موضوع مقاله: پویایی زادگان شیلات | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پویایی زادگان شیلات | مقدمه: شیلات منطقه‌ای است با جمعیت مرتبطی از ماهیان یا آبزیان که به دلیل ارزش تجاری یا تفریحی برداشت می‌شود. | ## بخش 1: پویایی زادگان شیلات | پویایی‌شناسی جمعیت شیوه‌های رشد و کاهش یک زادگان معین را در گذر زمان توصیف می‌کند که زاد و ولد، مرگ‌ومیر و مهاجرت بر آن اثر می‌گذارند. این دانش پایه‌ای برای درک الگوهای متغیر صید و مسائلی چون نابودی زیستگاه، شکارگری و نرخ‌های بهینه برداشت است. دانشمندان علوم و مهندسی شیلات از پویایی زادگان شیلات برای تعیین بازده‌های پایدار بهره می‌گیرند. رابطه محاسباتی بنیادین پویایی زادگان، الگوی (زاد، مهاجرت به درون، مرگ، مهاجرت به بیرون) است. این الگو نشان می‌دهد که اندازه جمعیت در هر دوره زمانی برابر است با اندازه جمعیت دوره پیشین به‌علاوه زادآوری و مهاجرت به درون و منهای مرگ‌ومیر و مهاجرت به بیرون. جمعیت شیلاتی تحت تأثیر سه تابع نرخ پویا قرار دارد: نرخ زادآوری یا فراخوانی، نرخ رشد و مرگ‌ومیر. اگر این نرخ‌ها در بازه‌های زمانی گوناگون سنجیده شوند، می‌توان مازاد قابل برداشت یک منبع شیلاتی را تعیین کرد. پیشینه نخستین اصل پویایی جمعیت به‌طور گسترده قانون نمایی مالتوس شناخته می‌شود که با مدل‌سازی شده‌است. دوره آغازین را پژوهش‌های جمعیت‌شناختی چون کارهای بنجامین گامپرتز و در اوایل سده نوزدهم میلادی شکل داد که الگوی جمعیت‌شناختی مالتوسی را اصلاح کردند. ریچاردز فرمول‌بندی عام‌تری پیشنهاد کرد که الگوهای گامپرتز، فرهولست و همچنین لودویگ ون برتلنفی را به‌عنوان حالت‌های ویژه دربرمی‌گیرد. اندازه جمعیت اندازه جمعیت (که معمولاً با N نشان داده می‌شود) شمار جانداران در یک جمعیت است. او آن را «شمار افراد تولیدمثل‌کننده در یک جمعیت آرمانی که همان مقدار پراکنش فراوانی آللی را تحت رانش ژنی تصادفی یا همان مقدار خویش‌آمیزی را نشان دهد» تعریف کرد. این پارامتری بنیادین در بسیاری از الگوهای ژنتیک جمعیت است و معمولاً Ne کمتر از N (اندازه مطلق جمعیت) است. ازدیاد جمعیت ممکن است هر موردی را نشان دهد که در آن جمعیت یک گونه از گنجایش بُرد کنام بوم‌شناختی خود فراتر رود. تحلیل جمعیت مجازی تحلیل جمعیت مجازی (به انگلیسی: ) روشی مبتنی بر الگوی است که به‌طور گسترده در علوم و مهندسی شیلات برای بازسازی شمار تاریخی ماهیان بر پایه سن و با بهره‌گیری از داده‌های مرگ‌ومیر سالانه به کار می‌رود. VPA از آن جهت «مجازی» نامیده می‌شود که اندازه جمعیت مستقیماً مشاهده نمی‌شود بلکه برای تطبیق با صید مشاهده‌شده و نرخ مرگ‌ومیر فرضی غیرشیلاتی، به‌صورت معکوس محاسبه می‌گردد. کمینه جمعیت زنده‌مانی جمعیت کمینه زنده‌مانی (MVP) کران پایینی اندازه جمعیت یک گونه است که بتواند در طبیعت بدون رویارویی با انقراض ناشی از بلایای طبیعی یا تصادفی‌بودن جمعیت‌شناختی، زیست‌محیطی یا ژنتیکی زنده بماند. به‌عنوان معیار مرجع، MVP معمولاً با احتمال زنده‌مانی جمعیت بین ۹۰ تا ۹۵ درصد و برای بازه ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ ساله آینده محاسبه می‌شود. MVP را می‌توان با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای موسوم به تحلیل زنده‌مانی جمعیت (PVA) محاسبه کرد. بیشینه بازده پایدار در بوم‌شناسی جمعیت و