КамчатНИРО

Камчатский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии

О лаборатории / Основные результаты исследований лаборатории гидробиологии в 2012 г.

В 2012 г. основная работа лаборатории гидробиологии КамчатНИРО осуществлялась в рамках Подтемы 1.3 Календарного плана института, по двум основным направлениям исследований:

– Изучение планктонных и бентосных сообществ прикамчатских вод для оценки состояния кормовой базы и питания морских рыб и беспозвоночных, как основы формирования продуктивности их промысловых популяций (Разделы 1.3.1 и 1.3.2).

– Мониторинг экосистем и исследования биопродукционных процессов пресноводных водоемов рыбохозяйственного значения Камчатского полуострова, оценка воздействия природных и антропогенных факторов среды на формирование ресурсов тихоокеанских лососей Камчатки (Раздел 1.3.3).

В 2012 г. исследованиями были охвачены практически все морские районы прикамчатских вод, включая шельфовую зону Восточной и Западной Камчатки, а также Командорских островов (рис. 1–А). Изучение пресных вод Камчатки проводились на озерах Курильское, Лиственичное, Толмачевское, Начикинское, Азабачье, Нерпичье и Саранное, на Паратунских озерах, а также в бассейнах и эстуариях некоторых рек северо–западной Камчатки (Хайрюзова, Белоголовая и Ковран) (рис. 1–Б).

Рис. 1. Районы, исследованные сотрудниками лаборатории гидробиологии КамчатНИРО в 2012 г. (А - морские исследования; Б - пресноводные исследования)

Практически все экспедиционные исследования (как на морских, так и на пресных водоемах), проводились совместно с другими подразделениями КамчатНИРО. Нам хотелось бы выразить искреннюю благодарность всем сотрудникам других лабораторий, наблюдательных пунктов и экипажам научно–исследовательских судов КамчатНИРО, принимавшим участие в сборе и обработке полевых материалов, а также в подготовке и проведении экспедиционных исследований.

Морские исследования. В 2012 г. в рамках выполнения раздела 1.3.1 было продолжено изучение зоопланктона, как кормовой базы морских промысловых рыб в водах Восточной Камчатки. По материалам 2011 г. исследован состав и распределение основных групп кормового планктона, а также сезонные изменения в составе зоопланктонного сообщества исследуемого района, собранны пробы зоопланктона в весенне–летний период 2012 г.

Анализ планктонных проб показал, что основу зоопланктона в водах у юго–восточного побережья Камчатки в 2011 г. составляли типичные представители холодноводной и умеренно–холодноводной тихоокеанской фауны, из которых преобладали веслоногие рачки, эвфаузииды и щетинкочелюстные (рис. 2). Максимальная концентрация зоопланктона отмечена в летний период (в августе) в Авачинском заливе, где она составляла 5467 мг/м3, а численность – в апреле у юго–восточного побережья Камчатки (15765 экз./м3).

Рис. 2. Доля основных представителей зоопланктона (в % биомассы) в Кроноцком (левый рисунок) и Авачинском (правый рисунок) заливах в апреле 2011 г.

Наряду с исследованиями зоопланктона, в 2012 г. продолжались исследования питания и пищевых отношений молоди морских промысловых рыб в водах Восточной Камчатки (по материалам 2011 г.). В результате проведенного анализа установлено, что молодь рыб в исследованный период питалась не одинаково. Минтай в мае и августе 2011 г. потреблял, преимущественно, копепод, а в ноябре – эвфаузиид. Основной пищей тихоокеанской трески и желтоперой камбалы в мае и ноябре были гаммариды. В августе треска потребляла, преимущественно, молодь рыб.

В рамках того же раздела календарного плана, были продолжены исследования бентосных сообществ для оценки кормовой базы морских промысловых рыб в водах Восточной Камчатки (Максименков и др., 2012; Морозов, Степанов, 2012). В ходе этих работ был выполнен анализ состава и распределения кормового зообентоса Авачинского залива (по материалам бентосной съемки 2011 г.) (рис. 3).

