ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗАПАСА ОМУЛЯ COREGONUS MIGRATORIUS НА АКВАТОРИИ СЕВЕРНОГО БАЙКАЛА ПО ДАННЫМ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ВОПРОСЫ РЫБОЛОВСТВА, 2023. Том 24. №4. С. 72-80 PROBLEMS OF FISHIRIES, 2023. Vol. 24. №4. P. 72-80

ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ УДК 639.211.4(282.256.341) DOI: 10.36038/0234-2774-2023-24-4-72-80

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗАПАСА ОМУЛЯ COREGONUS MIGRATORIUS НА АКВАТОРИИ СЕВЕРНОГО БАЙКАЛА ПО ДАННЫМ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

© 2023 г. С.М. Гончаров1 (spin: 7783-4281), С.Б. Попов1 (spin: 8905-1324), В.А. Петерфельд2 (spin: 8947-0511), Н.Г. Ключарева1 (spin: 1152-7670)

1 - Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Россия, Москва, 105187 2 - Байкальский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (БайкалНИРО), Россия, Улан-Удэ, 670034

E.mail: [email protected]

Поступила в редакцию 25.09.2023 г.

В последние годы в оз. Байкал наблюдалось резкое падение количества наиболее многочисленного вида среди промысловых рыб - байкальского омуля (Coregonus migratorius). В связи с этим были введены ограничительные меры на его промысел. Для оценки динамики численности омуля в период ограничительных мер на одном из самых продуктивных районов его промысла Северном Байкале был использован гидроакустический метод, основанный на проведении гидроакустических съёмок.

В работе приведены результаты трёхлетних гидроакустических исследований (2021, 2022 и 2023 гг.), выполненных в первой декаде июня. С учётом доверительных интервалов оценки численности и биомассы омуля, его запас на Северном Байкале находится на достаточно стабильном уровне. Характер пространственного распределения концентраций омуля на обследованных акваториях также стабилен.

Ключевые слова: байкальский омуль, Северный Байкал, гидроакустическая съёмка, численность и биомасса, поверхностная плотность, пространственное распределение, оценка запаса.

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении многих лет на акваториях оз. Байкал не проводились гидроакустические исследования запасов омуля, являющегося самым многочисленным видом среди других промысловых видов рыб. На основании Федерального закона «Об охране озера Байкал» от 01.05.1999 N 94-Ф3 (с изменениями на 18 июля 2019 г.) и Федерального проекта «Сохранение озера Байкал», входящего в национальный проект «Экология», в 2021 г. были возобновлены такие работы, в том числе и на акватории Северного Байкала. Этот район считается одним из самых продуктивных районов про-

мысла. Нагульное стадо байкальского омуля на Северном Байкале представлено прибрежной морфоэкологической группой (Цырендылыкова, Коновалова, 2023).

История рыболовства на северной оконечности озера, как и в устье р. Селенга, насчитывает около 350 лет (Базов, 2020). Был период в первой половине XIX столетия, когда центр байкальского рыболовства переместился на север озера, в связи с истощением запасов омуля на акватории Селенгинского мелководья (Базов, 2020).

Учитывая в настоящее время депрессивное состояние запасов столь

ценного промыслового вида в озере, контроль за его количеством имеет особое значение.

Целью проведённых работ была оценка численности и биомассы байкальского омуля на акватории Северного Байкала и их изменений за последние три года, после введения ограничений на его промысел в 2017 г. Для этого использовался гидроакустический метод, основанный на проведении гидроакустических съёмок и широко применяемый в мире при проведении ресурсных исследований как на пресноводных водоёмах, так и морских акваториях. Главным его преимуществом является то, что по сравнению с траловыми съёмками, исследуется вся толща воды, и измерения проводятся непрерывно вдоль следования судна, а не от станции к станции.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Гидроакустические съёмки были выполнены в период с 03.06 по 04.06.2021 г., с 04.06 по 06.06.2022 г. и с 07.06 по 09.06.2023 г. Время съёмок было выбрано с учётом особенности сезонного распределения байкальского омуля. Оптимальным временем проведения гидроакустических съёмок является конец мая - начало июня, до развития гомотер-мии байкальских вод, характеризующейся распределением основной массы омуля всех популяций в диапазоне 50-350 м (Мельник и др., 2009).

Гидроакустические съёмки были выполнены с использованием научного эхолота БУ500 (81шгаё) с частотой заполнения ультразвукового импульса посылки 70 кГц и антенной ББ 7011 (ширина диаграммы направленности 11°) с расщеплённым лучом. Скорость движения судна при проведении гидроакустических съёмок составляла 9-10 км/час. Контрольные обловы проводились порядками ставных сетей, в

местах наибольших рыбных концентраций по данным, полученным в процессе съёмки с эхолота БУ-500 (81шгаё).

