Формирование популяции судака ( stizostedion lucioperca ( L. ))

На правах рукописи

ПОПОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ ПОПУЛЯЦИИ СУДАКА

(STIZOSTEDION LUCIOPERCA (L.))

УРАЛО-КАСПИЙСКОГО РАЙОНА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 03.02.06 – Ихтиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань 2013Работа выполнена в Атырауском филиале ТОО «Казахский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства»

Научный руководитель

почетный работник рыбного хозяйства,

доктор биологических наук

Кушнаренко Александр Иванович

Официальные оппоненты

почётный работник рыбного хозяйства,

доктор биологических наук, профессор кафедры «Аквакультура и водные биоресурсы» Астраханского государственного технического университета (АГТУ)

Распопов Вячеслав Михайлович

почётный работник рыбного хозяйства,

доктор биологических наук,

директор Дагестанского филиала ФГУП «Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» (ДФ ФГУП «КаспНИРХ)

Абдусамадов Ахма Саидбекович

Ведущая организация

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО»)

Защита диссертации состоится «27» марта 2013 г. в 14-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 307.001.05 при Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, гл. корпус, ауд. 313, факс: 8 (8512) 54 91 03.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках АГТУ и Атырауского филиала Казахского научно-исследовательского института рыбного хозяйства.

Автореферат разослан« » февраля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцентЭ.И. Мелякина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Северный Каспий с впадающими в него реками является наиболее продуктивной частью Каспийского моря (Коблицкая, 1957, 1984; Зенкевич, 1963; Горбунов, Коблицкая, 1965; Биологическая продуктивность Каспийского моря, 1974; Казанчеев, 1981; Беляева, Казанчеев, Распопов, 1989).

Урало-Каспийский район, являясь частью прикаспийского государства Казахстан, представляется для него настоящей рыбной жемчужиной с богатыми водными биоресурсами. В Урале обитают 29 промысловых видов рыб 9 семейств. Современный (2009 г.) промысловый улов всех рыб здесь составил 18 тыс. т, в том числе судака – 3,5 тыс. т.

В связи с резким сокращением численности осетровых рыб наиболее значимым по пищевой ценности и спросу у населения судак стал занимать лидирующее положение. Поэтому интерес к его вылову многократно возрос, что побудило интенсифицировать разработку биологического обоснования общего допустимого вылова (ОДУ).

До настоящего времени необходимых исследований было недостаточно. Они были ограничены работами А.Н. Петровой (1974, 1980, 1981), в которых основное внимание уделено речному периоду жизни судака. После исследований А.Н. Петровой прошло более 30 лет, а подробных исследований различных периодов жизни судака р. Урал не осуществлялось.

В настоящее время популяция судака испытывает наибольшую антропогенную нагрузку из-за усиления нефтедобычи, браконьерского лова и расхищения из промысловых уловов. В связи с этим актуальность мониторинга экологического состояния северо-восточной части Каспийского моря и дельты реки Урал, а также динамики численности судака в современный период не вызывает сомнений.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы – оценка современного состояния популяции судака, обитающего в северо-восточной части Каспийского моря.

Для достижения цели решались следующие задачи:

− исследовать современное состояние условий размножения и нагула судака в низовьях Урала и северо-восточном Каспии;

− исследовать морфометрические характеристики судака р. Урал и оценить их изменения, произошедшие за последние 30 лет;

− исследовать распределение молоди и взрослого судака на акватории Северного Каспия в зависимости от абиотических и биотических факторов среды;

− оценить структуру нерестовой части популяции судака и эффективность его размножения (по учёту молоди в северо-восточной части Северного Каспия);

− изучить питание судака в различные периоды жизни;

− определить численность судака, дифференцированную по возрасту, в северо-восточной части Каспия;

− изучить интенсивность промысла, промысловые запасы судака в р. Урал и их основные характеристики.

Научная новизна. Исследованы современные условия формирования популяции судака р. Урал, показана роль комплекса биотических и абиотических факторов в динамике его численности, отражено современное состояние запасов. Впервые приводится сравнительная морфометрическая оценка судака в реке Урал за 1979 и 2006 гг.

