CC BY
41
2003
Известия ТИНРО
Том 133
УДК 592(265.54)
П.А.Бородин, Е.В.Осипов; Ю.М.Яковлев (Дальрыбвтуз; ИБМ ДВО РАН)
ПУТИ ПРОНИКНОВЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДУЗЫ
RHOPILEMA ESCULENTUM В ЗАЛ. ПЕТРА ВЕЛИКОГО
Приведены исследования проникновения медузы Rhopilema esculentum в район зал. Петра Великого. Проведен анализ ветров и связанных с этим течений, которые распределяют медузу по заливам и бухтам зал. Петра Великого. Описан процесс подхода медузы и изложена математическая модель, описывающая динамику популяции Rhopilema esculentum у берегов Приморья.
Borodin P.A., Osipov E.V., Yakovlev Yu.M. Paths of jellyfish Rhopilema esculentum penetration into Peter the Great Bay and its distribution // Izv. TIN-RO. — 2003. — Vol. 133. — P. 236-239.
The rhopilema jellyfish (Rhopilema esculentum) appeared at the coast of Pri-morye in 1999, its commercial catch began in 2001. Herein, paths of this species penetration into Peter the Great Bay and distribution are described. Besides, its population dynamics is modeled. The paths of the rhopilema penetration into the Bay were defined with usage of NOAA satellites infrared images processed with the help of specially designed program on a basis of gradient analysis. A principal cause of its appearance at the coast of Primorye is the northward drift from the East China Sea through Korea Strait by streams in the sea surface layer. Due to these streams, the jellyfishes reach Peter the Great Bay in 2-3 weeks. Here, the rhopilema does not enter the Amur Bay under condition of north or southeast wind, but its stock in the Bay is redistributed. On the contrary, the rhopilema enters into the Ussuri Bay under south, southeast, and north winds, therefore volume of its catch in the Ussuri Bay is 3 times higher than in the Amur Bay. The period of the rhopilema presence in Peter the Great Bay could be divided in four stages: 1 — the approach of small clumps of jellyfishes (late August — early September); 2 — sharp increasing of jellyfishes numbers; 3 — stable high abundance of jellyfishes within several weeks; 4 — sharp decline of abundance. For the description of the rhopilema dynamics , a mathematical model is offered. The model coincides well with experimental data and shows a decreasing of the jellyfish number in recent times.
У берегов Приморья с 1999 г. отмечено появление медузы ропилема (Rhopilema esculentum), ее официальный промысел начался в 2001 г., но вопросы перспективы промысла и изменения численности медузы в районе зал. Петра Великого пока не нашли отражения в специализированной литературе. Целью данной работы является описание путей проникновения и распределения медузы в зал. Петра Великого и модели динамики популяции ропилемы.
Для определения путей проникновения медузы ропилемы в воды Приморья использовались снимки со спутников NOAA, которые обрабатывались с помощью специально разработанной программы на основе градиентного анализа.
Места основного обитания медузы ропилема — субтропические и тропические воды, вдоль побережий Восточно-Китайского, Желтого и Южно-Китайского морей, с концентрацией численности в опресненных районах возле устьев рек.
Аналогично ее распределение и в бухтах зал. Петра Великого, имеющих значительные речные стоки, вследствие нереста медузы в опресненных районах.
Основной причиной появления ропилемы у берегов Приморья является ее занос из Восточно-Китайского моря поверхностными течениями. В последние годы в Восточно-Китайском море происходят изменения гидрологии и течений, под воздействием которых ропилема перемещается с водными массами в район Корейского пролива, где с Цусимским и Восточно-Корейским течениями проникает вглубь Японского моря. Летом в основном потоке скорость Цусимского течения составляет 15-30 см/ с, увеличиваясь местами до 40-45 см/с, а Восточно-Корейского течения — 10-20 см/с (Шунтов, 2001). Проникающие в Японское море Цусимское и Восточно-Корейское течения создают в толще воды антициклонические вихри синоптического масштаба диаметром до 60-90 км и глубиной 100-200 м (Никитин, Дьяков, 1998), которые позволяют ропилеме проникнуть далеко на север. Перенос вод вдоль периферии вихревых цепочек до 4241° с.ш. (район зал. Петра Великого) может занимать 2-3 нед (Никитин, Дьяков, 1998). На рис. 1 показаны поверхностные вихри в августе—сентябре (20002002 гг.), с которыми ропилема достигает района зал. Петра Великого.