Рис. 3. Распределение биомасы иглокожих (А), полихет (Б), двустворчатых моллюсков (С) и разноногих ракообарзных (Д) на шельфе Авачинского залива в мае 2011 г. (цифрами обозначены номера бентосных станций)

Установлено, что на акватории Авачинского залива в мае 2011 г. средняя биомасса иглокожих Echinodermata составляла 161,3 г/м2, многощетинковых червей Polychaeta – 36,2 г/м2, двустворчатых моллюсков Bivalvia – 90,4 г/м2, и разноногих ракообарзных Amphipoda – 1,7 г/м2. Основу биомассы иглокожих формировал плоский морской еж Echinarachnius parma. Среди полихет доминировали представители семейства Maldanidae, Nephtydae и Terebellidae. Максимальные скопления иглокожих отмечены в северной части залива на глубине 69 м на гравийно–песчаном грунте (рис. 3–А). Полихеты преобладали на глубинах 93–132 м, в центральной части Авачинского залива (рис. 3–Б). Здесь же (на песчано–галечных грунтах на глубинах 40–50 м) отмечены и максимальные биомассы двустворчатых моллюсков (рис. 3–С). Массовые скопления амфипод располагались в центральной и северной частях Авачинского залива на илистых грунтах с преобладанием крупных твердых фракций (гравий, галька) (рис. 3–Д).

В 2012 г. были продолжены и полевые исследования в районе Восточной Камчатки. Так, в Кроноцком заливе в мае 2012 г. на судне МРТК–316 была выполнена специализированная (дночерпательная и дражная) бентосная съемка, материалы которой уже частично были обработаны (рис. 4).

Рис. 4. Схема бентосных станций, выполненных на НИС МРТК-316 в Кроноцком заливе в мае 2012 г.

Весьма интересные результаты были получены для такого малоизученного района, как шельф Командорских о–вов. В частности в 2012 г., был выполнен анализ состава и распределения кормового бентоса в этом районе (Данилин, 2012), а также исследовано питание некоторых видов морских млекопитающих (рис. 5). Результаты этих исследований в дальнейшем позволят оценить роль этой группы животных в качестве пищевых конкурентов морских промысловых рыб.

Рис. 5. Копрологическая проба остатков пищи калана «моллюскоеда», с о. Птичий (левый рисунок). Доли различных групп организмов в составе пищи калана Командорских островов в осенний период (правый рисунок).

Из работ, выполненных сотрудниками лаборатории гидробиологии в тихоокеанских водах Камчатки также следует отметить исследования биологии промысловых видов трубачей. Эти работы были впервые проведены в весенний период 2012 г. в ходе выполнения крабово–ловушечной съемки лаборатории промысловых беспозвоночных и водорослей КамчатНИРО. Пока получены первые и предварительные результаты, но данные исследования планируется продолжить в 2013 г.

В рамках выполнения работ по разделу 1.3.2 календарного плана, сотрудниками лаборатории продолжены исследования прикамчатских вод Охотского моря. Следует отметить, что рыбохозяйственные исследования этого района становятся особенно актуальны в свете перспективы его дальнейшего использования при освоении запасов углеводородного сырья на камчатском шельфе. Поэтому, оценка современного состояния этого района крайне важна в качестве основы для дальнейшего его мониторинга в период освоения нефтяных месторождений.

В рамках данных работ в 2012 г. были продолжены исследования морского фитопланктона Охотского моря как основы формирования биологической продуктивности этого района (Максименков и др., 2012). В частности, установлено, что в июле 2012 г. фитопланктон в прибрежье западной Камчатки (до изобат 50–100 м) формировали микроводоросли из четырех крупных таксонов: диатомовые (Bacillariophyta), динофитовые (Dinophyta), золотистые (Chrysophyta), синезеленые (Cyanophyta) и зеленые (Chlorophyta). Из них доминировали в планктоне диатомовые водоросли, скопления которых отмечали у северной оконечности Камбального залива и на акватории, ограниченной на юге р. Озерной, а на севере – р. Воровской. Распределение динофитовых, в общем, совпадало с таковым диатомовых. Скопления зеленых водорослей были приурочены к устью р. Большая, а синезеленых – к устью р. Крутогорова. Золотистые водоросли распределялись редкими микроскоплениями вдоль всего побережья Западной Камчатки (рис. 6).

