] [ 5 ]

توظيف

يُعرَّف التكاثر بأنه عدد صغار الأسماك الجديدة التي تنضم إلى مجموعة أسماك معينة في سنة محددة. ويمكن أن يتذبذب حجم مجموعات الأسماك بشكل كبير مع مرور الوقت، حيث تُعدّ التغيرات في وفرة الأسماك من خمسة إلى عشرة أضعاف أمرًا شائعًا. وينطبق هذا التباين على فترات زمنية تتراوح من سنة إلى مئات السنين. وقد تكون التقلبات السنوية في وفرة أسماك العلف قصيرة العمر كبيرة تقريبًا مثل التقلبات التي تحدث على مدى عقود أو قرون. ويشير هذا إلى أن التقلبات في نجاح التكاثر والتكاثر هي عوامل رئيسية وراء تقلبات الوفرة. غالبًا ما تبدو التقلبات السنوية عشوائية، وغالبًا ما تكون العلاقة بين نجاح التكاثر ومستويات المخزون من الأسماك البالغة وجهود الصيد ضعيفة. وهذا ما يجعل التنبؤ صعبًا. [ 13 ]

تُعرف مشكلة التكاثر بأنها مشكلة التنبؤ بعدد يرقات الأسماك في موسم معين التي ستنجو وتصبح أسماكًا يافعة في الموسم التالي. وقد وُصفت بأنها "المشكلة المركزية في ديناميكيات تجمعات الأسماك" [ 14 ] و"المشكلة الرئيسية في علم مصايد الأسماك" [ 15 ] . تُنتج الأسماك كميات هائلة من اليرقات، لكن هذه الكميات متغيرة للغاية، ونسبة النفوق مرتفعة. وهذا ما يجعل التنبؤ الدقيق أمرًا صعبًا [ 16 ] .

بحسب دانيال باولي ، [ 15 ] [ 17 ] أُجريت الدراسة الحاسمة عام 1999 على يد رانسوم مايرز . [ 18 ] وقد حلّ مايرز المشكلة "بتجميع قاعدة بيانات ضخمة من المخزون السمكي وتطوير نموذج رياضي معقد لتحليلها. ومن ذلك، توصل إلى استنتاج مفاده أن الأنثى تُنتج عمومًا من ثلاثة إلى خمسة صغار سنويًا لمعظم أنواع الأسماك." [ 15 ]

جهد الصيد

يُعدّ جهد الصيد مقياسًا للعمل البشري المبذول في صيد الأسماك. ويتناسب المقياس الجيد لجهد الصيد تقريبًا مع كمية الأسماك المصيدة. وتُناسب مقاييس مختلفة أنواعًا مختلفة من مصائد الأسماك. فعلى سبيل المثال، يُمكن قياس جهد الصيد الذي يبذله أسطول صيد في مصائد الجرّ بجمع حاصل ضرب قدرة محرك كل قارب في الوقت الذي يقضيه في البحر (كيلوواط × أيام). أما في مصائد الشباك الخيشومية، فيُمكن قياس الجهد بجمع حاصل ضرب طول كل شبكة منصوبة في الوقت الذي تُنصب فيه في الماء (كيلومتر × مدة النقع). وفي مصائد الأسماك التي تقضي فيها القوارب وقتًا طويلًا في البحث عن الأسماك، يُمكن استخدام مقياس يعتمد على وقت البحث. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

الصيد الجائر

يوضح نظام ألوان إشارات المرور مفهوم قاعدة التحكم في الحصاد (HCR)، ويحدد متى تكون خطة إعادة البناء إلزامية من حيث نقاط المرجعية الاحترازية والحدودية لكتلة التكاثر ومعدل وفيات الأسماك .

يعتمد مفهوم الصيد الجائر على ما يُقصد بالمستوى المقبول للصيد.

