kamniroИсследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океанаThe researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and the North-West Part of the Pacific Ocean2072-82122782-6236«КамчатНИРО»10.15853/2072-8212.2024.75.53-66JNBIHGkamniro-268Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ НАУЧНЫЕ СТАТЬИFULL ARTICLESПрименение модификации сепарабельной когортной модели в пространстве состояний к оценке запасов тихоокеанской трески Gadus macrocephalus (Gadidae) в Петропавловско-Командорской подзонеUsing the state-space separable cohort model modification for assessment of Pacific cod Gadus macrocephalus (Gadidae) stocks in the Petropavlovsk-Komandorskaya subzoneТерентьевД. А.TerentyevD. A.

Терентьев Дмитрий Анатольевич — канд. биол. наук, вед. науч. сотрудникПетропавловск-Камчатский

Dmitry A. Terentyev – Ph. D. (Biology), Leading Researcher

Petropavlovsk-Kamchatsky

d.terentev@kamniro.vniro.ruИльинО. И.IlinO. I.

Ильин Олег Игоревич — канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотрудник

Петропавловск-Камчатский

Oleg I. Ilin – Ph. D. in Physics and Mathematics,  Leading Researcher

Petropavlovsk-Kamchatsky

o.ilin@kamniro.vniro.ruКамчатский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (КамчатНИРО)РоссияKamchatka Branch of Russian Federal Research Institute of Fishery and Oceanography (KamchatNIRO)Russian Federation2024260120250755366Copyright © Терентьев Д.А., Ильин О.И., 20252025Терентьев Д.А., Ильин О.И.Terentyev D.A., Ilin O.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://kamniro.elpub.ru/jour/article/view/268

Представлены результаты применения когортной модели в пространстве состояний со сглаживающим сигма-точечным фильтром Калмана для оценки запасов и популяционных параметров тихоокеанской трески в Петропавловско-Командорской подзоне. Проведен ряд численных экспериментов с различными вариантами модели для пополнения. Результаты выполненной работы могут быть использованы при подготовке прогнозов ОДУ морских промысловых рыб при условии, что данные наблюдений позволяют использование структурированных по возрасту моделей в пространстве состояний.

Results of using a state-space cohort model with smoothing unscented Kalman filter for assessment of Pacific cod stock abundance and the other population parameters in the Petropavlovsk-Komandorskaya Subzone are presented. Series of numerical experiments were carried out with various variants of the recruitment model. The results of the work performed can be used in preparing forecasts of the TAC of marine commercial fish in terms that the observational data allow the use of age-structured models in the state space.

