CC BY
40
2002
Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра
Том 130
О.Б.Фещенко
О МИГРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ТРЕСКИ ВОСТОЧНОБЕРИНГОВОМОРСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ
Треска Gadus macrocephalus - одна из основных промысловых рыб северной Пацифики. Наиболее многочисленна она в Беринговом море, где образует несколько самовоспроизводящихся популяций. Самой значительной из них является восточноберинговоморская (свыше половины общих запасов беринговоморской трески), репродуктивная часть ареала которой - континентальный склон между о-вами Прибылова и о.Унимак (Степаненко, 1995).
Вплоть до начала 80-х гг. преобладало мнение о слабой миграционной активности трески восточноберинговоморской популяции (Моисеев, 1960; Bakkala, 1984). В конце 1982 г. Аляскинский центр рыбохозяйствен-ных исследований начал осуществление программы ее мечения. По данным мечения было обнаружено наличие протяженных сезонных (весенне-летних) нагульных миграций в северо-западную часть моря (Shippen, 1986), делающих треску этой популяции доступной российскому рыболовному флоту. Собственно, такие миграции не являются исключительной чертой ее биологии, они присущи и другим рыбам юго-востока Берингова моря - минтаю, сельди, мойве, черному и стрелозубому палтусам, палтусовидной камбале, скатам, бычкам, ликодам и др. (Bakkala, 1993; Low, 1993).
Широко распространено мнение, что причиной этих миграций служит наличие благоприятных условий воспроизводства в юго-восточной части моря, а нагула - в северо-западной. Между тем они могут быть и следствием сезонных экосистемных перестроек. Факты, указывающие на это, получены в ходе совместного анализа межгодовой изменчивости ледовитости и распределения тресковых рыб юго-восточных популяций в апреле, когда происходит смена холодного сезона на теплый (Wyllie-Echeverria, Wooster, 1998). Было установлено, что в годы поздней перестройки (холодный тип года) граница льда располагается южнее апрельской нормы, а тресковые рыбы остаются в юго-восточной части моря. В годы ранней перестройки (теплый тип года), наоборот, граница льда располагается севернее и рыбы проникают далеко на северо-запад. Положение ледовой кромки исследователи связывают с господствующим направлением ветров над акваторией Берингова моря. Если весна поздняя, в апреле сохраняется зимний тип атмосферной циркуляции и господствуют ветры с северной составляющей, выгоняющие льды в южную часть моря. Если же весна ранняя и в апреле уже преобладает летний тип атмосферной циркуляции, господствуют ветры с южной составляющей, отжимающие льды на север.
Причем в относительно холодные годы в миграции принимают участие только особи старших поколений трески, а в сравнительно теп-
921
лые - и младшевозрастные (Степаненко, 1995). Таким образом, миграционная активность трески отличается значительной межгодовой изменчивостью. Поскольку треска достаточно эвритермна (о чем свидетельствует ее широкое распространение), вряд ли миграционную активность и термические условия связывает прямая причинно-следственная зависимость. Скорее всего, и то, и другое - независимые следствия некоей третьей переменной. Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего необходимо установить управляющий фактор самой миграции, а затем уже сравнить его межгодовую изменчивость с многолетней динамикой масштабов миграции восточноберинговоморской трески в северо-западную часть моря.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Основным методическим приемом исследований являлся совместный сравнительный анализ межгодовой изменчивости объемов миграции трески восточноберинговоморской популяции и некоторых параметров экосистемы Берингова моря. Для анализа привлекались:
- материалы донных траловых съемок, океанологических и гидрометеорологических наблюдений, осуществлявшихся ТИНРО-ТУРНИФ в Беринговом море с 1982 по 1991 г. (данные 9 экспедиций, архив ТИН-РО-центра);
- оценки биомассы трески, нагуливавшейся у американского побережья летом 1993-1997 гг., выполненные Аляскинским рыбохозяйствен-ным центром (Stok assessment ..., 1998);
- факсимильные карты приземного атмосферного давления над северо-западной частью Тихого океана и Беринговым морем летом 19931997 гг. (радиоцентр JMH японского метеорологического агентства, всего 450 листов, архив ТИНРО-центра).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Поскольку целью миграции в данном случае является нагул, ее управляющий фактор, вероятнее всего, связан с трофикой. Действительно, трудно предположить нечто другое, что выборочно воздействовало бы на младшевозрастные поколения трески разных лет, одних вынуждая вступать в миграцию, а других - нет. Ранее (Фещенко, 1996) нами было установлено, что наилучшие условия для питания треска находит там, где формируются концентрации планктона в придонном водном слое. Здесь же концентрируются мелкие планктоноядные нектонные и нектобентос-ные животные, служащий пищей треске (факультативному хищнику) наряду с планктоном. Донные организмы, включенные в детритную трофическую цепь, являются для нее менее предпочтительными объектами питания. На этот факт уже обращалось внимание исследователей (Моисеев, 1989). Придонные концентрации планктона обычно возникают в результате вертикального сжатия водного потока подводным препятствием (Лисицын, 1955; Савилов, 1957; Фещенко, 1996) и имеют механическую аккумулятивную природу (рис. 1). Чем мощнее поток и значительнее препятствие, тем выше аккумулятивная способность сжатия и соответственно крупнее и плотнее концентрация планктона.