يُعدّ نموذج التحكم في الصيد (HCR) أحد النماذج التشغيلية الحالية التي تستخدمها بعض مصائد الأسماك للتنبؤ بالمستويات المقبولة. يُضفي هذا النموذج طابعًا رسميًا على استراتيجية الإدارة ويُلخصها، بحيث يُمكن تعديلها بفعالية بناءً على التغذية الراجعة اللاحقة. يُمثل نموذج التحكم في الصيد متغيرًا تخضع له الإدارة بشكل مباشر، ويصف كيفية التحكم في الصيد بناءً على حالة مؤشر معين لحالة المخزون السمكي. على سبيل المثال، يُمكن لنموذج التحكم في الصيد أن يصف القيم المختلفة لمعدل نفوق الأسماك التي سيتم استهدافها بناءً على قيم مختلفة لوفرة المخزون. يُعدّ كل من الصيد الثابت ومعدل نفوق الأسماك الثابت نوعين من نماذج التحكم البسيطة في الصيد. [ 22 ]

  • يحدث الصيد الجائر البيولوجي عندما يصل معدل نفوق الأسماك إلى مستوى يُصبح فيه نمو الكتلة الحيوية للمخزون السمكي سلبياً (أي يتباطأ نمو الكتلة الحيوية)، كما هو موضح بالمنطقة الحمراء في الشكل. يتم إخراج الأسماك من الماء بسرعة كبيرة لدرجة أن تجدد المخزون عن طريق التكاثر يتباطأ. إذا استمر تباطؤ التجدد لفترة كافية، فسينعكس مسار التجدد، وسيقل عدد الأسماك.
  • يُراعي الصيد الجائر الاقتصادي أو الحيوي تكلفة الصيد، ويُعرّف الصيد الجائر بأنه حالة من النمو الهامشي السلبي لعائد الموارد . إذ يتم استنزاف الأسماك من المياه بسرعة كبيرة لدرجة أن نمو ربحية الصيد يتباطأ. وإذا استمر هذا الوضع لفترة طويلة، فإن الربحية ستنخفض.

مجموعة سكانية مترابطة

تُعرف المجموعة السكانية المترابطة بأنها مجموعة من التجمعات السكانية المنفصلة مكانيًا لنفس النوع ، والتي تتفاعل فيما بينها على مستوى ما. وقد صاغ هذا المصطلح ريتشارد ليفينز عام 1969. وقد طُبقت هذه الفكرة على نطاق واسع على الأنواع التي تعيش في بيئات مجزأة طبيعيًا أو صناعيًا . وبحسب ليفينز نفسه، فهي تتكون من "تجمع سكاني من التجمعات السكانية". [ 23 ]

تتألف المجموعة السكانية المترابطة عمومًا من عدة مجموعات سكانية متميزة، بالإضافة إلى مناطق ذات موائل مناسبة غير مأهولة حاليًا. وتدور كل مجموعة سكانية بشكل مستقل نسبيًا عن المجموعات الأخرى، وتنقرض في نهاية المطاف نتيجة للتقلبات الديموغرافية العشوائية (تقلبات في حجم السكان بسبب أحداث ديموغرافية عشوائية)؛ فكلما صغر حجم المجموعة السكانية، زادت احتمالية انقراضها.

على الرغم من أن أعمار المجموعات السكانية الفردية محدودة، إلا أن المجموعة ككل غالباً ما تكون مستقرة، لأن المهاجرين من مجموعة سكانية معينة (والتي قد تشهد، على سبيل المثال، طفرة سكانية) من المرجح أن يعيدوا استيطان الموائل التي أصبحت شاغرة نتيجة انقراض مجموعة سكانية أخرى. وقد يهاجرون أيضاً إلى مجموعة سكانية صغيرة وينقذونها من الانقراض (وهو ما يُعرف بتأثير الإنقاذ ).

هيكل الفئات العمرية

يمكن تحديد عمر السمكة عن طريق عدّ حلقات النمو في قشورها، أو عظام الأذن الداخلية ، أو المقاطع العرضية لأشواك الزعانف في الأنواع ذات الأشواك السميكة كسمكة الزناد ، أو الأسنان في بعض الأنواع. لكل طريقة مزاياها وعيوبها. تُعدّ قشور السمكة الأسهل في الحصول عليها، ولكنها قد لا تكون موثوقة إذا تساقطت القشور ونمت مكانها قشور جديدة. قد تكون أشواك الزعانف غير موثوقة للسبب نفسه، ومعظم الأسماك لا تمتلك أشواكًا بسماكة كافية لرؤية حلقات النمو بوضوح. تبقى عظام الأذن الداخلية مع السمكة طوال دورة حياتها، ولكن الحصول عليها يتطلب قتل السمكة. كما أن عظام الأذن الداخلية غالبًا ما تتطلب تحضيرًا إضافيًا قبل تحديد عمرها.

