Distribution of macrozoobenthic taxa - potential indicators of vulnerable marine ecosystems in the western part of Bering Sea. 1. Anadyr Bay area

Following recent tendencies in fisheries policy to ensure both sustainability of ecosystems and conservation of economically sustainable fisheries, protection of vulnerable resources with low direct economic value comes to the focus of fisheries management on ecosystem principles. One of the problems of modern fishing is a negative impact of bottom trawling because of destruction of benthic organisms vulnerable to mechanical impacts. This by-effect of fishing could affect negatively on functioning of bottom biocenoses, reproduction of exploited species, and decrease generally productivity of vulnerable marine ecosystems (VME). Potential VME indicators are determined for the area of the Anadyr Bay in the Bering Sea on the base of results of 4 benthic surveys using bottom sampler (1985, 2005) and bottom trawl (2008, 2012), as the most common species in some macrozoobenthic groups of epifauna. They are Gersemia rubiformis for soft corals, Myxilla incrustans , Halichondria panicea , Semisuberites cribrosa for sponges, Halocynthia aurantium , Boltenia ovifera for sea squirts, Cystisella saccata , Flustra foliacea for bryozoans, Chirona evermanni for barnacles, and Gorgonocephalus eucnemis for brittle stars. Their distribution is mapped. According to their life history and feeding habits, these species-indicators are divided onto two groups: immobile sestonophages (alcyonarians, sponges, ascidians, bryozoans, cirripedians) and mobile filtrators (brittle stars). The first group prevails on hard and mixed grounds mainly along southwestern and northeastern coasts of the Anadyr Bay at the depths of 80-90 m (sponges and bryozoans - to 250 m in the Navarin Canyon) with relatively warm water, active hydrodynamics and high biological productivity. The second group represented by G. eucnemis dominates on soft sediments in the central part of the Anadyr Bay with the depths of 50-270 m occupied by the cold water pool. Quantitative distribution of brittle star, on the one hand, and barnacles with sea squirts, on the other hand, is alternative to each other. On the contrary, barnacles, sponges and sea squirts have similar distribution of the biomass, being complementary species. Distribution patterns of all species-indicators are stable for many decades. However, biomass of some these species has changed in the southern Anadyr Bay between the similar surveys conducted in the 2008 and 2012: the mean biomass of barnacle Ch. evermanni and sea squirt H. aurantium had decreased in 6.5 and 3.7 times, respectively, whereas the mean biomass of sponges, brittle star G. eucnemis and sea squirt B. ovifera did not change. Bottom trawl fishery is not active in the northwestern Bering Sea, moreover, the habitats of immobile sestonophages with hard grounds are avoided by bottom trawlers being dangerous for fishing gears, so the observed decreasing of two species abundance is presumably caused by natural reasons or is a random error of the mosaic-distributed stocks assessment with insufficiently dense sampling grid.

vulnerable marine ecosystem (VME), Anadyr Bay, macrozoobenthos, benthos distribution, benthos dynamics

1. Антонов Н.П., Кловач Н.В., Орлов А.М. и др. Рыболовство в Дальневосточном рыбохозяйственном бассейне в 2013 г. // Тр. ВНИРО. - 2016. - Т. 160. - С. 133-211.

2. Борец Л.А. Донные ихтиоцены российского шельфа дальневосточных морей: состав, структура, элементы функционирования и промысловое значение : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 1997. - 217 с.

3. Верхунов А.В. Роль гидролого-гидрохимических процессов на шельфе Берингова моря в формировании биопродуктивности // Комплексные исследования экосистемы Берингова моря / отв. ред. В.В. Сапожников. - М. : ВНИРО, 1995. - С. 52-79.

4. Виноградова Н.Г. Материалы по количественному учету донной фауны некоторых заливов Охотского и Берингова морей // Тр. ИОАН СССР. - 1954. - Т. 9. - С. 136-158.

5. Воздействие тралового промысла на донные экосистемы Баренцева моря и возможности снижения уровня негативных последствий : докл. / под общ. ред. С.Г. Денисенко, К.А. Згуровского. - Мурманск : WWF, 2013. - 55 с.