Как правило, треска не опускается глубже верхнего отдела материкового склона, т.е. обитает в пределах поверхностных водных потоков. Поэтому обратимся к особенностям динамики вод на поверхности Берингова моря. Анализируя материалы океанологических съемок, выполненных на его акватории в двадцатом столетии, В.И.Радченко (1994)
922
выделяет два типа циркуляции. Собственный независимый анализ привел нас к сходным в главных чертах результатам (рис. 2, 3). При первом типе (А) наиболее мощный водный поток - Центрально-Берингово-морское течение - набегает на наиболее обширное подводное препятствие - верхний край материкового склона и шельф - в юго-восточной и северо-западной частях моря. Соответственно здесь и следует ожидать формирования двух самых крупных и плотных придонных концентраций планктона. При втором типе (Б) контакт Центрально-Берингово-морского течения с юго-восточным препятствием исчезает, а с северозападным осуществляется на более северном участке. Сравнение особенностей, различающих оба типа циркуляции, наводит на мысль о том, что один из них формируется под влиянием ветров северных румбов (тип А), а другой - южных (тип Б).
Рис. 1. Вертикальное сжатие водного потока подводным препятствием и положение ядра придонной концентрации планктона
Fig. 1. Vertical flow squeeze by bottom brow and location of plankton concentration core
Рис. 2. Основные черты циркуляции поверхностных вод Берингова моря, формируемые ветрами северных румбов (тип А), и участки набегания Центрально-Берингово-морского течения на прибрежные поднятия дна
Fig. 2. General aspects of Bering sea surface circulation under influence of northern winds (type A) and areas where Central Bering sea current run against the costal ascent of bottom
Чтобы проверить данное предположение, обратимся к материалам, собранным экспедициями ТИНРО-ТУРНИФ в прошлые десятилетия. Поскольку съемок всей акватории Берингова моря в этих экспедициях не проводилось, ограничимся съемками северо-западной и юго-восточной частей. Этого достаточно для определения типа циркуляции, если выполняются следующие условия. Во-первых, съемки в северо-западной части должны одновременно охватывать шельф корякского побережья и юг Анадырского залива, а в юго-восточной - район между о-вами Прибыло-ва и п-овом Аляска, включая Бристольский залив. Это позволяет провес-
923
ти гарантированную от ошибок и неясностей идентификацию типов циркуляции. Во-вторых, по каждой съемке должна быть рассчитана циркуляция вод и проведен одновременный анализ атмосферных процессов. Этим требованиям удовлетворяют материалы только шести экспедиций (табл. 1). Как видно из данных табл. 1, хотя ряд наблюдений и ограничен, они полностью подтверждают управляющую роль ветра в формировании того или иного типа циркуляции.
