БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Анализ данных траловых съемок показал, что японский анчоус Engraulis japonicus цусимской популяции обитает в северо-западной части Японского моря в теплые сезоны года и играет важную роль в трофических сетях пелагиали. Его промысловый запас в последние годы уменьшается, что определяет снижение интенсивности миграций в российские воды, однако остается на уровне, позволяющем вести промысел. Выбросы анчоуса на дальневосточном побережье, вероятно, связаны с нестабильностью условий среды обитания в условиях меняющегося климата. Сделан вывод о необходимости усиления исследований пелагической экосистемы северо-западной части Японского моря, что позволит уточнить состояние промысловых ресурсов, формируемых южными мигрантами, включая анчоуса, дальневосточную сардину и японскую скумбрию.
Впервые экологическая эволюция лососеобразных рыб анализируется с помощью метода исторической биогеографии с рассмотрением становления экологии и биологии размножения видов в процессе их эволюции в условиях климатических и геологических изменений Земли. Из приведенного анализа следует, что основное влияние на эволюцию экологии лососеобразных рыб оказало похолодание климата в кайнозое и связанное с ним изменение их кормовой базы. У азиатского побережья северной части Тихого океана этот процесс начался намного раньше, чем у американского, и проходил намного интенсивнее. Освоение морского и океанического нагула привело к многократному увеличению численности видов и ее значительному дисбалансу с количеством пищи в пресных водах, который у видов рода Oncorhynchus выражается в необратимой редукции органов и функций и абсолютной смертности производителей. Вследствие «привязки» размножения к весеннему пику кормовой базы личинок и увеличения времени развития отложенной икры при похолодании климата проходные и полупроходные лососеобразные рыбы были вынуждены начинать изначально весенний нерест раньше, и он постепенно стал сначала зимним, а затем осенним. Соответственно, начало нерестового хода в реки также смещалось на более раннее время. Анализ формирования экологии семги и кумжи показал, что нет основания считать рыб осеннего и весенне-летнего нерестового хода на севере их ареала и зимне-весеннего и осеннего на юге сезонными расами. Это единый нерестовый ход, временно прерванный зимним охлаждением или летним прогревом прибрежья и низовьев рек. В конце плиоцена в Тихом океане северные и южные популяции лососеобразных рыб были широко и надолго разобщены холодом. В результате изоляции они настолько дивергировали, что их следует рассматривать в качестве отдельных таксонов, а не сезонных рас.
В контексте новой вспышки численности дальневосточной сардины Sardinops melanostictus обсуждается межгодовая динамика интегральных показателей видовой структуры ихтиоцена верхней эпипелагиали тихоокеанских вод Курильских островов в 2019–2023 гг. Методом многомерного шкалирования показана обособленность траловых съемок 2004–2013 гг. — до периода массовой экспансии сюда субтропических мигрантов — дальневосточной сардины и японской скумбрии Scomber japonicus. В этот период по биомассе доминировали мезопелагические виды рыб сем. Myctophidae и Microstomatidae и горбуша Oncorhynchus gorbuscha. Начиная с 2014 г. и по настоящее время доминирующие позиции в исследуемом ихтиоцене «контролируют» 2 вида — дальневосточная сардина и японская скумбрия — с уменьшением роли скумбрии. За последние 5 лет мониторинга (2019–2023 гг.) видовая структура пелагического ихтиоцена тихоокеанских вод России не претерпела кардинальных изменений, но при этом усилилась тенденция неравномерности распределения общей ихтиомассы среди всех видов сообщества в пользу дальневосточной сардины. Достоверно (P < 0,05, t-критерий — 4,33) снизилось значение индекса полидоминантности (с 4,85 ± 0,44 в период 2004–2013 гг. до 2,37 ± 0,21 в 2019–2022 гг.) и выравненности (P < 0,05, t-критерий — 5,25) видовой структуры (с 0,41 ± 0,04 до 0,15 ± 0,02). Рост отечественного и зарубежного вылова дальневосточной сардины за последние 8 лет свидетельствует в пользу наступления периода ее «ренессанса» в начале XXI века.