Рис. 6. Распределение диатомовых; динофитовых; зеленых, золотистых и синезеленых микроводорослей, а также вредоносных динофитовых Alexandrium-complex, Dinophysis-complex и паразитических динофитовых в прибрежных водах Западной Камчатки в июле 2012 г.

Также были продолжены исследования и зоопланктонных сообществ прибрежных вод Западной Камчатки, в том числе и для оценки роли зоопланктона как кормовой базы морских промысловых рыб (Максименков и др., 2012). Эти исследования также планируется продолжать и в дальнейшем (рис. 7).

Рис. 7. Состав зоопланктона в прибрежных водах Западной Камчатки в июле 2011 г.

Наряду с изучением планктона, сотрудники лаборатории гидробиологии продолжали и исследования донных сообществ Западной Камчатки (Максименков и др., 2012; Морозов, Спепанов, 2012a). В частности, на основании материалов предыдущих лет был выполнен анализ состава и распределения кормового зообентоса в заливе Шелихова.

Кроме анализа уже накопленных материалов, в 2012 г. был продолжен и сбор полевых материалов в этом районе. В частности, в летний период прошлого года был выполнен анализ видового состава бентоса из траловых уловов в период проведения донной траловой съемки КамчатНИРО на шельфе Западной Камчатки. Исследовано распределение отдельных групп бентосных животных, оценена их численность и биомасса (рис. 8). Эти работы также планируется продолжать и в дальнейшем.

Рис. 8. Места встречи брюхоногих моллюсков родов Buccinum, Clinopegma, Tochuina (левый и центральный рисунки), а также двустворчатых моллюсков родов Serripes, Clinocardium, Peronidia, Panomya и Mactromeris (правый рисунок) по данным учетной донной траловой съемки на НИС «Профессор Пробатов» в июле 2012 г.

Пресноводные исследования. В 2012 г. сотрудниками лаборатории гидробиологии КамчатНИРО продолжены комплексные исследования внутренних водоемов Камчатки, имеющих важное рыбохозяйственное значение (Раздел календарного плана 1.3.3). В рамках этих работ на всех исследованных водоемах проведены гидрометеорологические наблюдения, собраны и проанализированы данные гидрохимических наблюдений, исследованы фито– и зоопланктонные сообщества, выполнены ихтиологические исследования.

В частности, продолжен многолетний мониторинг лососевых озер южной и центральной Камчатки (Лепская и др., 2012), из которых наиболее важное значение имеет оз. Курильское. На этом водоеме сбор комплексной информации был проведен для всех сезонов 2012 г. На других озерах (таких как Начикинское, Толмачевское, Лиственичное), исследования проводили, преимущественно, в безледный период. В результате, оценены условия нагула молоди лососей в пелагиали этих озер в 2012 г. (рис. 9).

Рис. 9. Межгодовая изменчивость пищевой обеспеченности молоди нерки (УПО в ус. ед.) и суммы заходов производителей нерки в оз. Курильское за два смежных года (Е1Е2, тыс. шт.)

Комплексные мониторинговые работы в 2012 г. проводились и на другом важном модельном водоеме Камчатки, т.е. на оз. Азабачье (рис. 10–12). В результате, были определена численность молоди нерки, нагуливающейся в пелагиали озера и оценены условия ее обитания (Базаркина и др., 2012). Например, установлено, что при высоком заходе производителей нерки на нерестилища бассейна оз. Азабачье в 2012 г., в последующие годы, можно ожидать снижение размерно–весовых характеристик покатной молоди.


Рис. 10. Сезонные изменения водного режима оз. Азабачье в 2011-2012 гг. (Тсвз - средневзвешенная температура водной толщи пелагиали озера, DS - прозрачность воды, TEZD - средняя температура эвфотической зоны, Н снега - высота снежного покрова, Н льда - толщина льда)

Рис. 11. Многолетние изменения средневзвешенных значений концентрации минерального азота и кремния (А), минерального фосфора и железа (Б) в пелагиали оз. Азабачье в летне-осенние месяцы 2006–2012 гг.