Рис. 3. Основные черты циркуляции поверхностных вод Берингова моря, формируемые ветрами южных румбов (тип Б), и участок набегания Цент-рально-Беринговоморского течения на прибрежное поднятие дна
Fig. 3. General aspects of Bering sea surface circulation under influence of northern winds (type Б) and areas where Central Bering sea current run against the costal ascent of bottom
Таблица 1
Тип циркуляции поверхностных вод Берингова моря и повторяемость ветров северных и южных румбов
Table 1
Types of Bering Sea surface water circulation, northern and southern rhumbs winds periodicity
Тип Повторяемость ветров, %
Год Месяц Судно циркуляции Северные Южные
румбы румбы
Северо-западная часть Берингова моря
1988 Июнь "Гиссар" Б 22,7 41,4
1990 Июнь "Шантар" Б 20,5 39,3
Юго-восточная часть Берингова моря
1988 Май "Дарвин" Б 34,1 45,9
1989 Май "Мыс Бабушкина" Б 34,5 39,5
1990 Апрель "Новокотовск" А 71,9 18,1
1991 Апрель "Новоульяновск" А 58,6 24,1
Ветры северных румбов господствуют над Беринговым морем в холодную половину года потому, что статистический центр Алеутской депрессии в это время тяготеет к п-ову Аляска. В теплую половину года он смещается в направлении Камчатки, чем обусловливает господство ветров южных румбов (Переведенцев др., 1994). Тем не менее зимой центр Алеутской депрессии может временно локализоваться у Камчатки, а летом - вблизи Аляски. Такая толерантность предопределяет межгодовую изменчивость повторяемости сезонных ветров. Эта изменчивость в свою очередь должна обусловливать межгодовые флюктуации повторяемости сезонных типов циркуляции поверхностных вод Берингова моря. Отсюда следует, что повторяемость ветров с южной составляющей в теплую половину года, возможно, является управляющим фактором масштабов миграции трески восточноберинговоморской популяции в северо-западную часть моря.
Исходя из этого гипотетически можно предположить следующий механизм ее нагульной миграции. Весной летний тип атмосферной циркуляции начинает чаще возникать над Беринговым морем. По мере того как увеличивается повторяемость южных ветров, циркуляция поверхностного водного слоя от типа А все чаще трансформируется к типу Б. При этом придонная концентрация планктона в юго-восточной части моря становится все менее плотной и стабильной. Условия для питания трески здесь постепенно ухудшаются. Наиболее активная и сильная старше-возрастная часть популяции начинает миграцию к тому участку азиатского берега, где вторая наиболее значимая концентрация пищевых организмов остается плотной и стабильной. При дальнейшем росте повторяемости южных ветров условия питания в юго-восточной части продолжают ухудшаться. К миграции подключается средневозрастная часть трески восточноберинговоморской популяции. После того как повторяемость южных ветров достигнет достаточно высоких значений, более инерционная водная среда уже не успевает полностью откликаться на кратковременное воздействие северных ветров. Тогда поверхностная циркуляция трансформируется от типа Б к типу А только до некоего промежуточного состояния и с возобновлением южных ветров вновь возвращается к типу Б. При этом контакт Центрально-Беринговоморс-кого течения с поднятием дна в юго-восточной части моря может прерваться полностью и младшевозрастная часть популяции тоже будет вынуждена мигрировать на северо-запад.
Безусловно, данная гипотеза, как и всякая другая, упрощает объясняемое явление. Но упрощение, судя по всему, касается его деталей, а не сути. О реалистичности такой гипотезы свидетельствует то, что сюда естественным образом вписываются известные факты, частично приведенные выше. Прежде всего, выделившиеся на рисунках места контакта Центрально-Беринговоморского течения с прибрежным поднятием дна, действительно, известны как основные традиционные районы промысла трески (хотя, разумеется, существуют и менее значимые промысловые участки, связанные с менее значительными ветвями циркуляции вод Берингова моря). Гипотеза объясняет совпадение сроков установления летнего типа атмосферной циркуляции и начала нагульной миграции тресковых рыб восточноберинговоморской группировки. Объяснение получает и отмеченная корреляция между термическим типом года и масштабом ее миграции. Действительно, под влиянием ветров южных румбов Центрально-Беринговоморское течение трансформируется из квазизонального (тип А) в квазимеридиональный поток (тип Б). При этом наблюдается повышенная адвекция тепла в северную часть бассейна Берингова моря. Очевидно, что чем выше среднемноголетнего значения установится повторяемость южных ветров, тем, с одной стороны, выше будет положительная аномалия температуры поверхности воды в северной части моря, а с другой - хуже условия нагула в его юго-восточной части. И наоборот, чем ниже повторяемость южных ветров, тем ниже будет отрицательная аномалия температуры и лучше условия нагула у американского побережья.