Теоретическое и практическое значение. Исследована роль экологических и антропогенных факторов в динамике численности обыкновенного судака Северного Каспия. Показаны причины изменчивости промысловых уловов. Впервые рассчитаны промысловое усилие, коэффициенты общей, промысловой и непромысловой убыли судака р. Урал.

Данные исследования являются основой для долгосрочного и ежегодного биологического обоснования общих допустимых уловов (ОДУ) судака в р. Урал. Предлагаются мероприятия, направленные на сохранение и увеличение популяции судака, рациональное использование его запасов.

Методология и методы исследования. Диссертационные исследования осуществлялись в Атырауском филиале «КазНИИРХ» в 2000–2011 гг. на рыбопромысловых участках р. Урал, авандельте, а также северо-восточной части Каспийского моря. Объектом исследований являлся полупроходной судак (Stizostedion lucioperca) Урало-Каспийского района.

В процессе исследований проводился сбор и обработка материала согласно общепринятым в ихтиологии методикам (Державин, 1922; Правдин, 1966), а также статистическая обработка результатов (Аксютина, 1968; Абезгауз, Тронь, Копенкин, Коровина, 1970; Плохинский, 1980).

Объем собранного ихтиологического материала представлен в таблице 1.

Таблица 1

Объем собранного и обработанного материала по судаку за период исследований

Виды работ

Количество, экз.

Морфометрический анализ

50

Полный биологический анализ:

река

авандельта

море

12013

5252

6170

591

Определение плодовитости

373

Массовые промеры

2630

Выловлено:

4,5-метровым тралом (море)

9-метровым тралом (море)

1387

420

967

Учтены замёты речным неводом

7200

Исследовано молоди

281

При исследовании морфометрических особенностей достоверность различий и сходства между признаками оценивали по критерию Стьюдента (Лакин, 1990).

Для расчета средней индивидуальной абсолютной плодовитости определяли среднее число икринок в пробе. Популяционную плодовитость оценивали как количество икринок, отложенных всеми самками нерестовой части популяции за один нерестовый сезон.

Упитанность судака вычисляли по Фультону (Fulton, 1902) и Кларк (Clark, 1928).

Возраст судака определяли по чешуе (Чугунова, 1952; Чугунов, 1959) и сравнивали полученные результаты с определением возраста по спилам жестких лучей грудных плавников (Кузьмин, 1947; Бойко, 1951).

Динамика нерестовой миграции судака исследовалась по изменениям улова за единицу промыслового усилия (Трещев, 1974, 1983) на промысловых участках. За период исследований проконтролировано 7200 притонений.

Численность производителей, прошедших на нерестилища дельты р. Урал, и промысловый запас судака определялись по величине улова, отнесённого к промысловому усилию (Дементьева, 1976; Попов, 2005, 2007, 2008).

Ежегодно нами проводились биологические анализы с отбором гидрохимических проб воды. Исследования осуществлялись как в р. Урал в стационарном режиме, так и в северо-восточной части Каспийского моря. Морские исследования с 2000 по 2006 гг. осуществлялись совместно с ФГУП «КаспНИРХ». Самостоятельные траловые съёмки осуществлялись при участии экспертов-консультантов из ФГУП «КаспНИРХ».

Траления выполнялись на научно-исследовательских судах 4,5- и 9-метровыми придонными тралами со скоростью 2,5 узла, продолжительностью 20 и 30 минут. На каждой станции измерялись глубина, температура воды, соленость, содержание кислорода, направление и сила ветра, характер грунта.

Численность судака (N) оценивалась географическим методом (Яновский, 1971; Кушнаренко, 2003, 2008) c учетом улова (n), площади распространения (S), обловленной площади (s) и коэффициента уловистости трала (К):

N = n • S / s • К

Коэффициенты уловистости трала для судака дифференцированы по возрастам и представлены в таблице 2 (Кушнаренко, Сидорова, Белоголова, 1989).

Таблица 2

Коэффициенты уловистости судака в зависимости от возраста

Возраст, лет

0+

1+

2+

3+

4+

5+

6 и выше

Коэффициент уловистости

0,11

0,13

0,25

0,61

0,50

0,27

0,19

Для сокращения дисперсии траловых уловов вся обследованная акватория разделялась на несколько участков.

