Научная статья на тему 'Сезонные особенности распределения серых и черных морских ежей в восточных районах залива петра Великого'

Сезонные особенности распределения серых и черных морских ежей в восточных районах залива петра Великого Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
337
50
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Гаврилова Г. С., Сухин И. Ю.

Проведен анализ сезонной динамики распределения серых и черных морских ежей в разные сезоны 19961998 гг. В течение года в скоплениях морских ежей происходят структурные изменения, связанные с вертикальными и горизонтальными миграциями. Анализ распределения морских ежей по акватории залива позволил изучить пространственную структуру их популяций. Скопления молоди отмечаются лишь на тех участках, где присутствуют все необходимые для оседания личинок факторы: подходящий субстрат, кормовая база и соответствующие гидродинамические условия. В то же время на юге каждого из районов превалируют животные старших возрастных групп. Вероятно, в рассматриваемых популяциях существуют механизмы, обеспечивающие такое распределение.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Гаврилова Г. С., Сухин И. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Seasonal peculiarities of distribution of gray and black sea urchins in the eastern part of Peter the Great bay

Seasonal dynamic of distribution of grey and black sea urchins for miscellaneous seasons of some years (19961998) is analyzed. there are structural modifications in concentrations of sea urchins within a year caused both by vertical and horizontal migrations. The analysis of allocation of sea urchins through the bay has allowed to study the spatial distribution of their populations. Juveniles concentrate only on those sites where all factors necessary for sedimentation of larvae exist: an approaching substratum, food availability and suitable hydrodynamic conditions. At the same time the animals of higher age groups prevail in the south periphery of each district. Mechanisms ensuring such distribution are possible in the considered populations.

Текст научной работы на тему «Сезонные особенности распределения серых и черных морских ежей в восточных районах залива петра Великого»

Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра 2000 Том 127

Г.С.Гаврилова, И.Ю.Сухин

СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРЫХ И ЧЕРНЫХ МОРСКИХ ЕЖЕЙ В ВОСТОЧНЫХ РАЙОНАХ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Распределение правильных морских ежей двух видов - Strongylo-centrotus nudus (черный еж) и St. intermedias (серый еж) - в зал. Петра Великого изучалось в разных аспектах. На ранних этапах исследований были получены схемы распространения основных поселений ежей, а также ряд популяционных характеристик, таких как средняя плотность, биомасса и численность, а сами работы носили поисковый характер (Бирюлина, 1975). В литературе существуют также работы, показывающие роль морских ежей в донных биоценозах прибрежных вод (Скар-лато и др., 1967) и оценивающие их количественное распределение в биотопах разных грунтов и на разных глубинах (Погребов, Кашенко, 1976; Погребов, 1980; Бажин, 1983; Селин, Черняев, 1992). Кроме того, в последние годы выполнена ревизия поселений этих видов с оценкой численности и биомассы в большинстве районов зал. Петра Великого.

Однако с началом регулярных исследований по оценке запасов морских ежей и более детального изучения характера распределения стало очевидно, что в поселениях этих гидробионтов в течение года происходят сложные структурные изменения, связанные с несколькими типами миграций, изучение которых важно как в общем для понимания экологии морских ежей, так и с чисто практической точки зрения, так как позволит более взвешенно подойти к решению проблемы их рационального промысла.

Материалом для исследований послужили данные о распределении морских ежей весной 1996-1997 гг. и в летне-осенний сезон 1998 г. в восточных районах зал. Петра Великого от мыса Поворотного до восточного побережья зал. Восток. Определялись величины плотности и биомассы в районах основных скоплений морских ежей, где в общей сложности выполнялось 160-170 разрезов ежегодно. В качестве основного метода применялся количественный водолазный учет, при котором «пробными площадками» служили разрезы, выполняющиеся в направлении, перпендикулярном береговой черте, от уреза воды до 25-метровой изобаты (Скарлато и др., 1964; Левин, Шендеров, 1975; Одум, 1986). Плотность распределения фиксировалась в конкретных диапазонах глубин на каждом разрезе, а пробы ежей для определения морфометрических характеристик отбирались на акватории трех-четырех разрезов также с разделением их по глубинам. Всего ежегодно выполнялось по 15002000 определений линейных размеров и весовых характеристик. Пло-

351

щади, занятые скоплениями морских ежей, рассчитывались с помощью крупномасштабных карт 1:10000, 1:25000, после чего выполнялся расчет биомассы.

