Lý thuyết về ngư cụ và các hệ thống khai thác

Các đặc điểm của ngư cụ

Về lý thuyết, một tiến trình khai thác có thể được xem là một sự kiểm soát có chủ định thông qua hệ thống đánh bắt. Trong đó, một thành tố quan trọng của hệ thống này là cá, tác động của ngư cụ lên cá là đầu vào và phản ứng của cá là đầu ra của hệ thống này. Trong ngữ cảnh như thế, thì các phương pháp đánh bắt có thể được phân loại như sau: (1) Các kiểu kiểm soát qua tập tính cá; và (2) các cơ chế đánh bắt.

Khai thác bao gồm 2 hoạt động chính: (1) Tác động (hoặc kiểm soát) tập tính cá, nhằm lôi cuốn hoặc hướng cá vào nơi mà ta muốn; (2) bắt cá, nghĩa là làm sao giữ cá lại và cho nước lọc qua.

Để kiểm soát tập tính cá có hiệu quả, cần tạo các kích thích để gây cho cá phản ứng lại theo tính chất mà ta mong muốn. Ta biết rằng phản ứng của tập tính cá là biểu hiện bản năng của loài với tác động của môi trường và ngoại cảnh. Vì thế, bản chất của khai thác là cố lợi dụng các đặc tính này để gây cho cá phản ứng lại trong tính chất có lợi cho người khai thác chúng.

Các kiểu kích thích trong vùng tác động của ngư cụ có thể gây cho cá phản ứng như: chạy trốn hoặc tự vệ; đổi hướng đi, chạy lao về một bên hoặc di chuyển lên, xuống, hoặc gắng chui qua khỏi mắt lưới. Phản ứng của cá sẽ phức tạp hơn một khi có các kích thích phụ trợ tăng cường như: quang, điện, âm học, thủy động học, cơ học, ...

Việc đánh bắt cá được thực hiện chỉ bởi 1 trong 5 cơ chế cơ bản là: đóng (vướng); bẫy; lọc; móc-xỏ; và bơm hút.

Phân loại ngư cụ

Do có nhiều loại ngư cụ nên việc phân loại phải được làm rõ trước khi các vấn đề về lý thuyết, tính toán và thiết kế chúng được nghiên cứu.

Có nhiều cách phân loại khác nhau dựa trên các đặc điểm cơ bản và kiểu dáng kỹ thuật độc đáo của ngư cụ. Nhưng phổ biến nhất là dựa trên hệ thống phân loại của FAO. Đó là các lớp phân loại nên dựa trên nguyên lý đánh bắt của chúng. Trong mỗi lớp còn được chia phụ theo cấu trúc và phương thức hoạt động của ngư cụ. Có 12 lớp ngư cụ cơ bản là:

1. Lưới Vây (hay còn gọi là lưới bao hoặc lưới Rút) là ngư cụ khai thác chủ động, đánh bắt theo nguyên lý lọc nước bắt cá, chủ yếu bắt cá đàn hoặc kết cụm thành đàn. Lưới vây thường không bao vây đàn cá hết độ sâu nơi khai thác, mà thông qua giềng rút chì để chặn cá thoát xuống phía dưới (H 1.4). Lưới Vây có thể đánh bắt bằng 1 tàu hoặc 2 tàu. Nếu đánh bắt bởi 1 tàu lưới Vây có cánh không đối xứng thường được áp dụng; còn đánh 2 tàu thì áp dụng lưới Vây đối xứng.

• Lưới rùng là ngư cụ đánh bắt theo nguyên lý lọc nước bắt cá, cấu tạo gần tương tự lưới vây nhưng không có giềng rút chì, lưới được thả từ bờ và kéo lên bờ. Lưới hoạt động ở ven bờ (biển hoặc sông) nơi có nền đáy tương đối bằng phẳng (H 1.5).

Lưới có thể có cánh đối xứng hoặc không đối xứng, có túi hoặc không túi. Do hoạt động ven bờ nên lưới rùng đánh cá từ tầng mặt đến sát đáy. Điển hình cho loại lưới này là lưới rùng bờ biển và lưới rùng tàu nhỏ.

• Lưới Kéo (hay còn gọi là lưới cào, hoặc lưới Giả cào) là ngư cụ khai thác chủ động, đánh bắt theo nguyên lý lọc nước bắt cá, cá bị lùa vào lưới dưới sức kéo đi tới của tàu và lưới. Lưới kéo có thể làm việc ở mạn hoặc đuôi tàu, được kéo bởi 1 hoặc 2 tàu (cào đôi). Lưới kéo 1 tàu cần phải có ván lưới để tạo độ mở ngang miệng lưới. Lưới Kéo có thể phân loại theo lưới kéo tầng đáy, lưới kéo tầng giữa, lưới Cào rường, lưới Cào đôi (H 1.6).

• Cào khung gồm một khung cứng bằng thép có mắc lưới túi (H 1.7). Cào khung chủ yếu cào sát và sâu vào nền đáy nhằm bắt các thủy sinh vật nhỏ như giáp xác, nhuyễn thể. Điển hình cho loại ngư cụ này là cào tay và cào xuồng nhỏ.