В целях углубленного анализа современной динамики численности промысловой части популяции судака нами осуществлена оценка коэффициентов общей смертности (Z), промысловой (F) и естественной (М) (Баранов, 1918; Засосов, 1970), а также коэффициентов общей убыли (φz), промысловой (φF) и естественной (φM + Н) вместе с непромысловым изъятием.

Апробация. Основные результаты исследований представлялись: на коллоквиумах лаборатории ихтиологии (в настоящее время − комплексная лаборатория) Атырауского филиала КазНИИРХ (2002−2012 гг.); на конференциях: «Состояние экосистем Прикаспийского региона: проблемы и перспективы» (Атырау, 2005); «Экология и гидрофауна водоемов трансграничных бассейнов Казахстана» (Алматы, 2008); «Проблемы экологии, аридного кормопроизводства и животноводства в Казахстане» (Чимкент, 2009); «Актуальные проблемы экологических, информационных, технологических, физико-математических наук» (Атырау, 2010); «Актуальные проблемы экологии, сельского хозяйства и технологии Западного Казахстана» (Атырау, 2011); Всероссийской конференции с международным участием «Современное состояние биоресурсов внутренних водоемов» (Борок, 2011); на Ученом Совете Атырауского филиала КазНИИРХ (Атырау, 2011); Учёном Совете КазНИИРХ (Алматы, 2012).

Осуществлены публикации в специализированных изданиях, в том числе российских (9 публикаций по теме диссертации, из которых 3 − в изданиях, рекомендованных ВАК РФ).

Основные положения, выносимые на защиту:

− современные условия формирования запасов судака нижнего течения р. Урал и восточной части Северного Каспия;

− характеристика размерно-весовых и возрастных показателей, свидетельствующих об устойчивости популяции судака;

− связь эффективности воспроизводства судака с объёмом годового стока р. Урал.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах, включает 31 таблицу и 38 рисунков. Состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и приложений. Список цитируемых литературных источников включает 157 работ, в том числе 6 иностранных.

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ ОБЫКНОВЕННОГО СУДАКА В УРАЛО-КАСПИЙСКОМ РАЙОНЕ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

Российская наука на реке Урал стала зарождаться во второй половине XIX века, благодаря исследованиям К.М. Бэр (Бэр, 1861) и Н.Я. Данилевский (Данилевский, 1858; 1860; 1863). Как участник экспедиции на Каспии в 1853-1856 гг. Н.Я. Данилевский огромное внимание уделял статистике и технике рыболовства. Он, в частности, отмечал, что рыболовство должно быть таким, чтобы была возможность у рыб отнереститься хотя бы один раз. Подобная мысль несколько позже встречается и у В.А. Кевдина (1915, 1961). Результаты их работ использовались для рационализации рыбного промысла на Каспии. Особенно необходимо отметить при этом роль Н.Я. Данилевского, посвятившего много времени на изучение состояния уральского рыболовства, и Н.А. Бородина, опубликовавшего в 1895 г. брошюру «Правила производства рыболовства в Уральском казачьем войске». Им определены сроки массовых нерестовых миграций полупроходных рыб в реке, в том числе судака.

Достоверные статистические сведения по Урало-Каспийскому рыбопромысловому району известны с 1932 г. (Каженбаев и др., 1968). Эти исследователи отмечают факт сокращения уловов судака с 17,8 до 2,7 тыс. т, они объясняют это излишним промыслом в 1932−1936 гг. Такая интенсивность промысла на Урале сохранялась до 1937 г., когда промысловые уловы всех рыб уменьшились с 98,3 тыс. т в 1936 г. до 58,7 тыс. т в 1940 г.

Стали появляться предложения по ограничению промысла. Первым ограничением было введение запрета на специализированный морской лов и сетной лов осетровых рыб в 1940 г. прошлого столетия. В 1962 г. на Каспии морской промысловый лов был упразднён, а в 1967 г на р. Урал был утверждён новый режим рыболовства, по которому была уменьшена рыбопромысловая зона в 3 раза, а число тоневых участков сокращено в 2,6 раза. В настоящее время их количество составило 10, и сохранён ограниченный лов частиковых в прибрежной зоне Урала (авандельте), что позволяет вылавливать более 11 тыс. т рыб (2009 г.).