Морфометрический анализ включал в себя измерение диаметра панциря с точностью + 1 мм, массы тела и массы гонад с точностью + 1 г, при этом определялась сырая масса после непродолжительного обсушивания животных на воздухе.

Для оценки размерной структуры скоплений выделяли три группы животных: 0-45 и 0-50 мм - непромысловые особи соответственно серых и черных ежей; 45-65 и 50-70 мм - основа промысловой части скоплений; более 65 и 70 мм - промысловые особи старших возрастных групп.

В результате проведения гидробиологических учетов весной и летом в зал. Петра Великого выявлены сезонные особенности в структуре поселений морских ежей. Характер весенних изменений нами прослежен в 1996 и 1997 гг. (рис. 1, 2). Полученные данные показывают, что до начала интенсивного прогрева вод характер распределения в скоплениях морских ежей может изменяться от года к году, в зависимости от гидрологических условий весны. В том случае, когда наблюдаются высокие вертикальные, а в придонном слое и горизонтальные градиенты температуры воды, основная масса ежей, как правило, распределена достаточно диффузно на больших глубинах у границ твердых грунтов. Максимумы величин плотности отмечаются в диапазоне 15-25 м за исключением тех районов, где твердые грунты и поселения морских ежей существуют лишь до 10-12 м и менее (один из таких районов - зал. Восток). Абсолютные значения величин средней плотности достаточно низкие - от 0,1 до 0,8 экз./м2 для серых и от 0,1 до 1,8 экз./м2 для черных ежей. Одной из наиболее часто повторяющихся особенностей распределения является концентрация животных в разного рода укрытиях с резким перепадом глубин (расщелинах скал, каньонах), что может быть обусловлено, по нашему мнению, прежде всего пищевым поведением в условиях ограниченности кормовых ресурсов. В холодный период, при недостатке на больших глубинах водорослевого корма, пищей для ежей служат большое количество детрита, остатков макрофи-тов и мертвых гидробионтов, оседающее в низинах, чем и объясняется создание здесь этими животными крупных агрегаций. Такое распределение наблюдалось весной 1997 г., характер изменения величин плотности с глубиной показан на рис. 2. Отметим, что в этом году отсутствие плотных поселений морских ежей на малых глубинах на востоке залива наблюдалось почти до конца июня, и лишь в середине лета были отмечены массовые миграции и создание привычных агрегированных скоплений с высокими значениями плотности.

Иное распределение было характерно для весны 1996 г., когда во всем диапазоне глубин наблюдалась относительная температурная изометрия. Скопления морских ежей были сконцентрированы в верхних горизонтах с локализацией максимумов средних значений плотности на глубинах до 10 м (см. рис. 1). Животные распределялись по поверхности грунта и концентрировались в основном у зарослей макрофитов и других пищевых объектов. В скоплениях фиксировались более высокие значения плотности.

Как показал анализ литературных данных, отмеченные нами особенности гидрологических условий, влияющих на формирование скопле-

352

£££

Плотность, 9КЗ.

1,6 у

1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 --

о 4-о

б т

5 --4 --3 --2 --1 -0

о

0-5 5-10 10-15 15-20 20-25

Глубина, м

0-5 5-10 10-15 15-20 20-25

Глубина, м

Рис. 1. Распределение величин плотности серых (А) и черных (Б) морских ежей весной 1996 г.:

1 - мыс Поворотный,

2 - зал. Восток, 3 -о.Аскольд

Fig. 1. Distribution of density of gray (A) and black (Б) sea urchins in spring, 1996:

1 - Povorotniy Cape,

2 - Vostok Bay, 3 -Askold Island

0,9 0,8 -0,7 0,6 0,5 --0,4 0,3 --0,2 --

4

< 0,1 oi Si

® 0 s о

Рис. 2. Распределение величин плотности серых (А) и черных (Б) морских ежей весной 1997 г. Обозначения как на рис. 1

Fig. 2. Distribution of density of gray (A) and black (Б) sea urchins in spring, 1997

