Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1 История исследований антарктического криля 13
1.2 Становление международно-правовой системы Договора об Антарктике; принятие Конвенции об охране морских живых ресурсов Антарктики 18
1.3 Особенности гидрометеорологических условий Атлантического сектора Антарктики 21
1.4 Особенности биологии антарктического криля других антарктических эвфаузиид 31
1.5 Промысел антарктического криля и управление его запасом 60
ГЛАВА 2. Материал и методика 70
2.1 Мониторинг промысла антарктического криля 70
2.2 Исследования ранних онтогенетических стадий эвфаузиид 86
2.3. Гидроакустические исследования антарктического криля 90
ГЛАВА 3. Распределение антарктического криля в атлантическом секторе антарктики 92
3.1 Гидроакустические исследования распределения антарктического криля 92
3.2 Сезонная динамика распределения промысловых скоплений антарктического криля в районе Южных Оркнейских островов 101
3.3 Сезонная динамика уловов и распределение антарктического криля в промысловых подрайонах атлантического сектора Антарктики 112
ГЛАВА 4. Распределение размерно-возрастных групп антарктического криля в атлантическом секторе антарктики 120
4.1 Сравнение размерного состава антарктического криля в уловах традиционной и непрерывной технологий промысла 120
4.2 Исследования распределения размерно-возрастных групп криля в районе Южных Оркнейских островов 129
4.3 Распределение и возрастной состав личинок . superba и других антарктических эвфаузиид в районе Антарктического полуострова 149
ГЛАВА 5. Горизонтальные миграции антарктического криля с потоками течений 163
ГЛАВА 6. Промысел и управление запасом антарктического криля в атлантическом секторе антарктики 172
6.1 Особенности промысла антарктического криля в подрайоне Ю. Оркнейских о-вов с применением традиционной и непрерывной технологии промысла 172
6.2 Межгодовая динамика промысла антарктического криля 180
6.3 Управление запасом антарктического криля 196
Заключение 204
Выводы 209
Список сокращений 211
Список литературы
- Особенности биологии антарктического криля других антарктических эвфаузиид
- Исследования ранних онтогенетических стадий эвфаузиид
- Сезонная динамика распределения промысловых скоплений антарктического криля в районе Южных Оркнейских островов
- Исследования распределения размерно-возрастных групп криля в районе Южных Оркнейских островов
Особенности биологии антарктического криля других антарктических эвфаузиид
В проливе Дрейка ПФ располагается приблизительно на 58–60 ю.ш., а в море Скоша он отклоняется далеко на север, и по 40 з.д. ПФ обнаруживается уже на 51 ю.ш. (Саруханян, Смирнов, 1986). За пределами моря Скоша ПФ принимает зональную ориентацию, и в районе банки Юинга и Фолклендского хребта ПФ, как правило, слит с САФ в единый фронт (Белкин, 1993). Кроме трех основных фронтов, в районе бровки антарктического шельфа и верхней части материкового склона почти повсеместно наблюдается Антарктический Склоновый фронт (СкФ) и Пришельфовый фронт (Jacobs, 1986).
Северной границей антарктических вод является Южная Полярная фронтальная зона (ЮПФЗ), расположенная между ПФ и САФ (Белкин, 1993; Бурков, 1993; Масленников, 2003). Она служит границей между антарктической и субантарктической зонами Мирового океана. Структура ЮПФЗ изучена достаточно подробно сотрудниками ВНИРО и включает в себя две градиентные зоны (Масленников, 1995).
В пределах антарктической зоны на границе вод высокоширотной модификации и вод южной периферии Антарктического Циркумполярного течения выделяют Вторичную фронтальную зону (ВФЗ) (Масленников, 2003), которая играет важнейшую роль в концентрировании и переносе криля в Атлантическом секторе Антарктики (Hofmann et al., 1998; Murphy et al., 2006). В море Скоша ВФЗ образуется вследствие слияния вод моря Уэдделла и южной периферии АЦТ. Пространственное положение ВФЗ определяется колебаниями положения АЦТ. В пределах ВФЗ наблюдается температурный градиент, служащий одним из методов выделения этой фронтальной зоны (Богданов и др., 1969; Солянкин, 1969). Так, водам АЦТ свойственна максимальная температура 1,8–2,2C, а максимальная температура вод высокоширотной модификации составляет 0,2–1,2C. Положение ВФЗ показывает наличие, как межгодовых колебаний, так и долгопериодного смещения положения фронта. В настоящее время в пределах антарктических вод выделяют целый ряд менее крупных фронтов (Масленников, 2003; Murphy et al., 2006). Так, северная граница ВФЗ представляет собой хорошо выраженный подповерхностный термохалинный фронт, иногда выраженный и в верхнем слое, названный А. Гордоном (Gordon et al., 1977) фронтом моря Скоша. Южная граница ВФЗ, обычно менее четкая, получила название фронта моря Уэдделла.