Оценив реалистичность гипотезы, приступим к ее проверке. Прежде всего убедимся в том, что смещения концентрации трески в северо-западной части моря согласуются с преобладающим направлением ветра так же, как и в юго-восточной. Для этого воспользуемся результатами донных траловых съемок, выполнявшихся в этой части моря в предыдущие годы. Критерием выборки, как и раньше, должен оставаться охват съемкой всего
925
шельфа корякского побережья и юга Анадырского залива. Этому критерию удовлетворяют данные только четырех экспедиций (табл. 2).
Таблица 2
Положение концентрации трески в северо-западной части Берингова моря и повторяемость ветров северных и южных румбов
Table 2
Locations of cod concentrations on the north-western Bering Sea, northern and southern rhumbs winds periodicity
Положение Повторяемость ветров, %
Год Месяц Судно согласно типу Северные Южные
циркуляции румбы румбы
1982 Август СРТМ 8-459 Нет 34,7 36,3
1990 Июль "Новокотовск" А 38,4 28,3
1990 Август- "Профессор
сентябрь Леванидов" А 57,0 36,0
1991 Июль "Млечный Путь"
и "Новоульяновск" Б 20,0 30,0
Практически равная повторяемость ветров северных и южных румбов в августе 1982 г. явно не позволяла циркуляции вод оставаться в том или ином типичном состоянии. Это должно было привести к хаоти-зации, ослаблению водных потоков и, как результат, преимущественно рассредоточенному состоянию трески. Действительно, СРТМ 8-459, выполнявший в это время донную траловую съемку в северо-западной части Берингова моря, не обнаружил скоплений трески ни у корякского побережья, ни в районе мыса Наварин. Три другие съемки в условиях отчетливого преобладания ветров северных или южных румбов в самом деле зафиксировали наличие наиболее плотных концентраций там, где они и предполагаются в соответствующих ситуациях (рис. 2, 3).
Чтобы проверить зависимость масштабов миграции от устойчивости летнего типа циркуляции атмосферы, сравним межгодовую изменчивость повторяемости южных ветров над акваторией Берингова моря и биомассы трески, нагуливавшейся в его юго-восточной части (табл. 3).
Таблица 3
Межгодовая динамика повторяемости южных ветров над Беринговым морем и биомассы трески, нагуливавшейся в его восточной части летом 1993-1997 гг.
Table 3
Annual dynamics of northern and southern winds periodicity over the Bering Sea and cod biomass on the eastern Bering Sea in the summer 1993-1997
Фактор 1993 1994 1995 1996 1997 Коэффициент корреляции
Повторяемость ветров, % Биомасса трески, млн т 22,1 0,96 13,1 1,37 18,8 1,00 13,6 0,89 27,3 0,60 -0,76
Для расчета повторяемости южных ветров воспользуемся факсимильными картами приземного анализа за соответствующий период 19931997 гг. В теплое полугодие эти ветры наблюдаются над той или иной частью Берингова моря практически постоянно, но их влияние не всегда можно расценить как определяющее для всей акватории. Во избежание возможных ошибок учитывать будем только ситуации, когда генеральный перенос воздушных масс с юга на север осуществлялся практически над всей водной поверхностью.
Оценки биомассы трески, нагуливающейся в восточной части Берингова моря, осуществляются Аляскинским центром рыбохозяйствен-ных исследований и публикуются в его ежегодных отчетах (Stock assessment ..., 1998).
