Особенности распределения минтая и температуры вод в горизонтах его обитания в Охотском море в весенний период 

В последние годы для оценки распределения и запасов массовых видов гидробионтов ак-тивно используется дистанционный гидроакустический метод, получивший широкое примене-ние в мировой рыбохозяйственной науке как независимый, оперативный метод мониторинга биоресурсов, альтернативный методам виртуальных популяций, траловых, икряных съемок и др. Современные научные эхолоты позволяют с высоким разрешением оценивать горизонтальную и вертикальную структуру скоплений гидробионтов. Гидрологические зонды измеряют с высокой дискретностью физические параметры среды. Такие инструменты, прошедшие процедуру ка-либровки, позволяют достаточно точно и объективно оценивать распределение плотности рыб и гидрологические условия их обитания на обследуемой акватории [1].

Целью данной работы являлось обобщение и анализ данных об особенностях распределения минтая и термических условиях в горизонтах его повышенных концентраций в различных рай-онах Охотского моря в весенний период.

В качестве гидроакустической измерительной системы использовались установленные на судах ТИНРО-Центра специализированные научные эхолоты SIMRAD ЕК-60 с вертикально на-правленными антеннами 38 и 120 кГц, размещенными под килем судна [2]. Регистрация акусти-ческих данных производилась на двух частотах 38 и 120 кГц. Для количественной оценки чис-ленности и биомассы рыб использовалась частота 38 кГц. Навигационное сопровождение акустического комплекса осуществлялось с использованием системы спутникового позициони-рования GPS. Исследования выполняли, объединяя массивы файлов постпроцессорной обработ-ки эхограмм и гидрологических CTD-станций, полученных в ходе весенних рейсов ТИНРО-Центра в Охотское море в 2010–2014 гг. Были использованы данные об акустической плотности минтая с дискретностью 1 м по вертикали и 1 миля по горизонтали, а также по каждому из пяти размерных классов: 1–10 см, 11–20 см, 21–30 см, 31–40 см и более 40 см. В дальнейшем произ-водилась выборка плотности минтая (тонн/миля2) каждого

размерного класса и осреднение дан-ных по глубине с дискретностью 10 м по площади статистических квадратов 30×60 миль, а так-же по акватории стандартных биостатистических районов. По профилям гидрологических станций аналогично рассчитывались соответствующие значения температуры, средней по 10-метровым слоям, средней по квадратам 30×60 миль и по биостатистическим районам. В ре-зультате для каждого квадрата 30×60’ и биостатистического района Охотского моря были сгруппированы пары значений плотности минтая и температуры воды за ряд лет по слоям глу-бины с дискретностью 10 м. Можно ожидать, что в период нереста у половозрелого и неполо-возрелого минтая будет разное отношение к такому фактору, как температура. Поэтому пары значений биомассы и температуры были сгруппированы отдельно для шельфа (глубина дна ме-нее 150 м), где весной находится основная часть половозрелого минтая, пришедшего на нерест, и для внешнего шельфа и склона (глубины более 150 м), где обычно преобладает нагульная мо-лодь минтая. На основании этих данных строились зависимости распределения плотности (био-массы) минтая в толще вод в зависимости от температуры ее слоев отдельно для шельфа и скло-на стандартных биостатистических районов, пример которых приведен на рис. 1. Затем определялись взвешенная по биомассе средняя глубина (центр концентрации минтая) и взве-шенная по биомассе температура вод в слое обитания минтая по акватории каждого района.