В районе к западу от Антарктического полуострова поток АЦТ несет воды северной периферии моря Беллинсгаузена в северо-восточном направлении вдоль границы шельфа (Stein, 1988). На внешней части шельфа шириной 60–100 миль горизонтальная циркуляция имеет также генеральное северо-восточное направление. На внутренней части шельфа потоки течений направлены на юго-запад. В целом, на шельфе имеет место циклоническая циркуляция, которая состоит из двух круговоротов, разделенных поднятием в районе архипелага Биско (Богданов и др., 1980а; Makarov et al., 1990). Севернее архипелага отчетливо проявляется присутствие вод пролива Брансфилд, а иногда, вод моря Уэдделла. Скорости течений на шельфе составляют порядка 1 см/с, что значительно ниже, чем в океанической зоне. Характерной особенностью шельфа Антарктического полуострова является отсутствие бровки шельфа, вследствие чего происходит проникновение верхних частей ЦГВ на шельф (Масленников, 2003). Вместе с водами ЦГВ на шельф Антарктического полуострова могут попадать скопления антарктического криля, переносимые с АЦТ. По-видимому, это является одним из механизмов обмена особями криля между водами АЦТ и АШПВ.
В проливе Брансфилд отчетливо прослеживается северо-восточный поток вдоль южного побережья Ю. Шетландских островов. Скорость течений в этом потоке достигает 50 см/с (Солянкин, Спиридонов, 1987). С северной стороны к архипелагу вплотную подходит южная ветвь АЦТ, также имеющая северо-восточное направление. На шельфе Ю. Шетландских островов отмечена сложная циркуляция, включающая направленное на запад Полярное Склоновое течение, которое несет воды моря Уэдделла в западном направлении со скоростью около 10 см/с. В образовании вод на шельфе о. Мордвинова (Элефант) участвуют как воды южной периферии АЦТ, так и воды моря Уэдделла. Сложная циркуляция на шельфе острова способствует концентрированию большого количества планктонных организмов, в том числе криля, в этом районе (Stein, 1988).
В море Скоша потоки АЦТ движутся в генеральном северо-восточном направлении. В районе Ю. Оркнейских о-вов АЦТ сильно меандрирует, чему, по-видимому, способствуют геоморфологические особенности района. С юга в море Скоша проникают воды моря Уэдделла и, взаимодействуя с водами АЦТ, формируют ВФЗ. Считается, что поступление вод моря Уэдделла в море Скоша происходит преимущественно восточнее Ю. Оркнейских островов (Масленников, 2003). На основании многолетних данных Шульговским (2005) была выполнена классификация полей течений в районе Ю. Оркнейских о-вов, согласно которой были выделены 4 основных типа горизонтальной циркуляции.
Первый тип циркуляции характеризуется наличием вокруг Ю. Оркнейских островов антициклонического огибного течения (Шульговский, 2005). При этом южная ветвь АЦТ хорошо прослеживается севернее 60 ю.ш. Промысловые скопления антарктического криля при первом типе циркуляции формируются на двух участках: к северо-западу и западу от Ю. Оркнейских островов в пределах антициклонического огибного течения и к северо-востоку от архипелага в водах АЦТ.
Для второго типа циркуляции характерно наличие антициклонического круговорота к западу от Ю. Оркнейских островов и отсутствие огибного течения вокруг архипелага (Шульговский, 2005). Промысловые скопления криля при этом типе циркуляции формируются к северу и северо-востоку от Ю. Оркнейских островов.
При третьем типе циркуляции течение в районе Ю. Оркнейских островов имеет прямолинейный и равномерный характер и направлено на восток, антициклоническое огибное течение вокруг островов не формируется (Шульговский, 2005). Данные по распределению промысловых скоплений криля при третьем типе циркуляции отсутствуют. Четвертый тип циркуляции характеризуется наличием слабо выраженного антициклонического огибного течения вокруг Ю. Оркнейских островов (Шульговский, 2005). Южная ветвь АЦТ сильно меандрирует в районе 60 ю.ш. Промысловые скопления антарктического криля формируются по периферии многочисленных мелкомасштабных круговоротов к северу от архипелага.
Общей чертой для всех типов циркуляции является преобладание восточного переноса вод. Межгодовые различия затрагивают преимущественно характер выноса вод моря Уэдделла в южную часть моря Скоша. Типы циркуляции, при которых существенный вынос вод моря Уэдделла происходит западнее Ю. Оркнейских о-вов, встречаются несколько реже, чем типы циркуляций с преобладанием выноса вод моря Уэдделла восточнее архипелага (Шульговский, 2005).
Восточнее Ю. Оркнейских о-вов наблюдается сильное меандрирование ВФЗ, а при приближении к Ю. Сандвичевым о-вам происходит отклонение потока вод на север. Далее вдоль дуги архипелага поток вод ВФЗ достигает острова Ю. Георгия, после чего вновь изменяет свое направление на юго-восточное (Масленников, 1979а). Исследования ряда авторов свидетельствуют о том, что межгодовая динамика горизонтальной циркуляции далеко не всегда способствует проникновению вод ВФЗ к острову Ю. Георгия (Богданов, Солянкин, 1970; Масленников, 1972; Масленников и др., 1983; Watkins, 1999). В отдельные годы, вследствие ослабления меридионального переноса, поток вод не достигает острова, а поворачивает на юго-восток южнее Ю. Георгии. Ослабление меридионального переноса может стать причиной полного прекращения выноса антарктического криля к острову Ю. Георгия, как это было отмечено летом 1969 г. (Масленников, 1972).
