CC BY
158
2012
Известия ТИНРО
Том 169
УДК 597-151:639.2.081.1 К.М. Малых1, В.В. Чернецов2, Е.Г. Норинов2*
1 Камчатский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства
и океанографии, 683000, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Набережная, 18;
2 Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный
университет, 690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
АНАЛИЗ ДАННЫХ О ПОВЕДЕНИИ ПРОМЫСЛОВЫХ РЫБ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ДОННЫМ ТРАЛОМ
Представлен анализ результатов исследований поведения рыб в зоне облова донных тралов. Выявлены основные модели поведения донных и придонных объектов лова. Намечены пути исследования и совершенствования тралового лова.
Ключевые слова: поведение, модель, реакция, донный трал, подводные исследования.
Malykh K.M., Chernetsov V.V., Norinov E.G. Data analysis on commercial fish behavior in interaction with bottom trawl // Izv. TINRO. — 2012. — Vol. 169. —
P. 191-201.
Results of fish behavior observation in the fishing area of bottom trawl are analyzed. Basic models of the behaviour for bottom and benthonic species are revealed. Ways of further research and development of trawl fishing are shown.
Key words: fish behaviour, model, fish reaction, bottom trawl, underwater observation.
Введение
Поведение рыб в зоне действия промысловой системы имеет самое непосредственное влияние на выбор техники и тактики лова, является определяющим при разработке конструкции орудия лова и его оснащении в процессе практической эксплуатации. Как отмечал Ф.И. Баранов (1960), проблема трала упирается и перерастает в проблему поведения промысловых рыб. Однако имеющиеся отрывочные сведения по нескольким видам рыб не дают возможности создать адекватную модель взаимодействия того или иного промыслового объекта с орудием лова. В имеющихся разработках теоретических моделей процесса лова (Выскре-бенцев, Савченко, 1970; Yong-Hae Kim, Wardle, 2005; Gautrais et al., 2008; Gonzalez et al., 2009) недостаточно фактического материала для их практического применения. Причина такого положения кроется в наличии объективных трудностей осуществления соответствующих исследований в естественной среде обитания водных биологических объектов.
Целью данной работы является анализ имеющихся данных о поведении промысловых рыб в зоне облова для определения направлений по совершенствова-
* Малых Кирилл Михайлович, младший научный сотрудник, e-mail: malykh@ kamniro.ru; Чернецов Виктор Владимирович, кандидат технических наук, докторант, e-mail: [email protected]; Норинов Евгений Геннадьевич, доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected].
191
нию тралового промысла, его техники и предложений по изучению поведения промысловых рыб в тех ситуациях, когда исследованные мотивы поведения не получили необходимого объяснения.
Материалы и методы
В течение трёх десятилетий стремительного развития рыболовства — это 60-80-е гг. прошлого столетия — изучению поведения рыб в зоне действия активных орудий лова уделялось серьёзное внимание. Наиболее существенные результаты были получены благодаря использованию подводных технических средств, в первую очередь обитаемых подводных аппаратов типа “Атлант” и “Тетис”.
В дальнейшем наиболее ценные результаты были получены с использованием различных необитаемых подводных аппаратов (буксируемых и автономных роботов). Эта техника позволяет вести наблюдения за поведением гидробионтов непосредственно в зоне действия орудия лова.
Однако по полученным данным трудно создать общую картину поведения промысловых объектов в зоне действия трала, так как для наблюдений были использованы различные методики, разные по конструкции и вооружению орудия лова, работы вели в разнообразных промысловых условиях на объектах различных видов и размеров.
Для обобщения и анализа имевшегося материала некоторые исследователи (Выскребенцев, 1970; Коротков, Кузьмина, 1972) использовали два принципа:
— поэтапное рассмотрение поведенческих реакций промысловых объектов в зависимости от их положения в зоне действия трала и в самом трале;
— разделение всех биологических объектов на группы по физиологическим признакам, так как каждая такая группа имеет определенные особенности поведенческих реакций в зоне действия трала.
При исследовании реакций рыб в процессе облова выделяются следующие зоны (Обвинцев, 1975):
1) зона свободного пространства, где поведение объекта лова определяется реакцией на судно и трал в целом;
2) зона спугивания, где поведение объекта лова определяется реакциями на распорные доски, кабели, турбулентные шлейфы, оснастку и сетное полотно в передней части трала;
3) зона уплотнения, обычно соответствующая удерживающей части трала;
4) зона накопления и формирования улова в траловом мешке, где рыба еще имеет возможность свободно перемещаться.