1,6 -1,4

1,2 --1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

0

0-5 5-10 10-15 15-20 20-25

Глубина, м

—I-------------------1

15-20 20-25

Глубина, м

■i—

0-5 5-10 10-15

ний морских ежей весной в верхних горизонтах сублиторали зал. Петра Великого, отмечались и ранее и были описаны Г.М.Бирюлиным (Мику-лич, 1960). По его мнению, стратификация вод в зал. Петра Великого в том или ином году определяется как непериодическими колебаниями адвекции тепла из более южных районов, так и преобладанием одного из типов атмосферной циркуляции. Кроме того, особенности гидрологического режима залива таковы, что при одной и той же адвекции тепла в годы антициклонального типа наблюдается пониженное турбулентное перемешивание, что приводит к сильному прогреву поверхностных слоев воды и преобладанию низких температур на дне. В годы с развитой циклоничностью и сильным перемешиванием поверхностные слои имеют температуру ниже нормы, а глубинные обладают повышенной температурой. Проведенная этим автором типизация гидрологических лет и полученные графики вертикального распределения температуры воды (рис. 3) хорошо согласуются с нашими данными. Согласно классификации Г.М.Бирюлина, в нашем случае формирование скоплений весной 1996 г. шло по типу холодных лет, а в 1997 г. - по типу теплых.

Рис. 3. Вертикальное распределение температуры воды в разные годы в зал. Петра Великого (Микулич, 1960) Fig. 3. Vertical tem perature distribution in different years in Peter the Great Bay (Микулич, 1960)

В картине летнего распределения морских ежей обращает на себя внимание прежде всего увеличение концентрации животных на поверхности грунта во всем диапазоне глубин. В районах с небольшими по площади скоплениями эта закономерность проявляется в меньшей степени (например, в зал. Восток), на обширных площадях - в большей. Так, летние концентрации серых ежей у мыса Поворотного более чем в три раза превышали весенние, при этом наблюдался явно выраженный максимум плотности на глубинах 5-10 м (рис. 4). У западного берега о.Аскольд, при отсутствии четкой локализации максимума плотности в каком-либо узком диапазоне глубин, животные были достаточно равномерно распределены по всей площади скопления на глубинах до 20 м. Отметим, что среднее значение плотности в этом случае было сравнимо с величинами максимумов этой характеристики в весенний период (см. рис. 1, 2, 4). В мелководных районах основная масса ежей была сосредоточена на глубинах 0-5 м, а значения плотности мало отличались от весенних в те годы, когда во всей толще воды в этот период наблюдалась относительная изотермия (рис. 1, 4).

354

Рис. 4. Распределение величин плотности серых (А) и черных (Б) морских ежей летом 1998 г.: 1 -мыс Поворотный -мыс Крылова, 2 -мыс Пашинникова

- мыс Бурунный, 3 - западный берег о.Аскольд

Fig. 4. Distribution of density of gray (A) and black (Б) sea urchins in summer, 1996: 1 -Povorotniy Cape -Krylova Cape, 2 -Pashinnikova Cape

- Burunniy Cape, 3 - western coast of the Askold Island

Черные ежи концентрировались преимущественно на малых глубинах в диапазоне 0-10 м, с максимумом плотности распределения до 5 м. Различия в характере распределения по районам исследования аналогичны таковым для серых ежей, а именно: в зал. Восток морские ежи сосредоточены в диапазоне глубин 0-5 м, у мыса Поворотного - также четкий максимум на этих глубинах с последующим снижением величин плотности, а в районе о.Аскольда - достаточно ровное распределение во всем диапазоне глубин.

Вместе с тем обращают на себя внимание и некоторые особенности в распределении двух видов. В частности, в районе мыса Поворотного явно выраженное несовпадение максимумов плотности распределения. Учитывая то, что в период наблюдений в этом районе и черные и серые ежи имели высокий гонадный индекс (средние значения соответственно 11,35 и 22,4 %) и находились в нерестовом состоянии, есть основание полагать, что и глубины образования нерестовых агрегаций для этих видов в данном биотопе также различны.

