محاسبه کل صید مجاز: مدل شفر چگونه محدودیت‌های شیلات را تعیین می‌کند

در سال ۱۹۵۴، در دفاتر کمیسیون بین‌آمریکایی ماهیان تن حاره‌ای در لا هویا، کالیفرنیا، زیست‌شناسی به نام میلنر بیلی شفر داده‌های دهه‌ها صید ماهی تن زردباله را در برابر تلاش مورد نیاز برای صید آن‌ها رسم کرد. او به دنبال یک تعادل ریاضی خاص بود: نقطه دقیقی که در آن استخراج انسانی با حداکثر نرخ تولیدمثل طبیعی یک جمعیت وحشی برابر شود. محاسبه حاصل از این بررسی، به پایه و اساس مدیریت جهانی شیلات تبدیل شد.[3]

فرضیه‌ای که شفر فرموله کرد، بر منحنی رشد لجستیک یک جمعیت استوار است. زمانی که یک محیط دریایی کاملاً دست‌نخورده باشد، ذخیره ماهیان به ظرفیت برد خود می‌رسد؛ یعنی حداکثر زیست‌توده‌ای که زیستگاه می‌تواند پشتیبانی کند. در این نقطه اوج، رقابت برای غذا و فضا شدید است و رشد خالص جمعیت تقریباً به صفر می‌رسد.[3][5]

در مقابل، اگر یک جمعیت به‌شدت کاهش یابد، تعداد بزرگسالان مولد برای تولید تعداد زیادی فرزند، حتی با وجود منابع فراوان، بسیار کم خواهد بود. مدل شفر مطرح می‌کند که حداکثر تعداد مطلق ماهیان جدید زمانی به جمعیت اضافه می‌شود که ذخیره دقیقاً در ۵۰ درصد ظرفیت برد دست‌نخورده خود باشد.[3]

این نقطه میانی، موتور محرک «حداکثر محصول پایدار» (MSY) است. با صید عمدی یک ذخیره بکر تا رسیدن به نیمی از اندازه اصلی آن، مدیران از نظر تئوری بالاترین نرخ ممکن تجدید بیولوژیکی را تحریک می‌کنند. سپس کل صید مجاز به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که دقیقاً همان مازاد سالانه برداشت شود و جمعیت به‌طور پیوسته در پربازده‌ترین اندازه خود معلق بماند.[5]

نهادهای نظارتی از نظر تاریخی این منحنی سهمی‌شکل را مستقیماً به سیاست تبدیل کردند. کنوانسیون سازمان ملل متحد در مورد حقوق دریاها، که در سال ۱۹۸۲ تصویب شد، MSY را به‌عنوان استاندارد بین‌المللی برای حفظ یا بازیابی جمعیت‌های دریایی تثبیت کرد و یک آستانه بیولوژیکی نظری را به یک هدف قانونی الزام‌آور تبدیل نمود.[4]

با این حال، ظرافت ریاضی مدل شفر، پیچیدگی بیولوژیکی اقیانوس را پنهان می‌کند. معادله اصلی با تمام ماهیان یک ذخیره به‌عنوان واحدهای یکسان زیست‌توده رفتار می‌کند و متغیرهای حیاتی مانند سن، اندازه و بلوغ تولیدمثلی را نادیده می‌گیرد.[7]

زیست‌شناسان دریایی خاطرنشان می‌کنند که ماهیان ماده مسن‌تر و بزرگ‌تر، به‌طور تصاعدی تخم‌های بیشتری نسبت به بزرگسالان جوان‌تر تولید می‌کنند. با کاهش جمعیت به نصف، ناوگان‌های تجاری اغلب ابتدا این افراد بسیار بارور را حذف می‌کنند و ساختار تولیدمثلی ذخیره را به‌طور بنیادین تغییر می‌دهند، حتی اگر کل زیست‌توده در حد مطلوب نظری ۵۰ درصد باقی بماند.[7]