6. Волвенко И.В. Анализ степени альтернативности динамики обилия разных видов при отсутствии непрерывных рядов длительных наблюдений на примере нектона Охотского моря // Изв. ТИНРО. - 2004. - Т. 139. - С. 78-90.

7. Датский А.В., Андронов П.Ю. Ихтиоцен верхнего шельфа северо-западной части Берингова моря : моногр. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2007. - 261 с.

8. Денисенко С.Г. Зообентос Баренцева моря в условиях изменяющегося климата и антропогенного воздействия // Динамика морских экосистем и современные проблемы сохранения биологического потенциала морей России: в рамках подпрограммы «Исследование природы Мирового океана» Федеральной целевой программы «Мировой океан», II этап (2003-2007 гг.). - Владивосток : Дальнаука, 2007. - С. 418-511.

9. Денисенко С.Г. Макрозообентос Баренцева моря в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия : автореф. дис. … д-ра биол. наук. - СПб. : ЗИН РАН, 2008. - 45 с.

10. Заварзин Г.А. Антипод ноосферы // Вестн. РАН. - 2003. - Т. 73, № 7. - С. 627-636.

11. Кивва К.К. Гидрохимические условия первичного продуцирования в Беринговом море : дис. … канд. геогр. наук. - М. : МГУ, 2016. - 297 с.

12. Кобликов В.Н., Надточий В.А. Макрозообентос шельфа северо-западной части Берингова моря // Изв. ТИНРО. - 2002. - Т. 130. - С. 329-335.

13. Надточий В.А., Будникова Л.Л., Безруков Р.Г. Некоторые результаты бонитировки бентоса в российских водах дальневосточных морей: состав и количественное распределение (Берингово море) // Изв. ТИНРО. - 2008. - Т. 153. - С. 264-282.

14. Нейман А.А. Количественное распределение бентоса на шельфе и верхних горизонтах склона восточной части Берингова моря // Тр. ВНИРО. - 1963. - Т. 48, вып. 1. - С. 145-205.

15. Сапожников В.В., Иванова О.С., Мордасова Н.В. Выделение локальных апвеллингов в Беринговом море по гидрохимическим показателям // Океанол. - 2011. - Т. 51, № 2. - С. 258-265.

16. Хен Г.В., Заволокин А.В. Перемена в циркуляции вод и ее значение в распределении и обилии лососей в западной части Берингова моря в начале 21-го столетия // Изв. ТИНРО. - 2015. - Т. 181. - С. 95-115.

17. Шунтов В.П. Биология дальневосточных морей России. Т. 1 : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2001. - 580 с.

18. Barrio Froján C.R.S., Maclsaac K.G., McMillan A.K. et al. An evaluation of benthic community structure in and around the Sackville Spur closed area (Northwest Atlantic) in relation to the protection of vulnerable marine ecosystems // ICES J. Mar. Sci. - 2012. - Vol. 69, Iss. 2. - P. 213-222.

19. Bergman M.J.N., Hup M. Direct effects of beam trawling on macrofauna in a sandy segment in the southern North Sea // ICES J. Mar. Sci. - 1992. - Vol. 49. - P. 5-11.

20. Bergman M.J.N., Van Santbrink J.W. Fishing mortality of populations of megafauna in sandy sediments // The effects of fishing on non-target species and habitats. Biological, Conservation and Socio-economic Issues / eds M.J. Kaiser, S.J. de Groot. - Oxford : Blackwell Science, 2000. - P. 49-68.

21. Browman H.I., Stergiou K.I. Perspectives on ecosystem-based approaches to the management of marine resources. Introduction // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 2004. - Vol. 274. - P. 269-303.

22. de Groot S.J. The impact of bottom trawling on benthic fauna of the North Sea // Ocean Management. - 1984. - Vol. 9(3). - P. 177-190.

23. Ereskovsky A.V. Materials of the faunistic study of the White and Barents Seas sponges. 5. Quantitative distribution // Berliner Geowiss. Abh. - 1995. - E. 16. - P. 709-714.

24. Fabri M.-C., Pedel L., Beuck L. et al. Megafauna of vulnerable marine ecosystems in French mediterranean submarine canyons: spatial distribution and anthropogenic impacts // Deep-Sea Res. II. - 2013. - Vol. 104. - P. 184-207 (http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2013.06.016).

25. Graham M. Effect of trawling on animals of the sea bed // Deep Sea Res. - 1955. - Vol. 3. - P. 1-6.

26. Gullestad P., Aglen A., Bjordal Å. et al. Changing attitudes 1970-2012: evolution of the Norwegian management framework to prevent overfishing and to secure long-term sustainability // ICES J. Mar. Sci. - 2014. - Vol. 71(2). - P. 173-182.

27. Hansson M., Lindegarth M., Valentinsson D., Ulmestrand M. Effects of shrimp-trawling on abundance of benthic macrofauna in Gullmarsfjorden, Sweden // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 2000. - Vol. 198. - P. 191-201.

28. Hoel A.H., von Quillfeldt C., Skjolddal H.R. et al. Ecosystem based management in the Arctic // PAME, the Arctic Ocean Review Project, Final Report. - Kiruna, 2013. - P. 64-74.

29. Jones C.G., Lawton J.H., Shachak M. Organisms as ecosystem engineers // Oikos. - 1994. - Vol. 69. - P. 373-386.

30. Jones C.G., Lawton J.H., Shachak M. Positive and negative effects of organisms as physical ecosystem engineers // Ecology. - 1997. - Vol. 78, № 7. - P. 1946-1957.

31. Jørgensen L.L., Planque B., Thangstad T.H., Certain G. Vulnerability of megabenthic species to trawling in the Barents Sea // ICES J. Mar. Sci. - 2016. - Vol. 73(1). - P. 84-97.

32. doi: 10.1093/icesjms/fsv107. Kenchington E., Murillo F.J., Lirette C. et al. Kernel density surface modelling as a means to identify significant concentrations of vulnerable marine ecosystem indicators // PLoS One. - 2014. - Vol. 9, № 10 (https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109365).

33. Levin P.S., Fogarty M.J., Murawski S.A., Fluharty D. Integrated ecosystem assessments: developing the scientific basis for ecosystem-based management of the ocean // PLoS Biol. - 2009. - Vol. 7 (1). doi:10.1371/journal.pbio.1000014.

34. Lindeboom H.J., de Groot S.J. Impact-II: The effects of different types of fisheries on the North Sea and Irish Sea benthic ecosystems : NIOZ-raport 1998-1/RIVO-DLO Report C003/98. - Den Burg, Texel, Netherlands : Netherlands Institute for Sea Research, 1998. - 404 p.

35. Løkkeborg S. Impacts of trawling and scallop dredging on benthic habitats and communities : FAO Fisheries Technical Paper № 472. - 2005. - 58 p.

36. Nelson C.H., Phillips R.L. McRea J. et al. Gray whale and Pacific walrus benthic feeding grounds and sea floor interaction in the Chukchi Sea : Technical report for minerals management service № 14157. - U.S. Geological Survey, Menlo Park, California, 1994. - 220 p.

37. Parker S.J., Bowden D.A. Identifying taxonomic groups vulnerables to bottom longline fishing gear in the Ross Sea region // CCAMLR Science. - 2010. - Vol. 17. - P. 105-127.

38. Peterson C.H., Summerson H.C., Fegley S.R. Ecological consequences of mechanical harvesting of clams // Fish. Bull. - 1987. - Vol. 85, № 2. - P. 281-298.

39. Rijnsdorp A.D., van Leeuwen P.I. Changes in growth of North Sea plaice since 1950 in relation to density, eutrophication, beam-trawl effort, and temperature // ICES J. Mar. Sci. - 1996. - Vol. 53. - P. 1199-1213.

40. Rogers A.D., Clark M.R., Hall-Spencer J.M., Gjerde K.M. The science behind the guidelines: a scientific guide to the FAO draft International guidelines (December 2007) for the management of deep-sea fisheries in the high seas and examples of how the guidelines may be practically implemented. - Switzerland : IUCN, 2008. - 48 p.