1. Lưới nâng là ngư cụ khai thác chủ động, đánh bắt theo nguyên lý lọc nước bắt cá, lưới được thả ngầm dưới nước và được kéo nâng lên khỏi mặt nước để bắt những loài cá đang kết tập ở trên lưới. Lưới nâng thường kết hợp với nguồn sáng để tạo sự tập trung đàn cá. Lưới nâng có thể phân loại như: lưới vó cất tay (H 1.8a), lưới vó khung, lưới vó mạn tàu (H 1.8b).

1. Lưới Chụp cũng là ngư cụ lọc nước bắt cá, lưới được thả chụp từ trên xuống, cá bị giữ lại trong lưới bởi sự gom tụ lại của giềng chì, rồi được kéo lên khỏi mặt nước. Lưới chụp có thể kết hợp với ánh sáng điện để tăng hiệu quả đánh bắt. Điển hình cho loại lưới này là chài quăng (H 1.9), chài rà, chụp mực,...
2. Rê tầng đáyLưới Rê 3 lớpH 1.10 – Các dạng Lưới rê. Ảnh của FAO (1985)Lưới Rê và lưới đóng đánh bắt theo nguyên lý lưới được thả chặn ngang đường di chuyển của cá, cá sẽ bị vướng vào mang hoặc bị giữ lại bởi tấm lưới (rê 3 lớp) khi tìm cách vượt qua lưới. Lưới có thể được thả cố định hoặc được thả trôi. Điển hình cho lưới này là: lưới rê cố định; rê trôi ở cả tầng mặt hoặc tầng đáy (H 1.10).
3. Ngư cụ bẫy, là loại ngư cụ đánh bắt thụ động. Cá bị dẫn dụ vào nơi đã bố trí ngư cụ, từ đây cá có thể được dẫn đi tiếp dọc theo tường lưới để đến cửa cánh gà hoặc miệng hom và không thể thoát trở lại được. Điển hình cho lớp này là đăng, lọp, lú, và đáy (H 1.11).

1. Ngư cụ câu, là ngư cụ mà ở đó cá bị dụ, lôi cuốn, nhữ bởi mồi tự nhiên hoặc nhân tạo và bị bắt khi gắng ăn mồi có mắc lưỡi câu (câu có mồi). Tuy vậy, cá cũng có thể bị ngạnh câu móc vướng vào thân khi đi lại gần lưỡi câu (câu không mồi). Điển hình cho lớp ngư cụ câu này là câu cần, câu tay, câu giàn, câu chạy và câu kiều (H 1.12).

1. Ngư cụ tóm, bắt, đâm, chĩa. Các ngư cụ này được dùng để làm bất động hoặc bắt giữ cá bằng cách làm bị thương, giết hoặc tóm bắt. Điển hình cho lớp này là lao, chỉa, cào, móc và bất cứ ngư cụ nào gây sát thương cá.
2. Máy bơm lọc nước bắt cá, là thiết bị bơm hút cả cá lẫn nước rồi tách nước để bắt cá. Điển hình cho lớp này là bơm hút cá bởi tạo một dòng hút mạnh và nước được lọc ra bởi thiết bị đặc biệt, cá sẽ bị giữ lại (H 1.13).
3. Các ngư cụ đánh bắt khác, bao gồm: lưới kéo tay, lưới bao chà, bắt cá bằng tay (nôm, móc hang,...), các chất gây ngộ độc, gây nổ, sốc xung điện làm chết cá,...

Ngoài ra, ngư cụ còn được phân loại theo phương thức gây ảnh hưởng đến tập tính cá. Việc tác động đến tập tính cá nhằm làm cho cá bơi theo hướng mà người đánh bắt mong muốn bởi gây tác động lên các giác quan của cá như: thị giác, khứu giác, vị giác, xúc giác và thính giác. Từ đó gây cho cá bị hấp dẫn; hoặc xua đuổi; hoặc đánh lừa để mà cá không thể tránh né khỏi ngư cụ đánh bắt chúng.

Hiệu suất ngư cụ

Một khi cá và ngư cụ tiếp cận nhau, ngư cụ sẽ tác động lên cá, kích thích sự phản ứng của cá. Phản ứng đó có thể là bị hấp dẫn, hoặc bị xua đuổi, hoặc bị đánh lừa. Từ đây cho phép người ta áp dụng các hoạt động tiếp theo để đánh bắt chúng.

Nhìn chung, trong tổng số cá thể của một quần thể ban đầu được cho (N0) sẽ có một lượng cá nhất định nào đó có thể bơi ra khỏi đường quét của lưới, một lượng cá khác có thể chui thoát khỏi mắt lưới, bởi ngư cụ không thể giữ được hết một loài nào đó với các kích cỡ khác nhau. Do vậy, không phải tất cả cá thể ban đầu N0 bị bắt mà chỉ có N cá thể trong tổng số đó bị bắt.

Người ta gọi hiệu suất khai thác tuyệt đối (En) là tỉ số của số cá N thật sự bị bắt trên tổng số cá N0 có trong vùng hoạt động của ngư cụ, có giá trị từ 0-1.