Рис. 12. Динамика численности основных видов планктонных водорослей в пелагиали оз. Азабачье в 2011–2012 гг.

В 2012 г. продолжен многолетний комплексный мониторинг Паратунских озер, на которых также был выполнен целый комплекс исследований (Вецлер, 2012; 2012а). Для примера, на рисунках 13–14 представлена сезонная динамика некоторых видов зоопланктона в пелагиали озер Ближнее и Дальнее в 2012 г.


Рис. 13. Сезонные изменения общей численности и биомассы Cyclops scutifer в оз. Ближнее в 2012 г.


Рис. 14. Сезонные изменения численности ветвистоусых ракообразных в пелагиали оз. Дальнее в 2012 г.

В 2012 г. в лаборатории гидробиологии КамчатНИРО были начаты несколько новых направлений исследований.

Так, совместно с коллегами из лаборатории воспроизводства лососевых рыб ВНИРО, в 2012 г. организованы комплексные исследования в эстуариях Камчатки для оценки воздействия факторов среды на формирование численности тихоокеанских лососей. Первый этап этих работ был проведен в летний период 2012 г. на северо–западе Камчатки в эстуариях и бассейнах рек Хайрюзова, Белоголовая и Ковран, а также в прибрежных водах Охотского моря.

Исходя из общей цели исследований, в задачи сотрудников ВНИРО входило описание морфологического строения и гидрологического режима исследуемых объектов. В частности, была определена морфология морских и речных участков эстуариев, исследована приливная динамика и гидрологический режим зоны смешения соленых морских и пресных речных вод (Горин и др., 2012). Основные задачи специалистов КамчатНИРО заключались в изучении экологии обитания молоди лососей в период ее ската и раннего морского нагула, включая сбор материалов для изучения фито– и зоопланктонных сообществ, исследования состава ихтиофауны, распределения и пищевых отношений массовых видов рыб (Коваль и др., 2012).

Результаты этих комплексных работ позволили выделить на исследованных объектах несколько основных зон обитания с характерными для них абиотическими условиями и составом населения (Горин и др., 2012; Коваль и др., 2012). Также отмечено, что численность, распределение и видовой состав молоди рыб в эстуариях исследуемых рек были подвержены суточной  изменчивости, связанной с чередованием фаз приливов (рис. 15–16).

Рис. 15. Изменения основных гидрологических характеристик, а также численности молоди рыб (А) и средних размеров молоди корюшек (Б) в траловых уловах на суточной станции, выполненной в районе устья р. Белоголовая 22–23 июля 2012 г.

Рис. 16. Плотность распределения (тыс. экз./км2) суммарной численности молоди рыб в реках Хайрюзова, Белоголовая, Ковран и прилегающих водах Охотского моря в отдельные фазы приливного цикла в июле–августе 2012 г. (крестики – улова нет)

В процессе анализа имеющихся архивных данных, нами установлено, что, несмотря на большие размеры своих бассейнов, реки Хайрюзова и Белоголовая по общему количеству воспроизводящихся в них лососей существенно уступают другим, менее крупным рекам Западной Камчатки. При этом, наши полевые исследования показали, что причинами этого могут являться следующие факторы: 1) фактическая непригодность для нереста нижнего течения этих рек из–за заиленности их дна; 2) повышенная смертность молоди лососей в период покатной миграции из–за очень больших размеров эстуариев и чрезвычайно сильного воздействия приливов; 3) повышенная смертность производителей лососей в период анадромных миграций из–за выедания хищниками, которые могут эффективно вести охоту на лососей в связи с наличием в этих эстуариях широкого и глубокого входа со стороны моря, а также обширных мелководных участков (Коваль и др., 2012).

Таким образом, уже первые результаты наших комплексных исследований позволяют сделать вывод, что для некоторых камчатских рек, морфология и гидрология устьевых участков может быть определяющей при формировании их рыбопродуктивности. Поэтому, эти работы будут продолжены. В дальнейшем планируется охватить исследованиями и другие камчатские реки, обладающие иными типами эстуарных зон, т.к. решить поставленную задачу можно, только имея материалы для сравнительного анализа.