Gadus macrocephalusGadidaeПетропавловско-Командорская подзонаоценка запасовкогортная модельфильтр КалманаGadus macrocephalusGadidaePetropavlovsk-Komandorskaya subzoneinventory estimationcohort modelKalman filterReferencesАнтонов Н.П. 2014. Треска Gadus macrocephalus прикамчатских вод / Тихоокеанская треска дальневосточных вод России (под ред. А.М. Орлова). М.: ВНИРО. С. 151–158.Antonov N.P. Cod Gadus macrocephalus of Kamchatka waters. Pacifi c cod of the Far Eastern waters of Russia (Ed. Orlov A.M.). Moscow: VNIRO, 2014, pp. 151–158. (In Russ.)Ильин О.И. 2022. О применении фильтров Калмана в когортныхмоделях // Изв. ТИНРО. Т. 202, № 3. С. 601–622. EDN: FWGTMH. doi:10.26428/1606-9919-2022-202-601-622Ilin O.I. On application of Kalman filters in cohort models. Izvestiya TINRO, 2022, vol. 202 (3), pp. 601–622. (In Russ.) EDN: FWGTMH. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2022-202-601-622Ильин О.И., Варкентин А.И., Смирнов А.В. 2016. Об одном модельном подходе к оценке состояния запасов минтая Theragra chalcogramma в северной части Охотского моря // Изв. ТИНРО. Т. 186. С. 107–117. EDN: WRJDJJ.Ilyin O.I., Varkentin A.I., Smirnov A.V. On one model approach to assessment of state for the stock of walleye pollock Theragra chalcogramma in the Northern Okhotsk Sea. Izvestiya TINRO, 2016, vol. 186, pp. 107–117. (In Russ.) EDN: WRJDJJ.Ильин О.И., Сергеева Н.П., Варкентин А.И. 2014. Оценка запасов и прогнозирование ОДУвосточнокамчатского минтая (Theragra chalcogramma) на основе предосторожного подхода // Сб. науч. тр. ВНИРО. Т. 151. С. 62–74. EDN: TFVZUT.Ilyin O.I., Sergeeva N.P., Varkentin A.I. East-Kamchatka walleye pollock (Theragra chalcogramma) stock and TAC assessment based on the precautionary approach. Trudy VNIRO, 2014, vol. 151 pp. 62– 74. (In Russ.) EDN: TFVZUT.Положение по функционированию отраслевой иерархической информационно-аналитической автоматизированной системы управления использованием водных биоресурсов. Прилож. к приказу Госкомрыболовства России от 10.10.1996 № 185. М. 78 с.Regulations on the functioning of the industry hierarchical information and analytical automated management system for the use of aquatic bioresources. Appendix to the order of the State Fisheries Committee of Russia dated 10.10.1996 No. 185. M. 78 p.Ситуация на российском рынке рыбы. Проблемы идрайверы роста. 2024 // Российский продовольственный рынок. № 1. URL: https://foodmarket.spb.ru/archive/2024/222980/222991Russian food market (No. 1/2024). Situation on the Russian fish market. Problems and growth drivers. https://foodmarket.spb.ru/archive/2024/222980/222991.Терентьев Д.А., Василец П.М., Матвеев А.А. 2019. Структура уловов на различных видах промысла в 2003–2017 гг. и организация многовидового рыболовства на примере Петропавловско-Командорской подзоны // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 53. С. 5–23. EDN: IEPMDQ. doi:10.15853/2072-8212.2019.53.5-21Terentyev D.A., Vasilets P.M., Matveev A.A. The catch structure based setting the multispecies fi shery in different types of fi shing in the Petropavlovsk-Commander subzone in 2003–2017. The researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and the north-west part of the Pacifi c Ocean, 2019, vol. 53, pp. 5–21. (In Russ.) EDN: IEPMDQ. doi:10.15853/2072-8212.2019.53.5-21Терентьев Д.А., Винников А.В., Золотов А.О., Сергеева Н.П. 2010. Промысел и многолетняя динамика запасов тихоокеанской трески Gadus macrocephalus в прикамчатских водах // Исслед. водн. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 16. С. 107–116. EDN: MWFACX.Terentiev D.A., Vinnikov V.A., Zolotov A.O., Sergeeva N.P. Fishery and longterm dynamic stock of Pacifi c Cod Gadus macrocephalus in waters of Kamchatka. The researches of the aquatic biological resources of Kamchatka and the north-west part of the Pacifi c Ocean, 2010, vol. 16, pp. 107–116. (In Russ.). EDN: MWFACX.Топ-6 видов экспортной рыбопродукции из России по итогам января–июля 2023 года. 2023. 2 августа. URL: https://www.fishnet.ru/news/rynok/top-6-vidov-eksportnoy-ryboprodukcii-iz-rossiipo-itogam-yanvarya-iyulya-2023-goda.Top 6 types of exported fi sh products from Russia based on the results of January-July 2023. https://www.fishnet.ru/news/rynok/top-6-vidov-eksportnoy-ryboprodukcii-iz-rossii-po-itogam-yanvaryaiyulya-2023-goda.Berg C.W., Nielsen A. 2016. Accounting for correlated observations in an age-based state-space stock assessment model // ICES J. of Marine Science. Vol. 73 (7). P. 1788–1797. doi:10.1093/icesjms/fsw046Berg C.W., Nielsen A. Accounting for correlated observations in an age-based state-space stock assessment model. ICES J. of Marine Science, 2016, vol. 73 (7), pp. 1788–1797. doi:10.1093/icesjms/fsw046Berg