где
Рис. 1. Схема струйных вторжений и вихревых образований Японского моря (обработаны со снимков спутников NOAA): а — 14.08.2001; б — 14.09.2001; в — 21.08.2000; г — 02.09.2000, д — 18.08.2002, е — 18.09.2002
Fig. 1. The plan of jet encroachments and the vortex formations of sea of Japan (are handled from pictures of satellites NOAA): а — 14.08.2001; б — 14.09.2001; в — 21.08.2000; г — 02.09.2000, д — 18.08.2002, е — 18.09.2002
Распределение ропилемы непосредственно в зал. Петра Великого зависит от характера и направлений локальных течений, на которые в свою очередь влияют направление и скорости ветра (рис. 2) (Яковлев и др., 2002).
Анализ направлений ветров в сентябре 2001 г. показывает, что ветер имел следующие направления: 5 2 % — северный, 32 % — южный, 8 % — юго-восточный (Яковлев и др., 2002), а в сентябре 2002 г.: 42 % — северный, 32 % — южный, 20 % — юго-восточный. При северном и юго-восточном ветре ропилема
не проникает в Амурский залив (рис. 2), она только перераспределяется по акватории, попадая в мелкие заливы и более опресненные бухты. В Уссурийский залив ропилема проникает как при южном, юго-восточном, так и при северном ветре, поэтому объемы вылова в Уссурийском заливе больше, чем в Амурском, в соотношении 3: 1.
□ - 3 ■ - 4
Рис. 2. Направления перемещения скоплений при ветре: а — южный; б — юго-восточный; в — северный; 1 — направление перемещений; 2 — основная зона поступления ропилемы с высокой плотностью скоплений; 3 — зона поступления ропилемы с низкой плотностью скоплений; 4 — зона перераспределения скоплений ропилемы, зашедших в залив Fig. 2. Directions of travel of aggregations at a wind: a — southern; б — southeast; в — northern; 1 — direction of movings; 2 — the basic zone of receipt with high density; 3 — zone of receipt with low density; 4 — zone of redistribution of the congestions which have got in a bay
Ход медузы можно разбить на три стадии: 1 — подход небольших по численности скоплений медуз (конец августа, начало сентября); 2 — резкое увеличение плотности скоплений до больших; 3 — поддержание численности в течение несколько недель на среднем уровне; 4 — окончание хода медузы, резкий спад численности (попадаются отдельные экземпляры).
Для описания модели численности медузы для зал. Петра Великого воспользуемся функцией (Осипов, 2002):
X = k(x)x, (1)
где x — численность популяции в предыдущем году; k(x) — коэффициент, характеризующий интенсивность изменения численности популяции. Для того чтобы данная модель была "мягкой", возьмем k(x) = a - bx. Выбором системы единиц x и t (годы) можно принять коэффициенты a, b, равные 1. Тогда функция (1) примет вид:
x = x - x2. (2)
При расчете численности медузы ропилемы у берегов Приморья выберем изменения вектора на участке B (рис. 3).
Модель наглядно показывает убывание численности медузы. Это связано с тем, что часть популяции ропилемы, проникая в зал. Петра Великого, не попадает
в традиционные районы, где ее полипы могут успешно развиваться, так как, по данным Омори и Накано (Отоп, №капо, 2001), полипы ропилемы сохраняют свою жизнеспособность, если температура у дна в осеннее-зимний период не ниже 13-14 °С.
а)
Рис. 3. Расчет численности медузы: a — график функции x = x — x с векторным полем, б — результирующая зависимость численности медузы от времени
Fig. 3. Calculation of number of a jellyfish: a — the graph of function x = x — x2 with a field of vectors, б — resulting association of number of a jellyfish on time
Исходя из проведенного исследования, при сложившихся условиях, перспективы промысла Rhopilema esculentum в зал. Петра Великого невелики.
Литература
Никитин А.А., Дьяков Б.С. Структура фронтов и вихрей в западной части Японского моря // Изв. ТИНРО. — 1998. — Т. 124. — С. 714-733.
Осипов Е.В. Математическая модель прибрежного рыболовного комплекса на примере промысла медузы // Мат-лы науч.-практ. конф. — Находка: ДВГТУ, 2002.
Шунтов В.П. Биология дальневосточных морей России. Т. 1. — Владивосток: ТИНРО-центр, 2001. — 580 с.
Яковлев Ю.М., Осипов Е.В., Бородин П.А. Состояние и возможности промысла ропилемы в зал. Петра Великого // Мат-лы науч.-практ. конф. "Приморье — край рыбацкий". — Владивосток: ТИНРО-центр, 2002. — С. 65-69.
Omori M., Nakano E. Jellyfish fisheries in southeast Asia // Hydrobiologia. — 2001. — Vol. 451. — P. 19-26.
Поступила в редакцию 31.01.03 г.