Для расчёта значений поверхностных плотностей вдоль галсов съёмки использовался метод эхоинтегрирования. В основе современного метода лежит интегрирование эхосигналов в вертикальном направлении внутри заданного слоя и последующее усреднение в горизонтальном направлении вдоль маршрута следования судна. Интегрирование ведется над силой обратного объёмного рассеяния, определяемой как 10^(5У), где - коэффициент обратного объёмного рассеяния и определяется следующими соотношениями:

— = 4пг 25

- т .. ^ тт0 ° V ,

dV

ÊZ.

dA

■ да ^

dV

sa = mean[ ,

dA

(1)

(2)

(3)

где б - площадь эффективного обратного рассеяния, m2;

V - облучённый объём, м3 A - общая облучённая площадь, м2 В первом уравнении осуществляется переход от силы обратного объёмного рассеяния к площади обратного рассеяния на единицу объёма. Соответствующая площадь обратного рассеяния на единицу горизонтального сечения определяется интегрированием вертикально по слою ri - r2. Выходным параметром за каждый период интегрирования служит величина sa, представляющая собой среднее значение Э а /ЭA за период эхоинтегрирования. Более удобно использовать величину морского коэффициента поверхностного рассеяния SA или в международной терминологии Nautical area scattering coefficient (NASC),

измеряемой в м2 миля -2 (МасЬеппап е! а1., 2002), связанную с 5Я, (м2 м-2) соотношением:

-е=4лх10То

^ = 4^(1852)2 ^

(4)

или

Бл = 16ж2 т0 2 теап[ | Бгйт ](1852)2, (5)

г\

где г0 = 1 м

Реально, интегрирование заменяется на суммирование:

\Sydr « Лг^,

(6)

где А г - интервал дискретизации, связанный с частотой квантования эхо-сигнала Рп соотношением:

Аг =

2Еп

(7)

^ =

16л2 гД1852)2(Г2 - г)

(8)

78 = 20 * Ь) - 64,24 где Ь- длина рыбы, см

(9)

Интервал интегрирования при обработке данных гидроакустической съёмки на акватории Северного Байкала - 250 м.

Биомасса или численность (в зависимости от того, какая размерность поверхностной плотности используется: кг/га - для биомассы или экз/га для численности) определяются как интеграл поверхностной плотности в пределах обследованной акватории (Б, га):

W = | Ра ао :

(11)

Среднее значение за период интегрирования определяется следующей формулой:

Алгоритмы расчётов поверхностных плотностей в размерности кг/га, представлены схематично на рисунке 1.

По аналогичной схеме производится расчёт поверхностных плотностей рыб в размерности экз./га, только вместо веса рыб данного вида используется количество рыб данного вида в пробе.

Расчёт ТБ омуля проводился по формуле (Гончаров и др., 2008):

где Ра - значения поверхностной плотности на интервалах интегрирования.

Для оценки численности запасов омуля, его распределения в пределах обследованных акваторий и дальнейшего хранения результатов работ использовались только отечественные разработки: гидроакустическая информационная система, состоящая из ГИС «КартМастер» (Бизиков и др., 2007) и специализированная база данных (Гончаров и др., 2013). Построение карт пространственного распределения численности и биомассы омуля проводилось методом геостатистической интерполяции (Демьянов, Савельева, 2010; КапеузН, Maignan, 2004).

Общепринято сопровождать оценку запаса доверительными интервалами. Для этого был использован метод, основанный на статистическом анализе исходных данных (измеренных значений) (Юданов и др., 1984) и реализованный в ГИС «КартМастер» (Бизиков и др., 2007).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В период с 3 июня по 4 июня 2021 г. была выполнена первая съёмка на аква-

с

Рис. 1. Схема этапов расчёта поверхностных плотностей многовидовых скоплений. В данной схеме I (1...Ь) - порядковый номер отсчёта эхоинтегрирования;} (1...п) - вид рыбы; к (1...т) -размерный класс рыбы; g (1..Л) - номер контрольного облова; w - вес рыбы, г; р а - поверхностная плотность, кг/га; а - акустическое сечение обратного рассеяния рыбы, м2.

тории Северного Байкала. На рисунке 2 представлена карта распределения значений поверхностной плотности омуля вдоль галсов гидроакустической съёмки в размерности кг/га (а) и карта распределения его биомассы (б). Скопления омуля различной плотности регистрировались в диапазоне глубин от 120 до 250 м. Наиболее плотные концентрации омуля были отмечены в самой северной части акватории. Площадь района работ составила 14 695 га. Общая численность омуля в пределах акватории съёмки составила 6 370 540 ± 347 225 экз., биомасса - 992 ± 38 т.

