CC BY
80
Вестник МГТУ, том 13, №4/1, 2010 г.
стр.641-646
УДК 591.524.11 (268.45)
Приловы макрозообентоса в ихтиологических донных тралениях как показатель интенсивности тралового промысла
12 2 2 3
П.А. Любин ’ , Н.А. Анисимова , И.Е. Манушин , Н.Е. Журавлева
1 Биологический факультет МГТУ, кафедра биоэкологии
2
Полярный институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ПИНРО)
Зоологический институт РАН
Аннотация. Работа посвящена проблеме воздействия донного тралового промысла на бентос. Описываются таксономический состав и количественные характеристики приловов макрозообентоса при ихтиологических донных тралениях. Анализируется влияние интенсивности тралового промысла на биомассу макрозообентоса. Показано наличие обратной статистически значимой связи между интенсивностью тралового промысла и биомассой макрозообентоса.
Abstract. The impact of bottom trawling on macrobenthic fauna has been investigated in this work. Species composition and abundance of macrozoobenthos by-catch from the ichthyological bottom trawling have been described. The influence of bottom trawl fishery intensity on by-catch biomass of bottom invertebrates have been analyzed. The significant relationship of inverse order between the intensity of trawling and the biomass of macrozoobenthos has been shown.
Ключевые слова: Баренцево море, бентос, донные траления Key words: The Barents Sea, benthos, bottom trawling
1. Введение
В настоящее время донные траления являются одним из наиболее массовых видов промысловых операций в Баренцевом море. Большинство применяемых конструкций донных тралов предусматривают их максимальный контакт с грунтом, что сопровождается приловом некоммерческих видов донных беспозвоночных. Это является серьезной проблемой как с природоохранной, так и с рыбохозяйственной точки зрения. С одной стороны, приловы донных беспозвоночных засоряют уловы, усложняют их обработку и являются причиной порчи рыбной продукции. С другой стороны, траления нарушают среду обитания донных организмов, а поднятые на борт животные травмируются и гибнут, что наносит ущерб как донным сообществам, так и экосистеме в целом. Так, по некоторым данным (Денисенко, Денисенко, 1991), в Баренцевом море изъятие бентосных организмов при промысловых операциях исчисляется миллионами тонн и зачастую превышает по объему вылов рыбы.
Влиянию различных видов донного промысла на бентосные сообщества посвящено немало работ (Graham, 1955; De Groot, 1984; Prena et al., 1999; Lokkeborg, 2005; Kumar, Deepthi, 2006), однако большинство таких исследований не рассматривают проблему собственно приловов, и в частности - их величину и состав. Вместе с тем, изучение этого явления может напрямую помочь при определении величины воздействия тралового промысла на биоту, разработать практические рекомендации для минимизации действия этого фактора, а также дать дополнительную оперативную информацию о состоянии донных сообществ. Особо следует отметить, что в приловы попадает именно та часть донного населения, которая наиболее сильно страдает от донного тралового промысла, и, как правило, плохо учитывается традиционными - дночерпательными количественными методами бентосных исследований.
Начиная с 2004 г., Полярный институт (ПИНРО) совместно с норвежским Институтом морских исследований (IMR) ежегодно проводит комплексную экосистемную съемку Баренцева моря, одной из ключевых программ которой является траловая съемка донных и придонных видов рыб (Anon, 2006). Как и при промысловых операциях, при выполнении стандартных научных учетных донных тралений происходит прилов бентосных организмов, учет и анализ которых был включен в программу комплексных исследований. В данной работе рассматривается качественный и количественный состав приловов в различных районах Баренцева моря, а полученные данные анализируются с точки зрения влияния тралового промысла на донное население.
641
Любин П.А. и др. Приловы макрозообентоса в ихтиологических донных тралениях...
Рис. 1. Расположение донных тралений и масса приловов макрозообентоса в исследованных районах.