Детальное исследование захода производителей ранней нерки в притоки Начикинского озера и последующего нереста показало, что процесс состоит из нескольких этапов: созревания производителей на глубине, сосредоточения больших скоплений в устьях основных притоков, захода небольших стай на короткие расстояния, движения значительных стай вверх, их разрежения, образования пар, нереста и гибели отнерестовавших рыб. Выявлено, что особенности этой популяции — в многолокусной задержке не готовых к нересту особей в речных ямах и ýловах и образовании хорошо видимых компактных скоплений, рассеивающихся по мере созревания рыб. В устьях притоков образуются другие долговременные скопления рыб, выбирающих в процессе хоминга путь дальнейшего движения на основе декодирования импринтинговой информации. В таких местах можно наблюдать процесс дифференциации производителей на отдельные стаи, идущие на нерест в разные места. Порядок заполнения нерестилищ в притоках обусловлен их спецификой и в целом имеет куполообразный характер. Для р. Табуретка до впадения в нее притоков характерен восходящий тренд, для самих же притоков свойственны нисходящие тренды. Приведены данные по заполнению притоков за последние пять лет. Максимальный вклад в общее воспроизводство ранней начикинской нерки вносят р. Табуретка — 41 % и ее приток р. Верхняя — 20 %, остальные — заметно ниже. На фоне деградации части нерестилищ из-за повышения антропогенной нагрузки становится актуальной задача сохранения всех имеющихся субпопуляций максимально продуктивными.
Охарактеризованы изменения нерестовой части популяции большерецкого кижуча в 1941–2023 гг. Анализ собранных данных позволил оценить долговременные тенденции важнейших биологических характеристик производителей: в частности, у возвращающихся рыб уменьшаются размеры, масса (за исключением массы самок поздней расы) и плодовитость. Проведены статистические сравнения биологических показателей рыб разных рас и пола за различные промежутки времени и между собой, а также их частотный анализ. Оценено влияние продолжительности пресноводного и морского нагула на размеры, массу и плодовитость особей. Доля кижуча в уловах лососей в бассейне р. Большой в 1941–2023 гг. достигала в среднем 19 %, что ставит его на второе место после горбуши. С 2007 по 2023 г. вылов и кратность воспроизводства кижуча превысили средние значения за предыдущий период (1972–2002 гг.) на порядок, а данные по пропуску в реку уменьшились в 3 раза (за счет недоучета заходов на нерест). Предложено повышение финансирования авиаучетов кижуча для увеличения их обширности, детальности и продолжительности, а также реконструкция пропуска на нерестилища на основе показателя кратности воспроизводства.
Обсуждаются вопросы запасов красной водоросли Ahnfeltia tobuchiensis (Kanno et Matsubara) и объемов ее штормовых выбросов в Охотском и Японском морях. Представлены данные по перспективным направлениям использования разных химических соединений анфельции в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
УСЛОВИЯ ОБИТАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ОБЪЕКТОВ
Описаны структура, количественные показатели, особенности распределения в озере, сезонная изменчивость и основные сообщества фитопланктона, зоопланктона и макрозообентоса оз. Благодатного (о. Итуруп, Курильские острова) в летний период 2021 г. Физиологическим методом рассчитана продукция планктона и макрозообентоса в рассматриваемый период, показаны энергетические связи между компонентами водного сообщества.