В 2022 г., примерно в те же сроки, что и в 2021 г., с 4 июня по 6 июня была проведена вторая гидроакустическая съёмка. На рисунке 3 представлена карта распределения значений поверхностной плотности омуля вдоль галсов съём-

ки в размерности кг/га (а) и карта распределения его биомассы (б). Акватория съёмки была увеличена (рис. 3 б). Сетка галсов съёмки 2021 г. была продлена как вдоль западного, так и восточного побережья (рис. 3 а). По сравнению с предыдущим годом диапазон регистрации скоплений омуля был шире - от 50 до 300 м. Ареал омуля в северо-восточной части расширился и его распределение в этой части района стало более равномерным. Вдоль восточного берега скопления омуля не регистрировались. Общая площадь обследованной акватории составила 20677 га при численности омуля 5 926 228 ± 220 695 экз. и биомассе - 946 ± 30 т.

Третья гидроакустическая съёмка была выполнена с 07 июня по 09 июня 2023 г. Галсы съёмки были существенно продлены вдоль восточного берега Бай-

а б

Рис. 2. Карта распределения значений поверхностной плотности омуля вдоль галсов гидроакустической съёмки в размерности кг/га (а) и карта распределения его биомассы (б) в 2021 г. (Площадь акватории 14695 га). Численность 6 370 540 ± 347 225 экз. Биомасса 992 ± 38 т.

Рис. 3. Карта распределения значений поверхностной плотности омуля вдоль галсов гидроакустической съёмки в размерности кг/га (а) и карта распределения его биомассы (б) в 2022 г. (Площадь акватории 20677 га). Численность 5 926 228 ± 220 695 экз. Биомасса 946 ± 30 т.

кала, поскольку по данным рыбаков-любителей в этой части района в зимнее время наблюдался устойчивый вылов омуля. Общая площадь акватории съёмки была максимальной по сравнению с

2021 и 2022 гг. и составила 27 117 га, численность - 5 636 710 ± 325 200 экз. и биомасса - 1006 ± 65 т. Диапазон регистрации скоплений омуля был в пределах от 20 до 300 м. Вдоль восточного побере-

Рис. 4. Карта распределения значений поверхностной плотности омуля вдоль галсов гидроакустической съёмки в размерности кг/га (а) и карта распределения его биомассы (б) в 2023 г. (Площадь акватории 27117 га). Численность 5 636 710 ± 325 200 экз.; Биомасса 1006 ± 65 т.

жья, как и в 2022 г., скопления омуля не наблюдались. Распределение биомассы омуля в 2023 г. имеет более выраженную мозаичную структуру в отличие от распределений омуля в предыдущие годы.

В качестве примеров, на рисунках 5-10 представлены различные типы эхограмм скоплений омуля высокой плотности на разных глубинах. Как и в 2021 г. наибольшие значения плотности

Рис. 5. 2022 г. Эхограмма пелагических скоплений омуля на склоне. Диапазон глубин от 235 до 80 м.

в 2022 и 2023 гг. были зарегистрированы в самой северной части Байкала.

Для более детального анализа результатов трёхлетних исследований и оценки динамики численности и биомассы омуля на Северном Байкале были проведены расчёты в пределах наименьшей акватории (гидроакустическая съёмка 2021 г.). В таблице 1 приведены результаты таких расчётов.

ЕИ500 22s0&/86 10:Ч6!13 NWIGAIIOTI MENU

: ; "'■irr23 Serial

Start Sequence $GFGGfi

Separation Char. 00ZC

Stop Character 000D

First Field Ho. 3

Mo. of Fields S

Speed Input Serial

nanital Speed 5.0 hut

Baudrate 4809

Bits Per Char. 8

Stop Bits i

Parity None

5542.2130fHi 10953.7613,E,

Рис. 6. 2022 г. Эхограмма придонных скоплений омуля. Диапазон глубин от 200 до 129 м.

Рис. 7. 2022 г. Эхограмма пелагических и при- Рис. 8. 2023 г. Эхограмма пелагических и дон-донных скоплений омуля. Диапазон глубин от ных скоплений омуля на склоне. 25 до 196 м. Диапазон глубин от 120 до 335 м.

Рис. 9. 2023 г. Эхограмма плотных пелагиче- Рис. 10. 2023 г. Эхограмма пелагических и ских скоплений омуля. Диапазон глубин от донных скоплений омуля на склоне. Диапа-167 до 280 м. зон глубин от 38 до 190 м.