Имеющиеся сведения главным образом относятся к зонам спугивания и уплотнения, где визуальные наблюдения с использованием подводных аппаратов приносят наибольшее количество информации.
Ввиду большого количества видов промысловых гидробионтов обобщение полученных результатов может быть осуществлено только на основе выделения и изучения общих схем реагирования объектов у групп с одинаковым стереотипом реагирования. Определённый стереотип реагирования представляет собой комплекс реакций, которые проявляются при сходных ситуациях у объектов разных видов. Учет стереотипа реагирования применительно к процессу облова дал возможность разделить всех промысловых рыб на три группы (Сабуренков, 1977):
1) типично донные рыбы, 2) наименее активные пелагические рыбы, 3) промежуточная группа придонных рыб. В работе рассматриваются первая и третья группы.
Результаты и их обсуждение
О поведении рыб в зоне свободного пространства трала имеются очень ограниченные сведения. Трудно определить и границы этой зоны. Учитывая большую дальность распространения акустических сигналов в воде, полагают, что трал
воспринимается рыбой задолго до его подхода на дистанцию зрительного восприятия. Считается, что слуховой анализатор не дает рыбе полной и точной информации о характере опасности и полученный акустический сигнал вызывает лишь ориентационный рефлекс (Протасов, 1973).
Существует мнение, что направленный уход рыбы из зоны облова при приближении трала вероятнее всего связан с возможностью выработки у ряда промысловых рыб условного оборонительного рефлекса. Ряд признаков позволяет предполагать наличие приспособляемости отдельных видов рыб к рыболовству (Сабуренков, 1977).
Подавляющее большинство промысловых донных рыб, таких как камбаловые, скаты, морские языки, скорпена, тригла и др., являются нестайными видами. Защитная реакция донных рыб в естественных условиях при нападении хищника состоит из короткого броска, часто с резкими изменениями направления движения, и последующего затаивания на грунте. Такая реакция донных рыб сохраняется и в зоне спугивания.
В начальной части зоны спугивания рыбы встречают распорные доски, на которые большинство из них реагирует с расстояния до 1 м. От досок рыба чаще всего отходит перпендикулярно направлению их движения на расстояние от 1 до 5 м, затем останавливается и затаивается. Дальнейшее поведение рыбы определяется надвигающимися кабелями и образованными за распорными досками му-тьевыми шлейфами.
На приближающиеся кабели рыба реагирует коротким броском в направлении, перпендикулярном направлению движения кабеля, и вновь затаивается. Такой маневр повторяется несколько раз, и рыба оказывается перед нижней подборой (рис. 1). Концентрирующее действие кабелей трала объясняют тем, что рыба в каждый отдельный момент видит только часть кабеля, размеры которой зависят от возможностей ее зрения. Предполагают, что однородность поверхности кабеля создает у рыбы иллюзию того, что она видит все время один и тот же отрезок кабеля, который надвигается прямо на нее. Скорость движения кабеля в сторону рыбы составляет примерно 1/4 скорости траления. Рыба держится на безопасном расстоянии от кабеля, что приводит к концентрации всех особей перед устьем трала на площади, ширина которого равна расстоянию между распорными досками.
Рис. 1. Схема концентрирующего действия кабелей на донных рыб (камбаловых)
Fig. 1. Scheme of the cable for concentrating bottom fish (Pleuronectidae)
Подводные наблюдения за поведением рыб в зоне действия донных тралов показали, что существенное концентрирующее воздействие на объекты лова оказывают турбулентные шлейфы, образующиеся за распорными досками. Турбулентные шлейфы оказывают на рыб сильное отпугивающее действие и способствуют их концентрации перед устьем трала (Коротков, 1973). Выхода рыб из зоны облова через мутьевые шлейфы не наблюдалось, тогда как кабели не являются столь непреодолимым препятствием. При приближении к устью трала основной уход рыбы наблюдается в зазор между шлейфом и крылом трала.
При приближении нижней подборы и грунтропа рыбы реагируют на них в среднем с расстояния до 1 м, а некоторые при меньшем расстоянии, вплоть до тактильного контакта. После этого рыба разворачивается и примерно со скоростью трала начинает двигаться перед нижней подборой в направлении траления.