Восточнее Ю. Сандвичевых островов воды АЦТ и воды моря Уэдделла распространяются в относительно низких широтах. Сразу по выходу из пролива между о. Ю. Георгия и Ю. Сандвичевыми о-вами часть вод отклоняется к югу под влиянием ЮжноСандвичева желоба, и затем вновь приобретает зональное направление (Атлас Океанов, Антарктика, 2005). Южнее Сандвичевых о-вов к этим водам присоединяются воды северной периферии КУ, не вошедшие в состав ВФЗ. Далее к востоку воды моря Уэдделла прослеживаются вплоть до 30 в.д., а отклонение южной ветви АЦТ к побережью Антарктиды наблюдается на 20–25 в.д. (Mackintosh, 1972).
Исследования ранних онтогенетических стадий эвфаузиид
Трал «DANA 400m/2000» использовался при традиционной технологии лова в период с 4 по 8 января 2009 г. Сеть из полиамида, узловая. Длина сети 146 м с размером внешней ячеи 120 мм и размером внутренней ячеи 20 мм (Рисунок 16 А). Длина тралового мешка составляла 35 м с размером внешней ячеи 80 мм и размером внутренней ячеи 14 мм. В 12 м от входа внутри трала находилась сеть для исключения попадания морских млекопитающих в трал, с размером ячеи 160 мм. Эта сеть была расположена под углом 60. Вертикальное раскрытие трала составляло 21 м, горизонтальное – 30 м.
Трал «Maritiem-400 Krill» использовался при традиционной технологии лова в период с 9 по 18 января 2009 г. Сеть безузловая, выполнена из полиамида. Длина сети 160 м с размером внешней ячеи 160 мм и размером внутренней ячеи 20 мм (Рисунок 16 Б). Длина тралового мешка составляла 40 м с размером внешней ячеи 80 мм и размером внутренней ячеи 14 мм. В 12 м от входа внутри трала под углом 60 была установлена сеть для исключения попадания морских млекопитающих в трал, с размером ячеи 160 мм. Вертикальное раскрытие трала составляло 25 м, горизонтальное – 28 м.
Бим-трал «Севрыбпроект» являлся основным орудием лова криля в промысловый сезон 2008/09 гг. и использовался при непрерывной технологии лова в период с 31 января по 3 июня 2009 г. Сетной материал – полиамид. Сеть узловая длиной 65 м с размером внешней ячеи 120 мм и размером внутренней ячеи 30 мм (Рисунок 16 В). Длина тралового мешка – 40 м. Размер внешней ячеи мешка 160 мм, внутренней ячеи 14 мм. Перекрывая вход, внутри трала под углом 20 к потоку воды находилась сеть для исключения попадания в трал морских млекопитающих. Размер ее ячеи составлял 200 мм. Вертикальное раскрытие трала составляло 12 м, горизонтальное – 11 м.
Бим-трал «Maritiem» имел схожие конструктивные особенности с бим-тралом «Севрыбпроект» и использовался при непрерывной технологии промысла в период с 19 по 31 января 2009 г. Основное отличие заключалось в том, что бим-трал «Maritiem» был изготовлен из безузловой мелкоячейной дели, тогда как бим-трал «Севрыбпроект» – из полиамидной узловой дели. Длина сети составляла 100 м. Вертикальное раскрытие трала составляло 18 м, горизонтальное – 15 м (Рисунок 16 Г).
В течение промыслового сезона 2009/10 гг. использовали бим-трал для технологии непрерывного лова и разноглубинный трал «2737» для традиционного лова (Рисунок 17).
Бим-трал применялся в период с 7 по 19 января 2010 г. Сеть выполнена из полиамида, узловая. Длина сети составляла 130 м с размером ячеи 120 мм (Рисунок 17 Б). Длина тралового мешка – 40 м. Размер внешней ячеи мешка 90 мм, внутренней ячеи 14 мм. Непосредственно на входе в трал, внутри под углом 30 к потоку воды находилась сеть для исключения попадания в трал морских млекопитающих с размером ячеи 150 мм. Вертикальное раскрытие трала – 18 м, горизонтальное – 12 м.
Разноглубинный трал «2737» использовался для традиционной технологии лова в период с 31 января по 3 июня 2009 г. Сеть узловая, выполнена из полиамида. Длина сети 240 м. Размер внешней ячеи изменялся от 800 до 90 мм, размером внутренней ячеи – от 40 до 24 мм (Рисунок 17 А). Длина тралового мешка составляла 60 м с размером внешней ячеи 90 мм и размером внутренней ячеи 20 мм. В 240 м от входа в трал, т.е. на входе в траловый мешок, внутри находилась сеть для исключения попадания морских млекопитающих в трал с размером ячеи 100 мм. Эта сеть была расположена под углом 30. Вертикальное раскрытие трала составляло 40 м, горизонтальное – от 35 до 40 м. В промысловый сезон 2010/11 гг. судно «In Sung Ho» вело промысел антарктического криля исключительно с помощью традиционной технологии лова, для этого использовался разноглубинный трал (Рисунок 18).
Рис. 18. Схема разноглубинного трала, применявшегося в промысловом сезоне 2010/11 гг. на судне «In Sung Ho».