علم اقتصاد، بازده پایدار بیشینه (MSY) از نظر نظری بزرگ‌ترین صیدی است که بتوان از یک ذخیره شیلاتی برای مدتی نامحدود برداشت کرد. با فرض رشد لجستیکی، MSY دقیقاً در نیمی از گنجایش برد یک گونه به دست می‌آید؛ زیرا در این مرحله رشد جمعیت بیشینه است. | ## بخش 2: پویایی زادگان شیلات | این الگوی لجستیکی رشد توسط جمعیتی تولید می‌شود که به زیستگاه جدیدی وارد شده یا شمار بسیار اندکی دارد و نخست از مرحله تأخیر رشد آهسته می‌گذرد. هنگامی که جمعیت جای پایی بیابد، رشد سریعی را تجربه می‌کند که با نزدیک شدن به گنجایش بُرد هموار می‌شود. برخلاف الگوی لجستیکی (شفر)، MSY در بیشتر الگوهای نوین شیلاتی در حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد اندازه جمعیت بهره‌برداری‌نشده رخ می‌دهد. با این حال، این رویکرد به‌دلیل نادیده گرفتن عوامل کلیدی مدیریت شیلات به‌شدت نقد شده و به فروپاشی ویرانگر بسیاری از ذخایر شیلاتی انجامیده‌است. این روش اندازه و سن جانور صیدشده، وضعیت تولیدمثلی آن و آسیب‌های بوم‌شناختی و صید ضمنی را نادیده می‌گیرد. اندازه جمعیت‌های ماهی می‌تواند در طول زمان تا چند مرتبه بزرگی نوسان کند و نوسان‌های پنج تا ده‌برابری در فراوانی عادی است. نوسان‌های سال‌به‌سال در فراوانی ماهیان طعمه کوتاه‌عمر می‌تواند تقریباً به بزرگی نوسان‌هایی باشد که در دهه‌ها یا سده‌ها رخ می‌دهد. این نشان می‌دهد که نوسان در موفقیت تولیدمثل و فراخوانی عوامل اصلی پشت نوسان در فراوانی هستند. مسئله فراخوانی، مسئله پیش‌بینی شمار لارو ماهیانی است که در یک فصل زنده می‌مانند و در فصل بعد به ماهی نورس تبدیل می‌شوند. این مسئله «مسئله اصلی پویایی جمعیت ماهیان» و «بزرگ‌ترین مسئله در علوم شیلات» خوانده شده‌است. مایرز با گردآوری پایگاه داده بزرگی از ذخایر و ساخت الگوی ریاضی پیچیده به این نتیجه رسید که هر ماهی ماده به‌طور کلی سالانه سه تا پنج نوزاد قابل فراخوانی تولید می‌کند. برای نمونه، تلاش صیادی یک ناوگان ماهیگیری ترال ممکن است از جمع حاصل‌ضرب توان موتور هر قایق در زمان حضورش در دریا (کیلووات × روز) سنجیده شود. در شیلات تور آبشاری، تلاش ممکن است از جمع حاصل‌ضرب طول هر تور و زمان قرارگیری آن در آب محاسبه گردد. یک الگوی عملیاتی رایج، قانون کنترل برداشت (HCR) است که راهبرد مدیریتی را رسمی و خلاصه می‌کند و می‌تواند به‌صورت فعال با بازخورد بعدی سازگار شود. صید بی‌رویه زیستی زمانی رخ می‌دهد که نرخ مرگ‌ومیر صیادی به سطحی برسد که زیست‌توده ذخیره رشد حاشیه‌ای منفی داشته باشد. ماهیان چنان سریع از آب برداشته می‌شوند که بازسازی ذخیره از راه تولیدمثل کند می‌شود. صید بی‌رویه اقتصادی یا زیست‌اقتصادی هزینه صید را نیز در نظر می‌گیرد و صید بی‌رویه را وضعیت رشد حاشیه‌ای منفی تعریف می‌کند. فراجمعیت فراجمعیت گروهی از جمعیت‌های جدا از نظر مکانی از یک گونه واحد است که در سطحی با یکدیگر برهم‌کنش دارند. این اصطلاح را ریچارد لوینز در سال ۱۹۶۹ ابداع کرد و آن را «جمعیتی از جمعیت‌ها» نامید. فراجمعیت معمولاً شامل چندین جمعیت مجزا به همراه مناطق زیستگاهی مناسب ولی در حال حاضر خالی است. هر جمعیت به‌طور نسبتاً مستقل نوسان می‌کند و سرانجام در پی تصادفی‌بودن جمعیت‌شناختی منقرض می‌شود. | ## بخش 3: پویایی زادگان شیلات | اگرچه جمعیت‌های منفرد عمر محدودی دارند، مجموعه