Evaluation of contributions of stock abundance and global temperature anomaly to mean body weight of pacific salmons in the North Pacific basin

Dynamics of stocks is considered for pacific salmons in the North Pacific in 1925-2015 on the data from Russia, Japan, Canada, and the USA. The mean body weight dependence on the stock values and global air and sea surface water temperature is examined and evaluated by means of multi-dimensional regression analysis for the period 1961-2015. For many cases, interannual dynamics of the mean body weight depends strongly on combined effect of the corresponding stocks fluctuations and change of the global temperature anomaly index for the North Hemisphere: the multiple regression coefficient is R > 0.6 for 40 % of the tested time series. The highest correlation is found for chum and chinook salmons from Russia, pink and chinook salmons from Alaska, chum and sockeye salmons from Canada, and pink and chum salmons from Washington, Oregon, and California (Japanese data on body weight aren’t analyzed because of drift nets selectivity). Dominant predictors correlate negatively with the body weight for all species. Contribution of the global temperature index prevails for approximately 70 % of the rows. The stock is more important for pink and sockeye salmons from Russia and Alaska and in the former case the temperature index has positive correlation with the body weight. The relationships do not reflect direct influence of stocks or temperature on the weight but are presumably based on adaptive response of the populations to changes of feeding conditions for optimization of the stocks. This mechanism is confirmed by such temporal pattern as sub-trend dynamics typical for fluctuations of the salmons mean body weight, that means that this parameter demonstrates a tendency to long-term increasing or decreasing, changing periodically. Recent level of the body weight and catch indicates sustainable feeding conditions for pacific salmons in the North Pacific, at least in the last two decades, that unfortunately cannot be confirmed for the whole region by direct observations.

тихоокеанские лососи, средняя масса тела, динамика численности стад, глобальная температурная аномалия, Северная Пацифика, pacific salmon, body weight, stock dynamics, global temperature, North Pacific

1. Атлас «Тихоокеанские лососи»: первая картографическая оценка состояния лососей в Северной Пацифике / под ред. З. Ожеро, Д.Н. Фули. - Владивосток : ООО «РЕЯ», 2009. - 166 с.

2. Биоэнергетика и рост рыб : моногр. / под ред. У. Хоара, Д. Рендолла, Дж. Бретта. - М. : Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - 408 с.

3. Бугаев А.В. Преднерестовые миграции тихоокеанских лососей в экономической зоне России : моногр. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2015. - 416 с.

4. Бугаев А.В., Бугаев В.Ф., Погодаева Е.Г. Возрастная и размерно-массовая структура локальных стад нерки Oncorhynchus nerka некоторых нагульно-нерестовых озер Камчатского края // Изв. ТИНРО. - 2015а. - Т. 180. - С. 3-38.

5. Бугаев А.В., Растягаева Н.А., Ромаденкова Н.Н. и др. Результаты многолетнего биологического мониторинга тихоокеанских лососей рыбоводных заводов Камчатского края // Изв. ТИНРО. - 2015б. - Т. 180. - С. 273-309.

6. Бугаев А.В., Тепнин О.Б. Оценка влияния некоторых климатических факторов на численность азиатских стад горбуши и кеты // Изв. ТИНРО. - 2011. - Т. 166. - С. 67-87.

7. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности) : моногр. - М. : Колос, 1995. - 464 с.

8. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка-2 (биологическая структура и динамика численности локальных стад в конце XX - начале XXI вв.) : моногр. - Петропавловск-Камчатский : Камчатпресс, 2011. - 380 с.

9. Бугаев В.Ф., Вронский Б.Б., Заварина Л.О. и др. Рыбы реки Камчатка : моногр. - Пет-ропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2007а. - 459 с.

10. Бугаев В.Ф., Бугаев А.В., Дубынин В.А. Биологические показатели стад нерки Oncorhynchus nerka Восточной Камчатки, Корякского нагорья и некоторых других территорий // Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей : докл. 7-й науч. конф. - Петропавловск-Камчатский : Камчатпресс, 2007б. - С. 15-40.