Длина сети составляла 106 м с размером внешней ячеи от 240 до 120 мм и размером внутренней ячеи 30 мм. Кроме того, длина тралового мешка составляла 23 м с размером внешней ячеи 120 мм и размером внутренней ячеи 18 мм. На входе в сеть было установлено два груза по 1 т каждый, а также селективная сеть с размером ячеи 300 мм. Горизонтальное раскрытие трала обеспечивали две траловые доски весом 2300 кг, каждая. На входе в сеть был установлен траловый зонд. Вертикальное раскрытие трала составляло 30 м, горизонтальное – 56 м.
Для поддержки горизонтального раскрытия тралов при традиционной технологии промысла применялись две траловые доски весом 3,5 т каждая. Для поддержки горизонтального раскрытия тралов при непрерывной технологии промысла использовали бим (стальная балка овального сечения) длиной 18 м и весом 3,0 т. На всех тралах, применяемых при технологии непрерывного промысла в течение рассматриваемых промысловых сезонов, на кутке трала был установлен электронасос для откачки улова на судно по шлангам. Толщина стен шланга составляла 15 мм, внутренний диаметр – 200 мм. Шланги состояли из секций длиной 25–30 м каждая.
Методика сбора и обработки данных промысловой статистики. В течение промысловых сезонов 2008/09, 2009/10 и 2010/11 гг. выполнялся сбор данных промысловой статистики. При традиционном лове для каждого траления фиксировались: дата, время и координаты постановки и выборки трала, продолжительность траления, горизонт лова, глубина места и улов. Во время непрерывных тралений аналогичные данные фиксировались через каждые два часа.
Прямой учет улова на судах РТМК-С «Максим Старостин» и «In Sung Ho» оказался невозможным, из-за особенностей конструкции орудий лова и линии переработки, поэтому величина улова определялась по выходу продукции. В течение промысловых сезонов 2008/09 и 2009/10 гг. на судне РТМК-С «Максим Старостин» основным видом выпускаемой продукции являлась крилевая мука. Суточная продукция и суточный вылов оценивались главным технологом. Для пересчета веса крилевой муки в сырой вес улова применялся коэффициент (6,452), рассчитанный специалистами Мурманского тралового флота. Технологом и наблюдателями визуально оценивалось количество криля-сырца на фабрике и уже с учетом этих данных улов, полученный с использованием коэффициента пересчета, распределялся по тралениям (для традиционного лова) или по двухчасовым интервалам (для непрерывного промысла). Судно «In Sung Ho» в промысловый сезон 2010/11 гг. было ориентировано на выпуск свежемороженого криля, вследствие чего величина суточной продукции соответствовала величине суточного вылова антарктического криля. Распределение суточного вылова по тралениям, выполненным за сутки, проводилось с учетом визуальной оценки величины улова.
В результате научного наблюдения в течение трех промысловых сезонов 2008/09, 2009/10 и 2010/11 гг. были собраны данные промысловой статистики по 938 тралениям традиционной технологии промысла и 50 тралениям (969 двухчасовым интервалам) непрерывной технологии (Таблица 2). Построение карт распределения уловов осуществлялось с помощью программы ГИС «Картмастер» (Бизиков и др., 2006; Бизиков и др., 2013).
Для исследований межгодовой и сезонной динамики промысловых показателей были привлечены данные научного наблюдения на промысле по уловам и промысловому усилию, представленные в статистическом бюллетене АНТКОМ (CCAMLR, 2015) за 30 промысловых сезонов с 1984/85 по 2013/14 гг. в промысловых подрайонах 48.1, 48.2 и 48.3 Атлантического сектора Антарктики.
Методика сбора и обработки данных по прилову. В ходе научного наблюдения на промысле антарктического криля в течение промысловых сезонов 2008/09 и 2009/10 гг. выполнялся учет прилова гидробионтов и молоди рыб. При использовании традиционной технологии промысла пробы для исследований прилова отбирались во время выливки улова на палубу. При использовании технологии непрерывного промысла пробы отбирались с конвейера в рыбном цеху или на водоотделителе после выхода криля из насосной трубы. При этом использовалась мелкая сетка для исключения потери личинок рыб и эвфаузиид. Пробы для учета прилова отбирались, по возможности, два раза в сутки. Вес каждой пробы составлял 50 кг в течение промыслового сезона 2008/09 гг. и 10 кг в течение промыслового сезона 2009/10 гг. Каждую пробу анализировали полностью, разделяя на подпробы весом около 500 г. Выполнялась видовая идентификация и взвешивание обнаруженных в пробах личинок рыб и гидробионтов прилова.
В течение промыслового сезона 2008/09 гг. учет прилова гидробионтов и молоди рыб был выполнен в 112 пробах общим весом 5600 кг (Таблица 2). В промысловом сезоне 2009/10 гг. для учета прилова было взято 73 пробы общим весом 730 кг.
Методика сбора и обработки гидрометеорологических данных. В течение промысловых сезонов 2008/09 и 2009/10 гг. три раза в сутки выполнялась регистрация температуры воздуха и ТПО (температура поверхности океана), приземного атмосферного давления с помощью судовых приборов, а также выполнялась визуальная оценка волнения моря в баллах. В течение промыслового сезона 2008/09 гг. было выполнено 150 судовых гидрометеорологических наблюдений, в промысловом сезоне 2009/10 гг. было выполнено 226 наблюдений (Таблица 2).