ГЛАВА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОСПРОИЗВОДСТВА И НАГУЛА СУДАКА УРАЛО-КАСПИЙСКОГО РАЙОНА

2.1. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика р. Урал

Температура воды в 1996-2000 гг. в р. Урал была равна 11,4 0С, в 2001-2005 гг. она возросла до 11,8 0С. В 2006–2009 гг. происходит дальнейшее повышение температуры воды до 12,4 0С. Термический градиент в относительно глубоководных участках между поверхностными и придонными слоями в летнее время составляет 0,30,6 0С; зимой – 0,1−0,3 0С. Осенью температура воды у дна и на поверхности выравнивается (таблица 3).

Таблица 3

Температура воды в р. Урал за 2000-2009 гг. (в/п Атырау), 0С

Годы

Месяцы

Средняя

45678910111996-20007,315,521,823,722,817,58,72,311,42001-20057,815,922,624,923,117,38,62,311,82006-20098,116,724,025,223,818,49,12,112,4

Речной сток в разные годы не оставался постоянным. Так, в 1986−1990 гг. сток составлял в среднем 9,8 км3 . В 19911995 гг. водность реки увеличивалась до 10,7 км3, затем в 19962000 гг. уменьшилась до 6,8 км3. В 2001-2005 гг. речной сток снова увеличился до 9,3 км3, затем в 20062009 гг. уменьшился до 6,71 км3 (таблица 4).

Таблица 4

Сток р. Урал (в км3; в/пост г. Атырау)

Годы

месяцы

Годовой

сток, км3

345678910111986-19900,461,121,912,340,90,460,360,420,469,81991-19950,381,052,980,670,620,460,440,440,3810,71996-20000,220,970,781,250,580,280,220,180,226,82001-20050,20,992,612,370,840,420,310,330,49,32006-20090,200,841,721,390,580,430,340,390,376,71

За весеннее половодье (апрель-июнь) в р. Урал истекает до 60-80 % годового стока. Превышение паводка над меженью наблюдается до 2,5 м, а в отдельные годы достигает 5 м.

Газовый режим. Максимальное количество кислорода в р. Урал наблюдается осенью. В первой декаде марта концентрация кислорода в реке составляет 5070 %. После таяния льда, благодаря ветровому перемешиванию воды, содержание кислорода во всей толще становится почти одинаковым и насыщение кислородом равно 95 %. При дальнейшем прогревании содержание кислорода уменьшается. В июле и августе на поверхности воды на участках, где много фитопланктона, наблюдается обогащение воды кислородом за счет фотосинтеза. Придонные слои становятся беднее кислородом вследствие расхода его на окислительные процессы. После замерзания реки концентрация кислорода падает, достигая минимума к началу таяния льда (таблица 5).

Химический состав. За исследовательский период (2000−2009 гг.) химический состав воды Урала не претерпел серьёзных изменений.

Таблица 5

Содержание растворимого в воде кислорода в р. Урал за 2007–2009 гг. (мг/л)

Годы

Периоды

зима

весна

лето

осень

2007

7.9

8,3

7,4

9,6

2008

10,7

9,7

8,2

11,4

2009

5,9

7.7

5,8

6,9

Минерализация составляет 200800 мг/л. Зимой концентрация может увеличиваться. Весной минерализация воды снижается.

Максимальная прозрачность воды наблюдается зимой и может составлять 150170 см. Весной прозрачность снижается до 2-7 см, летом — возрастает до 3045 см.

Взвешенные наносы р. Урал преобладают во время весенних паводков. Средний годовой их сток составляет 3,57 млн т. В маловодные годы (1977 г.) весной наблюдалась высокая концентрация взвешенных наносов – до 4500 г/м3 (Дризо, Большов, 1978).

Биогены. Концентрация аммонийного азота и нитратов в р. Урал за 2007-2009 гг. не превышала предельно-допустимых концентраций.

Концентрация нитритов за 2007-2009 гг. была выше допустимых значений. Их концентрация в воде изменялась в зависимости от времени года. Наибольшие значения наблюдались летом − от 8,1 до 17,3 ПДК. Осенью их концентрация была наименьшей − от 3,8 до 5,8 ПДК.