Обозначение районов в тексте:
1 - "южный",
2 - "западный",
3 - "восточный"
2. Материал и методы
Материалом для исследования послужили сборы макрозообентоса из уловов донных тралений, выполненных на борту НИС "Ф. Нансен" в Баренцевом море в августе-сентябре 2006 г. во время проведения российско-норвежской экосистемной съемки. Траления производились донным учетным тралом "Campelen-1800", представляющим собой активное сетное орудие лова, выполненное из капроновой дели с шагом ячеи 125 мм, снабженное в кутовой части мелкоячеистой вставкой с размером ячеи 22 мм. Стандартное время траления во время съемки составляло 15 минут, средняя скорость -3,2±0,008 узла, вертикальное раскрытие трала - 4 м, горизонтальное - 15 м. Таким образом, средняя учетная площадь одного траления равнялась 22224±134 м2. Сортировка улова, идентификация беспозвоночных организмов, подсчет количества экземпляров каждого таксона и их взвешивание с точностью до 0,1 г осуществлялись на борту судна. При анализе приловов донных беспозвоночных уловы северной креветки (Pandalus borealis) не учитывались, так как данный вид является бентопелагическим, а применяемое орудие лова - специализированным для его промысла. В этих условиях сопоставление уловов P. borealis с уловами других видов представляется некорректным. В качестве показателей биологического разнообразия приловов макрозообентоса были использованы количество таксонов на траление и индекс Шеннона (Shannon, Weawer, 1949).
Всего были проанализированы приловы из 104 донных тралений, выполненных в трех районах Баренцева моря: в его южной, западной и восточной частях (рис. 1). Площадь исследованных акваторий составила соответственно 58,7 тыс. км2, 114,0 тыс. км2, 66,5 тыс. км2. Глубина тралений варьировала от 45 до 376 м.
Интенсивность донного тралового промысла оценивалась по данным промысловой статистики системы "Информрыбфлот" за 2002-2005 гг. Для каждого исследованного района определялось количество тралений, суммарное время тралений, среднее время тралений на учетную акваторию и процент покрытия тралениями поверхности дна. Размер учетной акватории был принят равным 30 минутам широты и 60 минутам долготы, что в среднем по Баренцеву морю составляет около 1680 км2.
3. Результаты исследований и обсуждение
В проанализированном материале было зарегистрировано 320 таксонов (228 видового ранга), относящихся к 15 типам беспозвоночных. Специфика рыбного трала как орудия лова определяет видовой состав прилавливаемых объектов, который значительно отличается от таксономической структуры макробентоса в целом. Так, по современным данным (List..., 2001), наибольшее количество видов в фауне макрозообентоса Баренцева моря приходится на долю ракообразных (24 %), моллюсков (18 %), полихет (16 %) и мшанок (12 %). В проанализированном материале наибольшим количеством таксонов были представлены моллюски (31 % таксономического списка), иглокожие (17 %), ракообразные (17 %) и кишечнополостные (15 %). Видовое разнообразие полихет и мшанок, облавливаемых тралами -невелико (4-5 %), при этом полихеты, распространенные в Баренцевом море повсеместно, в приловах были зарегистрированы только на половине станций.
Приведенные в табл. 1 и на рис. 2 данные показывают, что характер приловов беспозвоночных в трех проанализированных районах значительно различается как по количественным показателям, так и по таксономическому составу.
642
Вестник МГТУ, том 13, №4/1, 2010 г.
стр.641-646
Рис. 2. Таксономическая структура приловов макрозообентоса в районах исследования:
1 - "южный",
2 - "западный",
3 - "восточный"
Таблица 1. Характеристика приловов беспозвоночных в трех исследованных районах Баренцева моря
Параметры Районы
"южный" "западный" "восточный"
Количество тралений 30 56 18
Глубина тралений, м: минимальная 147 40 95
максимальная 304 377 293
средняя 222±8 243±12 209±6
Величина прилова, кг/траление: минимальная 0,013 1,6 0,3
максимальная 32,2 564,6 235,2
средняя 2,8±1,1 30,9±11,0 61,4±14,6
Количество таксонов в районе 184 258 152
Среднее количество таксонов на траление 25,0±2,3 41,2±1,6 39,8±2,1
Средняя величина индекса Шеннона 2,13±0,16 2,89±0,11 2,90±0,18
Характерные виды Tetilla polyura, Ctenodiscus crispatus, Hormathia digitata, Scaphander punctostriatus, Ophiura sarsi Sabinea septemcarinata, C. crispatus, Ophiacantha bidentata, O. sarsi, H. digitata, Pontaster tenuispinus, S. pallidus Buccinum hydrophanum, O. bidentata, S. septemcarinata, S. pallidus, Gersemia sp., Urasterias linckii, Colus sabini
Наиболее бедные приловы беспозвоночных зарегистрированы в южной части Баренцева моря, где их масса на порядок ниже, чем в "западном" и в "восточном" районах (табл. 1). Доминирующей группой беспозвоночных в траловых уловах в "южном" районе были губки. На отдельных станциях их доля в биомассе прилова доходила до 97 %, а в среднем по району составила 53 %. Средний улов губок в "южном" районе составил 1,700±1,035 кг/траление. Максимальный улов губок (31,314 кг), в основном представленных крупными особями рода Geodia, был получен в западной части района. Наиболее обычными в южной части моря являются небольшие губки Tetilla polyura, частота встречаемости которых составляет здесь более 90 %. Второе место в приловах по биомассе в "южном" районе приходится на кишечнополостных (22 %), преимущественно представленных актинией Hormathia digitata. Максимальная биомасса этой актинии за 15 минут траления достигла 2,5 кг. На долю иглокожих в южной части моря в среднем приходится всего десятая часть биомассы приловов (рис. 2), а максимальный улов этой группы составил 2,2 кг. Основу приловов иглокожих на юге составляют в основном морские звезды Ctenodiscus crispatus и в меньшей степени - крупная бореальная звезда Hippasteria phrygiana. Доля ракообразных и моллюсков в приловах невелика и в среднем по району не превышает 10 %.
