Žvejybos matematika. Vartiklis

Kalifornijos sardinių sugavimai tragiškai krito 6-7 dešimtmečiais. Jei 4 dešimtm. jų buvo pagaunama per 500 tūkst. t per metus, tai tada jų laimikis tesiekė vos 5 tūkst. t. Ir nors buvo įspėjama apie galimą tokią padėtį, tačiau niekas nežinojo, kada tai tiksliai nutiks. Problema neramino žvejybos specialistus. Vieni jų kaltino per didelį žvejybos mastą, o kiti spėliojo apie galimą aplinkos pasikeitimų (vėjų ar jūros paviršiaus temperatūros) poveikį. Siekdama išvengti būsimų kritimų, Kalifornija įrengė sardinių mailiaus stebėjimo sistemą, kuri šiuos 50 m. rinko duomenis.

Seni žvejai, mokydami savo vaikus, sako kad mažas žuvis reikia paleisti atgal į vandenį, elgiasi neteisingai, jei žiūrėsime iš žvejybos perspektyvos.

Matematikas G. Sugihara išanalizavo tuos duomenis ir savo netikėtas išvadas paskelbė 2006 m. „Nature" žurnale. Jis laiko, kad problema buvo pernelyg didelis stambių žuvų gaudymas. Žvejybos laivai po savęs palikdavo beveik vien tik jauniklius. G. Sugihara paskaičiavo, kad matematiškai tokia populiacija yra nestabili. Nežymus postūmis gali sukelti arba bumą, arba katastrofinį sumažėjimą.

Įsivaizduokime 200 kg žuvį akvariume. Jei ją gausiau šersime, jis bus riebesnė, jei mažiau – ji bus liesesnė. Tačiau populiacija (vienos žuvies) išliks stabili. Tačiau tada į akvariumą įleiskime 1000-tį 200 g žuvų. Tada dėl maisto stygiaus žuvų išmirs šimtai, nes smulkios žuvys turi nedaug riebalų ir todėl nepakelia ilgalaikio badavimo. O maisto gausa nebūtinai reiškia, kad visos žuvys bus stambesnės – tai gali paskatinti jų reprodukciją ir tuo pačiu skaičiaus augimo bumą, kas savo ruožtu gali padidinti poreikį maistui, o kartu ir didelį žuvimą. Tai nestabili sistema. Tai galioja ne tik žvejybai, bet ir ekonomikai bei kitoms sistemoms.

Tačiau dabar žvejyba valdoma remiantis „didžiausio leistino laimikio" principu, pagal kurį pagavimo kiekiai nustatomi pagal žuvies kiekį. Tačiau, anot G. Sugihara, žvejybą reiktų organizuoti chaotišku pagrindu. Ir tie patys principai tinka ir finansinei rinkai. Ir nors tie dalykai atrodo visiškai chaotiški, taip nėra – todėl ir galima daryti trumpalaikes prognozes.

G. Sugiharos tyrinėjimai pasirodė rimto susirūpinimo žūklės ateitimi metu. 2006 m. pabaigoje B. Worin'as „Science" paskelbė, kad 29 procentams šiuo metu gaudomų žuvų rūšių jų pagavimai krito iki 10%. Jei tokia tendencija išliks, žvejybos pramonė žlugs 2048 m. Tačiau kiti nemano taip pesimistiškai. JAV, Kanada ir kitos išsivysčiusios šalys sumažino pagavimus. Tačiau jomis nepasekė Azija ir Afrika, o ir Europos šalys nesusitarė dėl planavimo.

Praktinė G. Sugiharos pasiūlymų pusė labai aiški. Dabartinės žvejybos taisyklės nustato minimalų sugaunamos žuvies dydį tam, kad apsaugotų mažas žuvis. Tai visiškai neteisinga. „Išmesti reikia ne jaunas žuvis, o didesnes, senas žuvis", nes jos stabilizuoja žuvų populiaciją, nes palieka daugiau ir geresnės kokybės palikuonių. Eksperimentiniai tyrinėjimai patvirtina G. Sugiharos išvadas.

Taipogi G. Sugihara parodė, kad skirtingų žuvų populiacijos yra susijusios. Dauguma žvejybos taisyklių yra nustatomos kiekvienai atskirai rūšiai: sardinėms, lašišoms ar kardžuvėms. Tačiau žvejyba yra tarsi akcijų rinka – nuosmukis vienoje ar keliose srityse (rūšyse) gali sukelti visos sistemos krizę.

G. Sugihara išvystė ir platesnę žvejybos valdymo schemą. Viena sąvokų yra „pagavimų" kreditai, kuriais galima prekiauti. Pagavimais suprantami vėžliai, rykliai ir kiti gyvūnai, kurie atsitiktinai papuola į žvejų tinklus. Žvejybos laivai privalo turėti tam tikrą kiekį kreditų, kuriuos išnaudojus jie privalo liautis žvejojus arba nusipirkti papildomų kreditų. „Pagavimų" skaičiui augant, prieinamų kreditų kiekis krenta ir jų kaina auga. Tad žvejybos laivai finansiškai skatinami pagavimus mažinti, nes taip jie gali ilgiau žvejoti.