Кроме того, для анализа гидрометеорологических условий в районе промысла были использованы карты погоды NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) и карты ТПО и поверхностной циркуляции вод, передаваемые на судно РТМК-С «Максим Старостин» из АтлантНИРО в течение промысловых сезонов 2008/09 и 2009/10 гг.
Методика сбора и обработки данных по биологии E. superba. Сбор данных по биологии антарктического криля выполнялся с 4 января по 9 марта 2009 г. и с 6 января по 26 марта 2010 г. на судне РТМК-С «Максим Старостин» и заключался в выполнении двух видов анализа: массовых промеров и биологических анализов. Для этого из уловов отбирались пробы весом от 5 до 10 кг. При традиционной технологии промысла отбор проб выполнялся на палубе при выливке улова из тралового мешка. При непрерывной технологии промысла и в случае откачки улова от кормы судна пробы отбирались на выходе улова из трубы насоса на ленту конвейера или из бункера. Применение технологии непрерывного траления позволяло выполнять отбор проб из отдельных скоплений антарктического криля. Эмпирически было оценено время с момента попадания скопления криля в трал, что регистрировалось гидроакустическими датчиками на подборах трала, до начала поступления улова на водоотделитель в рыбном цеху, составившее около 10 минут.
Сезонная динамика распределения промысловых скоплений антарктического криля в районе Южных Оркнейских островов
Суммарный вылов криля за рассматриваемый период (промысловые сезоны 1984/85– 2013/14 гг.) разбитый по месяцам увеличивается с декабря по апрель с 125,5 до 456,1 тыс. т (Рисунок 32 Г; Таблица 6). Начиная с мая, наблюдается существенное снижение суммарного улова криля до минимальных значений в августе, сентябре и октябре (0,3, 0,5 и 8 тыс. т соответственно). Суммарный улов криля в ноябре оказался выше по сравнению с августом и сентябрем и составил 43,8 тыс. т.
В подрайоне 48.3 средние уловы криля за час траления изменялись от 2,1±0,2 до 14,7±4,7 т/ч). Средний улов на час траления за 30 промысловых сезонов составил 10,1±1,1 т/ч (Рисунок 32 Д; Таблица 6). В сезонном изменении уловов на усилие в подрайоне 48.3 прослеживается следующая закономерность. С декабря по март уловы на час траления находились на низком уровне от 3,6±0,7 т/ч до 4,9±0,7 т/ч. В апреле было отмечено существенное увеличение среднего улова криля на час траления до 14,7±4,7 т/ч. С мая по июнь средние уловы криля находились на достаточно высоком уровне от 12,5±1,3 т/ч до 14,1±1,0 т/ч. С августа по ноябрь наблюдалось снижение средних уловов криля на час траления с 9,5±0,7 т/ч до 2,1±0,2 т/ч. Уловы криля выше среднемноголетнего уровня (выше 10,1 т/ч) в подрайоне 48.3 были получены в период с апреля по июль. Низкая эффективность промысла (уловы ниже среднемноголетнего уровня 10,1 т/ч) была отмечена в период с августа по март.
Рассмотрение средимесячного вылова криля показало наличие сходной сезонной динамики (Рисунок 32 Е; Таблица 6). Низкий среднемесячный вылов (от 1±0,2 до 4,6±1,5 тыс. т) был получен с декабря по март. Начиная с апреля, было отмечено существенное увеличение среднемесячного вылова криля до 19,2±5,1 тыс. т. С мая по июнь среднемесячный вылов криля находился на высоком уровне – от 12,9±2,1 тыс. т до 20,5±1,3 тыс. т. С августа по ноябрь происходило снижение среднемесячного вылова криля с 11,8±0,9 тыс. т до 1±0,4 тыс. т.
Суммарный вылов криля за рассматриваемый период (промысловые сезоны 1984/85– 2013/14 гг.) разбитый по месяцам в подрайоне 48.3 увеличивался с декабря по июль с 8,9 до 574,8 тыс. т. После этого, наблюдается снижение суммарного вылова криля с 330,9 тыс. т в августе до 5,2 тыс. т в ноябре (Рисунок 32 Е; Таблица 6).
Анализ данных промысловой статистики в подрайонах 48.1, 48.2 и 48.3 за 30 промысловых сезонов с 1984/85 по 2013/14 гг. показал наличие выраженной сезонной динамики плотности промысловых скоплений криля во всех трех промысловых подрайонах Атлантического сектора Антарктики. При этом рассмотрение средних уловов на час траления, среднемесячных уловов и суммарного вылова криля, в целом, показывает сходную сезонную динамику. В каждом из рассматриваемых подрайонов в течение промыслового сезона наблюдалось постепенное увеличение уловов криля до максимальных значений, после чего происходило существенное снижение уловов (Рисунок 32; Таблица 6). В подрайоне 48.1 средний улов на час траления в апреле превышал средний улов криля в октябре-ноябре в 3,5 раза. В подрайоне 48.2 средний улов криля на час траления в мае оказался в 6 раз выше по сравнению со средним уловом криля в сентябре. В подрайоне 48.3 средний улов на час траления, полученный в апреле, превышал средний улов криля в ноябре в 7 раз. Максимальные среднемесячные уловы криля превышали минимальные значения в 10 раз в подрайоне 48.1, в 60 раз в подрайоне 48.2 и в 20 раз в подрайоне 48.3.