En=NN0 size 12{E rSub { size 8{n} } = { {N} over {N rSub { size 8{0} } } } } {} (1.1)

Thí dụ, như trong Hình 1.14 có N = 10 cá thể xuất hiện trong vùng ngư cụ hoạt động vào lúc bắt đầu khai thác. Nếu chỉ có 3 cá thể bị bắt (7 chạy thoát), khi đó hiệu suất khai thác tuyệt đối (En) sẽ là:

E n = N N 0 = 3 10 = 0,3 size 12{E rSub { size 8{n} } = { {N} over {N rSub { size 8{0} } } } = { {3} over {"10"} } =0,3} {}

nhưng nếu tất cả 10 cá thể đều bị bắt, khi đó:

E n = N N 0 = 10 10 = 1 size 12{E rSub { size 8{n} } = { {N} over {N rSub { size 8{0} } } } = { {"10"} over {"10"} } =1} {}

Sản lượng khai thác trên đơn vị thời gian hoạt động (Ct) sẽ là: Ct=NT size 12{C rSub { size 8{t} } = { {N} over {T} } } {}

trong đó: N - là lượng cá đánh bắt (theo số con hoặc theo trọng lượng); T- là thời gian khai thác.

Ngoài ra, Ct còn có thể được tính dựa trên 3 tham số ảnh hưởng hiệu suất khai thác là: CE , W, và Et:

Ct=CE∗W∗Et=NV∗VTf∗TfT size 12{C rSub { size 8{t} } =C rSub { size 8{E} } *W*E rSub { size 8{t} } = { {N} over {V} } * { {V} over {T rSub { size 8{f} } } } * { {T rSub { size 8{f} } } over {T} } } {} (1.2)

ở đây:

CE = N/V - là tỉ số giữa sản lượng (N) trên lượng nước đã lọc (V).

W = V/Tf - là tỉ số giữa lượng nước đã lọc (V) trên thời gian trực tiếp làm ra sản phẩm (Tf) trong một chu kỳ khai thác.

Et = Tf /T - là tỉ số giữa thời gian trực tiếp làm ra sản phẩm (Tf) với tổng thời gian hoạt động khai thác (T).

Tính chọn lọc của ngư cụ

Trong một quần thể cá nhiều kích cỡ, tính chất mà ngư cụ chỉ đánh được một cỡ nào đó được gọi là tính chọn lọc. Tính chọn lọc thì phụ thuộc vào nguyên lý đánh bắt được áp dụng và các tham số của ngư cụ, như: kích thước mắt lưới, nguyên liệu, độ thô của chỉ, hệ số rút gọn và tốc độ dắt lưới. Trong đó, kích thước mắt lưới có ảnh hưởng lớn nhất đến tính chọn lọc (Treschev, 1974).

Chẳng hạn như trong Hình 1.15, lưới rê chỉ bắt được cá trong một khoảng cỡ cá xác định nào đó từ L1 đến L2, trong đó cá có chiều dài L là bị đánh bắt nhiều nhất, còn cá có chiều dài nhỏ hơn L1 và lớn hơn L2 sẽ không bị đánh bắt.

Còn trong Hình 1.16 cho ta đường cong chọn lọc của lưới kéo. Ở đây đường cong 1 có mắt lưới đụt là m1 chỉ ra nếu chiều dài cá < 25 cm thì cá không bị giữ lại; cá dài từ 25-47 cm thì bị giữ lại ít hoặc nhiều tùy theo cỡ (cá dài khoảng 36 cm thì bị giữ lại khoảng 50%), còn cá dài hơn 47 cm thì đều bị giữ lại trong đụt lưới kéo.

Đường cong 2 là dự đoán tính chọn lọc của cùng lưới kéo đó sau khi kích thước lưới được tăng lên từ m1 đến m2. Trong trường hợp 2 này không có con cá nào dưới 30 cm bị đánh bắt; một số cá có chiều dài từ 30 đến 50 cm thì bị giữ lại; tất cả cá dài hơn 50 cm đều bị giữ lại, khi này cở cá có 50% bị giữ lại đã tăng lên là 40 cm.

Nhìn chung ta thấy rằng cá lớn hơn sẽ bị đánh bắt bởi mắt lưới kéo căng m0 lớn hơn. Tuy nhiên, đối với bất cứ ngư cụ nào chỉ có một cỡ cá ở đó có 50% bị đánh bắt, còn 50% thoát ra được. Chiều dài mà ở đó có 50% cá bị bắt gọi là L50%. Vì thế, ta có tham số chọn lọc (S.F) là:

S.F=L50m0 size 12{S "." F= { {L rSub { size 8{"50"%} } } over {m rSub { size 8{0} } } } } {}(1.4)

S.F được xem là chỉ số chọn lọc của một ngư cụ, có liên quan mật thiết mắt lưới kéo căng m0 khi thi công ngư cụ. Một sự hiểu biết rõ về tính chọn lọc sẽ giúp cho quá trình thiết kế, thi công và hoạt động ngư cụ được đúng đắn. Một sự thay đổi cỡ mắt lưới sẽ ảnh hưởng đến số lượng và cỡ cá đánh bắt.