Также одним из новых направлений, начатых в лаборатории гидробиологии КамчатНИРО в 2012 г., были работы по отработке методики количественного учета гидробионтов с применением современной гидроакустической аппаратуры. Эти исследования организованы с использованием нового портативного научного эхолота, полученного институтом в ходе закупок научного оборудования в рамках российско–японских межправительственных соглашений. Данный прибор поступил в институт в сентябре 2012 г. (т.е. в конце полевого сезона), поэтому нам удалось организовать только две гидроакустические съемки на оз. Начикинское в октябре и ноябре прошлого года. Ниже кратко представлены основные результаты этих работ.

Гидроакустические исследования на оз. Начикинское проводились с применением цифрового научного эхолота DT–X (производитель фирма Biosonics, США) с расщепленным акустическим лучом (шириной 8°) и рабочей частотой 200 кГц (рис. 17). Запись и обработка данных выполнялась с использованием специализированного лицензионного программного обеспечения (программы Visual Acquisition 6.0.2 и EchoView 5.3). При обработке результатов гидроакустических съемок использован метод эхоинтегрирования. Интервал интегрирования по горизонтали составлял 100 м. Расчет численности проводили для рыб трех размерных групп: 2–5 см, 5–8 см и 8–11 см (в среднем 6,41 см), соотношение которых составляло 20,8%, 61,2% и 18,2%, соответственно. Сила цели для рыб указанных размерных групп была рассчитана по уравнению, предложенным Р. Лавом (Love, 1977), и составила 54,0 дБ; 47,7 дБ и 46,3 дБ. Численность молоди определяли для трех слоев водной толщи озера 3–13 м, 13–23 м и 23–33 м.

Рис. 17. Цифровой научный эхолот DT-X и пример эхограммы (в окне программы Visual Acquisition 6.0.2) в период выполнения гидроакустической съемки оз. Начикинское в ноябре 2012 г.

В результате гидроакустических съемок, была построена подробная батиметрическая карта оз. Начикинское, исследовано пространственное распределение, оценена суммарная численность и биомасса молоди рыб, нагуливающейся в пелагиали озера в октябре и ноябре 2012 г. (рис. 18). Установлено, что общая численность молоди рыб на исследованной акватории площадью 5,215 км2 в октябре 2012 г. составляла 745 тыс. экз., а биомасса – 3355 кг. В ноябре отмечено существенное снижение численности и биомассы молоди в пелагиали озера до 144 тыс. экз. и 814 кг. Максимальные скопления рыб в октябре отмечены в районе глубоководной котловины, а в ноябре, – преимущественно, на мелководье. 

Рис. 18. Батиметрическая карта, распределение численности и биомассы молоди рыб в пелагиали, а также изменения суммарной численности молоди в слоях 3-13, 13-23 и 23-33 м в оз. Начикинское по данным гидроакустических съемок, выполненных в октябре и ноябре 2012 г.

По нашему мнению, причиной существенного снижения общей численности молоди рыб на глубоководных участках оз. Начикинское в ноябре может являться обеднение кормовых ресурсов пелагиали, связанное с уменьшением биомассы зоопланктона в осенний период (см. рис. 18). В связи с этим, молодь рыб (в том числе и тихоокеанских лососей) вынуждена мигрировать на мелководные участки озера (с глубинами менее 3 м), где она может компенсировать недостаток кормового зоопланктона за счет потребления бентосных животных. При этом, именно на мелководье происходит ее значительный недоучет, связанный с техническими особенностями гидроакустического метода.

***

В 2012 г. сотрудниками лаборатории гидробиологии опубликовано 22 научные работы из них 16 статей в научных сборниках и журналах и 6 тезисов докладов на научных конференциях. Направлены в печать 3 статьи и 1 тезисы доклада на международную конференцию, начата подготовка к изданию монографии по питанию тихоокеанских лососей в морских водах (в соавторстве с сотрудниками лаборатории морских исследований лососей КамчатНИРО), выпуск которой запланирован на 2013 г. Кроме того, в 2012 г. сотрудники лаборатории приняли участие в 2–х российских и 2–х международных конференциях, а также на 20–й ежегодной отчетной сессий Международной комиссии по анадромным рыбам северной части Тихого океана NPAFC.