Гидрология реки. Максимальный уровень р. Урал за период исследований неоднократно изменялся. Если в первой половине периода (2000, 2002, 2004 гг.) уровень воды в реке Урал превышал отметку (500 см) в г. Атырау, что соответствовало 5,9−7,15 км3 паводкового стока, то во второй половине периода уровень воды в реке Урал составлял 382−475 см Атырауского водопоста при объёме паводкового стока, равного 1,87−4,87 км3.

Начало половодья за исследовательский период один раз состоялось в конце марта (27.03) – 2000 г.; 6 лет наблюдалось в первой декаде апреля; 3 года, когда начало половодья состоялось во второй декаде апреля. В целом для р. Урал характерно апрельское начало половодья. При раннем начале половодья более низкие температуры сдерживают развитие кормовой базы, а также нормальный рост ранней молоди судака. Позднее начало половодья также приводит к дисгармонии (задержке) в развитии кормовой базы. В целом связь между исследуемыми параметрами описывается логарифмическим уравнением:

(Y=-2,0687 Ln(x)+8,2176), при r = 0,84.

За период наблюдений на Урале наблюдался 1 — маловодный год (2006), с паводковый стоком − 1,87 км3; 2 – средневодных и 7 — многоводных лет (таблица 6).

Таблица 6

Гидрологические параметры р. Урал за 20002009 гг.

Показатели

Годы

2000200120022003200420052006200720082009Начало половодья27.0305.0402.0415.0405.0403.0406.0411.0410.0411.04Уровень по водопосту Атырау, см563464516450765545382475423384продолжение таблицы 6

Дата наступления максимального уровня15.0601.0618.0515.0502.0626.0510.0511.0414.0511.05Продолжительность половодья, сутки1028810696559060806652Годовой сток, км311,08,412,58,58,59,53,58.57,07,82Паводковый сток, км36,76,17,15,75,96.51,874,773,73,59

2.2. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика северо-восточной части Каспия и условия нагула судака

Температура воды во время проведенных весенних экспедиций 2008−2010 гг. была невысока: в Северном Каспий она варьировала от 10,1 до 25,2 0С. Наиболее низкие температуры воды зафиксированы весной 2009 г. в пределах 10,1−15,4 0С. В летнее время 2008−2010 гг. температура воды повышалась до 29,2 °С. Средняя температура воды в северо-восточном Каспии составила 22,5 °С в 2009 г., 25,3 и 26,5 °С в 2010 и 2008 гг. соответственно.

Прозрачность воды. Акватория северо-восточного Каспия весной отличается невысокой прозрачностью вод 0,4−2,6 м. Средние значения составили 1,3 м. Летом прозрачность воды колебалась от 0,3 до 2,8 м, составив в среднем 1,5 м.

Концентрация водородных ионов (рН). Весной 2009 и 2010 гг. в водах северо-восточного Каспия формировались относительно однородные показатели рН.

Соленость северо-восточного Каспия. Акватория северо-восточного Каспия в 2008−2010 гг. характеризуется различной соленостью вод ввиду поступления пресного стока крупных рек и активных сгонно-нагонных явлений под влиянием частых и продолжительных ветров.

Соленость воды в 2009 г. в северо-восточном Каспии изменялась в пределах от 0,28 до 9,70 ‰ весной, в среднем — 6,37 ‰, а летом от 0,60 до 9,90 ‰, в среднем — 8,50 ‰. Весной и летом 2010 г. соленость воды в Северном Каспии была несколько выше, чем в 2009 г. Средняя соленость в мае была 8,81 ‰, при крайних значениях 5,20−12,20 ‰, а летом − соответственно 9,40 и 3,20−14,30 ‰.

Органическое вещество. Одним из важных компонентов морских вод является растворенные в воде органические вещества, относительное содержание которых часто определяется по перманганатной окисляемости. В летний период, в связи с усилением биохимических процессов, концентрация органических веществ в воде заметно возрастает. Средние значения окисляемости в августе 2009 г. составили в воде Северного Каспия 9,9 мгО2/л при максимуме 11,7 мгО2/л. В 2010 г. этот показатель был немного ниже − 8,8 мгО2/л при максимуме 9,9 мгО2/л (таблица 7).

Таблица 7

Перманганатная окисляемость морских вод летом в 2009−2010 гг., мгО2



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст