CC BY
30
Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра 2001 Том 128
А.В.Николаев, М.А.Степаненко
СОСТОЯНИЕ РЕСУРСОВ,
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОСТОЧНОБЕРИНГОВОМОРСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ МИНТАЯ (THERAGRA CHALCOGRAMMA)
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АКУСТИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ ЛЕТОМ 1999 Г.
В Беринговом море, по сложившимся к концу 90-х гг. представлениям, существуют две большие самовоспроизводящиеся популяции минтая: восточно- и западноберинговоморская. Воспроизводство минтая запад — ноберинговоморской популяции происходит в Олюторском заливе и прилегающих водах. Основные районы нереста минтая восточноберин — говоморской популяции находятся на восточноберинговоморском шельфе и у Алеутских островов. В отдельные, главным образом теплые, годы относительно значительный нерест минтая восточноберинговоморской по — пуляции может быть и на северо-западном шельфе (Brodeur et al., 1998).
Распространение, протяженность сезонных миграций и степень сме — шиваемости минтая обеих популяций в нагульный период зависят от их общей численности, возрастного состава и фоновых условий. В годы высокой численности минтай обеих популяций широко распространен как у корякского побережья в наваринском районе, так и открытых водах Командорской и Алеутской котловин. Такая ситуация отмечалась в конце 80-х гг., когда биомасса восточноберинговоморской популяции достигала 12—14 млн.т, а западноберинговоморской — 2,0 — 2,5 млн.т (Bakkala, 1993; Степаненко, 1997).
К середине 90-х гг., после исторического пика численности и биомассы минтая в Беринговом море в 80-е гг., биомасса восточноберинго — воморской популяции уменьшилась до 6,0 — 7,0 млн.т, а западноберинго — воморской — до 0,4 — 0,5 млн.т, их ареалы, в том числе в западной и северо-западной части моря, значительно сократились.
Минтай восточноберинговоморской популяции при уровне чис — ленности, близком к среднему, что наблюдалось в конце 90-х гг., в летний период распространяется по шельфовой зоне и прилегающему континентальному склону на северо-запад в относительно большом количестве до 176000'— 178000' в.д. Значительная часть минтая западноберин — говоморской популяции в летний период мигрирует на северо-восток до 175000'— 176000' в.д. Шельф и континентальный склон у северной части корякского побережья можно рассматривать как зону смешения минтая обеих популяций. Масштаб посленерестовых миграций минтая обеих популяций в глубоководные котловины Берингова моря в настоящее время очень небольшой.
Во второй половине 90-х гг. произошли значительные изменения в океанологической ситуации в Беринговом море, в том числе аномального характера, что вызывало определенные изменения в поведении гидро-бионтов и экосистемы в целом. Общее направление, степень и устойчивость изменчивости океанологических условий в настоящее время во многом еще не ясны и очевидны лишь некоторые её внешние проявления. Ряд признаков свидетельствует о том, что в 1997-1999 гг. произошел сдвиг океанологических условий к очередному двадцатилетнему холодному периоду. Названные изменения могут существенно сказаться на поведении и воспроизводстве минтая.
Биомасса и численность минтая в Беринговом море ежегодно оцениваются по результатам стандартизованных эхоинтеграционных (акустических) и донных траловых съемок во всем ареале, т.е. в зонах России и США. В российской зоне Берингова моря учетные съемки проводились с относительно регулярной последовательностью в 80-е гг. и затем, после перерыва в начале 90-х гг., возобновлены и в полном объеме стали производиться ежегодно начиная с 1996 г.
Материал и методика
Акустическая съемка для определения численности и биомассы минтая, сбора биологических и океанологических данных летом 1999 г. проведена на борту научно-исследовательского судна Аляскинского центра рыбохозяйственных исследований США "Миллер Фримен" с 12 июня по 29 июля в восточной части Берингова моря (зона США). Съемка проведена в два этапа: первый - в юго-восточной части моря, от п-ова Аляска до района Прибыловских островов в период с 12 июня по 2 июля, второй
- в районе от Прибыловских островов до конвенционной линии в период с 8 по 29 июля (рис. 1).
Регистрация, накопление и первичная обработка акустических измерений производились с использованием научного эхолота ЕК-500 с рабочими частотами 38 и 120 кГц и программы BI-500 в среде UNIX. Съем и накопление акустических измерений выполнялись с использованием программных средств BI-500/SIMRAD на платформе рабочей станции SUN с накопителями на магнитооптических дисках емкостью 1,2 Гбайт и магнитной ленте емкостью 5,0 Гбайт.
Вторичная обработка данных для получения количественных характеристик обилия и пространственного распределения минтая производилась раздельно с использованием программных средств BI-500/ Oracle (Аляскинский рыбохозяйственный центр) и FAMAS/Access (ТИН-РО-центр). С этой целью на борту судна использовались вычислительный комплекс в составе Notebook Pentium-110, устройства записи на магнитооптический диск с набором сменных дисков емкостью 2,6 Гбайт и программного обеспечения FAMAS, подключенный к локальной компьютерной сети акустической лаборатории и судна. В процессе съемки проводилось накопление акустических данных на частоте 38 кГц на магнитооптических дисках с последующей вторичной обработкой акустических данных, расчетом оценок биомассы и численности минтая, характеристик пространственного распределения скоплений.