Анализ распределения биомассы морских ежей весной и летом на востоке зал. Петра Великого показывает, что основная часть животных сосредоточена на юге акватории, у оконечностей больших мысов, т.е. в районах преобладания твердых, в основном скальных, грунтов с активной гидродинамикой (рис. 5). Вместе с тем очевидно, что весной соотно-

355

шение биомасс ежей в южных и северных районах гораздо больше, чем в летнее время. Это означает, что с началом прогрева вод происходит перераспределение биомассы скоплений вдоль берега в направлении с юга на север, при этом преобладающими в течение всего лета являются горизонтальные миграции. Характеризуя особенности хорологической структуры, отметим наличие в этот период значительных агрегаций морских ежей. Животные лежат на поверхности грунта, образуя так называемые «кучи». Такие образования в целом нестабильны и являются примером, на наш взгляд, поведенческих особенностей в жизненном цикле, связанных с размножением, агрегации в данном случае создаются в нерестовый период для достижения наибольшей эффективности процесса оплодотворения. Кроме того, концентрации животных отмечались у зарослей макрофитов. В этом случае морские ежи, как правило, распределяются у кромки полей водорослей, редко внедряясь в сами заросли.

40' 50' 133*

356

Размерный состав морских ежей анализировали как по макрорайонам, так и на отдельных участках акваторий. При нанесении на карту результатов анализа размерной структуры (рис. 6) стало очевидно, что скопления морских ежей весьма неоднородны по своему составу. В частности, концентрации молоди отмечаются лишь на нескольких участках; чаще они встречаются в скоплениях черных ежей и реже у серых. Особи старших возрастных групп с диаметром панциря более 65 мм для серых и 70 мм для черных ежей в значительных количествах отмечались в основном на юге рассматриваемой акватории.

Таким образом, обобщая полученные результаты, получаем следующую картину сезонных изменений внутри скоплений морских ежей.

Наиболее существенные перераспределения происходят в результате двух типов миграций - вертикальных и горизонтальных. Первые из них в большей степени характерны для переходных сезонов - весеннего и осеннего. Весной наблюдается массовое перемещение скоплений с больших глубин на мелководье, оно регулируется как гидрологическим режимом прибрежных вод, так и началом массового развития микро- и макрофитобентоса. В результате горизонтальных миграций осуществляется перераспределение животных вдоль побережья в летний период. В этом случае могут наблюдаться перемещения целых скоплений вслед за сезонным развитием тех или иных водорослей. В качестве примера можно привести отмеченное в 1998 г. изменение в распределении биомассы черных ежей на западном побережье зал. Восток. Если весной основная их часть была сосредоточена на рифах у мыса Пещуро-ва, то летом животные переместились к северо-востоку и «паслись» на довольно обширном здесь поле ульвы. Наши наблюдения, а также литературные данные (Kawamura, 1966) показывают, что животные двух рассматриваемых видов способны совершать достаточно длительные миграции. Это вряд ли позволяет согласиться с мнением исследователей, считающих морских ежей седентарными формами (Константинов, 1979).

Выявленные особенности весеннего распределения в различных гидрологических условиях важно учитывать прежде всего при проведении количественных учетов в этот период. В годы с преобладанием антициклонической циркуляции, малой турбулентностью и резко выраженной стратификацией вод расчет численности и биомассы морских ежей, выполненный «методом площадей» (Аксютина, 1968), может давать заниженные оценки этих величин. Такое явление объясняется как это-логическими особенностями самих животных, так и существующими методами количественного учета донных животных. Главной переменной величиной в расчетах является определяемая водолазом с помощью мерной рамки плотность в скоплениях животных. В случае их диффузного распределения фиксируются низкие значения плотности и, как следствие, в результате получаются малые величины численности и

Рис. 5. Распределение биомассы серых (А) и черных (Б) морских ежей весной и летом в зал. Петра Великого: 1 - весной 1997 г., 2 - летом 1998 г., 3 -50 т

Fig. 5. Distribution of biomass of gray (A) and black (Б) sea urchins in spring and summer in Peter the Great Bay: 1 - in spring, 1997, 2 - in summer, 1998, 3 - 50 t

биомассы. Очевидно, что в такие годы более объективно проведение учетных работ в летнее время, после образования плотных поселений на малых глубинах.