Возможные схемы направления движения донных рыб перед грунтропом приведены на рис. 2. Рыбы, оказавшиеся перед нижней подборой, периодически ищут под ней выход. Эксперименты по определению уловистости трала в зависимости от величины зазора между нижней подборой и грунтом показали, что при плотном прилегании нижней подборы улов примерно в 10 раз больше, чем при наличии зазора 0,4-0,5 м (Коротков, Кузьмина, 1973).
Рис. 2. Схема поведения рыб у грунтропа донного трала (по: Выскре-бенцев, 1970): 1 — траектория движения мелких рыб; 2 — выход рыбы под подбору; 3 — вход в трал; 4 — следование рыбы за подборой с внешней стороны трала; 5 — вторичный вход рыбы в зону траления; 6 — выход рыбы из зоны облова с затаиванием и последующим броском; 7 — движение крупных рыб перед грунтропом; 8 — бросок вперед при тактильном контакте с грунтропом; 9 — переход рыбы с одного места на другое при испуге с последующим затаиванием Fig. 2. Scheme of fish behavior at the footrope of bottom trawl (from: Выскребенцев, 1970): 1 — trajectory of small fish; 2 — the fish going out of trawl; 3 — entry into the trawl; 4 — the fish following the trawl outside; 5 — second entering of the fish into the
area of trawling; 6 — the fish going out of the area of trawling followed by lurk and
consequent lunge; 7 — the large fish movement in front of footrope; 8 — lunge after tactile contact with the footrope; 9 — the fish movements from one place to another in terror followed by lurk
Характер изменения величины улова донного трала в зависимости от величины отрыва нижней подборы показан на рис. 3.
1,8
1,5
1,2
н 0,9
8
V
Я 0,6
0,3
\
\ V
V
ч
0, 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
Рис. 3. Характер изменения уловов донной рыбы в зависимости от величины отрыва нижней подборы от грунта (по: Коротков, Кузьмина, 1973)
Fig. 3. Changes in catches of bottom fish depending on the trawl distance from the bottom (from: Коротков, Кузьмина, 1973)
Величина отрыва нижней подборы трала от грунта, м
Время движения рыб перед нижней подборой определяется возможной длительностью плавания со скоростью траления рыбы данного вида и размера. По истечении этого времени рыба скатывается вглубь трала. По наблюдениям из батиплана «Атлант-1», при скоростях траления более 4 уз концентрации объектов лова перед нижней подборой не образуется (Коротков, 1970). Рыбы начинают метаться перед крыльями, стремясь уйти из зоны облова под нижнюю подбору. Если эти попытки оказываются неудачными, они почти тут же скатываются в трал. Таким образом, при скоростях траления свыше 4 уз донные рыбы не в состоянии уйти от трала.
Придонные рыбы обычно обитают в слое до 10 м над грунтом. К представителям этой группы относятся рыбы семейства тресковых, скорпеновых, горбыле-вых, спаровых, каменных окуней и др. Среди них есть стайные виды, например тресковые. Однако степень стайной организованности у них не так велика, как у типично пелагических стайных видов.
Наиболее характерное поведение придонных рыб перед нижней подборой — разворот рыбы по направлению траления и длительное движение перед нижней подборой на некотором расстоянии. Дистанция реагирования большая, чем у донных рыб, и в среднем составляет от 1 до 4 м. Тресковые, как правило, не выходят из трала через верхнюю подбору, хотя иногда наблюдалось накопление рыб по высоте устья трала (Выскребенцев, 1970; Коротков, Кузьмина, 1973).
Поведение придонных рыб в устье трала, вероятно, в значительной степени связано с проявлением оптомоторной реакции. В результате действия этой реакции рыбы фиксируют свое положение относительно ориентира — сетного полотна — и плывут вместе с ним со скоростью траления.
После ската в зону с небольшим поперечным сечением сетной оболочки удерживающей части трала у рыб наблюдается вспышка двигательной активности. В этой зоне рыбы начинают метаться, ударяться о сетное полотно, ища выход из сетной преграды. Если позволяют размеры ячеи, то часть рыб пытается пройти сквозь ячею. Однако скорость движения придонных рыб относительно невелика, и при скорости буксировки свыше 4 уз рыба быстро утомляется и скатывается в траловый мешок. Таким образом, можно считать, что процесс облова придонных рыб также связан с их утомлением в результате движения со скоростью траления в передних частях трала.