В тоже время, сезонная динамика уловов криля показала существенные различия между рассматриваемыми промысловыми подрайонами в сроках начала увеличения уловов, достижения максимальных значений и начала снижения уловов. В подрайоне 48.1 начало увеличения средних уловов на час траления наблюдалось в декабре после периода низких уловов в октябре-ноябре (Рисунок 32 А; Таблица 6). В подрайоне 48.2 увеличение уловов началось в январе (Рисунок 32 В; Таблица 6). В подрайоне 48.3 средние уловы криля на час траления начинали увеличиваться в апреле (Рисунок 32 Д; Таблица 6), на 4 месяца позже, по сравнению с подрайоном 48.1 и на три месяца позже, по сравнению с подрайоном 48.2. Максимальных значений средние уловы на час траления в подрайоне 48.1 достигали в марте-апреле, в подрайоне 48.2 – в апреле-мае, в подрайоне 48.3 – в апреле и июне-июле (Рисунок 32 А, В, Д; Таблица 6). Начало снижения средних уловов на час траления в подрайоне 48.1 было отмечено в июле, в подрайоне 48.2 – в июле-августе, а в подрайоне 48.3 – в августе-сентябре. Таким образом, начало увеличения уловов криля, достижение максимальных значений и начало снижения уловов на час траления происходило последовательно в подрайонах 48.1, 48.2 и 48.3. Более отчетливо последовательное увеличение и снижение уловов криля в промысловых подрайонах Атлантического сектора Антарктики прослеживается при рассмотрении суммарных и среднемесячных уловов (Рисунок 32 Б, Г, Е; Таблица 6).
Сезонная динамика уловов криля на час траления и среднемесячных уловов в подрайоне 48.1 оказалась менее выражена по сравнению с подрайонами 48.2 и 48.3 (Рисунок 32; Таблица 6). Период с начала увеличения уловов до начала их снижения в подрайоне 48.1 более растянут, чем в других подрайонах. Это может быть связано с особенностями распределения промысловых усилий в подрайоне 48.1. Промысел криля в подрайоне Антарктического полуострова осуществляется, преимущественно, в пределах двух мелкомасштабных единиц управления: о. Мордвинова (Элефант) и пролив Брансфилд (Жук, 2012; Жук, 2013; Кухарев и др., 2014). В этих районах облавливаются промысловые скопления криля, вынесенные из пролива Дрейка и моря Беллинсгаузена с водами АЦТ, и промысловые скопления, перемещающиеся с водами моря Уэдделла (Масленников, 2003; Sahrhage, 1988; Hofmann et al., 1998; Atkinson et al., 2004). По-видимому, после снижения уловов криля, отмеченного в июне-июле (Рисунок 32 А, Б; Таблица 6), в водах АЦТ к северу от о. Мордвинова (Элефант), происходит перераспределение флота и концентрация промысловых усилий в проливе Брансфилд, где промысел ведется на скоплениях криля, приуроченных к водам моря Уэдделла.
Таким образом, результаты анализа данных научного наблюдения на промысле криля в подрайоне 48.2 в промысловые сезоны 2008/09, 2009/10 и 2010/11 гг., а также данные промысловой статистики за 30 промысловых сезонов с 1984/85 по 20013/14 гг. в подрайонах 48.1, 48.2 и 48.3 показывают, что в каждом из рассматриваемых подрайонов на протяжении 6-7 месяцев уловы антарктического криля находятся на высоком уровне. В течение оставшихся 5-6 месяцев наблюдаются низкие значения уловов криля.
В работе Студенецкой (1985) было отмечено наличие периода количественного обилия антарктического криля продолжительностью 7-8 месяцев в году, а также подчеркивалась сезонность массовых скоплений криля во всех районах Южного океана. В качестве причин такой сезонности называется исключительно периодичность вегетации фитопланктона, определяющая условия питания криля.
Некоторые исследователи связывают падение уловов криля в осенне-зимние месяцы с сезонной элиминацией части особей и рассеиванием плотных скоплений в этот период (Латогурский и др., 1990; Антарктический криль..., 2001). При этом авторы указывают, что в летний период скопления криля являются нерестово-нагульными, а с окончанием сезона размножения и вегетации исчезает и потребность в скоплениях. Однако сезонная динамика уловов криля, напротив, свидетельствует о, том, что плотность скоплений криля в осенний период не только не уменьшается, но и достигает максимальных значений (Рисунок 32; Таблица 6). В тоже время, антарктической весной, в период начала массовой вегетации фитопланктона, были отмечены минимальные значения уловов во всех рассматриваемых подрайонах.
В качестве основной причины снижения численности криля в пределах океанических участков подрайона 48.1 в зимний период Ф. Зигель (Siegel, 1988) называет сезонные миграции криля в шельфовые районы. Однако, сезонная динамика распределения криля в подрайоне 48.2 в течение промысловых сезонов 2008/09, 2009/10 и 2010/11 гг. свидетельствует об отсутствии сезонного перераспределения промысловых скоплений криля между шельфовыми и океаническими участками (Рисунок 29, 30, 31; Таблица 5).