Рис. 6. Размерная структура серых (А) и черных (Б) морских ежей в поселениях разных мест

Fig. 6. Size distribution of gray (А) and black (Б) sea urchins in different

areas

Результаты оценки размерной структуры двух видов морских ежей позволяют говорить о преобладании отдельных возрастных классов в структуре поселений разных мест, а анализ их распределения по акватории залива свидетельствует о существовании пространственной структуры этих популяций. На рассматриваемой акватории формирование скоплений морских ежей происходит внутри двух районов, естественной

границей между которыми является акватория зал. Находка и расположенные в его центральной части биотопы песчаных и илисто-песчаных грунтов. Очевидно (рис. 6), что промысловые особи фертильной стадии распределены вдоль всего побережья, стало быть, повсеместно происходит и размножение, в то время как концентрации молоди отмечаются лишь на нескольких участках в пределах каждого из районов, т.е. массовое оседание пелагических личинок на дно и прикрепление их к субстрату возможно далеко не везде. По-видимому, данный процесс происходит только там, где присутствует весь комплекс необходимых для этого факторов: подходящий субстрат для оседания, кормовая база и соответствующие гидродинамические условия.

Другой характерной чертой в распределении является превалирование на юге каждого из районов животных старших возрастных групп. Эти участки можно охарактеризовать как высокопродуктивные зоны, здесь расположены заросли бурых водорослей - ламинарии японской и кос-тарии ребристой. Если принять во внимание выводы М.В.Проппа (1977) о взаимосвязи массы морских ежей с обеспеченностью их пищей в природных биотопах и, таким образом, возможности существования крупных особей только в условиях относительного обилия пищи, то, вероятно, и в рассматриваемых популяциях существуют механизмы, обеспечивающие такое распределение.

Литература

Аксютина З.М. Элементы математической оценки результатов наблюдений в биологических и рыбохозяйственных исследованиях. - М.: Пищ. пром-сть, 1968. - 288 с.

Бажин А.Г. Закономерности пространственного распределения массовых видов иглокожих в бухте Витязь Японского моря // Биологические ресурсы шельфа, их рациональное использование и охрана: Тез. докл. 2-й регион. конф. молод. ученых Дальнего Востока. - Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. - С. 4.

Бирюлина М.Г. Распределение и запасы морских ежей Strongylocentrotus nudus и St. intermedius в заливе Петра Великого // Гидробиологические исследования в Японском море и Тихом океане. - Владивосток: ДВО АН СССР, 1975. - С. 11-21.

Константинов А.С. Общая гидробиология. - М.: Высш. шк., 1979. - 480 с.

Левин В.С., Ше ндеров Е.Л. Некоторые вопросы методики количественного учета макробентоса с применением водолазной техники // Биол. моря. -1975. - № 2. - С. 64-70.

Микулич Л.В. Распределение и состояние запасов моллюсков, трепанга, травяного шримса и некоторых других промысловых объектов в заливе Петра Великого (с рекомендациями для промышленности): Отчет о НИР (промежу-точ.) / ТИнРо. № 7097. - Владивосток, 1960.

Одум Ю. Экология. - Т. 2. - М.: Мир, 1986. - 328 с.

Погребов В.Б. Распределение массовых видов макрозообентоса на твердых грунтах залива Восток и прибрежья острова Путятина (Японское море) // Биол. моря. - 1980. - № 1. - С. 48-55.

Погребов В.Б., Кашенко В.П. Донные сообщества твердых грунтов залива Восток Японского моря // Биологические исследования залива Восток.

- Владивосток, 1976. - С. 63-82.

Пропп М.В. Экология морского ежа Strongylocentrotus droebachiensis Баренцева моря: метаболизм и регуляция численности // Биол. моря. - 1977.

- № 1. - С. 39-51.

Селин Н.И., Черняев М.Ж. Популяционно-экологическая характеристика трепанга и промысловых морских ежей залива Восток Японского моря / ИБМ ДВО РАН. - Владивосток, 1992. - 41 с. - Деп. во ВНИЭРХ, № 2607-В92.

359

Скарлато О.А., Голиков А.Н., Грузов Е.Н. Водолазный метод гидробиологических исследований // Океанол. - 1964. - № 4. - С. 707-719.

Скарлато О.А., Голиков А.Н., Василенко С.В. и др. Состав, структура и распределение донных биоценозов в прибрежных водах зал. Посьета (Японское море) // Исслед. фауны морей. Т. 5 (13): Биоценозы залива Посьета. - Л.: Наука, 1967. - С. 5-61.

Kawamura K. Ecological Studies and Some Discussion about the Methods of Conservation of the Sea Urchins, Strongylocentrotus nudus, on the Coast of Uracawa, Hokkaido // Sci. Rep. of Hokkaido Fish. Exp. St. - 1966. - № 5.

Поступила в редакцию 26.04.99 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.