Подводные исследования поведения рыб в зоне действия донных тралов показали, что, как отмечалось выше, концентрирующее воздействие на рыб оказывают не столько кабели и распорные доски, сколько турбулентные шлейфы, образующиеся позади досок. При удлинении кабеля зазор между турбулентным шлейфом и крылом трала увеличивается. При удалении шлейфа от крыла трала на несколько метров многие рыбы стремятся уйти из зоны облова в образовавшийся зазор. Анализ поведения рыб в зависимости от удаления шлейфа от крыла показал, что гидрошлейф оказывает эффективное воздействие на концентрацию рыб при длине кабелей до 65-70 м.
В большинстве случаев совершенствование конструкций тралов осуществляют на основе выбора трала-прототипа, считая, что при проектировании по прототипу, хорошо зарекомендовавшему себя на промысле, происходит косвенный учет поведения объекта лова. Однако это направление является вынужденным. Совершенствование тралового лова должно происходить за счет фактического, а не косвенного учета особенностей поведения рыб в зоне облова.
Результаты подводных исследований поведения рыб в зоне действия донного трала при облове трески послужили основанием для проведения экспериментальных работ по определению зависимости улова от величины горизонтального и вертикального раскрытия устья. Было подтверждено, что определяющим фактором, способствующим увеличению улова, является величина горизонтального раскрытия устьевой части трала, т.е. ширина зоны облова придонного слоя (рис.
4) (Сабуренков, 1977).
Процесс тралового лова основан главным образом на утомлении рыб, попавших в зону облова. Следовательно, этот процесс в значительной степени связан с тем, насколько долго рыба, попавшая в зону действия трала, способна передвигаться со скоростью траления. Непосредственные подводные наблюдения и видеосъёмка в зоне устья трала показали, что для каждого вида рыбы можно определить оптимальную скорость траления, при которой обеспечивается максимальная эффективность лова. Был предпринят ряд попыток экспериментального определения зависимости уловистости донного трала от скорости траления (Зай-
Рис. 4. Изменение улова тресковых донным тралом в зависимости от увеличения площади устья за счет изменения вертикального (1) и горизонтального (2) раскрытия трала
Fig. 4. Change of cod catch by bottom trawl in dependence on the trawl mouth area changes by its vertical opening (1) and horizontal opening (2)
цев, 1961; Розенштеин, 1964). В результате были рекомендованы величины оптимальных скоростей траления при лове камбалы, мерланга, сельди и других промысловых видов. В общем виде считают, что оптимальная скорость траления для донных рыб не превышает 3,5 уз, для придонных — 4,5 уз.
Выбор оптимальных скоростей траления наиболее прост для типично донных рыб, например камбаловых, в силу их небольшой плавательной способности и поведенческих особенностей. При выборе скорости траления основное внимание необходимо уделять процессу концентрации рыб перед устьем трала. Если скорость движения кабеля и его длина не соответствуют плавательной способности рыбы данного вида и размера, то после совершения нескольких отходных маневров она утомляется настолько, что не сможет больше реагировать на приближающийся кабель и останется в стороне от зоны облова. При значительном превышении оптимальной скорости траления рыба будет облавливаться почти исключительно с площади, ширина которой равна горизонтальному раскрытию устья трала.
Процесс облова части придонных рыб, например тресковых, также основан на утомлении рыб при тралении: уход тресковых из зоны облова осуществляется благодаря обгону ими трала при движении под некоторым углом к направлению траления. Этот угол не превышает 40°, а у большей части наблюдаемых рыб — нескольких градусов. Выхода тресковых из трала через верхнюю подбору, как правило, не наблюдается. Непосредственными подводными наблюдениями за концентрирующим действием кабелей и гидрошлейфов на тресковых рыб и другими экспериментами это явление было установлено и подтверждено на скоростях траления до 3 уз. При увеличении этого значения концентрирующий эффект уменьшается (Сабуренков, 1977).
В качестве примера можно привести данные по плавательной способности трески, которые были получены для обоснования оптимальной скорости траления с учетом концентрирующего действия кабелей.
При скорости траления 4 уз треска длиной 25 см может плыть под прямым углом по направлению от кабеля практически бесконечно, так как скорость движения кабеля по направлению к рыбе составляет 1/4 от скорости траления; а перед грунтропом она способна проплыть не более 150 м. По мере увеличения размера рыбы увеличивается и её плавательная способность, следовательно, длительность “убегания” от нижней подборы становится всё больше и больше.