"Западный" район отличается от "южного" на порядок более высокими значениями биомассы беспозвоночных, улов которых за 15-минутное траление, относительно небольшим учетным тралом, может достигать более полутонны (табл. 1). Доминирующей группой в приловах здесь являются иглокожие, на долю которых в среднем по району приходится более половины биомассы облавливаемых беспозвоночных. Максимальный улов иглокожих составил здесь 335 кг/траление и в основном состоял из голотурии Cucumaria frondosa. Второе место в приловах среди иглокожих занимают морские ежи р. Strongylocentrotus
643
Любин П.А. и др. Приловы макрозообентоса в ихтиологических донных тралениях...
(преимущественно S. pallidus), максимальный улов которых в этом районе составил 34,5 кг/траление. Второй по значимости в уловах группой являются губки (рис. 2), среди которых по биомассе преобладают представители родов Geodia и Phakellia. Максимальный улов губок составил 223 кг и 91 % от общей биомассы бентоса. На одной из станций "западного" района прилов беспозвоночных на 65 % был представлен асцидией Microcosmus glacialis, биомасса которой в улове составила 99,3 кг/траление. Значение остальных групп беспозвоночных в исследованных приловах было незначительно.
Среднее значение биомассы приловов беспозвоночных в "восточном" районе в два раза превышает биомассу бентоса, прилавливаемого в высокопродуктивных водах Шпицбергена (табл. 1). Доминирующей группой в "восточном" районе, как и в "западном", являются иглокожие, на долю которых в среднем приходится до половины всей массы попадающих в трал беспозвоночных. Среди иглокожих в приловах по биомассе доминируют офиуры Gorgonocephalus eucnemis и G. arcticus (до 78 кг/траление), Ophiopleura borealis (до 15 кг/траление), морские ежи S. pallidus (до 68 кг/траление) и морские звезды Crossaster papposus (до 14 кг/траление). Значение губок в уловах из восточного района - незначительно; их биомасса не превышала 28 % от массы прилова. Значительную долю в приловах у берегов Новой Земли составляют асцидии Ciona intestinalis. Уловы этого вида на отдельных станциях достигали 159 кг/траление. Из кишечнополостных в наибольшем количестве в приловах встречаются актинии Hormathia digitata (до 31 кг/траление) и мягкие кораллы р. Gersemia (до 26 кг/траление). Значение моллюсков невелико, их доля в прилове не превышает 20 % общей биомассы. Наибольший улов моллюсков составил 28 кг/траление, из которых 82 % приходилось на долю брюхоногого моллюска Colus sabini. Остальные группы беспозвоночных редко достигают 20 % от массы прилова, что не превышало 18 кг/траление.
Приведенные данные наглядно показывают, что масса прилова и его таксономическая структура зависят от района и места траления. Так, биомасса крупных, преимущественно эпибионтных форм бентоса в наиболее продуктивной северо-западной части моря в два раза ниже, чем на северо-востоке Баренцева моря, и на порядок выше, чем в прибрежных водах Мурмана.
Близкий результат получен при анализе фаунистического разнообразия сравниваемых районов. Общее количество таксонов, зарегистрированных в каждом из изученных районов, не может служить критерием этого показателя, т.к. отражает известную зависимость количества таксонов от объема выборки. Однако другие показатели биоразнообразия однозначно указывают на то, что самым бедным в фаунистическом плане является "южный" район. a-разнообразие, выраженное средним количеством таксонов на стандартное траление, и среднее для района значение индекса биоразнообразия Шеннона здесь достоверно ниже, чем в "западном" и "восточном" районах моря (табл. 1).