В результате обработки карт распределения биотических и косных параметров методом интерполяции получены репрезентативные выборки этих показателей, причем высокая степень соответствия реальных и модельных данных позволила использовать последние для корректного вычисления средней объясненной дисперсии (MEV) при помощи регрессионного анализа. Показано, что величина и структура изменчивости MEV зависят от силы внешнего воздействия, что доказывает возможность ее применения как меры суммарного влияния косных факторов. Среди множества вариантов вычисления показателя экологического стресса (ПЭС) наилучшие результаты при моделировании дает его определение выбором максимальной величины из всех вариантов корреляций индивидуальных плотностей поселения и биомасс таксонов с их суммарными для станций (проб) значениями. Данный способ является и наиболее биологически правдоподобным: донные животные, как и любые другие, весьма разнообразны по размерам и межвидовым связям, и необязательно, что их плотность сильно коррелирует именно с общей плотностью, а не с общей биомассой и наоборот. Результаты натурных исследований зависимости ПЭС от MEV подтверждены моделированием на основе виртуальных значений MEV, причем различия реальных и рассчитанных по моделям величин ПЭС статистически незначимы. Модели, полученные на основе виртуальных данных, характеризуются более широким диапазоном MEV и менее отчетливым перегибом модельной кривой при ее выходе на плато. Итоговая зависимость имеет S-образную форму, ее наибольшая кривизна приходится на 85,4 % MEV, а точка начала роста после достижения минимума (начало выхода модельной кривой на плато) — на 94,0 %, что соответствуют ПЭС в 15 и 36 %, причем изменения предиктора объясняют 93,9 % дисперсии предиката. Очевидно, указанные значения являются критическими для сообществ макрозообентоса, причем вычисление ПЭС на основе биологически более обоснованного способа позволило скорректировать величину второго критического уровня, определенную ранее в 30 %.
По данным экосистемных съемок (1986–2022 гг.) проанализирована многолетняя динамика кормовой базы нектона в глубоководных районах Берингова моря. Полученные результаты позволили выявить основные закономерности формирования состава и продукции органического вещества массовыми группами зоопланктона. Показано, что они зависят от климато-океанологических и биоценотических факторов. Климато-океанологический фактор является приоритетным и обусловливает влияние биоценотических факторов на зоопланктон. В качестве примера биоценотического воздействия рассматривается влияние хетогнат на копепод. Для 2020 и 2022 гг. оценены трофические характеристики наиболее массовых видов тихоокеанских лососей (кета Oncorhynchus keta и горбуша O. gorbuscha) и общий уровень потребления ими продукции зоопланктона. Сравнение продуктивности основных групп зоопланктона и их потребления позволило заключить, что тихоокеанские лососи используют в пищу незначительную долю сезонной продукции основных групп макропланктона. На основании этого сделан вывод о том, что пищевая конкуренция между лососями в глубоководных районах вряд ли возможна.
При исследовании содержания стойких хлорорганических пестицидов (ХОП) в морских млекопитающих Черного моря в 2018−2022 гг. выявлена статистически значимая зависимость уровней накопления от пола животных (самцы загрязнены больше, чем самки), а также от возрастной группы (взрослые и подростки загрязнены значительнее, чем детеныши и новорожденные). Важным фактором оказалось также место отбора ткани для анализа: в спинном жире ХОП накапливаются больше, чем в жире из хвостового стебля. В жировой ткани азовок и белобочек средние значения концентрации ХОП уменьшались в ряду p,p′-ДДЕ > β-ГХЦГ > p,p′-ДДД > p,p′-ДДТ, у афалины — p,p′-ДДЕ > p,p′-ДДД > β-ГХЦГ > p,p′-ДДТ. Самым распространенным и высококонцентрированным метаболитом оказался метаболит p,p′-ДДЕ. При этом концентрация p,p′-ДДД была заметно ниже, а значимые концентрации p,p′-ДДТ в тканях отмечались значительно реже всех остальных и находились в пределах самых низких значений среди всех метаболитов. Анализ изменений средних концентраций суммы метаболитов ДДТ в тканях азовок из литературных источников показал, что в настоящее время можно говорить о заметном снижении концентрации этих токсикантов.
Исследованы видовой состав, численность и биомасса фитопланктона на локальном полигоне восточной части зал. Анива с мая по октябрь 2018 г. Обнаружено 297 видов и внутривидовых таксонов микроводорослей из отделов Bacillariophyta, Chlorophyta, Cryptophyta, Dinophyta, Euglenophyta, Crysophyta. Среднедекадная численность по полигону варьировала в пределах 14,8–1024,7 тыс. кл./л, биомасса — 19,4–324,6 мг/м3. Отмечены два пика численности (в июне и октябре) и пять — биомассы (в мае, июне, сентябре и октябре). Основу численности весной и осенью формировали диатомовые водоросли, летом — жгутиковые. Зарегистрировано «цветение» потенциально-токсичных диатомовых водорослей рода Pseudo-nitzschia, что необходимо учитывать при планировании и организации хозяйств марикультуры.
