Основные принципы формирования и интерпретация оправдываемости промысловых прогнозов тихоокеанских лососей Камчатского края в современный период (аналитический обзор 2010–2020-х гг.)

Рассмотрены основные принципы формирования и оценки результативности современных прогнозов динамики запасов тихоокеанских лососей Камчатки на примере ряда наблюдений 2018–2024 гг. Проведен критический анализ оправдываемости прогнозов для главных единиц лососевых запасов, даны установки корректной интерпретации полученных данных, а также рассмотрены возможные причины несоответствия прогнозных ожиданий и фактической динамики запасов. Описаны методические аспекты подготовки прогнозов с учетом видовых особенностей тихоокеанских лососей. Обозначены конкретные единицы запасов видов, прогнозирование численности которых доступно с применением математического моделирования. Показано, что в период современной высокой численности лососевых запасов рационально использовать трендовый подход для определения объемов прогнозируемого вылова, так как имеются все возможности для оперативной корректировки их потенциального промыслового изъятия в зависимости от фактических подходов лососей в текущую путину. Дано описание климато-океанологических условий, сложившихся в рассматриваемый период. Определен экосистемный характер несоответствия показателей прогнозируемых и фактических подходов/вылова тихоокеанских лососей в 2020 и 2024 гг. Наиболее вероятной причиной повышенной экосистемной смертности является наличие плотностного фактора, вследствие значительного увеличения численности тихоокеанских лососей в современный период (2010–2020-е гг.). Предполагается, что тотальное снижение размерно-массовых показателей тихоокеанских лососей приводит к повышенной смертности рыб при изменениях океанологических условий, влияющих на их кормовую базу. Особое внимание следует уделить образованию обширных зон положительных или отрицательных значений аТПО в зонах нагула камчатских лососей на ранних этапах преднерестовых миграций в юго-западной части Берингова моря и северо-западной части Тихого океана.

1. Атлас распространения в море различных стад тихоокеанских лососей в период весенне-летнего нагула и преднерестовых миграций / под ред. О.Ф. Гриценко. — М. : ВНИРО, 2002. — 190 с.

2. Бабаян В.К., Бобырев А.Е., Булгакова Т.И. и др. Методические рекомендации по оценке запасов приоритетных видов водных биологических ресурсов. — М. : ВНИРО, 2018. — 312 с.

3. Байталюк А.А., зуенко ю.и. влияние изменения океанологических процессов на продуктивность водных биологических ресурсов в дальневосточных морях россии с позиции рационального природопользования и обеспечения устойчивого развития рыбной промышленности // тез. докл. всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием «россия в десятилетии оон наук об океане» (г. Москва, 6–8 ноября 2024 г.). — М. : РТУ МИРЭА (в печати).

4. Бирман И.Б. Морской период жизни и вопросы динамики стада тихоокеанских лососей : моногр. — М. : Агропромиздат, 1985. — 208 с.

5. Бугаев А.В. Оценка влияния численности стад и глобальной температурной аномалии на среднюю массу тела тихоокеанских лососей в бассейне Северной Пацифики // Изв. ТИНРО. — 2017. — Т. 191. — С. 3–33. DOI: 10.26428/1606-9919-2017-191-3-33.

6. Бугаев А.В. Преднерестовые миграции тихоокеанских лососей в экономической зоне России : моногр. — Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2015. — 416 с.

7. Бугаев А.В., Зикунова О.В., Шпигальская Н.Ю. и др. Аналитический обзор итогов лососевых путин в Камчатском крае на рубеже 2010–2020-х гг. (прогнозы, промысел, запасы). Сообщение 1 (горбуша, кета) // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2023а. — Вып. 68. — С. 5–41. DOI: 10.15853/2072-8212.2023.68.5-41.

8. Бугаев А.В., Зикунова О.В., Артюхина Н.Б., Шубкин С.В. Аналитический обзор итогов лососевых путин в Камчатском крае на рубеже 2010–2020-х гг. (прогнозы, промысел, запасы). Сообщение 2 (нерка, кижуч, чавыча) // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2023б. — Вып. 68. — С. 42–62. DOI: 10.15853/2072-8212.2023.68.42-62.

9. Бугаев А.В., Лепская Е.В., Коваль М.В. и др. Обзор итогов лососевой путины-2020 в Камчатском крае (сообщение 2): анализ оправдываемости прогнозов и возможных причин их несоответствия // Бюл. № 15 изучения тихоокеанских лососей на Дальнем Востоке. — Владивосток : ТИНРО, 2020. — С. 141–170.

10. Бугаев А.В., Тепнин О.Б. Климат и тихоокеанские лососи : моногр. — Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2024. — 280 с.