Многочисленные данные, накопленные за длительный период изучения бентоса Баренцева моря (Броцкая, Зенкевич, 1939; Зенкевич, 1963; Антипова, 1975; Wassmann et al, 2006 и др.), показывают, что наиболее продуктивным районом, с высоким биоразнообразием, является северо-западная часть моря, расположенная в области фронтальных зон смешения вод (Ожигин, 1989) и обладающая исключительным ландшафтным разнообразием. В связи с этим факт, что средняя масса прилова в "западном" районе ниже, чем в "восточном", при сходных показателях биоразнообразия, выглядит парадоксально и может указывать на наличие негативного фактора, влияющего на биомассу макрозообентоса.
Как было сказано ранее, в Баренцевом море таким фактором может быть донный траловый промысел. По результатам многолетних дночерпательных съемок на Кольском меридиане было показано, что между биомассой бентоса и интенсивностью донного тралового промысла в этом районе существует высокая отрицательная корреляция, составляющая -0,98 (Denisenko, 2001). По данным автора, влияние донного тралового промысла сказывается на биомассе бентоса с задержкой в четыре года.
Анализ полученных нами данных с точки зрения влияния донного промысла на бентос дал следующие результаты. Данные промысловой статистики за 4 года с 2002 по 2005 гг. свидетельствуют о том, что из рассмотренных нами районов наибольшая промысловая нагрузка со стороны российских судов приходится на южную часть Баренцева моря, в 2-3 раза меньшая - на "западный" район и самая низкая - на "восточный" район (рис. 3; табл. 2).
Таблица 2. Интенсивность донных траловых операций в различных районах Баренцева моря в 2001-2005 гг.
Район Суммарная продолжительность тралений, часы Проективное покрытие площади дна учетной акватории тралениями, %
в целом по району в среднем на учетную акваторию максимально на учетную акваторию
среднее максимальное
"Южный" 157404 7154 31729 35 157
"Западный" 58122 (116244) 1351 (2702) 6730 (13460) 7 (14) 33 (66)
"Восточный" 81 8 46 0,03 0,23
Примечание. В скобках указана предполагаемая величина промысловой нагрузки с учетом иностранного промысла.
644
Вестник МГТУ, том 13, №4/1, 2010 г.
стр.641-646
Рис. 3. Точки донных тралений и длительность промысловых операций российского рыбодобывающего флота в Баренцевом море с 2002 г. по 2005 г.
Рис. 4. Зависимость средней массы прилова макрозообентоса от интенсивности промысла
Принимая во внимание представленные данные, следует учитывать, что российская статистика не содержит информации о промысловых операциях иностранных судов, ведущих донный промысел в международных водах архипелага Шпицберген. Так, например, лидирующее место в промысле трески в этом регионе в настоящее время принадлежит Норвегии, доля которой в общем вылове составляет 41,8 %. Россия, реализующая 33,4 % общего вылова, находится на втором месте. Однако 70 % норвежского вылова производится пассивными орудиями лова - жаберными сетями и ярусами, в то время как российский флот использует преимущественно донные тралы (Ярагина и др., 2003). Сходная картина наблюдается и в отношении других объектов промысла. Таким образом, несмотря на значительную долю иностранного промысла в структуре добычи биоресурсов этого региона, лидирующее место по объему траловых операций занимает Россия, а суммарная промысловая нагрузка на донные сообщества в "западном" районе не может превышать официальную российскую статистику более чем в два раза. Тем не менее, из-за отсутствия точных данных о дислокации иностранных судов в исследованных районах нам представляется некорректным использовать полученные величины в расчетах, тем более что они не изменяют общей картины воздействия.
На приведенном на рис. 4 графике рассмотренные районы хорошо различаются как по степени интенсивности донного тралового промысла, так и по величине массы прилова макрозообентоса в учетных донных тралениях. Результаты однофакторного дисперсионного анализа показывают наличие статистически значимой зависимости (F^=21,42 > Fst=3,90) между величиной интенсивности промысла и величиной улова макрозообентоса в учетных тралениях.
Сама зависимость описывается степенной функцией со степенью аппроксимации R2=0,38. При наличии статистически значимой связи между двумя факторами значение R2 является показателем силы влияния одного фактора (интенсивность тралового промысла) на другой (биомасса макрозообентоса в прилове). Полученные данные позволяют предположить, что около 38 % от общего варьирования
0,1 -I------------1------------1---------- I I
0,01 0,1 1 10 100
Средняя масса прилова, кг
645
Любин П.А. и др. Приловы макрозообентоса в ихтиологических донных тралениях...
величины биомассы прилова макрозообентоса обусловлено интенсивностью промысла, а 62 % -воздействием других факторов, например, таких, как биопродуктивность района, глубина, температура и соленость воды, гидродинамическая активность и др.