علاوه بر این، مدل فرض می‌کند که محیط ایستا است و ظرفیت برد ثابت می‌ماند. تغییرات ناشی از اقلیم در دمای اقیانوس و اسیدی شدن آن، توزیع پلانکتون‌ها را تغییر می‌دهد؛ به این معنی که ظرفیت برد پایه یک زیستگاه در سال ۲۰۲۶ به‌ندرت با سال ۱۹۹۶ یکسان است.[4]

دیوان محاسبات اروپا در یک بررسی جامع از محیط زیست دریایی این محدودیت‌ها را برجسته کرد و خاطرنشان ساخت که «اقدامات اتحادیه اروپا به بازیابی اکوسیستم‌ها و زیستگاه‌های مهم دریایی منجر نشده است.» این گزارش نشان داد که علی‌رغم پایبندی به اهداف MSY، ۴۶ درصد از ذخایر ارزیابی‌شده مدیترانه همچنان در وضعیت صید بی‌رویه قرار دارند.[8]

کاربرد سفت و سخت یک مدل تک‌گونه‌ای همچنین در در نظر گرفتن پویایی شکارچی و شکار که بر اکوسیستم‌های واقعی حاکم است، ناکام می‌ماند. اگر یک شیلات حداکثر محصول پایدار یک گونه علوفه‌ای مانند شاه‌ماهی یا ساردین را استخراج کند، همزمان منبع غذایی مورد نیاز برای حفظ ظرفیت برد شکارچیان بزرگ‌تر مانند ماهی کاد یا تن را نیز حذف می‌کند.[4]

برای رفع این نقاط کور سیستمی، علم شیلات معاصر فراتر از منحنی پایه شفر تکامل یافته است. بوم‌شناسان کمی اکنون از مدل‌های بیزی شفر و شبیه‌سازی‌های مونت کارلو استفاده می‌کنند و تا ۱۰۰,۰۰۰ تکرار را برای محاسبه محدودیت‌های صید تحت شرایط محیطی متغیر اجرا می‌کنند.[2][6]

این روش‌های محاسباتی پیشرفته، که اخیراً برای ارزیابی ذخایر ماهی سیم دریایی در دریای عرب به کار گرفته شده‌اند، ضرایب صیدپذیری غیرخطی را در بر می‌گیرند. به‌جای فرض اینکه تلاش برای صید منجر به صید متناسب می‌شود، این مدل‌ها در نظر می‌گیرند که چگونه ماهیان گله‌ای با کوچک شدن زیستگاهشان راحت‌تر صید می‌شوند و از برآورد بیش از حد فراوانی توسط مدیران جلوگیری می‌کنند.[2]

اقتصاددانان منابع نیز از تغییر هدف از حداکثر محصول پایدار به «حداکثر محصول اقتصادی» (MEY) حمایت می‌کنند. این رویکرد افزایش هزینه سوخت و نیروی کار مورد نیاز برای صید آخرین ماهیان موجود در یک ذخیره کاهش‌یافته را در نظر می‌گیرد.[1]

از آنجا که با کمیاب شدن ماهی هزینه صید افزایش می‌یابد، نقطه حداکثر سود زمانی رخ می‌دهد که جمعیت در زیست‌توده بالاتری باقی بماند—معمولاً در حدود ۶۰ درصد ظرفیت برد، یا تقریباً ۱.۲ برابر زیست‌توده مورد نیاز برای MSY.[1][6]

مدیریت برای محصول اقتصادی ذاتاً یک حاشیه امن بیولوژیکی بزرگ‌تر در برابر شوک‌های محیطی فراهم می‌کند. ذخیره‌ای که بالاتر از آستانه MSY حفظ شود، در برابر امواج گرمایی ناگهانی دریایی یا رویدادهای آلودگی موضعی به‌مراتب مقاوم‌تر است.[1]

گذار از یک معادله ایستای مربوط به سال ۱۹۵۴ به مدل‌سازی پویای چندگونه‌ای، نشان‌دهنده یک تغییر بنیادین در نحوه مدیریت استخراج غذای وحشی توسط بشر است. کل صید مجاز دیگر به‌عنوان یک حق ثابت در نظر گرفته نمی‌شود، بلکه به‌عنوان یک متغیر در حال تنظیم مداوم و مرتبط با شرایط لحظه‌ای اقیانوس دیده می‌شود.[9]