11. Бугаев А.В., Тепнин О.Б., Шпигальская Н.Ю., Кулик В.В. Описание регрессионных моделей для прогнозирования динамики численности горбуши Камчатского края на основе климато-океанологических и популяционно-генетических данных // Изв. ТИНРО. — 2024. — Т. 204, вып. 2. — С. 477–508. DOI: 10.26428/1606-9919-2024-204-477-508. EDN: KKJUSG.

12. Бугаев А.В., Фельдман М.Г., Тепнин О.Б., Коваль М.В. Аномалии температуры поверхности воды в западной части Северной Пацифики — потенциальный климатический предиктор прогнозирования тихоокеанских лососей Камчатки // Вопр. рыб-ва. — 2021. — Т. 22, № 4. — С. 46–62. DOI: 10.36038/0234-2774-2021-22-4-46-62.

13. Дашко Н.А., Варламов С.М. Оценка изменений характеристик центров действия атмосферы Азиатско-Тихоокеанского региона в течение 20-го столетия и их влияние на циркуляцию над Японским морем // Тематический выпуск ДВНИГМИ № 3. — Владивосток : Дальнаука, 2000. — С. 10–25.

14. Доронин Ю.П. Региональная океанология : моногр. — Л. : Гидрометеоиздат, 1986. — 304 с.

15. Дубынин В.А. Изменчивость биологических показателей и динамика численности нерки Oncorhynchus nerka (Walbaum) стада р. Озерной в современный период (1971–2020 гг.) // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2023. — Вып. 71. — С. 60–79. DOI: 10.15853/2072-8212.2023.71.60-79.

16. Дубынин В.А., Шевляков Е.А., Ильин О.И. К методике прогнозирования численности поколений нерки Oncorhynchus nerka стада р. Озерной // Изв. ТИНРО. — 2007. — Т. 149. — С. 219–225.

17. Дьяков Ю.П., Бугаев А.В. О промысловой эксплуатации биологических ресурсов в водах Камчатского края // Вестн. КамчатГТУ. — 2023. — № 63. — С. 66–77. DOI: 10.17217/2079-0333-2023-63-66-77.

18. Дьяков Ю.П., Бугаев А.В. Современное состояние и динамика биоресурсов Камчатки // Вопр. географии Камчатки. — 2022. — Вып. 17. — С. 26–37.

19. Зикунова О.В., Дубынин В.А., Заварина Л.О. и др. Тенденции изменения численности, прогноз, управление запасами нерки (Oncorhynchus nerka) и кеты (Oncorhynchus keta) в Камчатском крае // Вопр. рыб-ва. — 2021. — Т. 22, № 4. — С. 75–85. DOI: 10.36038/0234-2774-2021-22-4-75-85.

20. Карпенко В.И., Андриевская Л.Д., Коваль М.В. Питание и особенности роста тихоокеанских лососей в морских водах : моногр. — Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2013. — 303 с.

21. Кляшторин Л.Б., Любушин А.А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности : моногр. — М. : ВНИРО, 2005. — 235 с.

22. Справочные материалы по дрифтерному лову тихоокеанских лососей / под ред. О.Ф. Гриценко. — М. : ВНИРО, 2010. — 196 с.

23. Фельдман М.Г. Использование метода Random Forest в целях прогнозирования подходов горбуши северо-востока Камчатки // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2020. — Вып. 59. — С. 76–96. DOI: 10.15853/2072-8212.2020.59.76-96.

24. Фельдман М.Г., Бугаев А.В. Современные принципы управления запасами горбуши Oncorhynchus gorbuscha Камчатского края (динамика численности, прогнозирование, регулирование промысла) // Вопр. рыб-ва. — 2021. — Т. 22, № 4. — С. 86–95. DOI: 10.36038/0234-2774-2021-22-4-86-95.

25. Фельдман М.Г., Бугаев А.В., Тепнин О.Б. Результаты использования климато-океанологических предикторов для модели случайного леса (Random Forest) в целях прогнозирования динамики численности подходов горбуши Западной Камчатки // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2022а. — Вып. 65. — С. 42–51. DOI:10.15853/2072-8212.2022.65.42-51.

26. Фельдман М.Г., Бугаев А.В., Зикунова О.В. и др. Обоснование правил регулирования лососевого промысла Камчатки с учетом концепции предосторожного подхода и обеспечения максимального устойчивого вылова // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. — 2022б. — Вып. 64. — С. 5–34. DOI:10.15853/2072-8212.2022.64.5-34.

27. Фельдман М.Г., Шевляков Е.А. Выживаемость камчатской горбуши как результат совокупного воздействия плотностной регуляции и внешних факторов среды // Изв. ТИНРО. — 2015. — Т. 182. — С. 88–114. DOI: 10.26428/1606-9919-2015-182-88-114.