Навигационное сопровождение комплекса осуществлялось с использованием системы спутникового позиционирования GPS. Для ведения интегрированной базы данных акустических измерений, обеспечения средств информационных запросов, обработки и анализа результатов акустических измерений, отображения выходных форм, подготовки
189
отчетов и т.д. использовался сервер на платформе рабочей станции SUN с программными продуктами Oracle и ArcView GIS v. 3.0.
180 175 170 165 160
о
Longitude ( W)
Рис. 1. Схема расположения траловых станций на галсах эхоинтеграционной съемки НИС “Миллер Фримен" в июне-августе 1999 г.
Fig. 1. Transects during the 1999 R/V "Miller Freeman" echo integration survey and trawl hauls location in June — August, 1999
Съемка производилась по стандартной методике (Simmonds et al., 1992) на серии параллельных галсов, с расстоянием между ними 20 миль. Галсы начинались от верхней части континентального склона и продолжались на шельфе до полного оконтуривания скоплений минтая. Скорость судна во время съемки составляла 11,0—12,5 уз при благоприятной погоде. Съемка производилась только в светлое время суток, чтобы уменьшить влияние суточных миграций объекта на результаты, а также обеспечить совместимость результатов акустической и траловой съемки, проводимой в аналогичном режиме.
Во время движения по галсовому маршруту производилась непрерывная регистрация акустических измерений. Для идентификации акустических изображений и определения шкалы акустического индекса оби -лия при переходе к абсолютным измерениям численности и биомассы проводились контрольные пелагические, а при необходимости - отдельные донные траления. Контрольные траления для определения видового состава гидробионтов, размерного состава минтая и взятия биологических проб выполнялись в местах смены характера акустических изображений вне зависимости от времени суток. Корректное выполнение данного элемента акустической съемки имеет важное значение
190
при последующей стратификации района съемки, оценке численности и биомассы.
Контрольные траления (рис. 1) проводились в пелагиали алеутским тралом (вертикальное раскрытие 20-25 м, горизонтальное 22-23 м), а в придонном слое — стандартным донным тралом 83/112 м с мягким грун-тропом и вертикальным раскрытием 3 м. Все тралы имели мелкоячейную вставку (20 мм) в кутцевой части. Облов сеголеток минтая и планктона производился мальковыми тралами Мариновича и Метота. Все уловы разбирали по видовому составу в количественом и весовом выражении. У минтая собирали чешую и отолиты для лаборатории ТИНРО-центра и отолиты для Аляскинского центра для последующего определения возраста. Кроме того, из каждого улова брали пробу около 250-300 экз. для определения размерного, полового состава, весовых характеристик, стадий зрелости гонад, питания.
Данные по температурным профилям собирались на тралениях зондом МВТ, в некоторых районах зондом CTD, анализировались также карты поверхностной температуры, принимаемые из гидрометеоцентра о.Кадьяк.
Интерактивная система FAMAS (Fisheries Acoustic Monitoring & Analyses System) предназначена для решения широкого класса задач прогнозирования и диагностики морских гидрофизических и биологических объектов в области акустической океанографии и промысловой гидроакустики, в том числе оценки пространственного распределения и обилия гидробионтов как элемента системы акустического мониторинга среды и морских объектов. Она устанавливается на платформе IBM PC или программно совместимого компьютера с операционной системой Windows-95/98.
Учитывая, что в процессе акустических съемок накапливаются большие массивы данных, при практическом использовании системы в режиме съема данных в реальном масштабе времени минимальная конфигурация системы должна быть расширена, например, накопителями на магнитооптических дисках или магнитной ленте, а также накопителями на жёстких дисках большой ёмкости.
Пользовательский интефейс системы позволяет осуществлять удаленный доступ для установки параметров ЕК-500. Накапливаемые данные сопровождаются информацией о движении судна, рейсе, параметрах обработки, видах рыб и т.д. Основная программа вторичной обработки воспроизводит на экране монитора эхограмму, соответствующую обрабатываемому файлу данных. Редактируемые линии слоев позволяют оконтуривать необходимые области в пределах эхограммы. Результаты обработки сохраняются в файлах, доступных для обработки в Excel, Surfer и других программах.
Система FAMAS является программным продуктом, основывающемся на используемых в мировой практике стандартах. Передача данных по Ethernet LAN (Local Area Network) базируется на протоколе TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol). Использование Ethernet протокола для обмена данными позволяет принимать и аккумулировать большие массивы данных в реальном масштабе времени, обеспечивая при этом элементы оперативной обработки данных. В качестве реляционной базы данных используется Microsoft Access.
На нынешнем уровне реализации система FAMAS обеспечивает выполнение следующих основных функций:
- визуализации, сбора и накопления акустических измерений в реальном масштабе времени;
- вторичной обработки и анализа акустических изображений;
- организации и ведения базы данных акустических и биологических измерений.
Система FAMAS обеспечивает пользователю ряд дополнительных возможностей: дистанционный контроль и управление установками ЕК-500; компрессию регистрируемых данных с последующей обработкой без режима реархивации; конвертирование данных из форматов EY/ EP-500 в формат данных BI-500 и наоборот; контроль состояния таблиц базы данных, текущих навигационных данных, списка принимаемых телеграмм формата NMEA 1803; ведение галсового маршрута судна, файла текущих событий.