إن وجود فجوات في بنية الفئات العمرية، على سبيل المثال منحنى الجرس المنتظم لعدد الأسماك التي تتراوح أعمارها بين 1 و 5 سنوات، باستثناء انخفاض عدد الأسماك التي تبلغ من العمر 3 سنوات، يشير إلى عام تكاثر سيئ قبل 3 سنوات في هذا النوع.

غالباً ما يكون عدد الأسماك في الفئات العمرية الأصغر منخفضاً جداً لأنها كانت صغيرة بما يكفي لتتسلل عبر شباك أخذ العينات ، وقد يكون لديها في الواقع مجموعة سكانية صحية للغاية.

دورة السكان

تحدث دورة سكانية عندما ترتفع أعداد الكائنات الحية وتنخفض خلال فترة زمنية محددة. توجد بعض الأنواع التي تتسم أعدادها بأنماط تغير يمكن التنبؤ بها إلى حد كبير، على الرغم من أن الأسباب الكاملة للدورات السكانية لا تزال من أبرز المشكلات البيئية التي لم تُحل بعد. هناك عدد من العوامل التي تؤثر على تغير أعداد الكائنات الحية، مثل توافر الغذاء، والمفترسات، والأمراض، والمناخ.

التفاعلات الغذائية المتسلسلة

تحدث التفاعلات الغذائية المتسلسلة عندما تُقلل المفترسات في السلسلة الغذائية من وفرة فرائسها ، مما يُحرر المستوى الغذائي الأدنى التالي من الافتراس (أو من التغذية على النباتات إذا كان المستوى الغذائي الوسيط من الحيوانات العاشبة ). على سبيل المثال، إذا زادت وفرة الأسماك الكبيرة المفترسة في بحيرة ما ، فمن المتوقع أن تنخفض وفرة فرائسها، وهي الأسماك التي تتغذى على العوالق الحيوانية ، وأن تزداد وفرة العوالق الحيوانية الكبيرة ، وأن تنخفض الكتلة الحيوية للعوالق النباتية . وقد حفزت هذه النظرية أبحاثًا جديدة في العديد من مجالات علم البيئة . كما قد تكون التفاعلات الغذائية المتسلسلة مهمة لفهم آثار إزالة المفترسات العليا من الشبكات الغذائية، كما فعل البشر في أماكن كثيرة من خلال أنشطة الصيد.

أمثلة كلاسيكية
  1. في البحيرات ، يمكن للأسماك المفترسة أن تقلل بشكل كبير من أعداد الأسماك التي تتغذى على العوالق الحيوانية ، كما يمكن للأسماك التي تتغذى على العوالق الحيوانية أن تُغير بشكل كبير من مجتمعات العوالق الحيوانية في المياه العذبة ، ويمكن أن يكون لرعي العوالق الحيوانية بدوره تأثيرات كبيرة على مجتمعات العوالق النباتية . ويمكن أن يؤدي إزالة الأسماك المفترسة إلى تغيير لون مياه البحيرة من الصافية إلى الخضراء من خلال السماح للعوالق النباتية بالازدهار. [ 24 ]
  2. في نهر إيل ، شمال كاليفورنيا ، تتغذى الأسماك ( سمك السلمون المرقط وسمك الروش ) على يرقات الأسماك والحشرات المفترسة. وتفترس هذه المفترسات الصغيرة يرقات البعوض ، التي تتغذى بدورها على الطحالب . ويؤدي إزالة الأسماك الكبيرة إلى زيادة وفرة الطحالب. [ 25 ]
  3. في غابات عشب البحر في المحيط الهادئ ، تتغذى ثعالب البحر على قنافذ البحر . وفي المناطق التي انقرضت فيها ثعالب البحر نتيجة الصيد الجائر ، تتزايد أعداد قنافذ البحر وتدمر عشب البحر [ 26 ].

تنص نظرية حديثة، وهي فرضية إطلاق الحيوانات المفترسة المتوسطة ، على أن انخفاض أعداد الحيوانات المفترسة العليا في النظام البيئي يؤدي إلى زيادة أعداد الحيوانات المفترسة متوسطة الحجم (الحيوانات المفترسة المتوسطة).