Повышенная повторяемость южных ветров отмечалась в начале и в конце анализируемого периода. При этом минимальное и максимальное значения различались примерно в два раза. Изменение биомассы трески имело противоположную динамику. Причем минимальное и максимальное значения также различались примерно вдвое. Поскольку треске, как длинноцикловому виду, не свойственны столь значительные естественные колебания численности (Степаненко, 1995), они могут объясняться либо межгодовой изменчивостью объемов миграции, либо влиянием промыслового пресса. Последнее маловероятно, так как промыслом из этой популяции изымается даже меньше, чем допускает его рациональная эксплуатация (Stock assessment ..., 1998). Тогда единственным объяснением остается межгодовая изменчивость масштабов нагульной миграции. Об этом же свидетельствует достаточно высокий коэффициент корреляции между динамикой повторяемости южных ветров и биомассой трески, остающейся для нагула у американского побережья. Заметим, что из общей тенденции выпадает 1996 г., когда в условиях сравнительно малой повторяемости южных ветров наблюдалась относительно низкая биомасса трески. Вероятно, это связано с аномальным развитием атмосферных процессов над северной Пацификой в данном году (Фещенко, наст. сб.), хотя нельзя исключать и проявления временных факторов совершенно иной природы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предпосылкой нагульной миграции трески служит свойственное ей в этот период стремление в высоко кормные районы для активного пополнения энергетических ресурсов, а управляющим фактором, судя по всему, - сезонные изменения атмосферной циркуляции над Беринговым морем. Воздействие управляющего фактора осуществляется опосредованно по цепочке причинно-следственных связей (от одного элемента экосистемы к другому). Масштабы сезонной перестройки экосистемы, а следовательно и миграционная активность трески, определяются устойчивостью летнего типа циркуляции. Поскольку здесь задействованы дальние связи, сбои в системе неизбежны. Установление их частоты, характера и причин требует специального изучения.
ЛИТЕРАТУРА
Лисицын А.П. Атмосферная и водная взвесь как исходный материал для образования морских осадков // Тр. ИОАН СССР. - 1955. - Т. 13. - С. 9-17.
Моисеев П.А. Поведение тихоокеанской трески в различных зоогеогра-фических регионах // Зоол. журн. - 1960. - Т. 39, вып. 4. - С. 558-562.
Моисеев П.А. Биологические ресурсы Мирового океана. - М.: Агропром-издат, 1989. - 368 с.
Переведенцев Ю.П., Исмагилов Н.В., Шанталинский К.М. Центры действия атмосферы и их взаимосвязь с макроциркуляционными процессами северного полушария // Метеорол. и гидрол. - 1994. - № 3. - С. 43-51.
Радченко В.И. Состав, структура и динамика нектонного сообщества эпипелагиали Берингова моря: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Владивосток: ДВО РАН, ИБМ, 1994. - 24 с.
Савилов А.И. Биологический облик группировок донной фауны Охотского моря // Тр. ИОАН СССР. - 1957. - Т. 20. - С. 88-170.
927
Степаненко М.А. Распределение, поведение и численность тихоокеанской трески Gadus macrocephalus в Беринговом море // Вопр. ихтиол. -1995. - Т. 35, № 1. - С. 53-59.
Фещенко О.Б. О закономерностях формирования концентраций рыбами Анадырского залива / ТИНРО. - Владивосток, 1996. - 28 с. Деп. во ВНИЭРХ, № 1290-рх96.
Фещенко О.Б. О принципах формирования горбушей анадромных миграционных потоков // Наст. сб.
Bakkala R.G. Pacific cod of the eastern Bering sea // Bull. INPFC. -1984. - № 2. - P. 370-418.
Bakkala R.G. Structure and historical changes in the groundfish complex of the eastern Bering Sea // NOAA Tech. Rept. NMFS. - 1993. - № 114. - P. 1-91.
Low Loh-Lee. Status of living marine resources off Alaska // U.S. Dep. Commer. NOAA Tech. Memo. NMFS-AFSC. - 1993. - № 27. - P. 1-110.
Shippen H. The movement and growth of pacific cod // Quarterly report NWAFC, 1986. - P. 21-22.
Stock assessment and fishery evalution report for the groundfish resources of the Bering sea / Aleutian islands region. 1997. - North Pacific Management Council. - Anchorage, 1998. - 561 p.
Wyllie-Echeverria T., Wooster W.S. Year-to-year variations in Bering sea ice cover and some consequences for fish distributions // Fish. Oceanogr. -1998. - Vol. 7, № 2. - P. 159-170.
Поступила в редакцию 26.11.01 г.