Известно, что термическое состояние шельфовых вод и прилегающего верхнего склона се-верной части Охотского моря наиболее сильно зависит от интенсивности зимнего выхолажива-ния. Анализируемые съемки 2010–2014 гг., в которых выполнялся комплекс океанологических и акустических наблюдений, пришлись на годы, зимы которых по площади ледяного покрова ха-рактеризовались либо как малоледовитые (2011 и 2014 гг.), либо как умеренно-малоледовитые (2010 и 2013 гг.), и лишь зима 2012 г. была наиболее близка к среднемноголетним ледовым по-казателям. С учетом объемов продукции плотных шельфовых вод, сформированным на всем се-верном шельфе моря в эти годы (воды с температурой, близкой к замерзанию; соленостью выше 33,0‰ и плотностью более 26,6 σθ), самым теплым из анализируемого ряда был 2014 г., самым холодным – 2012 г. В южном биостатрайоне № 8 (юго-западная Камчатка) на термические усло-вия наряду с зимним выхолаживанием не менее сильно влияет интенсивность адвекции теплых вод, приносимых Западно-Камчатским течением. Поэтому здесь термические условия в анали-зируемые годы располагались в несколько другом порядке: самым теплым был также 2014 г., затем в порядке убывания шли 2011 и 2013 гг.; самым холодным был 2010, потом 2012 гг.

На рис. 1 в качестве примера приведены графики распределения биомассы минтая в толще вод в зависимости от температуры ее слоев, построенные отдельно для шельфа и для склона в биостатистическом районе № 8. Видно, что в наиболее холодном 2010 г. выхолаживание прони-кало в среднем до горизонта 50 м и температура составляла в среднем −1,5°С – на шельфе и −0,5°С – на склоне. В наиболее теплом 2014 г. выхолаживание достигало 40 м, а температура и на шельфе и склоне опускалась лишь до −0,1°С. В теплые годы заметно ближе к берегу сдвига-лись изобаты, на которых отмечалась максимальная плотность нерестового минтая. В относи-тельно холодном 2010 г. пик распределения нерестового минтая в районе № 8 отмечался на изо-батах 60–90 м, в теплых 2014 и 2011 гг. – на изобатах 30–90 м.

Наблюдаются и более масштабные отличия в пространственном распределении минтая в «холодные» и «теплые» годы. Так, в холодные годы в западной части моря существенно умень-шалось количество минтая меньше 20 см, но при этом увеличивалась его численность в районе Залива Шелихова и вдоль Западной Камчатки. В теплые годы наблюдалась обратная картина – экспансия мелкого минтая на запад и высокие концентрации неполовозрелого минтая в Ямско-тауйском, Охотско-Лисянском и Ионо-Кашеваровском районах, как в 2014 г. (рис. 2). Отмечает-ся также смещение центра концентрации более старших размерно-возрастных групп неполовоз-релого минтая на большие изобаты.

 

Рис. 1. Диаграммы вертикального распределения плотности минтая и температуры вод, средних по району юго-западной Камчатки (8 биостатистический район) весной 2010–2014 гг.; слева – распределение в пределах изобат шельфа 0–150 м, справа – в пределах изобат склона 150–400 м

На изобатах более 150 м во всех районах моря (кроме юго-западно-камчатского) после хо-лодной зимы прослеживалось увеличение глубины обитания (заглубление центра концентрации) минтая по сравнению с теплыми годами (табл. 1). Скопления минтая, как правило, располага-лись ниже выхоложенных охотоморских вод: в основном термоклине или в верхней части про-межуточных охотоморских вод, то есть предпочитали более высокую температуру (рис. 3). Воз-можно, это связано с тем, что за пределами шельфа в пелагиали в преднерестовый период обитает преимущественно неполовозрелый минтай. Температура в слое максимальных концен-

 

2011 г.2010 г.2014 г.<150 м>150 м01000020000300004000050000600000306090120150Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -2-1.5-1-0.500.51Температура, градбиомассатемпература01000020000300004000004080120160200240280320360400Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -1-0.500.511.52Температура, градбиомассатемпература050001000015000200000306090120150Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -2-1.5-1-0.500.51Температура, градбиомассатемпература050010001500200004080120160200240280320360400Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -1-0.500.511.52Температура, градбиомассатемпература02000400060008000100000306090120150Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -2-1.5-1-0.500.51Температура, градбиомассатемпература0100020003000400004080120160200240280320360400Горизонт, мПлотность, тонн/миля2 -1-0.500.511.52Температура, градбиомассатемпература

траций варьировала от –0,78°С на севере (холодная зима) до +1,35°С на юге Охотского моря

(теплая зима). С прогревом увеличивалась плотность скоплений в сезонном слое скачка.