النموذج الأساسي

  • يُعد نموذج فيرهولست للنمو لعام 1838 نموذج التوازن السكاني الكلاسيكي :دشمالدت=رشمال(1-شمالك){\displaystyle {\frac {dN}{dt}}=rN\left(1-{\frac {N}{K}}\right)}حيث يمثل N ( t ) عدد الأفراد في الوقت t ، و r معدل النمو الجوهري و K هي القدرة الاستيعابية ، أو الحد الأقصى لعدد الأفراد الذين يمكن للبيئة أن تدعمهم.
  • يمكن استخدام نموذج النمو الفردي، الذي نشره فون بيرتالانفي عام 1934، لنمذجة معدل نمو الأسماك. وهو موجود في عدد من الصيغ، ولكن في أبسط صوره يُعبَّر عنه كمعادلة تفاضلية للطول ( L ) على الزمن ( t ):ل′(ت)=رب(ل∞-ل(ت)){\displaystyle L'(t)=r_{B}\left(L_{\infty }-L(t)\right)}حيث r B هو معدل نمو فون بيرتالانفي و L ∞ هو الطول النهائي للفرد.
  • نشر شيفر نموذجًا لتوازن مصايد الأسماك يعتمد على نموذج فيرهولست مع افتراض معادلة صيد ثنائية الخطية، والتي يشار إليها غالبًا باسم معادلة شيفر للصيد على المدى القصير:ح(هـ،X)=qهـX{\displaystyle H(E,X)=qEX\!}حيث تكون المتغيرات هي؛ H ، تشير إلى الصيد (الحصاد) على مدى فترة زمنية معينة (مثل سنة واحدة)؛ E ، جهد الصيد على مدى الفترة المحددة؛ X ، الكتلة الحيوية لمخزون الأسماك في بداية الفترة (أو متوسط ​​الكتلة الحيوية)، والمعلمة q تمثل قابلية صيد المخزون.
    بافتراض أن كمية الصيد تساوي صافي النمو الطبيعي في عدد السكان خلال نفس الفترة (X˙=0{\displaystyle {\dot {X}}=0})، إن كمية الصيد عند التوازن هي دالة لجهد الصيد على المدى الطويل E :ح(هـ)=qكهـ(1-qهـر){\displaystyle H(E)=qKE\left(1-{\frac {qE}{r}}\right)}يمثل كل من r و K معلمات بيولوجية تمثل معدل النمو الجوهري والكتلة الحيوية في حالة التوازن الطبيعي على التوالي.
  • ربما تكون معادلة بارانوف للصيد لعام 1918 هي المعادلة الأكثر استخدامًا في نمذجة مصايد الأسماك. [ 27 ] وهي تعطي كمية الصيد بالأرقام كدالة لوفرة السكان الأولية N0 ومعدل الصيد F ومعدل الوفيات الطبيعية M :ج=FF+م(1-هـ-(F+م)تي)شمال0{\displaystyle C={\frac {F}{F+M}}\left(1-e^{-(F+M)T}\right)N_{0}}حيث T هي الفترة الزمنية، وعادةً ما تُحذف (أي يُفترض أن T = 1). تفترض المعادلة أن الصيد والنفوق الطبيعي يحدثان في آنٍ واحد، وبالتالي "يتنافسان" مع بعضهما البعض. يُعبّر الحد الأول عن نسبة الوفيات الناجمة عن الصيد، بينما يُعبّر الحدان الثاني والثالث عن إجمالي عدد الوفيات. [ 28 ]
  • يُعد نموذج ريكر نموذجًا كلاسيكيًا للسكان المنفصلين، والذي يعطي العدد المتوقع (أو الكثافة) للأفراد N t  +  1 في الجيل t  +  1 كدالة لعدد الأفراد في الجيل السابق.شمالت+1=شمالتهـر(1-شمالت/ك){\displaystyle N_{t+1}=N_{t}e^{r(1-{N_{t}}/{k})}}يُفسَّر هنا r على أنه معدل نمو جوهري، و k على أنه القدرة الاستيعابية للبيئة. وقد طُرِح نموذج ريكر في سياق مصايد الأسماك بواسطة ريكر (1954). [ 29 ]
  • يُعد نموذج بيفرتون -هولت ، الذي تم تقديمه في سياق مصايد الأسماك في عام 1957، نموذجًا كلاسيكيًا للسكان في الزمن المنفصل، والذي يعطي العدد المتوقع n t +1 (أو الكثافة) للأفراد في الجيل t + 1 كدالة لعدد الأفراد في الجيل السابق.   نت+1=R0نت1+نت/م.{\displaystyle n_{t+1}={\frac {R_{0}n_{t}}{1+n_{t}/M}}.}هنا يتم تفسير R 0 على أنه معدل التكاثر لكل جيل و K  =  ( R 0 − 1) M هي القدرة الاستيعابية للبيئة.   