Различия в сезонной динамике уловов антарктического криля между подрайонами Атлантического сектора Антарктики могут являться как следствием сезонного перераспределения промыслового флота, что связанно с ухудшением ледовой обстановки в подрайонах 48.1 и 48.2, так и следствием динамики численности криля и перераспределения промысловых скоплений. По мнению Касаткиной и др. (2014), промысел криля в подрайонах 48.1 и 48.2 ведется до тех пор, пока позволяет ледовая обстановка или будет достигнут региональный пороговый уровень. После этого суда переходят в подрайон 48.3, где ведут промысел до середины сентября. При этом авторы указывают на наличие в промысловых подрайонах Атлантического сектора Антарктики периода «производительного лова», продолжающегося с марта по июль. Влиянием перераспределения флота может быть объяснено снижение суммарного улова с апреля по июль в подрайоне 48.1 и с мая по июль в подрайоне 48.2, где в этот период происходит формирование ледового покрова, и одновременное увеличение суммарного улова в подрайоне 48.3, где ледовая обстановка остается стабильной (Рисунок 32 Б, Г, Е; Таблица 6). Однако с августа по октябрь во всех рассматриваемых подрайонах отмечено снижение суммарного улова криля до минимальных значений, в том числе и в пределах свободного ото льда подрайона 48.3. Такое снижение суммарного улова криля в период антарктической весны связано преимущественно с резким снижением уловов на час траления (Рисунок 32 А, В, Д; Таблица 6) и обусловлено, в первую очередь, снижением плотности промысловых скоплений.
Поскольку снижение уловов криля в подрайонах 48.1–48.3 происходит в том же порядке, что и увеличение – с запада на восток, что хорошо согласуется с особенностями горизонтальной циркуляции в Атлантическом секторе Антарктики (направление АЦТ), можно предположить, что наблюдаемая сезонная динамика уловов обусловлена особенностями горизонтальных миграций скоплений криля с потоками течений. Образование промысловых скоплений антарктического криля происходит в зонах депрессии вод (Масленников, 1980; Богданов и др., 1980б; Макаров и др., 1980; Антарктический криль…, 2001), где гидродинамические особенности обеспечивают относительно стабильный приток особей при затрудненном их оттоке. Сезонные увеличение и снижение плотности промысловых скоплений и уловов антарктического криля в рассматриваемых промысловых подрайонах Атлантического сектора Антарктики обусловлены изменением интенсивности поступления криля с водами АЦТ на промысловые участки подрайонов 48.1, 48.2 и 48.3.
Исследования распределения размерно-возрастных групп криля в районе Южных Оркнейских островов
Для каждой пары тралений был рассчитан двухвыборочный критерий согласия Смирнова – максимальная разница между накопленными частотами размерных рядов сравниваемых тралений (Большев, Смирнов, 1965). Размерный состав криля считался сходным, если 1,36 (Приложение 6, 9). Отношение числа сходных пар тралений к общему числу пар тралений было рассчитано для каждого промыслового сезона для пар тралений, выполненных с помощью одной технологии промысла и с помощью двух разных технологий промысла.
В промысловый сезон 2008/09 гг. из 268 пар тралений, выполненных с помощью одной (традиционной или непрерывной) технологии промысла, 130 пар (48,5%) характеризовались сходным размерным составом антарктического криля. Из 272 пар тралений, выполненных с помощью двух разных технологий промысла, сходство размерного состава было выявлено у 5 пар тралений (1,8%). Различие в отношениях числа сходных пар тралений к общему числу пар тралений было достоверно с высокой степенью значимости (t=14,5 при df=538).
В промысловый сезон 2009/10 гг. из 30 пар тралений, выполненных с помощью одной (традиционной или непрерывной) технологии промысла, 10 пар (33,3%) характеризовались сходным размерным составом антарктического криля. Из 32 пар тралений, выполненных с помощью двух разных технологий промысла, сходство размерного состава было выявлено у 5 пар тралений (15,6%). Различие в отношениях числа сходных пар тралений к общему числу пар тралений в сезон 2009/10 гг. оказалось недостоверным (t=1,34 при df=60). В тоже время, сходство размерного состава криля из уловов конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла не может быть доказано, поскольку мощность критерия менее 0,8.
Выполненный анализ показал наличие достоверных различий в размерном составе криля, пойманного с помощью двух технологий промысла, в сезон 2008/09 гг. Для сезона 2009/10 гг. малое число сравниваемых тралений не позволило доказать достоверность различий размерного состава криля в уловах конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла. Выявленные различия в размерном составе криля могут быть обусловлены различиями селективных свойств тралов двух технологий промысла или влиянием временной изменчивости и не связаны с пространственной изменчивостью.
Для того чтобы определить, являются ли выявленные различия размерного состава криля следствием разной селективности тралов или связаны с временной изменчивостью, был выполнен более детальный анализ по каждому размерному классу. При этом для каждого из рассматриваемых промысловых сезонов была рассчитана разница между частотами размерных классов криля в уловах конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла (Рисунок 34). Достоверность различий оценивали для каждого размерного класса с помощью критерия Стьюдента (Fisher, 1925).
В промысловый сезон 2008/09 гг. частоты размерных классов 39–44 мм и 54–57 мм, соответствующих наиболее мелким и наиболее крупным особям антарктического криля, оказались достоверно больше в уловах, конвенционных тралов, по сравнению с тралами непрерывной технологии промысла (Рисунок 34 А, Б). Напротив, частоты средних размерных классов (47–52 мм) были достоверно больше в уловах тралов непрерывной технологии промысла. Такая ситуация в целом прослеживалась как у самцов так и у самок антарктического криля. Однако в размерном составе самцов отклонения частот размерных классов наиболее крупных особей для двух технологий промысла оказались недостоверными (Рисунок 34 А).