4. Заключение
Таким образом, проведенный анализ определил состав бентосных организмов, прилавливаемых донными промысловыми тралами. Сам факт попадания этих организмов в тралы свидетельствует о высокой степени их уязвимости со стороны данного типа промысловых орудий лова. При этом, таксономический состав приловов в исследованных районах значительно различается. Также исследованные районы значительно различаются по массе, видовому богатству и показателям биоразнообразия организмов в приловах. И если качественная характеристика улова зависит от места сбора материала и различается между станциями в пределах одного района, то количественная характеристика (в нашем случае - биомасса) - более стабильный показатель состояния донного сообщества. Полученная статистически значимая корреляция между количеством часов тралений и массой прилова подтверждает реальное существование зависимости между обилием эпибентоса и интенсивностью тралового промысла и указывает на возможность использования данных по приловам для оценки интенсивности его воздействия. Основываясь на этом, можно предположить, что высокая интенсивность промысла в южной части Баренцева моря привела к снижению биоразнообразия и биомассы макрозообентоса. В северозападной части Баренцева моря промысел также влияет на биомассу эпибентоса, но его интенсивность ниже и не приводит к выраженному снижению биоразнообразия. Северо-восточный район Баренцева моря может быть охарактеризован как не подверженный влиянию тралового промысла, чем объясняются его высокие показатели биомассы макробентоса и его биоразнообразия.
Литература
Anon. Survey report from the joint Norwegian/Russian ecosystem survey in the Barents Sea in August-October 2006. IMR/PINRO Joint Report Series, № 2/2006, Murmansk, PINRO Press, 97 p., 2006.
De Groot S.J. The impact of bottom trawling on benthic fauna of the North Sea. Ocean Management, N 9,
р. 177-190, 1984.
Denisenko S.G. Long-term changes of zoobenthos biomass in the Barents Sea. Proceeding of the Zoological Institute Russian Academy of Sciences, N 289, p.59-66, 2001.
Graham M. Effect of trawling on animals of the sea bed. Deep Sea Research, Suppl. 3, p.1-6, 1955.
Kumar A.B., Deepthi G.R. Trawling and by-catch: Implications on marine ecosystem. Current Science, v.90, N 7, p.922-931, 2006.
List of species of free-living invertebrates of Eurasian Arctic seas and adjacent deep waters. Ed.: Sirenko B.I., Exploration of the fauna of the seas, v.51(59), 131 p., 2001.
Lnkkeborg S. Impacts of trawling and scallop dredging on benthic habitats and communities. FAO fisheries technical paper, N 472, 69 p., 2005.
Prena J., Schwinghamer P., Rowell T.W., Gordon Jr. D.C., Gilkinson K.D., Vass W.P., McKeown D.L.
Experimental otter trawling on a sandy bottom ecosystem of the Grand Banks of Newfoundland: Analysis of trawl by-catch and effects on epifauna. Marine Ecology Progress Series, v.181, p.107-124, 1999. Shannon C.E., Weawer W. The mathematical theory of communication. Urbana, University of Illinois Press, 117 p., 1949.
Wassmann P., Reigstad M., Haug T., Rudels B., Carroll M.L., Hop H., Gabrielsen G.W., Falk-Petersen, Denisenko S.G., Arashkevich E., Slagstad D., Pavlova O. Food webs and carbon flux in the Barents Sea. Progress in Oceanography, N 71, p.232-287, 2006.
Антипова Т.В. Распределение биомассы бентоса Баренцева моря. Труды ПИНРО, вып. 35, c.121-124, 1975.
Броцкая В.А., Зенкевич Л.А. Количественный учёт донной фауны Баренцева моря. Труды ВНИРО, т.4,
с. 5-126, 1939.
Денисенко Н.В., Денисенко С.Г. О влиянии донных тралений на бентос Баренцева моря. Экологическая ситуация и охрана флоры и фауны Баренцева моря. Апатиты, Изд-во КНЦ АН СССР, c.158-164, 1991.
Зенкевич Л.А. Биология морей СССР. М., Изд-во Академии Наук СССР, 739 с., 1963.
Ожигин В.К. О фронтальных зонах Баренцева моря. Вопросы промысловой океанологии Северного бассейна: Сб. науч. тр., Мурманск, ПИНРО, c.89-103, 1989.
Ярагина Н.А., Лебедь Н.И., Шевелев М.С. Промысел. Треска Баренцева моря: биология и промысел. Глава 10. Мурманск, ПИНРО, c.222-244, 2003.
646