Таблица 1. Результаты расчётов численности и биомассы омуля в пределах акватории гидроакустической съёмки 2021 г.

Дата Площадь, га Средняя плотность Биомасса/Численность

кг/га экз/га тонн экз.

03.06- 04.06.2021 14 695 67,3 432 992 ± 38 6 370 540 ± 347 225

04.06 - 06.06.2021 14 675 58,1 366 936 ± 30 5 924 275 ± 222 401

07.06 - 09.06.2023 14 686 65,9 374 969 ± 36 5 487 639 ± 184 000

Из таблицы видно, что с учётом до- протяжении последних трёх лет практи-верительных интервалов численность и чески не изменялись и его запас остает-биомасса омуля на Северном Байкале на ся достаточно стабильным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты сравнительного анализа данных гидроакустических съёмок в пределах соответствующих границ и в пределах наименьшей акватории (акватория съёмки 2021 г.) показали, что с учётом доверительных интервалов, численность и биомасса омуля почти не изменились, что свидетельствует о достаточно стабильной ситуации его запаса на Северном Байкале на протяжении последних трёх лет после введения ограничений на его промысел в 2017 г.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Базов А.В. Очерки истории байкальских рыбных промыслов. М.: Изд-во ВНИРО, 2020. 292 с.

Бизиков В.А., Гончаров С.М., Поляков А.В. Географическая информационная система «КартМастер» // Рыбн. хозяйство. 2007. №. 1. С.96-99

Гончаров С.М., Попов С.Б., Бондарен-ко В.М. и др. Измерение силы цели байкальского омуля для повышения точности оценки его запаса в озере Байкал // Рыбн. хозяйство. 2008. № 3. С. 87-90

Гончаров С.М., Попов С.Б., Бизиков В.А. Гидроакустическая база данных и ГИС «КартМастер» в ресурсных исследованиях

// Математическое моделирование и информационные технологии в исследованиях биоресурсов Мирового океана: тезисы докладов. Материалы отраслевого семинара. Владивосток: ТИНРО-Центр, 23-27 сентября 2013. С. 89

Демьянов В.В., Савельева Е.А. Геостатистика: теория и практика. М.: Наука, 2010. 327 с.

Мельник Н.Г., Смирнова-Залуми Н.С., Смирнов В.В. и др. Гидроакустический учёт ресурсов байкальского омуля. Новосибирск: Наука, 2009. 243 с.

Цырендылыкова М.Ц., Коновалова В.В. Биологическая характеристика северобайкальской популяции байкальского омуля // Природа Внутренней Азии. 2023. № 1(23). С. 73- 78

Юданов К.И., Калихман И.Л., Теслер В.Д. Руководство по проведению гидроакустических съёмок. М. : Изд-во ЦНИИТЭИлегпром, 1984. 124 с.

Kanevski M., Maignan M. Analysis and Modelling of Spatial Environmental Data, EPFL Press, Lausanne, Switzerland, 2004. 288. p.

MacLennan D.N., Fernandes P.G., Dalen J. A Consistent Approach to Definitions and Symbols in Fisheries Acoustics // ICES !о. of Marine Science. 2002. V. 59. Р. 365-369

DYNAMICS OF ABUNDANCE

ASSESSMENT THE STATE OF THE OMUL STOCK COREGONUS MIGRATORIUS IN THE WATERS OF NORTHEN BAIKAL ACCORDING TO HYDROACOUSTIC INVESTIGATIONS

© 2023 y. S.M. Goncharov1, S.B. Popov1, V.A. Peterfeld2, N.G. Klyuchareva1

1 - Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography, Russia, Moscow, 105187 2 - Baikal Branch of the Russian Federal Research Institute of Fisheries and Oceanography, Russia, Ulan-Ude, 670034

Recently in Lake Baikal there was observed decrease in population of the most abundant species among commercial fish - Baikal omul (Coregonus migratorius). That is why restrictive measures have been imposed on its catches. A hydroacoustic method based on hydroacoustic surveys was used to assess the evolution of the Omul population during the period of restrictive measures in one of the most productive fishery areas - the Northen Baikal. This work represented the results of three-year hydroacoustic research (2021, 2022 and 2023) in the first decade of June. Taking into account the confidence intervals for estimating the number and biomass of Omul, the stock in Northen Baikal is quite stable. The omul spatial distribution on the investigated areas is also stable.

Key words: Baikal omul, Northern Baikal, hydroacoustic survey, number and biomass, surface density, spatial distribution, stock estimation.