В промысловом сезоне 2009/10 гг. доля наиболее мелкоразмерных особей криля (размерные классы самцов 34–41 мм и самок 35, 36, 40 мм) оказалась достоверно больше в уловах непрерывных тралов, по сравнению с конвенционными тралами (Рисунок 34 Б). Доля крупноразмерного криля (самцы 51–55 мм; самки 51–54 мм) была достоверно больше в уловах конвенционными тралов. Различия в частотах средних размерных классов в уловах двух технологий промысла оказались недостоверными, что, по-видимому, связано с низкой частотой встречаемости этих размерных классов в 2010 г. (Рисунок 33 В, Г).
Выявленные в ходе анализа различия в размерном составе уловов тралов традиционной и непрерывной технологии промысла оказались неодинаковыми для двух рассматриваемых промысловых сезонов. В промысловый сезон 2008/09 гг. в уловах тралов непрерывной технологии промысла криль был в целом крупнее, по сравнению с крилем в уловах конвенционных тралов (Рисунок 33 А, Б; Рисунок 34 А, Б). Напротив, в промысловый сезон 2009/10 гг. криль был крупнее в уловах конвенционных тралов, по сравнению с тралами непрерывной технологии промысла (Рисунок 33 В, Г; Рисунок 34 В, Г). Эти различия в размерном составе криля хорошо согласуются с периодом проведения тралений с помощью двух технологий промысла в каждом из рассматриваемых промысловых сезонов (Таблица 8). В сезон 2008/09 гг. конвенционные траления были выполнены в начале января, а траления непрерывной технологии промысла были выполнены в конце января – начале февраля. В сезон 2009/10 гг. в начале января выполнялись траления непрерывной технологии промысловый, а в конце января – конвенционные траления.
Поскольку наиболее интенсивные темпы роста E. superba приходятся на период антарктического лета (Ikeda, 1989; Atkinson et al., 2006; Kawaguchi et al., 2006), с января по февраль размерный состав криля должен смещаться в сторону увеличения средней длины, а также увеличения доли крупных особей и уменьшения доли наиболее мелких особей. По нашим данным в начале января как в уловах традиционных тралов в промысловый сезон 2008/09 гг., так и в уловах непрерывных тралов в сезон 2009/10 гг., криль оказался более мелким, чем в конце месяца (Рисунок 34). В течение двух рассматриваемых промысловых сезонов с января по февраль было отмечено увеличение частот встречаемости крупноразмерных особей криля и снижение частот мелкоразмерных особей не зависимо от применяемой технологии промысла.
Таким образом, в результате исследований были обнаружены достоверные различия размерного состава антарктического криля в уловах конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла. Выявленные различия в размерном составе криля в уловах двух технологий промысла связаны с временной изменчивостью размерного состава, обусловленной естественным приростом особей антарктического криля. При этом не были обнаружены направленные и повторяющиеся из года в год различия в размерном составе криля, которые могли бы быть связаны с разной селективностью тралов применяемых технологий промысла. В тоже время, не было получено достоверных свидетельств полного отсутствия влияния различных селективных свойств конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла на размерный состав криля. По-видимому, влияние различных селективных свойств конвенционных тралов и тралов непрерывной технологии промысла незначительно и перекрывается временной изменчивостью размерного состава. Вследствие этого, данные научного наблюдения, полученные с помощью традиционной и непрерывной технологий промысла, являются сопоставимыми и могут быть совместно использованы в научных исследованиях.
Гидрометеорологические особенности в подрайоне Ю. Оркнейских о-вов. В течение промысловых сезонов 2008/09 и 2009/10 гг. гидрометеорологические условия в подрайоне Ю. Оркнейских островов существенно различались. В сезон 2008/09 гг. в течение всего периода наблюдений температура воздуха не опускалась ниже нуля. В полдень в январе она изменялась от 1,0 до 9,5С, в феврале от 1,1 до 8,6С и в первой декаде марта от 1,5 до 4,5С. Значения температуры поверхности океана (ТПО) находились в пределах от 0,6 до 1,8С, понижаясь по мере приближения к побережью о. Коронейшен и в районах подъема вод. В целом для всего района севернее Ю. Оркнейских островов в январе-марте 2009 г. ТПО имела положительную аномалию (по сравнению со среднемноголетними значениями) около 0,2С (Рисунок 35).
Температура воздуха в сезон 2009/10 гг. была довольно низкой, по сравнению с аналогичными сроками в сезон 2008/09 гг. В январе ТПО изменялась от -4 до 5C, в феврале – от -7 до 2C и в марте – от -10 до 0C. Значения ТПО в сезон 2009/10 гг. находились в пределах от -0,4 до 1,9C. Была выявлена отрицательная аномалия от -0,1 до -0,3С. Распределение ТПО в течение двух рассматриваемых сезонов характеризовалось наличием широтной зональности. Распределение градиентных значений ТПО свидетельствует о преобладании в районе исследований вод южной периферии АЦТ. Холодные воды моря Уэдделла прослеживались южнее архипелага Ю. Оркнейских о-вов.