معادلات المفترس والفريسة

تُعدّ معادلات المفترس والفريسة الكلاسيكية زوجًا من المعادلات التفاضلية غير الخطية من الدرجة الأولى ، تُستخدم لوصف ديناميكيات الأنظمة البيولوجية التي تتفاعل فيها فصيلتان، إحداهما مفترسة والأخرى فريسة. وقد اقترحها بشكل مستقل كلٌّ من ألفريد ج. لوتكا عام 1925 وفيتو فولتيرا عام 1926.

ومن بين الامتدادات لهذه المعادلات معادلات لوتكا-فولتيرا التنافسية ، والتي توفر نموذجًا بسيطًا لديناميكيات السكان للأنواع التي تتنافس على بعض الموارد المشتركة.

في ثلاثينيات القرن العشرين، طور ألكسندر نيكلسون وفيكتور بيلي نموذجًا لوصف ديناميكيات التجمعات السكانية لنظام مفترس-فريسة مترابط. يفترض النموذج أن المفترسات تبحث عن الفرائس عشوائيًا، وأن كلاً من المفترسات والفرائس موزعة بشكل غير متجاور ("متكتلة") في البيئة. [ 30 ]

في أواخر ثمانينيات القرن العشرين، ظهر بديلٌ بسيطٌ وموثوقٌ لنموذج لوتكا-فولتيرا للعلاقة بين المفترس والفريسة (وتعميماته الشائعة التي تعتمد على الفريسة)، وهو نموذج أرديتي-غينزبورغ المعتمد على النسبة . [ 31 ] يُمثل هذان النموذجان طرفي نقيض في طيف نماذج تداخل المفترس. ووفقًا لمؤلفي هذا النموذج البديل، تُظهر البيانات أن التفاعلات الحقيقية في الطبيعة بعيدةٌ جدًا عن نموذج لوتكا-فولتيرا المتطرف على طيف التداخل، لدرجة أنه يُمكن ببساطة استبعاد هذا النموذج باعتباره خاطئًا. فهي أقرب بكثير إلى النموذج المعتمد على النسبة، لذا إذا دعت الحاجة إلى نموذج بسيط، يُمكن استخدام نموذج أرديتي-غينزبورغ كتقريب أولي. [ 32 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ وايلدربور، توماس ك.؛ تشانغ، تشانغ إيك (1999). "تقييم ديناميكيات التجمعات وخصائص الإنتاج لسمك موسى ألاسكا، Pleuronectes quadrituberculatus ، في شرق بحر بيرينغ". بحوث مصايد الأسماك . 41 (2): 183-200 . Bibcode : 1999FishR..41..183W . doi : 10.1016/S0165-7836(99)00012-0 .
  2. ↑ زابيل، ريتشارد و. وآخرون (2003). "الإنتاج المستدام بيئيًا". مجلة ساينتست الأمريكية . 91 (2): 150-157 . doi : 10.1511/2003.2.150 . JSTOR 27858183 .  
  3. ↑ كاسويل، هـ. (2001). نماذج المصفوفة السكانية: البناء والتحليل والتفسير ( الطبعة الثانية). سندرلاند، ماساتشوستس: سيناور أسوشيتس. ISBN  0-87893-096-5.
  4. 1 2 لاركين، ب. أ. (1977). "رثاء لمفهوم أقصى إنتاج مستدام". معاملات الجمعية الأمريكية لمصايد الأسماك . 106 (1): 1-11 . Bibcode : 1977TrAFS.106....1L . doi : 10.1577/1548-8659(1977)106 < 1:AEFTCO > 2.0.CO ; 2 .
  5. 1 2 والترز، سي .؛ ماغواير، ج. (1996). "دروس لتقييم المخزون من انهيار سمك القد الشمالي". مراجعات في بيولوجيا الأسماك ومصايد الأسماك . 6 (2): 125-137 . Bibcode : 1996RFBF....6..125W . doi : 10.1007/BF00182340 . S2CID 20224324 . 
  6. ↑ ريتشاردز، إف جيه (1959). "دالة نمو مرنة للاستخدام التجريبي". مجلة علم النبات التجريبي . 10 (2): 290-301 . doi : 10.1093/jxb/10.2.290 .
  7. ↑ هولسينجر، كينت (2007). "أنواع التهديدات العشوائية" . مؤرشف من الأصل في 20 نوفمبر 2008. تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2007 .
  8. ↑ الاتحاد الأوروبي (2006). "الإدارة القائمة على أقصى إنتاج مستدام" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-12-2007.
  9. ↑ الاتحاد الأوروبي (2006). "أسئلة وأجوبة حول أقصى إنتاج مستدام (MSY)" .
  10. ↑ منشورات الصندوق العالمي للطبيعة (2007). "هدف الحد الأقصى للعائد المستدام في مصايد الأسماك" .
  11. ↑ وزارة مصايد الأسماك النيوزيلندية. "استراتيجيات حصاد الإنتاج الأقصى المستدام" .
  12. ↑ انظر على سبيل المثال: Thorpe, Robert B.; et al. (2015). "التقييم والآثار الإدارية لعدم اليقين في نموذج متعدد الأنواع مُهيكل حسب الحجم لاستجابات السكان والمجتمعات للصيد" . Methods in Ecology and Evolution . 6 (1): 49–58 . Bibcode : 2015MEcEv...6...49T . doi : 10.1111/2041-210X.12292 . PMC 4390044. PMID 25866615 .   
  13. ↑ هود، دي إي (2009). "تباين التجنيد". في جاكوبسن، تي؛ فوغارتي، إم جيه؛ ميغري، بي إيه؛ موكسنيس، إي (محررون). بيولوجيا التكاثر في الأسماك . وايلي-بلاك ويل. ISBN 978-1-4051-2126-2.
  14. ↑ باير، جيه إي (1981). النظم البيئية المائية - منهج بحثي عملي . مطبعة جامعة واشنطن. ISBN 0-295-95719-0.
  15. 1 2 3 "وفاة رانسوم أ. مايرز، 54 عامًا؛ خبير في فقدان مخزون الأسماك" . صحيفة نيويورك تايمز . 29 مارس 2007.
  16. ↑ باكون، أ. (1985). "الدراسات المقارنة ومشكلة التوظيف: البحث عن تعميمات" (ملف PDF) . تقرير CalCOFI . 26. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2008-12-01.
  17. ↑ باولي، دانيال (10 مايو 2007). "رانسوم ألدريتش مايرز (1952-2007)" (ملف PDF) . مجلة نيتشر . 447 (7141): 160. doi : 10.1038/447160a . PMID 17495917. S2CID 4430142 .  
  18. ↑ مايرز، ر. أ. (1995). "تجنيد الأسماك البحرية: الأدوار النسبية للوفيات المرتبطة بالكثافة والوفيات غير المرتبطة بها في مراحل البيض واليرقات والأسماك اليافعة" (ملف PDF) . سلسلة التقدم في علم البيئة البحرية . 128 : 305-310 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 25 أبريل 2011.
  19. ↑ "جهود الصيد" . مسرد المصطلحات الإحصائية . مراجعة مصايد الأسماك في دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، 1998. 5 مارس 2003. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2019 .
  20. ↑ "جهود الصيد" . المفوضية الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2019 .
  21. ↑ "قياس جهد الصيد" . منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2019 .
  22. ↑ كواد، برايان دبليو؛ ماكاليستر، دون إي. (2008). "قاموس علم الأسماك" . مؤرشف من الأصل في 20 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 2 يناير 2015 .
  23. ↑ ليفينز، ر. (1969). "بعض العواقب الديموغرافية والوراثية لعدم تجانس البيئة على المكافحة البيولوجية". نشرة الجمعية الأمريكية لعلم الحشرات . 15 (3): 237-240 . doi : 10.1093/besa/15.3.237 .
  24. ↑ كاربنتر، إس آر؛ كيتشل، جيه إف؛ هودجسون، جيه آر (1985). "التفاعلات الغذائية المتتالية وإنتاجية البحيرة" . مجلة العلوم البيولوجية . 35 (10): 634-639 . doi : 10.2307/1309989 . JSTOR 1309989 . 
  25. ↑ باور، م . إي. (1990). "تأثيرات الأسماك في الشبكات الغذائية النهرية". مجلة ساينس . 250 (4982): 811-814 . Bibcode : 1990Sci...250..811P . doi : 10.1126/science.250.4982.811 . PMID 17759974. S2CID 24780727 .  
  26. ↑ إستس، جيه إيه؛ بالميسانو، جيه إف (1974). "ثعالب البحر: دورها في تشكيل المجتمعات الساحلية". مجلة ساينس . 185 (4156): 1058-1060 . Bibcode : 1974Sci...185.1058E . doi : 10.1126/science.185.4156.1058 . PMID 17738247. S2CID 35892592 .  
  27. ↑ كوين، تيرانس جيه. الثاني (2003). "تأملات حول تطوير نماذج ديناميكيات السكان في مصايد الأسماك ومستقبلها". نمذجة الموارد الطبيعية . 16 (4): 341-392 . Bibcode : 2003NRM....16..341Q . CiteSeerX 10.1.1.473.3765 . doi : 10.1111/j.1939-7445.2003.tb00119.x . S2CID 153420994 .  
  28. ↑ بارانوف، ف. إ. (1918). "حول مسألة الأساس البيولوجي لمصايد الأسماك". إزفستيا . 1 : 81-128 .(ترجمة من الروسية بواسطة دبليو إي ريكر، 1945)
  29. ↑ ريكر، دبليو إي (1954). المخزون والتكاثر. مجلة مجلس أبحاث مصايد الأسماك في كندا.
  30. ↑ هوبر، جيه إل (1987). "فرص ومعوقات علماء أستراليا ونيوزيلندا: إيه جيه نيكلسون وفي إيه بيلي حول توازن التجمعات الحيوانية" . السجلات التاريخية للعلوم الأسترالية . 7 (2): 179-188 . doi : 10.1071/HR9880720179 .
  31. ↑ أرديتي، ر.؛ جينزبورغ، ل. ر. (1989). "الترابط في ديناميكيات المفترس والفريسة: الاعتماد على النسبة". مجلة البيولوجيا النظرية . 139 (3): 311-326 . Bibcode : 1989JThBi.139..311A . doi : 10.1016/S0022-5193(89)80211-5 .
  32. ↑ أرديتي، ر.؛ جينزبورغ، ل. ر. (2012). كيف تتفاعل الأنواع: تغيير النظرة القياسية لعلم البيئة الغذائية . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد.