Знание особенностей реагирования рыб во всех зонах тралового комплекса даёт возможность учитывать поведение рыбы в любом трале и при любых условиях промысла. На сегодняшний день имеются упрощенные модели, описывающие поведение рыбы в зоне облова, а также теоретические основы управления процессом лова с учётом этих моделей. Проверка работоспособности этих теоретических разработок и их практическое использование сдерживаются недостат-
ком данных о поведении рыб с точными количественными характеристиками. Описание поведенческих реакций рыб полезно, однако не всегда достаточно. Только точные количественные соотношения взаимодействия рыб и орудий лова позволяют научно обосновать те или иные конструктивные решения, совершенствовать технику и тактику лова. Как видно из приведённых схем поведения рыб в зоне действия трала, его уловистость в основном определяется плавательной способностью рыбы, дистанцией реагирования на различные части тралового комплекса, а также самим стереотипом реагирования. Первые два элемента могут быть описаны с точными количественными оценками. Эти оценки, в свою очередь, входят в описание стереотипа реагирования.
О величинах развиваемых рыбами скоростей имеются достаточно обширные сведения, обобщенные в различных литературных источниках (Павлов, Са-буренков, 1974; Сабуренков, 1977). Эти данные отличаются пестротой определяемых показателей и отсутствием стандартных методик. Часто данные по величинам развиваемых скоростей приводятся без указаний на длительность плавания, отсутствуют сведения об условиях опыта. Все это снижает ценность имеющегося материала, а также возможность применения этих данных в рыбохозяйственной практике.
На основании анализа опубликованных материалов по взаимосвязи скорости и длительности плавания ряда рыб предложено понятие о “плавательной способности” (Коротков, 1970), т.е. о связи между возможными скоростями движения и длительностью плавания до утомления. Построенные на основе экспериментальных данных зависимости плавательной способности рыб от их скоростных способностей могут дать исчерпывающий материал для совершенствования тралового лова, в частности для выбора оптимальных скоростей траления.
Кривая плавательной способности отражает взаимосвязь между длительностью 1 и скоростью V плавания для определенного вида и размера рыбы. Выделение границ зоны «максимальных» и зоны «крейсерских» скоростей до некоторой степени условно, поскольку между ними не существует резкого перехода. Однако существование самих зон не вызывает сомнения, так как они четко различаются по ряду признаков: характеру соотношения между 1 и V; соответствующим поведенческим особенностям, характеризующим движение рыбы; характеру воздействия на плавательную способность ряда абиотических и биотических факторов среды (Павлов, Сабуренков, 1974).
Степень влияния того или иного фактора на определяемые величины плавательной способности может быть связана с условиями освещенности, наличия и количества ориентиров, например зрительных. При отсутствии ориентиров рыба моментально сносится потоком даже при небольшой его скорости.
Дистанция реагирования рыб в зоне облова на отдельные части траловой системы определяется работой рецепторных органов рыбы. Поведенческие реакции в зоне облова в основном связаны со слуховой, зрительной и, до некоторой степени, тактильной рецепцией. При проведении подводных наблюдений определяли дистанцию реагирования рыб в непосредственной близости к тралу, где поведенческие реакции были в основном связаны с работой зрительного анализатора. В этом случае дистанцию реагирования определяли по моменту резкого изменения двигательной активности рыбы, т.е. по поведенческому ответу всего организма. Определение дистанции реагирования как составной части поведенческой реакции рыбы в зоне облова не позволяет разделять эти данные на основании предполагаемых каналов получения информации (акустического, зрительного и пр.).
Как уже отмечалось, процесс облова донных нестайных рыб основан на их обгоне тралом. Поведение донных рыб в зоне облова достаточно хорошо и детально изучено.
Стереотип реагирования донных рыб имеет следующие отличительные признаки:
1) небольшие дистанции реагирования на орудие лова и на отдельные элементы его оснастки;
2) оборонительная реакция — заключается в резком броске в сторону от надвигающегося раздражителя (иногда со сменой направления движения) и затаивании на дне;
3) движение перед нижней подборой (грунтропом) без перехода в более верхние слои вплоть до утомления и последующего ската внутрь трала;
4) отсутствие подражательных или имитационных реакций в зоне облова и при выходе из трала после достижения «критической зоны»;
5) уход из трала почти исключительно только под нижнюю подбору и частично в зазор между турбулентным шлейфом и крылом трала;
6) небольшая плавательная способность с низкими величинами скоростей в зоне максимальных значений.