جمعیت اغلب پایدار است؛ زیرا مهاجرانی از یک جمعیت می‌توانند زیستگاهی را که با انقراض جمعیت دیگر خالی شده دوباره بنیان گذارند یا جمعیت کوچکی را از انقراض نجات دهند (پدیده‌ای موسوم به اثر نجات). ساختار رده سنی سن ماهیان را می‌توان با شمردن حلقه‌های رشد در پولک‌های ماهی، سنگ‌های گوش (اتولیت)، مقاطع خارهای باله برای گونه‌هایی با خارهای ضخیم مانند فریباماهیان یا دندان‌ها برای برخی گونه‌ها تعیین کرد. پولک‌ها آسان‌ترین نمونه قابل دستیابی‌اند ولی ممکن است نامطمئن باشند اگر پولک‌ها ریخته و جایگزین شده باشند. سنگ‌های گوش در تمام طول عمر ماهی با او هستند ولی به‌دست‌آوردنشان نیازمند کشتن ماهی است. ساختار رده سنی با شکاف‌ها، برای نمونه یک منحنی زنگی‌شکل منظم برای جمعیت ماهیان ۱ تا ۵ ساله به‌جز جمعیت بسیار اندک ماهیان ۳ ساله، نشان‌دهنده سال تخم‌ریزی بد در ۳ سال پیش آن گونه است. چرخه جمعیت چرخه جمعیت زمانی رخ می‌دهد که جمعیت‌ها در یک الگوی قابل پیش‌بینی افزایش و کاهش یابند. عواملی چون دسترسی به خوراک، شکارگران، بیماری‌ها و آب‌وهوا بر تغییرات جمعیت اثر می‌گذارند. با وجود این، دلایل کامل چرخه‌های جمعیت از مسائل حل‌نشده بزرگ بوم‌شناسی به‌شمار می‌رود. آبشار پروردگی آبشارهای پروردگی زمانی رخ می‌دهند که شکارگران در یک زنجیره غذایی فراوانی طعمه‌های خود را سرکوب کنند و بدین‌ترتیب سطح پروردگی پایین‌تر بعدی را از فشار شکار رها سازند. برای نمونه، اگر فراوانی ماهیان ماهی‌خوار بزرگ در یک دریاچه افزایش یابد، فراوانی طعمه‌شان یعنی ماهیان زئوپلانکتون-خوار باید کاهش یابد، فراوانی زئوپلانکتون بزرگ باید افزایش یابد و زیست‌توده فیتوپلانکتون باید کاهش یابد. نمونه‌های کلاسیک در دریاچه‌ها، ماهیان ماهی‌خوار می‌توانند جمعیت ماهیان زئوپلانکتون-خوار را به‌شدت کاهش دهند. حذف ماهیان شکارچی می‌تواند آب دریاچه را از شفاف به سبز تغییر دهد؛ زیرا فیتوپلانکتون فرصت شکوفایی می‌یابد. در در شمال کالیفرنیا، ماهیان (قزل‌آلای رنگین‌کمان و ) لارو ماهیان و حشرات شکارگر را می‌خورند. در مناطقی که سمورهای دریایی تا حد انقراض محلی شکار شده‌اند، توتیای دریایی افزایش یافته و جنگل‌های کتانجک را نابود کرده‌است. نظریه‌ای نوین به نام فرضیه رهاسازی نیمه‌شکارگران بیان می‌کند که کاهش شکارگران رأسی در یک بوم‌سازگان به افزایش جمعیت شکارگران میانی می‌انجامد. رابطه بنیادین محاسباتی پویایی جمعیت به‌صورت زیر نوشته می‌شود: N1 = N0 + B − D + I − E که در آن N1 شمار افراد در زمان ۱، N0 شمار افراد در زمان ۰، B شمار زادگان، D شمار مردگان، I شمار مهاجران واردشده و E شمار مهاجران خارج‌شده بین زمان ۰ و زمان ۱ است. جمعیت شیلاتی تحت تأثیر سه تابع نرخ پویا قرار دارد: نرخ زاد و ولد یا فراخوانی: در شیلات معمولاً به سنی اشاره دارد که ماهی قابل صید و شمارش در تورها باشد. مرگ‌ومیر: دربرگیرنده مرگ‌ومیر ناشی از صید و مرگ‌ومیر طبیعی (شکار توسط غیرانسان، بیماری و پیری). اگر این نرخ‌ها در بازه‌های زمانی گوناگون سنجیده شوند، مازاد قابل برداشت یک شیلات قابل تعیین است. مازاد قابل برداشت شمار افرادی است که بدون اثرگذاری بر پایداری درازمدت جمعیت می‌توان برداشت کرد. | ## جمع‌بندی | برداشت در محدوده مازاد قابل برداشت مرگ‌ومیر جبرانی نامیده می‌شود و برداشت فراتر از آن مرگ‌ومیر افزوده‌ای است.