11. Бугаев В.Ф., Дубынин В.А. Факторы, влияющие на биологические показатели и динамику численности нерки Oncorhynchus nerka рек Озерной и Камчатка // Изв. ТИНРО. - 2002. - Т. 130. - С. 679-757.

12. Заволокин А.В. Пищевая обеспеченность тихоокеанских лососей в период морского и океанического нагула : автореф. дис. … д-ра биол. наук. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2015. - 48 с.

13. Зорбиди Ж.Х. Кижуч азиатских стад : моногр. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2010. - 308 с.

14. Карпенко В.И., Андриевская Л.Д., Коваль М.В. Питание и особенности роста тихоокеанских лососей в морских водах : моногр. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2013. - 303 с.

15. Кляшторин Л.Б., Любушин А.А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности : моногр. - М. : ВНИРО, 2005. - 235 с.

16. Лихатович Д. Лосось без рек: история кризиса тихоокеанских лососей : моногр. - Владивосток : Дальний Восток, 2014. - 389 с.

17. Макоедов А.Н., Коротаев Ю.А., Антонов Н.П. Азиатская кета : моногр. - Петропавловск-Камчатский : КамчатНИРО, 2009. - 356 с.

18. Марковцев В.Г. Культивирование тихоокеанских лососей в странах Азиатско-Тихоокеанского региона // Бюл. № 6 изучения тихоокеанских лососей на Дальнем Востоке. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2011. - С. 184-195.

19. Мина М.В., Клевезаль Г.А. Рост животных : моногр. - М. : Наука, 1976. - 291 с.

20. Справочные материалы по дрифтерному лову тихоокеанских лососей / под ред. О.Ф. Гриценко. - М. : ВНИРО, 2010. - 196 с.

21. Справочные материалы по росту рыб: лососевые рыбы / сост. А.А. Яржомбек. - М. : ВНИРО, 2000. - 110 с.

22. Темных О.С., Заволокин А.В., Шевляков Е.А. и др. Особенности межгодовой изменчивости средних размеров и возрастного состава кеты российских стад // Бюл. № 6 изучения тихоокеанских лососей на Дальнем Востоке. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2011. - С. 226-239.

23. Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных : учебник. - М. : Бином-Пресс, 2008. - 512 с.

24. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2008. - Т. 1. - 481 с.

25. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах : моногр. - Владивосток : ТИНРО-центр, 2011. - Т. 2. - 473 с.

26. Bugaev A.V., Tepnin O.B. Estimation of influence of some climatic factors on the abundance of Asian pink and chum salmon // NPAFC Techn. Rep. - 2012. - № 8. - P. 138-141 (http://www.npafc.org).

27. Bugaev V.F., Dubynin V.A. Factors influencing abundance of sockeye salmon Oncorhynchus nerka from the Ozernaya River, Southwest Kamchatka // NPAFC Bull. - 2000. - № 2. - P. 181-189 (http://www.npafc.org).

28. Burgner R.L. Life history of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Pacific salmon life histories. - Vancouver : UBC Press, 1991. - P. 3-117.

29. Fukuwaka M., Azumaya T., Nagasawa T. et al. Trends in abundance and biological characteristics of chum salmon // NPAFC Bull. - 2007. - № 4. - P. 35-43 (http://www.npafc.org).

30. Fukuwaka M., Davis N.D., Azumaya T., Nagasawa T. Bias-corrected size trends in chum salmon in the central Bering Sea and North Pacific Ocean // NPAFC Bull. - 2009. - № 5. - P. 173-176 (http://www.npafc.org).

31. Harris C.K. The effects of international treaty changes on Japan’s high seas salmon fisheries, with emphasis on their catches of North American sockeye salmon, 1972-1984 : Doctoral dissertation. - Seattle : Fish. Res. Inst., Univ. of Washington, 1989. - 231 p.

32. Healey M.C. Life history of chinook salmon (Oncorhynchus tshcrwytscha) // Pacific salmon life histories. - Vancouver : UBC press, 1991. - P. 311-393.