Технология обработки акустических данных строилась на принципе детальной стратификации района работ с учетом размерного состава регистрируемых скоплений минтая. В основе такого подхода лежат следующие посылки:
- акустическое изображение скопления достаточно адекватно отображает пространственное распределение и поведение скопления на определенном участке пути в определенный интервал времени суток;
- изменение вида акустического изображения служит индикатором смены поведения и, возможно, размерно-массовых характеристик рыбы и подлежит проверке контрольным тралением;
- в случае наличия записей объекта в разных горизонтах глубины контрольные траления выполняются для идентификации каждого типа скоплений раздельно.
По мере поступления акустических данных в ходе съемки проводился эмпирический анализ эхограмм, учитывающий характер поведения объекта, тип распределения силы цели, результаты контрольного облова, опыт предшествующих работ в данном районе и др. В результате перманентно проводимого анализа акустической ситуации выделяются участки пути на галсах акустической съемки, соответствующие характерному акустическому описанию скопления с определенным размерным составом, подтверждаемым результатами контрольного траления на данном скоплении. В последующем такой участок пути называется стратой, а соответствующий ей размерно-частотный ряд - размерно-частотным ключом, которые в дальнейшем используются при расчете численности и биомассы идентифицированного скопления на данном отрезке акустического галса.
По завершении процедуры выделения страт в базе данных пополняется ряд таблиц с границами страт, трансектов, размерно-частотными рядами и др. В системе постпроцессорной обработки выбираются необходимые фрагменты эхограмм. Из обработки исключаются акустические изображения, связанные с уходом с галса и выполнением контрольных тралений.
В пределах анализируемого акустического изображения выделяется слой (область), соответствующий изображению обрабатываемого скопления, и производится расчет относительной плотности, биомассы, численности, распределения биомассы и численности по размерному ряду с учетом предварительно определенной длины интервала интегрирования, заданного шага по глубине и расстояния между трансектами. В ходе данной съемки при обработке использовался шаг по глубине 5 м и 0,5 мили по ходу судна.
Результаты обработки записываются в файлы, доступные для последующей обработки в системе Excel. При интегрировании использовался порог по уровню объемного рассеяния, равный -70 dB, а для расчета
192
силы цели минтая — выражение TS = 20log(L)-66 (Traynor, 1996). Индивидуальная масса объекта в зависимости от длины рассчитана по общеизвестному численному выражению с использованием коэффициентов, определяемых в ходе рейса по размерно-весовым рядам из контрольных тралений. Алгоритм перехода от относительной плотности скоплений к абсолютной в виде численности и биомассы подробно изложен ранее (MacLennan et Simmonds, 1992).
Таким образом, в результате последовательной обработки данных формируются следующие акустические оценки скоплений: акустический индекс обилия (Sa), интегральная численность и биомасса, численность и биомасса по размерному ряду вдоль трансектов с шагом 0,5 мили и с шагом 5 м по глубине в пределах выделенных слоев с учетом межгал-сового расстояния. Суммарная численность и биомасса для трансекта (или некоторого района в целом) получается как сумма оценок на обработанных участках пути и не интерполируется на площади, где отсутствовали эхозаписи минтая. Для расчета распределения биомассы и численности минтая по возрастному ряду использовался размерно-возрастной ключ для наваринско-анадырского района, полученный по результатам рейса НИС "Профессор Кагановский" в августе-октябре 1998 г. Результаты обработки хранятся в виде файлов определенной структуры и таблиц базы данных.
Фоновые условия
Океанологические условия в Беринговом море в последние несколько лет характеризуются большой межгодовой изменчивостью, что характерно и для всей северной части Тихого океана. Предположительно это связано с очередным сдвигом климато-океанологических условий в сторону похолодания и наступлением нового холодного периода, аналогично тому, что наблюдался до 1976-1977 гг. (Stabeno, 1999). По температурным условиям 1996-1997 гг. были аномально теплыми, что подтверждается и распространением льда. Северо-западная часть моря была закрыта льдом в эти годы на очень короткий промежуток времени - с конца января по середину апреля.
Резкий переход от теплого периода к аномально холодному произошел в конце 1997 г. Распространение льда зимой 1997/98 г. было одним из самых больших за последние двадцать лет, начиная с 1976 г. Южная его кромка достигала в феврале 55о30' с.ш. в Бристольском заливе. В северо-западной части моря ледовый покров существовал с середины января до начала июня. Известно, что переход от теплых условий к холодным в Беринговом море может происходить очень быстро и связан с изменением положения Алеутского минимума атмосферного давления (Niebauer, Day, 1989; Brodeur et al., 1998).
Гидрометеорологические условия зимнего периода 1999 г., в отличие от 1998, были близкими к среднемноголетним показателям. Южная граница распространения льда в конце января - начале февраля 1999 г. располагалась на 60-90 миль севернее, чем в аналогичный период 1998 г. Самое южное положение кромки льда отмечалось на 57о30' с.ш. Однако некоторые признаки свидетельствуют о том, что водообмен между бассейном Берингова моря и прилегающими районами Тихого океана был очень небольшим. Например, в восточной части Бристольского залива, непосредственно прилегающей к п-ову Аляска, граница льда находилась южнее, чем в холодном 1998 г. - около 55о50' с.ш. Распространение относительно теплых тихоокеанских вод прослеживалось только до 56о00'-56о30' с.ш. Всё это свидетельствует о слабом притоке тихооке-
193
анских вод через восточноалеутские проливы (Takizawal 1997). Очень обширная зона холодных вод с поверхностной температурой, близкой к 0 оС, отмечалась в феврале в западной части Берингова моря и у восточной Камчатки. Тенденция быстрого выхолаживания вод в этом регионе была отмечена уже в октябре 1998 г.
Медленное разрушение ледового покрова в весенний период и замедленный прогрев вод в начале лета, вероятно, явились следствием очень слабого поступления в Берингово море тихоокеанских вод через алеутские проливы и в начале летнего периода. Несмотря на то что северозападная часть моря (наваринский район) уже в конце апреля - начале мая временно освобождались от льда после прохождения циклонов, таяние его на всей акватории шло очень медленно. Северо-западный шельф периодически закрывался дрейфующими льдами до конца мая, так же как и северная часть Бристольского залива. Еще в конце второй декады июня значительная часть Анадырского залива (западная), большая часть зал. Нортон с прилегающими водами до о.Нунивак были закрыты льдом. Полное освобождение их ото льда произошло в первой половине третьей декады июня.
Весь северный шельф (севернее 60о00' с.ш.) и восточную часть Бристольского залива до середины июня занимала холодная вода с температурой поверхностного слоя около 0 оС. В этот период относительно небольшой участок шельфа, прилегающий с северо-запада к Прибылов-ским островам (между 57 и 60о с.ш.) занимала относительно теплая вода центральноберинговоморского происхождения с поверхностной температурой 1-3 оС.
На большей части акватории юго-восточной части Берингова моря в июне-июле термоклин залегал на глубине 20-30 м. Более глубокие слои занимала вода с однородной температурной характеристикой до самого придонного слоя.
В южной, прилегающей к Алеутской котловине части юго-восточного шельфа температура воды в придонном слое составляла 2,6 — 4,7 оС. На шельфе, непосредственно прилегающем с востока к Прибыловским островам, температура воды в придонном слое была ниже, большей частью 2,2 — 3,1 оС. Значительную часть акватории среднего и внутреннего шельфа восточной части Берингова моря в июне-июле занимала вода с отрицательной температурой по всему слою, кроме тонкого верхнего слоя (рис. 2, 3). Влияние поступления относительно теплых тихоокеанских вод отмечалось в значительной степени только в прилегающей к Алеутской котловине юго-восточной части шельфа.
По предварительным данным, весенне-летние гидрологические процессы в Беринговом море, особенно в северной части, задержались более чем на месяц по сравнению со среднемноголетними календарными сроками.
Интенсивный прогрев вод в поверхностном слое на большей части шельфовой акватории Берингова моря начался только с середины июня. Во второй половине июня несколько увеличился и приток тихоокеанских вод через восточноалеутские проливы. В восточной части моря температура воды в поверхностном слое увеличилась до 3-5 оС и в северозападной - до 2-3 оС к началу третьей декады июня. Несколько усилилось центральноберинговоморское течение, хотя центральная его ветвь еще не была хорошо выражена.
В конце июня появилась тенденция смещения фронтальной зоны в поверхностном слое в восточном направлении на внутренний шельф. Алеутскую котловину и большую часть восточноберинговоморского
194
Рис. 2. Распределение температуры воды в горизонте траления (пела — гические и донные тралы) на восточноберингово— морском шельфе в июне — июле 1999 г.
Fig. 2. Temperature distribution in trawl hauls layer in the eastern Bering Sea in June—July, 1999
шельфа заняли водные массы с однородной поверхностной температурой 3-4 оС.
Рис. 3. Изменение темпе — ратуры воды на горизонтах контрольных трале — ний в широтном и меридиональном направлении на восточноберин — говоморском шельфе в июне — июле 1999 г.
Fig. 3. Latitudinal and longitudinal variability of temperature in the eastern Bering Sea in June-July, 1999
В начале июля температура поверхностного слоя воды в Бристольском заливе, прибрежном восточноберинговоморском и северо-западном шельфе повысилась в результате летнего прогрева до 5-6 оС. Однако центральную часть восточноберинговоморского шельфа (57-61° с.ш.) и прилегающую Алеутскую котловину по-прежнему занимали относительно холодные воды с поверхностной температурой 3-4 оС. Фронтальная зона проходила в северо-западной части моря в районе 60-61о с.ш.
Результаты тралово-акустической съёмки 1999 г.
Численность и биомасса восточноберинговоморской популяции последовательно уменьшались начиная с конца 80-х гг. вплоть до 1997 г. (табл. 1). Вылов минтая восточноберинговоморской популяции к сере-
196
дине 90-х гг. также снизился до уровня 1,5 — 1,7 млн.т. В 1996 г. он начал вновь увеличиваться за счет интенсификации промысла в северозападной части моря (табл. 2). Уровень эксплуатации минтая восточ — ноберинговоморской популяции за последний десятилетний период находился практически в пределах 30 %, и межгодовые изменения численности и биомассы обусловлены главным образом естественными при — чинами. В зоне США ОДУ и ежегодные уловы продолжали уменьшаться и в конце 90-х гг., несмотря на рост пополнения, из-за предположения о возможном негативном воздействии вылова минтая на популяцию сивучей и других морских млекопитающих в Беринговом море.
Таблица 1
Биомасса восточноберинговоморской популяции минтая в 1979—1999 гг.
(по оценкам в зоне США), млн.т
Table 1
Eastern Bering Sea pollock biomass (in US EEZ) in 1979—1999, mln.t
Год Донная, шельф Данные Трал.-акуст., шельф съемок Трал.-акуст., о.Богослова Суммарная биомасса Моделирование Когортный Синтетическая анализ модель
1979 2,00 1,550 - 3,55 4,506 4,07
1980 0,99 - - - 6,756 5,05
1981 2,27 - - - 10,627 8,59
1982 3,54 4,640 - 8,18 12,029 10,46
1983 4,81 - - - 13,165 11,86
1984 3,96 - - - 12,868 11,81
1985 4,36 5,450 - 9,82 14,232 13,37
1986 4,31 - - - 12,954 13,03
1987 5,03 - - - 13,108 13,25
1988 5,94 4,160 2,400 12,50 11,968 12,44
1989 4,78 - 2,100 - 10,020 10,82
1990 7,70 - - - 7,960 8,82
1991 5,10 1,400 1,300 7,80 6,660 6,91
1992 4,30 - 0,980 - 8,470 7,84
1993 5,50 - 0,680 - 8,600 7,86
1994 4,98 2,760 0,540 8,28 8,080 7,17
1995 5,41 - 1,020 - 7,570 7,67
1996 3,20 2,239 0,682 6,12 7,100 6,63
1997 3,03 2,590 0,390 6,01 5,710 5,30
1998 2,21 - 0,490 - 5,960 5,13
1999 3,57 3,290 0,480 7,34 7,500 -
Биомасса минтая на восточноберинговоморском шельфе и в нава-ринском районе в летне-осенний период, как правило, изменяется пропорционально. При появлении в популяции много- или среднечисленных поколений обычно увеличивается масштаб миграций его в северозападную часть моря в летне-осенний период. Донные траловые и тралово-акустические съемки, которые в 90-е гг. иногда проводились одновременно на всей акватории Берингова моря, показали, что в среднем около 86 % годовиков и 84 % 2-годовиков в летне-осенний период обитает на восточноберинговоморском шельфе, а остальная, меньшая, часть - в наваринском районе. Названное соотношение относительно стабильно, хотя в отдельные годы могут быть значительные отклонения. В холодные по гидрологическим показателям годы масштаб миграций молоди в северо-западную часть моря уменьшается и значительно большая ее часть обитает во все сезоны в восточной части моря.
В абсолютном выражении масштаб распространения минтая разных возрастных групп на северо-западный шельф в летне-осенний пе-
197
риод при океанологических условиях, близких к среднемноголетним, зависит от численности разновозрастных поколений. По данным донных и тралово-акустических съемок, проведенных в последние годы, численность минтая восточноберинговоморской популяции значительно увеличилась во второй половине 90-х гг. в основном за счет многочисленного поколения 1996 г., а также двух среднечисленных поколений 1995 и 1997 гг.
Таблица 2
Улов восточноберинговоморской популяции минтая в 1984-1999 гг., тыс.т
Table 2
Eastern Bering Sea pollock catch in 1984-1999, ths.t
Год Вост.-беринг. О.Богослова Наваринский Алеутская Алеутские Всего
шельф, склон район котловина острова
1984 1092,05 - 503,0 181,20 81,80 1858,0
1985 1139,67 - 488,0 363,40 58,70 2049,8
1986 1141,99 - 570,0 1039,00 46,60 2797,6
1987 859,41 377,40 463,0 1326,30 28,70 3054,8
1988 1228,72 87,80 852,0 1395,90 30,00 3594,4
1989 1229,60 36,00 684,0 1447,60 15,50 3412,7
1990 1455,19 151,60 232,0 917,40 79,00 2835,2
1991 1217,30 264,70 178,0 293,40 78,60 2037,3
1992 1164,44 0,160 315,0 10,00 48,70 1538,3
1993 1326,60 0,886 389,0 1,95 57,10 1775,4
1994 1363,45 0,566 178,0 - 58,60 1600,6
1995 1262,76 0,264 320,0 - 64,40 1647,4
1996 1192,77 0,387 700,8 - 29,06 1922,2
1997 1124,59 0,168 680,0 - 25,94 1830,6
1998 1101,16 0,136 643,6 - 23,82 1768,7
1999 992,00 0,111 632,7 - 1,00 1625,8
В летний период 1999 г. численность поколения 1996 г., по данным тралово-акустической съемки в зоне США, составила 35 % общей численности минтая и 28 % его общей биомассы, или в абсолютном выражении около 1,13 млн.т. Его биомасса сравнима с биомассой многочисленного поколения 1982 г. в аналогичном возрасте (1,37 млн.т). Среднечисленные поколения 1995 и 1997 гг. составляют в сумме 32,4 % общей численности и 18,5 % общей биомассы популяции (рис. 4). Иными словами, в 1999 г. три поколения (1995-1997 гг.) составляли почти половину (46,5 %) общей биомассы минтая, учтенного в летний период на восточноберин-говоморском шельфе стандартной тралово-акустической съемкой.
Особенности пространственной дифференциации минтая
Весной 1999 г. средне- и старшевозрастной минтай восточнобе-ринговоморской популяции, который нерестится в основном на юговосточном шельфе, прилегающем к о.Унимак, мигрировал непосредственно после нереста на северо-запад в район Прибыловских островов, так как большая часть Бристольского залива была занята водой с отрицательной температурой. Одна часть скопления минтая (отнерестившаяся раньше) мигрировала по внешнему шельфу, и в июне большие концентрации этой рыбы отмечались в районе между Прибыловскими островами и каньоном Жемчуг (рис. 5). В конце июля и начале августа скопления этого минтая отмечались у северо-восточной и северной периферии каньона Жемчуг, а в конце августа и начале сентября еще северозападнее - на шельфе, расположенном между каньоном Жемчуг и конвенционной линией. Другая часть старшевозрастного минтая (нерестовавшая позже)
198
199
Возраст Всего % Пелагиаль % Донный слой %
1 434987.9 3.82 206263.9 2.85 228724.0 5.53
2 2859593.3 25.13 1972424.9 27.22 887168.4 21.46
3 3986496.2 35.03 2633187.5 36.33 1353308.7 32.74
4 834731.2 7.33 527611.9 7.28 307119.3 7.43
5 925136.2 8.13 546076.9 7.54 379059.3 9.17
6 1270058.1 11.16 728202.1 10.05 541856.0 13.11
7 738918.4 6.49 425340.8 5.87 313577.6 7.59
8 253465.1 2.23 154364.6 2.13 99100.5 2.40
9 42468.9 0.37 28923.6 0.40 13545.3 0.33
10 25863.0 0.23 18477.7 0.25 7385.3 0.18
11 5803.2 0.05 4128.7 0.06 1674.5 0.04
12 2675.4 0.02 1830.4 0.03 845.0 0.02
13 297.3 0.00 194.8 0.00 102.5 0.00
14 0.0 0.00 0.0 0.00 0.0 0.00
11380494.2 100.0 7247027.9 100.0 4133466.3 100.0
Распределение биомассы минтая (т) по возрастному ряду
Возраст Всего % Пелагиаль о/ /о Донный слой °/ /о
1 22071.1 0.55 13237.4 0.53 8833.6 0.57
2 400681.0 9.90 272235.8 10.85 128445.2 8.35
3 1132902.3 28.00 744540.9 29.68 388361.4 25.25
4 349961.9 8.65 219291.3 8.74 130670.5 8.50
5 479817.8 11.86 281711.0 11.23 198106.8 12.88
6 777127.0 19.20 445084.4 17.74 332042.6 21.59
7 549541.1 13.58 317555.4 12.66 231985.7 15.08
8 234875.3 5.80 145086.3 5.78 89789.0 5.84
9 48532.9 1.20 33295.0 1.33 15237.8 0.99
10 36699.3 0.91 26277.7 1.05 10421.6 0.68
11 9101.1 0.22 6555.0 0.26 2546.1 0.17
12 4848.6 0.12 3341.7 0.13 1507.0 0.10
13 636.4 0.02 419.1 0.02 217.3 0.01
14 0.0 0.00 0.0 0.00 0.0 0.00
4046795.8 100.0 2508631.0 100.0 1538164.7 100.0
4000000-
3500000
3000000
2500000
2000000
1500000
1000000
500000
1.2Е+06-I 0Е+06-8.0Е+05-6.0Е-Ю5 • 4.0Е-Ю5-2.0Е+05 О.ОЕ-ЮО
□ весь слой I
fill
4 5 6 7
& ¿7 ¿7 ¿Г ¿7 ¿У
9 К) 11 12 13 14
Биомасса
1 2 3 4 5 6 1
¿7 ¿7 ¿7
9 10 11 12 13 14
Рис. 4. Распределение численности и биомассы минтая по возрастному ряду на восточнобе — ринговоморском шельфе в июне — июле 1999 г.
Fig. 4.
Abundance and biomass pollock by age in the eastern Bering Sea in June—July, 1999
мигрировала на северо-запад по шельфу, расположенному севернее Прибыловских островов, и на севере его распространение ограничивалось водными массами с отрицательной температурой. Распространение его в северо-западную часть Берингова моря, в том числе в южную часть наваринского района (южнее 61о30' с.ш.) нарастало в течение всех летних месяцев и начале осени по мере прогрева вод.
180 178 176 174 172 170 16S 166 164 162
Рис. 5. Плотность скоплений средне- и старшевозрастного минтая (39-75 см) в пелагическом (А) и донном (Б) слоях на восточноберинговоморском шельфе в июне-июле 1999 г. по результатам акустической оценки
Fig. 5. Contours of echo integration survey pollock (size 39-75 cm) density in midwater (А) and off bottom (Б) in June-July, 1999
Младшевозрастной минтай поколений 1995-1996 гг. (33-42 см), обитавший зимой на шельфе у Прибыловских островов, за пределами
200
кромки льда, в июне мигрировал в массе только до 174о00' з.д., к границе распространения вод с температурой в придонном слое 1,5-2,0 оС. В конце июля эта возрастная группа минтая распространилась в относительно большом числе на северо-запад до 175о00'-176о00' з.д., где температура воды в придонном слое составляла около 1,0 оС (рис. 6). На участке, расположенном северо-западнее этого района, температура воды в придонном слое в июле-августе была значительно ниже (в том числе у конвенционной линии и в прилегающих водах) и составляла около 0,5 оС. Поэтому обычного для летнего времени массового распространения 34-годовиков минтая в наваринский район, где они, как правило, составляют большую часть уловов, в 1999 г. не было. Только в конце августа и начале сентября, когда вода в придонном слое шельфовой зоны нава-ринского района прогрелась до 1,5-2,0 оС, распространение минтая многочисленных поколений 1995-1996 гг. в этот район значительно возросло.
Рис. 6. Плотность скоплений младшевозрастного минтая (31-38 см) в пелагическом (А) и донном (Б) слоях на восточноберинговоморском шельфе в июне-июле 1999 г. по результатам акустической оценки
Fig. 6. Contours of echo integration survey pollock (size 31-38 cm) density in midwater (А) and off bottom (Б) in June-July, 1999
201
Не распространялся в массе на шельф наваринского района и млад-шевозрастной минтай среднечисленного поколения 1997 г. Большие концентрации минтая этой возрастной группировки отмечались в летний период в присваловой части шельфа между каньоном Жемчуг и каньоном Первенец, т.е. практически в районе его зимнего обитания.
Таким образом, в летний период 1999 г. большая часть минтая вос-точноберинговоморской популяции обитала на шельфе между Прибы-ловскими островами и 177о00' з.д., южнее 60о30' с.ш. Массовая миграция минтая, в том числе многочисленных поколений 1995-1996 гг., в нава-ринский район началась только в конце августа, после того как температура воды в придонном слое большей части шельфа повысилась до 1,5 — 2,0 оС.
Общая картина распределения минтая восточноберинговоморской популяции летом 1999 г. значительно отличается от его распространения в аналогичные периоды 1994-1997 гг. (рис. 7-10).
Рис. 7. Распределение относительной плотности (Sa) скоплений минтая летом 1994 г.
Fig. 7. Relative pollock density (Sa) along tracklines in the eastern Bering Sea in summer 1994
Необычные океанологические условия, отмечающиеся в Беринговом море в 1998-1999 гг., возможно, связанные с очередным сдвигом климатических условий к следующему относительно холодному 20-летнему периоду, несомненно, могут оказать большое влияние и на воспроизводство минтая и численность поколений.
В 1995-1997 гг., до начала периода значительных изменений океанологических условий в Беринговом море, появились два среднечисленных поколения (1995 и 1997 гг.) и одно многочисленное поколение (1996 г.) минтая восточноберинговоморской популяции. Численность поколения 1998 г., по данным стандартной тралово-акустической съемки 1999 г., небольшая. Она почти в два раза ниже, чем численность среднечисленного поколения 1995 г. в годовалом возрасте. Очень низкой оказалась и численность сеголеток поколения 1999 г. по данным мальковой летней съемки, судя по этим предварительным данным, нет никаких свидетельств о возможности появления в этом году многочисленного поколения.
Рис. 8. Распределение относительной плотности (Sa) скоплений минтая летом 1996 г.
Fig. 8. Relative pollock density (Sa) along tracklines in the eastern Bering Sea in summer 1996
Рис. 9. Распределение относительной плотности (Sa) скоплений минтая летом 1997 г.
Fig. 9. Relative pollock density (Sa) along tracklines in the eastern Bering Sea in summer 1997
Заключение
В 90-е гг. численность и биомасса восточноберинговоморской популяции минтая стабилизировались на среднем уровне. Пространственная дифференциация была близкой к многолетнему стереотипу. В наваринский район в летне-осенний период распространялось около 1,5 млн.т в основном младшевозрастной рыбы. Формирование пополнения носило стабильный характер с регулярным появлением (один раз в 3-4 года) многочисленных или относительно многочисленных поколений.
В 1997- 1998 гг. появились признаки наступления очередного 20-летнего холодного периода, однако для окончательного заключения об этом даже в 1999 г. данных пока недостаточно. Поэтому необычная океанологическая ситуация, сложившаяся в Беринговом море в весенне-летний
период 1999 г., не прогнозировалась. Напротив, температурные и ледовые
203
условия в зимний период 1999 г. были близкими к среднемноголетним показателям. Одно из небольших отклонений - повышенная ледови-тость у п-ова Аляска - могло свидетельствовать о небольшом масштабе поступления относительно теплых тихоокеанских вод через восточноалеутские проливы.
Рис. 10. Распределение относительной плотности ^а) скоплений минтая летом 1999 г.
Fig. 10. Relative pollock density (Sa) along tracklines in the eastern Bering Sea in summer 1999
Однако изменения в океанологической ситуации, отмечаемые в последние два года, вероятно, не являются случайными, а носят характер долговременной тенденции. В этом случае возможны и значительные изменения в экосистеме, поведении, воспроизводстве гидробионтов, в том числе минтая.
Весной и в первой половине лета 1999 г. развитие сезонных океанологических и гидробиологических процессов шло значительно медленнее среднемноголетних показателей, с запаздыванием более чем на месяц. Одна из вероятных причин этого - очень слабое поступление теплых тихоокеанских вод через глубоководные алеутские проливы. В результате в конце весны и первой половине лета центральная часть Бристольского залива, северо-западная часть Берингова моря, Анадырский залив
- традиционные районы распространения минтая в нагульный период
- оказались занятыми водой с отрицательной температурой во всей толще, кроме тонкого (10-20 м) верхнего относительно прогретого слоя. Влияние поступления теплых тихоокеанских вод отмечалось только в прилегающей к Алеутской котловине юго-восточной части шельфа.
Продуцирование планктона в юго-восточной части Берингова моря, как правило, небольшое, и основная часть средневозрастного и старше-возрастного минтая после нереста на унимакском шельфе мигрировала на северо-запад. В течение июня-июля старшевозрастной минтай продолжал мигрировать на северо-запад, по зоне с минимальной положительной температурой придонного слоя (0,2-0,8 °С), в том числе, вероятно, из-за дефицита кормового зоопланктона на шельфе у Прибылов-ских островов. Распространение его на север ограничивалось прилегающими водными массами с отрицательной температурой по всей толще воды.
Значительная часть старшевозрастного минтая распространилась и в южную часть наваринского района, и в конце лета - начале осени продолжалась его миграция на шельф этого района, расположенный южнее 61о30' с.ш. В результате, несмотря на низкую температуру воды в этом регионе и аномальные океанологические условия, масштаб миграций старшевозрастного минтая на северо-западный шельф оказался относительно значительным.
Младшевозрастной минтай поколений 1995-1996 гг., обитавший зимой на шельфе у Прибыловских островов, за пределами кромки льда, мигрировал в массе в июле только до 174о00' з.д., к границе распространения вод с придонной температурой 1,5-2,0 оС. В конце июля эта возрастная группа минтая распространилась в относительно большом числе на северо-запад до 175о00'-176о00' з.д., где температура воды в придонном слое составляла около 1 оС. В районе, расположенном северо-западнее этой долготы, температура воды в придонном слое была значительно ниже, в том числе у конвенционной линии, - около 0,5 оС, поэтому обычного для летнего времени массового распространения 3-4-годовиков минтая в наваринский район вплоть до начала августа не было.
Не распространялся в массе на наваринский шельф в июне-июле и младшевозрастной минтай среднечисленного поколения 1997 г., также из-за необычно холодных условий в этом районе. Минтай этой возрастной группы концентрировался в присваловой части шельфа между каньоном Жемчуг и каньоном Первенец, т.е. практически в районе его зимнего обитания. В значительном числе здесь обитал и минтай поколения 1996 г., а также годовики.
Таким образом, в летний период 1999 г. (июнь-июль) большая часть минтая восточноберинговоморской популяции обитала на шельфе между Прибыловскими островами и 177о00' з.д., южнее 60о30' с.ш.
Тенденция роста биомассы восточноберинговоморской популяции минтая носит устойчивый характер за счет поколений 1995-1998 гг. По данным донной траловой съемки, биомасса минтая летом 1999 г. в восточной части Берингова моря составила 3,57 млн.т. Общая биомасса минтая восточноберинговоморской популяции (зона США) - 6,87 млн.т, в то время как в 1996 г. - 5,51 млн.т, в 1997 г. - 5,65 млн.т.
Рост биомассы популяции в 1999 г. произошел в основном за счет наиболее многочисленного среди младшевозрастной рыбы поколения 1996 г. Биомасса минтая этого поколения оценена по данным эхоинтеграцион-но-траловой съемки в 1,13 млн.т, что составляет 28,0 % всей учтенной биомассы минтая. Она сравнима с биомассой многочисленного поколения 1982 г. в этом возрасте - 1,37 млн.т. Биомасса трех средневозрастных поколений 1992-1994 гг. в пелагиали составила 1,8 млн.т, или 44,7 %. Значительна и биомасса 2-годовиков поколения 1997 г. - 0,4 млн.т, или 9,9 %. Численность минтая этого поколения - 2,8'109 экз. -близка к численности поколения 1995 г. в аналогичном возрасте - 2,7109 экз. Она составляет 25,1 % всей численности популяции в 1999 г.
Вклад остальных поколений в общую биомассу небольшой. Обращает на себя внимание незначительная численность поколения 1998 г.
- 0,43109 экз. Для сравнения отметим, что численность поколения 1996 г. в годовалом возрасте была 12,4109 экз., а среднечисленного поколения 1995 г. - 0,97109 экз. Она даже ниже таких немногочисленных поколений, как поколения 1990 и 1993 гг., - соответственно 0,63109 и 0,61109 экз.
По итогам оценки численности и биомассы восточноберингово — морской популяции минтая можно заключить, что тенденция роста ее биомассы, вероятно, продолжится и в последующие 2 — 3 года.
Литература
Степаненко М.А Межгодовая изменчивость пространственной дифференциации минтая Theragra chalcogramma и трески Gadus тасгосерЬа1ш Берингова моря // Вопр. ихтиол. — 1997. — Т. 37 (1). — С. 19 — 26.
Bakkala R.G. Structure and historical changes in the groundfish complex of the eastern Bering Sea: NOAA Tech. Rept. NMFS 114, 1993. — 91 p.
Brodeur R.D., Kruse G.H., Livingston P.A. et al. Living marine resources (Groundfish, salmon and crabs) // Rept. FOCI Intern. Workshop-Recent Conditions in the Bering Sea, 1998. — P. 37.
MacLennan D.N. and Simmonds E.J. Fisheries Acoustics. — Chapman & Hall, 1992. — 324 p.
Niebauer H.J., Day R.H. Causes of interannual variability in the sea ice cover of the eastern Bering Sea // GeoJourn. — 1989. — Vol. 18. — P. 45 — 59.
Simmonds E.J., Williamson N.J., Francois Gerlotto and Asgeir Aglen. Acoustic survey design and analysis procedure: a comprehensive review of current practice: ICES cooperative research report. — Denmark, 1992. — № 187. — 127 p.
Stabeno Ph.J. The status of the Bering Sea during the first 8 months of 1998 //
PICES press. — 1999. — Vol. 7, № 1. — P. 6 — 8.
Takizawa T. Interaction between of northern North Pacific and its marginal
seas: current activities of JAMSTEC in the PICES region // PICES press. — 1997. —
Vol. 5, № 1. — P. 7—12.
Traynor J.J. Target-strength measurements of walleye pollock (Theragra chal — cogramma) and Pacific whiting (Merluccius productus) // ICES Journ. of Mar. Sci.
— 1996. — Vol. 53. — P. 253 — 258.
Поступила в редакцию 21.08.2000 г.