Поведение стайных рыб в зоне облова характеризуется:
1) большими дистанциями реагирования на орудие лова и на отдельные элементы его оснастки;
2) определенной активизацией рыб (некоторое повышение двигательной активности) в результате восприятия орудия лова в зоне свободного пространства;
3) относительно спокойным поведением в зонах спугивания и уплотнения вплоть до достижения «критической зоны», где начинается активный выход из трала всей стаи;
4) наличием реакций подражания и взаимной стимуляции, а также массовым проявлением оптомоторной реакции;
5) длительным движением вместе с тралом благодаря высокой плавательной способности и механизмам ориентации.
Процесс облова стайных рыб, как правило, не основан непосредственно на их обгоне и утомлении на скоростях траления. Наиболее вероятно, что облов этой группы рыб связан с нарушением работы механизмов сохранения целостности и структуры стаи в районе «критической зоны», а также тем, что трал не воспринимается рыбами целиком как сигнал опасности. Все имеющиеся данные указывают на то, что поведение рыб состоит из обычных реакций, характерных для тех или иных биологических ситуаций в естественных условиях.
Поведение стайных рыб в зоне облова усложняется также тем, что вход стаи в зону облова и ее дальнейшие действия связаны с численностью облавливаемой стаи и ее первоначальной ориентацией по отношению к направлению движения трала. Кроме того, у стайных пелагических рыб имеется возможность выработки оборонительного условного рефлекса на орудия лова.
Необходимо отметить также, что поведение стайных рыб в зоне облова определяется главным образом реакциями, составляющими стереотип стайного реагирования, а не реакциями, отражающими индивидуальные видовые особенности. Например, поведение стаи сельди и ставриды в трале схоже, несмотря на то, что сельдь — планктоноядная рыба, а ставрида — хищник.
По результатам подводных наблюдений отмечается, что, несмотря на существенные различия в поведении разных рыб в трале, все же имеется одна общая закономерность: рыбы резко повышают двигательную активность и стремятся выйти из трала в тот момент, когда оказываются в конце удерживающей части. Место в трале, где начинается эта реакция, условно названо «критической зоной» (Коротков, 1973) или «зоной сужения пространства». В большинстве случаев критическая зона находится ближе к траловому мешку, где периметр рабочего сечения составляет 7-9 м. Образование критической зоны объясняют различными причинами. Считается, что в месте соединения удерживающей части и
тралового мешка образуется резкое увеличение «сплошности» сетной оболочки. Это приводит к образованию перепада гидродинамического давления и резкому изменению степени освещенности перед входом в траловый мешок, на которые и реагируют рыбы. Некоторые исследователи (Коротков, 1998) связывают повышение активности рыб с достижением определенной «критической плотности» рыб в этом месте трала или с подходом рыб к сетному полотну ближе, чем на дистанцию реагирования.
Вопрос о причинах образования критической зоны в трале имеет большее значение, так как изменение поведения рыб на этом участке трала определяет окончательный результат лова. Чем ближе к устью находится эта зона, тем больше вероятность ухода рыбы из трала. Зная причины возникновения критической зоны, можно или перенести ее дальше к концу трала или максимально ослабить действие факторов, ее вызывающих. Предложенные объяснения причин возникновения критической зоны, по нашему мнению, далеко не полностью раскрывают это явление. Причины изменения поведения рыб в критической зоне могут быть связаны с отдельными сторонами стайного поведения у рыб стайных видов и у части рыб нестайных видов, так как в трале образуются их искусственные скопления. В таких скоплениях могут проявляться некоторые элементы поведения стаи, в частности взаимная стимуляция.
Рыбы в трале движутся под воздействием физических полей различной природы, возникающих при работе трала. В таких условиях в трале образуется так называемая «ходовая» стая, которая представляет собой одно из состояний стаи и характеризуется параллельной ориентацией всех особей. В естественных условиях такой тип стаи встречается чаще всего во время различного рода миграций.
Обнаруженная связь между плотностью движущейся стаи и скоростью ее движения показывает, что структура стаи является достаточно гибкой системой. При движении стаи сохраняется лишь общий принцип расположения рыб в пространстве, а один из основных показателей структуры — расстояние между ближайшими соседними рыбами — меняется в зависимости от скорости движения стаи. Существует определённый диапазон скоростей, в пределах которого существует «ходовая» стая, а следовательно и присущая ей структура. Верхним пределом существования «ходовой» стаи служит, по-видимому, зона максимальных скоростей. Стая во время совершения оборонительных маневров на броско-вых скоростях не может сохранять постоянство структуры. При достижении зоны максимальных скоростей стая перестает двигаться компактной группой, растягивается в ленту и при последующем повышении скорости начинается скат рыб по одной или небольшими группками в 2-3 рыбы.