للمزيد من القراءة

  • بيريمان، آلان (2002) دورات السكان. مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة. رقم ISBN 0-19-514098-2
  • الأماكن القريبة : هيلين، توماس. لويس، مارك؛ شونفيش، بيرجيت ومولر، يوهانس (2006) دورة في علم الأحياء الرياضي SIAM. رقم ISBN 978-0-89871-612-2
  • هادون، مالكولم (2001) النمذجة والأساليب الكمية في مصايد الأسماك ، تشابمان وهول. ISBN 978-1-58488-177-3
  • هيلبورن، راي ووالترز، كارل جيه (1992) التقييم الكمي لمخزون مصايد الأسماك، سبرينغر. ISBN 978-0-412-02271-5
  • ماكالوم، هاميش (2000) معايير السكان ، دار بلاكويل للنشر. رقم ISBN 978-0-86542-740-2
  • Prevost E and Chaput G (2001) المخزون والتوظيف والنقاط المرجعية المعهد الوطني للبحوث الزراعية. رقم ISBN 2-7380-0962-X.
  • بلاغاني، إيفا، نماذج لنهج النظام البيئي في مصايد الأسماك. ورقة فنية لمصايد الأسماك، منظمة الأغذية والزراعة. رقم 477. روما، منظمة الأغذية والزراعة. 2007. 108 صفحة
  • كوين، تيرانس جيه الثاني وريتشارد بي ديريسو (1999) ديناميكيات الأسماك الكمية. مطبعة جامعة أكسفورد، رقم ISBN 0-19-507631-1
  • سبار، بير وهارت، بول جيه بي (2002) دليل بيولوجيا الأسماك ومصايد الأسماك، الفصل 13: اختيار أفضل نموذج لتقييم مصايد الأسماك. دار بلاكويل للنشر. ISBN 0-632-06482-X
  • تورتشين، ب. 2003. ديناميات السكان المعقدة: توليفة نظرية/تجريبية. برينستون، نيوجيرسي: مطبعة جامعة برينستون.