 

В отличие от свала глубин и глубоководной части моря, на шельфе (глубины дна менее

150 м) в весенний период находится основная часть крупного половозрелого минтая. Распреде-

ление биомассы по глубине в разные годы не связано с температурой вод в слое обитания минтая, как и при переходе от холодного к теплому году, так и обратно и даже наблюдается отрица-

тельный тренд (рис. 1). Основная масса нерестового минтая в этот период придерживалась

холодных охотоморских шельфовых вод. Крупный минтай встречался в основном при отрица-

А

тельных значениях температуры вод: в северной части моря до –1,8°С и при –0,1°С на юге

(в ЮЗК районе). Высокие концентрации минтая на шельфе формировались в основном по периферии ПШВ (плотных шельфовых вод). С прогревом повышенная плотность скоплений отмеча-

лась также в сезонном слое скачка (рис. 1, 3). Отмечено, что в холодные годы средневзвешенные

по биомассе глубины обитания минтая на шельфе в юго-западно-камчатском и северо-западнокамчатском районах заметно увеличивались по сравнению с теплыми годами (табл.), т.е. скопления смещались от берега, что в большинстве районов связано с более интенсивным формирова-

нием ПШВ с температурой, близкой к замерзанию, участки распространения которых избегаются всеми размерными группами минтая. В заливе Шелихова в холодные годы границы распределения неполовозрелого минтая сдвигались мористее по изобатам на 10–40 м, а у половозрелых, нерестовых особей (более 40 см) изобаты обитания уменьшались на 20–30 м.

 

Рис. 3. Вертикальное распределение плотности скоплений минтая sA (м2/миля2)

и температуры вод (°С) вдоль разрезов на Западной Камчатке в 2014 г.:

А – 8 район; Б – граница 7 и 8 района; В – 7 район; Г – граница 7 и 1 района

(вход в залив Шелихова)

Диапазон температур, при которых была учтена биомасса минтая на акватории Охотского

моря за сравниваемый ряд лет, составил от –1,82°С (в 2010 и 2012 гг.) до 2,4°С (в 2014 г.)

(рис. 4). При этом большая часть минтая (в основном это нерестующий минтай) – в среднем око-

ло 60% биомассы (максимально в 2010 г. – 67,3% и минимально 49,3% в 2013 г.) зарегистриро-

вано при отрицательных и близких к нулю температурах: от –1°С до 0°С. Средняя температура

вод в слоях наибольших концентраций минтая составила –0,3°С в 2010 г. и –0,1°С в 2014 г. Отмечено, что в относительно теплые

годы увеличивалась доля рыб, оби-

тающих при более высоких положи-

тельных температурах (больше 0°С)

по сравнению с холодными годами

(17% в 2010 г., 27% в 2011 г. и 28%

2014 г., правая ветвь – рис. 4). Меж-

годовую динамику средневзвешен-

ных по биомассе температур в гори-

зонтах обитания минтая определяет

больше доминирование в размерно-

возрастном составе половозрелых и

неполовозрелых рыб, предпочитаю-

щих для обитания различные темпе-

ратурные условия, чем «холодный»

или «теплый» тип года.

А Б

В Г

 

Рис. 4. Температура вод в горизонтах обитания минтая

на акватории Охотского моря в весенний период

2010–2014 гг.

0

5

10

15

20

25

30

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Температура, град.

Доля биомассы, %о

2010 г. 2011 г.

2012 г. 2013 г.

2014 г. Среднее

Tср = - 0,3 град. –2010 г.

Tср = - 0,1 град. – 2011 г.

Tср = - 0,2 град. – 2012 г.

Tср = - 0,1 град. – 2013 г.

Tср = - 0,1 град. – 2014 г.

 

Выявлены особенности пространственного распределения и температурные условия в гори-зонтах обитания плотных скоплений минтая в различных районах Охотского моря в весенний период 2010–2014 гг. Данные будут использоваться для оценки влияния факторов среды на рас-пределение различных размерно-возрастных групп минтая и подготовки рекомендаций по ра-циональному ведению промысла в Охотском море.