C.W., Nielsen A., Kristensen K. 2014. Evaluation of alternativeage-based method for estimating relative abundance from sur-vey data in relation to assessment models // Fisheries Research. Vol. 151. P. 91–99. URL: https://doi.org/10.1016/j.fishres.2013.10.005Berg C.W., Nielsen A., Kristensen K. Evaluation of alternative age-based method for estimating relative abundance from survey data in relation to assessment models. Fisheries Research, 2014, vol. 151, pp. 91–99. URL: https://doi.org/10.1016/j.fishres.2013.10.005Cadigan N.G. 2015. A state-space stock assessment model for northern cod, including under-reported catches and variable natural mortality rates // Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences. Vol. 73. P. 296–308.Cadigan N.G. A state-space stock assessment model for northern cod, including under-reported catches and variable natural mortality rates. Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences, 2015, vol. 73, pp. 296–308.Gudmundsson G. 1994. Time series analysis of catchat-age observations // J. of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics). Vol. 43. P. 117–126. doi:10.2307/2986116Gudmundsson G. Time series analysis of catch-atage observations. J. of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics), 1994, vol. 43, pp. 117– 126. doi:10.2307/2986116Gudmundsson G., Gunnlaugsson T. 2012. Selection and estimation of sequentialcatch-at-age models // Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences. Vol. 69. P. 1760. doi:10.1139/f2012-095Gudmundsson G., Gunnlaugsson T. Selection and estimation of sequentialcatch-at-age models. Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences, 2012, vol. 69, pp. 1760. doi:10.1139/f2012-095Hurtado-Ferro F., Szuwalski C.S., Valero J.L., Anderson S.C., Cunningham C.J., Johnson K.F., Licandeo R., McGilliard C.R., Monnahan C.C., Muradian M.L., Ono K., Vert-Pre K.A., Whitten A.R., Punt A.E. 2015. Looking in the rear-view mirror: bias and retrospective patterns in integrated, age-structured stock assessment models // ICES J. of Marine Science, 72: 99–110. doi:10.1093/icesjms/fsu198Hurtado-Ferro F., Szuwalski C.S., Valero J.L., Anderson S.C., Cunningham C.J., Johnson K.F., Licandeo R., McGilliard C.R., Monnahan C.C., Muradian M.L., Ono K., Vert-Pre K.A., Whitten A.R., Punt A.E. Looking in the rear-view mirror: bias and retrospective patterns in integrated, age-structured stock assessment models. ICES J. of Marine Science, 2015, vol. 72, pp. 99–110. doi:10.1093/icesjms/fsu198Julier S.J., Uhlmann J.K., Durrant-Whyte H. 1995. A new approach for fi ltering nonlinear systems / Proc. of the “American Control Conference”. Seattle, WA. P. 1628–1632.Julier S.J., Uhlmann J.K., Durrant-Whyte H. A new approach for fi ltering nonlinear systems. Proc. of the “American Control Conference”. Seattle, WA. 1995, pp. 1628–1632.Mohn R. 1999. The retrospective problem in sequential population analysis: an investigation using cod fi shery and simulated data // ICES J. of Marine Science, 56: 473–488. doi:10.1006/jmsc.1999.0481Mohn R. The retrospective problem in sequential population analysis: an investigation using cod fi shery and simulated data. ICES J. of Marine Science, 1999, vol. 56, pp. 473–488. doi:10.1006/jmsc.1999.0481Nielsen A., Berg C.W. 2014. Estimation of timevarying selectivity in stock assessments using state-space models // Fisheries Research. Vol. 158. P. 96–101. doi:10.1016/j.fishres.2014.01.014Nielsen A., Berg C.W. Estimation of time-varying selectivity in stock assessments using state-space models. Fisheries Research, 2014, vol. 158, pp. 96– 101. doi:10.1016/j.fishres.2014.01.014Nielsen A., Hintzen, N.T., Mosegaard H., Trijoulet V., Berg C.W. 2021. Multi-fl eet state-space assessment model strengthens confi dence in single-fl eet SAM and provides fl eet-specifi c forecast options // ICES J. of Marine Science, 78(6). P. 2043–2052. EDN: HCTVNO. doi:10.1093/icesjms/fsab078Nielsen A., Hintzen, N.T., Mosegaard H., TrijouletV., Berg C.W. Multi-fl eet state-space assessment model strengthens confi dence in single-fl eet SAM and provides fl eet-specifi c forecast options. ICES J. of Marine Science, 2021, vol. 78(6), pp. 2043–2052. EDN: HCTVNO. doi:10.1093/icesjms/fsab078Särkkä S., Hartikainen J. 2010. On Gaussian optimal smoothing of nonlinear state space models // IEEE Transactions on Automatic Control. Vol. 55 (8). P. 1938–1941. doi:10.1109/TAC.2010.2050017Särkkä S., Hartikainen J. 2010. On Gaussian optimal smoothing of nonlinear state space models. IEEE Transactions on Automatic Control, 2010, vol. 55 (8), pp. 1938–1941. doi:10.1109/TAC.2010.2050017

The authors declare that there are no conflicts of interest present.