АКВАКУЛЬТУРА
Впервые разработаны и успешно прошли испытания на практике инновационные индустриальные установка и способ, позволяющие выращивать дальневосточного трепанга Apostichopus japonicus от малька до товарных размеров на рыбоводных участках с незащищенными акваториями и неблагоприятными для обитания трепангов донными ландшафтами. Испытания проводились с осени 2018 г. до конца ноября 2023 г. Установка состояла из 5 донных вольеров 20 х 20 х 1 м (каждый занимал на дне рыбоводного участка площадь 400 м2, суммарно 2000 м2). За первые два года в вольерах сохранилось (выжило) 20,5 % от начального количества расселенной заводской молоди. В дальнейшем плотность трепангов в вольерах установки изменялась незначительно и до окончания эксперимента составляла в среднем 2,7 экз./м2. За последние три года выращивания трепанги прибавляли в среднем по 2,6 г в месяц, прирост массы тела зимой был в 3−4 раза меньше, чем летом. К концу эксперимента биомасса трепангов в вольерах установки составила 364,4 г/м2 при средней массе тела особи 143,9 г. Естественное ежегодное пополнение трепангов в вольерах за счет личинок из природного личиночного пула составило 6,9 %. Доля трепангов промыслового размера достигла 58,5 % по численности и 74,7 % по биомассе. Средняя масса тела трепангов промыслового размера (≥ 130 г) составила 183,6 г, их плотность в вольерах — 1,5 экз./м2, биомасса — 272,2 г/м2. В конце ноября 2023 г. из вольеров установки добыто 435 кг товарного трепанга.
Проведены сравнительные исследования состава кормовых добавок, полученных из рыбного сырья с использованием ферментолиза. Показано, что кормовые добавки, предлагаемые отечественными производителями, и ферментолизат «ТИНРО-60», произведенный биоконверсией в обоснованных условиях, близки по основным качественным показателям, используемым для характеристики их свойств, а также пригодны как источники белка, аминокислот, липидов и минеральных компонентов для питания мальков. Установлено, что по количеству биоактивных пептидов исследованные кормовые добавки близки к естественному корму мальков и в целом соответствуют данным, известным из литературы. Совокупность результатов исследования свидетельствует о возможности получения белковой добавки, сравнимой с известными, путем ферментолиза некондиционного рыбного сырья.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Представлены различные варианты регрессионных моделей для прогнозирования численности запасов (подход, возврат) горбуши Камчатского края. Исследованиями охвачен период наблюдений 1990–2023 гг. Проведенный анализ позволил определить наиболее подходящие и доступные климато-океанологические факторы, которые могут быть использованы в качестве предикторов для прогнозирования возвратов горбуши, — индекс Тихоокеанской декадной осцилляции (PDO), Западно-Тихоокеанский циклонический индекс (WP), индекс Арктической осцилляции (AO), аномалии температуры поверхности океана (aSST). На основе выявленных статистических закономерностей построены модели типа «запас–пополнение» с учетом климато-океанологических данных, позволяющие оценить потенциальную численность возвратов горбуши северо-восточной и западной Камчатки. Рассмотрены методы прогнозирования численности горбуши с использованием моделей «учет в море — возврат». Исходной информацией для моделирования связей послужили материалы осенних учетных траловых съемок ТИНРО в Беринговом и Охотском морях. Ряд наблюдений охватывает период 2012–2023 гг. Для определения численности западнокамчатской горбуши в бассейне Охотского моря использовали результаты генетической идентификации регионального состава молоди в смешанных траловых уловах. Все представленные модели имели достаточно высокий уровень коэффициентов детерминации. Однако для практического прогнозирования численности запасов горбуши Камчатского края необходимо применять несколько более простых моделей, чтобы определить общий тренд динамики полученных оценок, по причине недостаточно обобщающей способности полных моделей.
ISSN 2658-5510 (Online)