28. Фельдман М.Г., Шевляков Е.А., Дубынин В.А. Оценка величины, прогноз и управление запасами тихоокеанских лососей в Камчатском крае // Современное состояние и перспективы лососевого хозяйства на Дальнем Востоке России : мат-лы науч. конф. — Южно-Сахалинск : СахНИРО, 2018. — С. 38–48.

29. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах : моногр. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2011. — Т. 2. — 473 с.

30. Akaike H.A. New look at the statistical model identification // IEEE Transactions on Automatic Control. — 1974. — Vol. 19, № 6. — P. 716–723.

31. Beamish R.J., Neville C.E., Cass A.J. Production of Fraser River sockeye salmon Oncorhynchus nerka in relation to decadal-scale changes in the climate and the ocean // Can. J. Fish. Aquat. Sci. — 1997. — Vol. 54, № 3. — P. 543–554. DOI: 10.1139/f96-310.

32. Beverton R.J.H., Holt S.J. On the dynamics of exploited fish populations. — L. : Chapman and Hall, 1957. — 533 p.

33. Box G.E.P., Jenkins G.M. Time Series Analysis: Forecasting and Control. — University of Minnesota : Holden-Day, 1970. — 553 p.

34. Breiman L. Random forests // Mach. Learn. — 2001. — Vol. 45, Iss. 1. — P. 5–32. DOI: 10.1023/A:1010933404324.

35. Dekking F.M., Kraaikamp C., Lopuhaä H.P., Meester L.E. A Modern Introduction to Probability and Statistics. Understanding Why and How. — L. : Springer, 2005. — 483 p.

36. Haeseker S.L., Peterman R.M., Su Z. Retrospective Evaluation of Preseason Forecasting Models for Sockeye and Chum Salmon // North American Journal of Fisheries Management. — 2008. — Vol. 28, Iss. 1. — P. 12–29. DOI: 10.1577/M06-287.1.

37. Huang B., Liu C., Banzon V. et al. Improvements of the Daily Optimum Interpolation Sea Surface Temperature (DOISST) Version 2.1 // J. Climate. — 2021. — Vol. 34, Iss. 8. — P. 2923–2939. DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0166.1.

38. Hyndman R.J., Koehler A.B., Snyder R.D., Grose S. A state space framework for automatic forecasting using exponential smoothing methods // Intern. Journ. Forecasting. — 2002. — Vol. 18(3). — P. 439–454. DOI: 10.1016/S0169-2070(01)00110-8.

39. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R. et al. The NCEP/NCAR 40-year Reanalysis Project // Bull. Amer. Meteor. Soc. — 1996. — Vol. 77, № 3. — P. 437–472. DOI: 10.1175/1520-0477(1996)077<0437:TNYRP>2.0.CO;2.

40. Latif M. and Barnett T.P. Decadal climate variability over the North Pacific and North America: Dynamics and predictability // J. Climate. — 1996. — Vol. 9, Iss. 10. — P. 2407–2423. DOI: 10.1175/1520-0442(1996)009<2407:DCVOTN>2.0.CO;2.

41. Neter J., Wasserman W., Kutner M.H. Applied linear statistical models: regression, analysis of variance, and experimental designs. 3rd ed. — Burr Ridge : Irwin, 1990. — 1181 p.

42. Peterman R.M. Model of salmon age structure and its use in preseason forecasting and studies of marine survival // Can. J. Fish. Aquat. Sci. — 1982. — Vol. 39, № 11. — P. 1444–1452. DOI: 10.1139/f82-195.

43. Ricker W.E. Computation and interpretation of biological statistics of fish populations : Bull. Fish. Res. Bd Canada. — 1975. — Vol. 191. — 382 p.

44. Ricker W.E. Stock and recruitment // J. Fish. Res. Bd Canada. — 1954. — Vol. 11(5). — P. 559–623. DOI: 10.1139/f54-039.

45. Schwarz G. Estimating the dimension of a model // Annals of Statistics. — 1978. — Vol. 6(2). — P. 461–464. DOI: 10.1214/aos/1176344136.

46. Sugiura N. Further analysis of the data by Akaike’s information criterion and the finite corrections // Communications in Statistics. Theory and Methods. — 1978. — Vol. 7, Iss. 1. — P. 13–26. DOI: 10.1080/03610927808827599.

47. Surry A.M. and King J.R. A new method for calculating ALPI: the Aleutian low pressure index : Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci. — 2015. — № 3135. — 31 p.

48. The ocean ecology of Pacific salmon and trout / ed. R.J. Beamish. — Bethesda, Maryland, 2018. — 1147 p.