Литература

Базаркина Л.А, Бугаев В.Ф., Базаркин Г.В., Свириденко В.Д. 2012. Динамика гидробиологических процессов, определяющих кормовые условия молоди нерки в пелагиали оз. Азабачье в 2006–2010 гг. // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо–западной части Тихого океана. Сб. научн. тр. Камчат. НИИ рыб. хоз–ва и океанографии. Вып. 24. С. 5–29.

Вецлер Н.М. 2012. Зоопланктонное сообщество пелагиали озера Дальнее (Камчатка). Многолетняя динамика и структурные особенности // Саарбрюккен: Lambert Academic Publishing. 161 с.

Вецлер Н.М. 2012a. Результаты многолетнего мониторинга термического режима озера Дальнее (по материалам 1981–2010 гг.) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо–западной части Тихого океана: Сб. научных трудов. Петропавловск–Камчатский: КамчатНИРО. T. 26, Ч. 1. Петропавловск–Камчатский. С. 5–11.

Горин С.Л., Коваль М.В., Козлов К.В., Левашов С.Д., Никулин Д.А., Терский П.Н., Штремель М.Н. 2012. Первые результаты комплексных исследований в эстуариях рек Хайрюзова и Белоголовая (Западная Камчатка) // Материалы XIII международной конф.: Сохранение биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей. Петропавловск–Камчатский: Изд. «Камчатпресс». С. 76–80.

Данилин Д.Д. 2012. Фауна и распределение двустворчатых моллюсков шельфа Командорских островов. // Сб. материалов научной конференции, посвященной 80–летнему юбилею ФГУП «КамчатНИРО» "Водные биологические ресурсы северной части Тихого океана: состояние, мониторинг, управление". Петропавловск–Камчатский. КамчатНИРО С. 61–67.

Коваль М.В., Горин С.Л., Козлов К.В., Никулин Д.А., Штремель М.Н. 2012. Ихтиологические исследования эстуариев рек Хайрюзова, Белоголовая и Ковран (Западная Камчатка) в июле–августе 2012 г. // Бюллетень №7 реализации «Концепции дальневосточной бассейновой программы изучения тихоокеанских лососей». Владивосток. ТИНРО–Центр. 17 стр. (в печати).

Лепская Е.В., Бонк Т.В., Данилин Д.Д., Свириденко В.Д. 2012. Летний планктон и бентос из небольших рекреационных озер в окрестностях Петропавловска–Камчатского // Вестник Камчатского государственного технического университета. Вып. 21. С. 38–43.

Максименков В.В., Е.А. Архипова, Л.А. Базаркина, Т.В. Бонк, Н.М. Вецлер, Д.Д. Данилин, Е.В. Лепская, У.Ю. Лобанова, Т.Б. Морозов. 2012. Некоторые результаты гидробиологических исследований в лаборатории гидробиологии // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо–западной части Тихого океана: Сб. научных трудов. Петропавловск–Камчатский: КамчатНИРО. Вып. 25. С. 166–189.

Морозов Т.Б., Степанов В.Г. 2012. Некоторые плотностные характеристики Polychaeta мягких грунтов Авачинского залива (северо–западная часть Тихого океана) // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо–западной части Тихого океана: Сб. научных трудов. Петропавловск–Камчатский: КамчатНИРО. Вып. 27, С. 13–18.

Морозов Т.Б., Степанов В.Г. 2012a. Пространственное распределение и некоторые черты биологии промыслового трубача Buccinum pemphigus Dall, 1907 (Gastropoda, Buccinidae) северо–восточной части Охотского моря // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 80–летнему юбилею ФГУП «КамчатНИРО» (Петропавловск–Камчатский, 26–27 сентября 2012 г.). Петропавловск–Камчатский: КамчатНИРО, С. 107–113.

Love, R.H. 1977. Target strength of an individual fish at any aspect // Journal of the Acoustical Society of America 62:1397–1403.

Правительство Камчатского края
Северо-Восточное ТО Федерального агентства по рыболовству
Федеральное анегтство по рыболовству