Tiesa, G. Sugiharos modelis nebuvo sutiktas visuotinai palankiai žvejybos versle (ir moksle), nes jis siūlo visiškai kitus principus, nei dabar yra įprasti. Jis įdomus, tačiau turi praeiti patikrinimą tikrovėje. Tad dabar G. Sugihara ir bando susitarti su žvejybos industrijos grupėmis, kad galėtų praktiškai išbandyti savo teoriją.

Kada geriau žvejoti bendrai?

Žvejys gali būti linkęs laikyti paslaptyje geras vietas. Tačiau kartais naudinga apie jas pasakyti kitiems – tada tie gali duoti grąžą pranešdami apie kitas geras vietas. Tas pats galioja medžiotojams, plėšrūnams (tarkim liūtams) ir kiekvienam, ieškančiam ribotų resursų. Mokslininkai sukūrė modelį (M. Barbier ir J.R. Watson straipsnis paskelbtas 2016 m. spalį), kuris gali būti taikomas netgi ir socialinėje ar finansinėje veikloje (pvz., susipažįstant ar pasirenkant akcijas investavimui). Jie nustatė, kad geriausia strategija, ar reikia dalintis informacija tarpusavyje, priklauso nuo žuvų mobilumo.

Pvz., žuvų (tarkim, tunų) dideli būriai bastosi po vandenyną; šiandien jie vienur, o rytoj jau kitur. Šiuo atveju geriau dalintis informacija apie žuvų vietą. Jei žuvis kartu žvejoja daug laivų, šansai aptikti naują jų vietą yra didesni. Tačiau jei žvejojama prie dugno besilaikančios žuvys (menkės, plekšnės, jūrų ešeriai), geriau žvejoti vienam – gali į žinomą vietą grįžti vėl ir vėl ir dėl jos nesipešti su kitais.

Tai gali pritaikoma ir žvejybos pramonėje. Žvejybos kompanijos nurodo, kur žvejoti. Tačiau kartais, leidžiant žvejybos laivams patiems rinktis vietas ir nesidalinant informacija gali būti, žvejyba gali būti efektyvesnė. Dar paaiškėjo, kad naudingiausia yra arba dalintis visa informacija arba nedidalinti jokia. Bet kas tame tarpe tarp ekstremumų yra neefektyvu.

George Sugihara - biologas-teoretikas, dirbęs daugelyje sričių: kraštovaizdžio ekologija, algebrinė topologija, jūros dumblių fiziologija ir paleologija, neurobiologija, meteorologija, žūklės ekonomika. Šiuo metu (2009 m. ruduo) yra profesorius Scripps Okeanografijos institute.

Matematinės biologijos daktaro laipsnį gavo 1983 m. Prinstono un-te. 1986 m. įsidarbino Scripps institute. Nuo 2007 m. yra Gamtos mokslų padalinio vadovas. Jo tyrinėjimų kryptys yra netiesinė dinamika, maisto struktūra, gamtos apsauga, empirinis klimato modeliavimas, žvejybos prognozės. Kartu su R. May buvo sukūręs prognozavimo metodus netiesinėms ir chaotiškoms sistemoms. Tai išsiliejo į tai, kad penkeriems metams paliko akademinę sritį ir tapo Deutsche banko vykdančiuoju direktoriumi (1997-2002).

Scripps Okeanografijos institucija (SIO) yra La Jolla, Kalifornijoje. Pier Tule: Scripps

Tai vienas seniausių ir didžiausių okeanų tyrimų ir žemės mokslų centrų. Jame apie 1300 mokslininkų dirba 4-iuose mokslo tyrimų laivuose, vienoje platformoje arba laboratorijose krante. Tyrimų programos apima biologinius, fizinius, cheminius, geologinius ir geofizinius vandenynų ir žemės tyrinėjimus, vandenynų sąveiką su atmosfera ir žemės paviršiumi, apsaugos būdus. Panaudojami unikalios priemonės, didelius informacijos kiekius apdoroja superkompiuterių tinklai. Viešas tyrimų centras yra Scripps Birch akvariumas. Scripps leidžia dvi-mėnesinį žurnalą.

Scripps misija: „Siekti, mokyti ir skleisti mokslines žinias apie okeanus, atmosferą, Žemę visuomenės ir aplinkos labui“.

Institucija įkurta Kalifornijos un-to zoologijos profesoriaus W. Emerson’o Ritter 1903 m. kaip San Diego Jūros biologijos asociacija, parėmus vietos filantropei Ellen Browning Scripps (o vėliau jos remta jos brolio, žiniasklaidos magnato E.W. Scripps). 1905 m. buvo persikelta į La Jolla. 1912 m. Ji tapo Kalifornijos un-to dalimi 1912 m. ir buvo pervardinta į Scripps biologinių tyrimų institucija.

Senasis Scripps pastatas, kurį suprojektavo Irvingas Gill‘as, 1882 m. buvo paskelbtas Nacionaliniu istoriniu paminklu. Birch akvariumą kasmet aplanko per 400 tūkst. lankytojų. Jame yra: a) Žuvų salė su Ramiojo vandenyno gyvūnija ir augmenija; didžiausia talpa yra jūros dumblių „miškas“; b) Scripps Tyrinėjimų galerija, pristatanti tyrimų rezultatus; c) Preuss Tidepool Plaza, apžvelgianti Ramųjį vandenyną; d) Smargon Courtyard, perteikianti pakrančių aspektus.