Считается, что основное назначение «ходовой» стаи состоит в обеспечении условий для движения и работы механизмов внутристайной коммуникации (Павлов, Сабуренков, 1974).
В устьевой части трала, имеющей достаточно большие размеры, стая занимает пространство, объем которого соответствует ее численности, размеру ее особей и скорости движения. По мере продвижения стаи вглубь трала сечение сетного конуса уменьшается и наступает момент, когда площадь сечения становится меньше площади, необходимой для поддержания требуемой структуры и плотности стаи. Это место в трале соответствует наблюдаемой критической зоне. В условиях критической зоны стая искусственно уплотняется до такой степени, когда механизмы сохранения целостности стаи (биологические и гидродинамические) уже не могут работать. В результате этого рыбы стремятся восстановить соответствующие параметры структуры и возникает реакция ухода из «опасного» места. Следовательно, причина образования критической зоны в трале связана с образованием условий, при которых нарушаются структура движущейся стаи, сенсорный контакт между рыбами и целостность стаи, что воспринимается рыбами как сигнал опасности.
На образование реакции испуга и переориентацию рыб на выход из трала могут также оказывать влияние и другие факторы, связанные с конструктивными особенностями трала. Например, перепады гидродинамического давления или освещенности в месте соединения удерживающей части и тралового мешка. Однако эти факторы являются второстепенными.
Место образования критической зоны в трале также связано с численностью облавливаемой стаи. Чем больше рыб одновременно попадает в трал, тем быстрее будет достигнута критическая плотность и рыбы начнут активный выход из трала. Так, при облове стаи численностью до 100 тыс. рыб весь трал быстро заполняется. Попавшие в трал рыбы делают одновременный разворот и выходят из трала. Уход осуществляется до плотности примерно 1000 экз./м3 при размере рыб 12-16 см. Оставшиеся рыбы равномерно распределяются между крыльями и в удерживающей части. Это пример того, как критическая зона охватывает весь трал, поскольку даже в самой его широкой части была превышена критическая плотность.
Следовательно, в соответствии с имеющимися данными можно сделать один основной вывод: критическая зона не является строго фиксированной или привязанной к определенному месту в трале. Местоположение критической зоны определяется моментом превышения критической плотности стаи и может приходиться на участки трала с различным сечением: от наибольшего при одновременном заходе крупной стаи до минимального при облове небольших стаек. Однако после первичного уплотнения и выхода части рыб из трала при облове крупной стаи дальнейший процесс сходен с процессом лова мелких стаек. Таким образом, наблюдаемая на практике критическая зона в действительности может приходиться на указанный район сетного конуса с периметром сечения 7-9 м.
Механизм возникновения в критической зоне реакции ухода рыб из трала, по всей видимости, не дает возможности устранить это явление. Одно из возможных решений этого вопроса состоит в выборе конструктивных особенностей сетной оболочки трала (Норинов и др., 2004) с учетом поведения рыб.
По мнению специалистов (Galbraith et al., 2004), район образования критической зоны существенно зависит от скорости траления. Действительно, плотность стаи связана со скоростью ее движения и соответствует необходимым условиям для движения рыб и контакта между ними. Искусственное уплотнение нарушает это равновесие, рыбы пытаются его восстановить, имеющееся пространство не позволяет этого сделать, в результате возникает реакция ухода из «опасного» места. Следовательно, правильный выбор скорости траления позволит сохранить указанное равновесие до участков трала, где выход рыбы менее вероятен.
Ослабление реакции ухода рыб из трала, возникающей в критической зоне, может быть достигнуто и другими способами (Габрюк и др., 2004). Трал в месте образования критической зоны имеет форму конуса, поэтому превышение максимально допустимой плотности происходит не одновременно у всей стаи. Известно, что стая рыб совершает какой-либо маневр только в случае, если в него вовлекается больше 30 % рыб (Протасов, 1973; Павлов, Сабуренков, 1974). Следовательно, выбор надлежащего угла конусности трала также может дать возможность максимально растянуть процесс образования реакции испуга и переориентации рыб на выход из трала.
Выводы
Проведенный анализ результатов исследований поведения рыб в зоне облова донных тралов позволяет сделать ряд выводов.
Имеющихся данных недостаточно для составления точной картины поведения рыб разных экологических групп в зоне облова и для выявления динамики взаимодействия объекта лова с орудием лова. Поэтому на современном этапе
основной задачей изучения поведения рыб в связи с совершенствованием техники и тактики донного тралового лова можно считать исследование экологических стереотипов реагирования на базе точных количественных оценок.
Совершенствование тралового лова донных нестайных рыб следует вести по пути получения уловов заданной величины и состава, т.е. по пути селективного лова.
Список литературы
Баранов Ф.И. Техника промышленного рыболовства : монография. — М. : Пи-щепромиздат, 1960. — 626 с.
Выскребенцев Б.В. Поведение рыб в зоне действия тралящих орудий лова // Биологические основы управления поведением рыб. — М. : Наука, 1970. — С. 267-301.
Выскребенцев Б.В., Савченко Н.В. Экспериментальное изучение бросковых скоростей движения рыб // Рыб. хоз-во. — 1970. — № 6. — С. 15-17.
Габрюк В.И., Осипов Е.В., Чернецов В.В. Описание поведения объекта лова в зоне действия трала на основе информационного подхода // Науч. тр. Дальрыбвтуза. — Владивосток : Дальрыбвтуз, 2004. — Вып. 16. — С. 31-33.
Зайцев Е.И. О влиянии скорости траления на уловистость донного трала // Рыб. хоз-во. — 1961. — № 9. — С. 138-144.
Коротков В.К. Положение турбулентных шлейфов относительно кабелей и их влияние на поведение рыб в зоне облова // Рыб. хоз-во. — 1973. — № 6. — С. 46-60.
Коротков В.К. Реакция рыб на трал, технология их лова: монография. — Калининград : ЭКБ АО “МАРИНПО”, 1998. — 398 с.
Коротков В.К. Скорость и выносливость рыб при выходе из трала // Вопр. ихтиол. — 1970. — Вып. 6(68). — С. 1098-1103.
Коротков В.К., Кузьмина А.С. Поведение рыб в различных зонах тралового комплекса при облове донным тралом // Сб. трудов по промрыболовству. — М. : ЦНИ-ИТЭИРХ, 1973. — С. 87-99.
Коротков В.К., Кузьмина А.С. Трал, поведение объекта лова и подводные наблюдения за ними : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1972. — С. 176-182, 226-259.
Норинов Е.Г., Осипов Е.В., Желтышев А.Г., Лапина Е.А. Математические модели сетных оболочек с квадратной и трапецеидальной структурой // Изв. ТИНРО. — 2004. — Т. 139. — С. 398-403.
Обвинцев А.Л. О взаимодействии объекта лова с тралом // Рыб. хоз-во. — 1975. — № 1. — С. 48-51.
Павлов Д.С., Сабуренков Е.Н. Скорости и особенности движения рыб // Основные особенности поведения и ориентации рыб. — М. : Наука, 1974. — С. 155-187.
Протасов В.Р. Электрические и акустические поля рыб : монография. — М. : Наука, 1973. — С. 117-130.
Розенштеин М.М. О влиянии скорости траления на уловистость трала // Тр. КТИ. — 1964. — Вып. 17. — С. 226-236.
Сабуренков Е.Н. Поведение рыб в зоне действия трала и пути совершенствования тралового лова : ОИ / ЦНИИТЭИРх. Пром. рыболовство. — 1977. — Вып. 3. — 13 с.
Galbraith R.D., Rice A., Strange E.S. An Introduction to Commercial Fishing Gear and Methods Used in Scotland. — Aberdeen : FRS Marine Laboratory; Scottish Fisheries
Information Pamphlet, 2004. — № 25. — 44 p.
Gautrais J., Jost C. and Theraulaz G. Key behavioural factors in a self-organised fish school model // Ann. Zool. Fennici. — 2008. — Vol. 45. — P. 415-428.
Gonzalez J.C., Dalfono C., Suppi R., Luque E. A Fuzzy Logic Fish School
Model // JCCS. — 2009. — Pt 1. — P. 13-22.
Yong-Hae Kim, Wardle C.S. Basic modelling of fish behaviour in a towed trawl based on chaos in decision-making // Fish. Res. — 2005. — Vol. 73, Iss. 1-2. — P. 217-229.
Поступила в редакцию 2.04.12 г.