33. Heard W.R. Life history of pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) // Pacific salmon life histories. - Vancouver : UBC press, 1991. - P. 119-230.

34. Helle J.H., Martinson E.C., Eggers D.M., Gritsenko O.F. Influence of salmon abundance and ocean conditions on body size of Pacific salmon // NPAFC Bull. - 2007. - № 4. - P. 289-298 (http://www.npafc.org).

35. Impacts of climate and climate change on the key species in the fisheries in the North Pacific : PICES Sci. Rep. / ed. R.J. Beamish. - 2008. - №. 35. - 218 p. (http://www.pices.int).

36. Mayama H., Ishida Y. Japanese studies on the early ocean life of juvenile salmon // NPAFC Bull. - 2003. - № 3. - P. 41-67 (http://www.npafc.org).

37. McPhee M.V., Leon J.M., Wilson L.I. et al. Changing growth and maturity in western Alaskan Chinook salmon, Oncorhynchus tshawytscha, brood years 1975-2005 // NPAFC Bull. - 2016. - № 6. - P. 307-327 (http://www.npafc.org). DOI: 10.23849/npafcb6/307.327.

38. Melnikov I.V., Gorbatenko K.M., Radchenko V.I. Biochemical composition and energy content of salmonid fish in the Sea of Okhotsk : NPAFC Doc. - 2017. - № 1707. - 13 p. (http://www.npafc.org).

39. Miyakoshi Y., Nagata M., Kitada S., Kaeriyama M. Historical and current hatchery programs and management of chum salmon in Hokkaido, northern Japan // Reviews in Fisheries Science. - 2013. - Vol. 21, Iss. 3-4. - P. 469-479.

40. Peterson T.C., Vose R.S. An Overview of the Global Historical Climatology Network Temperature Database // Bull. Am. Meteorol. Soc. - 1997. - Vol. 78, № 12. - P. 2837-2849.

41. Quayle R.G., Peterson T.С., Basist A.N., Godfrey C.S. An operational near-real-time global temperature index // Geophys. Res. Lett. - 1999. - Vol. 26, № 3. - P. 333-335.

42. Ruggerone G.T., Agler B.A., Connors B.M. et al. Pink and sockeye salmon interactions at sea and their influence on forecast error of Bristol Bay sockeye salmon // NPAFC Bull. - 2016. - № 6. - P. 349-361 (http://www.npafc.org). DOI: 10.23849/npafcb6/349.361.

43. Ruggerone G.T., Nielsen J.L., Agler B.A. Climate, growth and population dynamics of Yukon River Chinook salmon // NPAFC Bull. - 2009. - № 5. - P. 279-285 (http://www.npafc.org).

44. Ruggerone G.T., Nielsen J.L., Bumgarner J. Linkages between Alaskan sockeye salmon abundance, growth at sea, and climate, 1955-2002 // Deep-Sea Res. II. - 2007. - № 54. - P. 2776-2793. DOI: 10.1016/j.dsr2.2007.08.016.

45. Salo E.O. Life history of chum salmon (Oncorhynchus keta) // Pacific salmon life histories. - Vancouver : UBC press, 1991. - P. 231-309.

46. Sandercock F.K. Life history of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) // Pacific salmon life histories. - Vancouver : UBC press, 1991. - P. 395-445.

47. Smith T.M., Reynolds R.W. A global merged land-air-sea surface temperature reconstruction based on historical observations (1880-1997) // J. Climate. - 2005. - Vol. 18. - P. 2021-2036.

48. Smith T.M., Reynolds R.W. Improved extended reconstruction of SST (1854-1997) // J. Climate. - 2004. - Vol. 17. - P. 2466-2477.

49. Smith T.M., Reynolds R.W., Peterson T.C., Lawrimore J. Improvements to NOAA’s Historical Merged Land-Ocean Surface Temperature Analysis (1880-2006) // J. Climate. - 2008. - Vol. 21. - P. 2283-2293.