Введение к работе
Лгащальность исследования. Интенсивный промысел в различных районах Мирового океана в ряде случаев сопровождается негативным воздействием на продукционный потенциал экосистем. Одной из его форм является чрезмерное развитие одновидового промысла, приводящего к нарушению трофической структуры сообществ, дисбалансу и потере энергии в пищевых цепях. В то же время промысел может служить одним из факторов направленного воздействия на получение максимальной продукции. Для этого необходимы разработки многих аспектов проблемы количественных взаимоотношений гидробионтов, в т.ч. в системе "хищник - жертва", и на их основе - контролирование тенденций изменения соотношений ведущих компонентов в трофических комплексах и ихтиоценах. Таким образом, вопрос оптимального соотношения численности организмов разных трофических групп является одним из центральных.
Учитывая, что речь идет о ценном объекте промысла - аркто-норвежской треске, я рассматриваю два аспекта проблемы - определение масштабов выедания хищниками ценных промысловых объектов и установление количества корма, необходимого для поддержания популяций самих хищников в состоянии, обеспечивающем их устойчивое воспроизводство и высокий продукционный потенциал.
Цель и задачи исследования. Обоснование оценок получения реальных величин потребления пищи; установление характера многолетних трофических связей трески и масштабов ее воздействия на популяции потребляемых гидробионтов. Для.этого необходимо решение следующих задач:
-
Экспериментальное исследование темпов переваривания- и интенсивность потребления пищи, а также ритмов питания разноразмерных групп трески в экспериментальных условиях в зависимости от температуры воды, вида и количества корма, режима кормления рыб.
-
Анализ и корректировка существующих методов расчетов суточных рационов и других показателей, характеризующих количественные аспекты питания хищных рыб.
-
Выявление характера взаимосвязи состояния кормовой базы и миграционного поведения хищников и влияния этих факторов на межгодовую динамику их откорма.
-
Оценка годового потребления пищи треской и роли в ней
различных кормовых объектов.
-
Исследование влияния хищников на размерный состав популяций потребляемых видов рыб.
-
Определение уровня пищевой обеспеченности хищников разных размерных групп в зависимости от доступности кормовых организмов.
-
Установление роли и масштабов каннибализма в условиях различной пищевой обеспеченности.
-
Обоснование подходов к оценке величин выедания массовых кормовых объектов.
Натная новизна. В результате 23-летних исследований мною расширено и дополнено направление по изучению отношений рыб в системе "хищник-жертва", основой которого послужили работы по аркто-норвежской треске (Gadus morhua morhua L.) как непосредственное продолжение исследований на пресноводных хищных рыбах дельты Волги (Орлова, 1981).
Под моим руководством впервые выполнены обширные экспериментальные исследования характера потребления и эвакуации пищи треской в зависимости от влияния различных факторов. Проведены серии опытов по установлению продолжительности и скорости переваривания различных видов корма с учетом его количества, размера потребителя и температурных условий. В опытах с группами рыб прослежена ритмика питания разноразмерных особей, определены уровни суточного потребления пищи в зависимости от режима кормления, вида корма и температуры воды.
Впервые для расчетов суточных рационов аркто-норвежской трески использован метод А. Д. Байкова (1935) и применена методика К.Р.Фортунатовой (1940) вместо ее модифицированного варианта (1961). Показано близкое совпадение суточных рационов, полученных этими методами и по прямому учету пищи при экспериментальном кормлении рыб,, что свидетельствует о реальности наших оценок. Они подтверждаются данными, полученными по уравнению метаболизма (Карамушко, 1991), опровергая имевшие место представления о непомерно больших пищевых потребностях трески.
Для ориентировочных расчетов суточных рационов трески, а также для унификавди литературных данных найдена зависимость между индексами наполнения и суточными рационами , выражаемая уравнением линейной регрессии. С помощью данного уравнения впервые рассчитаны суточные и годовые рационы трески в южной части
Баренцева моря за период ЗО-х и 50-х годов.
Проведены исследования методических подходов, осуществляемых разными авторами при попытках количественных оценок интенсивности питания аркто-норвежской трески. В ряде случаев показана необоснованность предпосылок, являющихся результатом ошибочных представлений.о характере эвакуационного процесса у трески и ритмике ее откорма. В первую очередь это относится к методам Н.С.Новиковой (1949). А.В.Коган (1963) и Г.П.Романовой (1958), разработанным для бенто- и планктофагов и основанных на наличии у рыб единого суточного ритма откорма.
Проанализированы количественные аспекты многолетней динамики питания аркто-норвежской трески с учетом состояния кормовой базы и особенностей распределения основных кормовых объектов, связанных с их численностью и гидрологическим режимом. Использованные оперативные данные о распределении промысловых скоплений трески и основных объектов ее откорма (мойвы, сельди, окуня) позволили оценить взаимосвязь их распределения и пищевую обеспеченность трески в отдельные сезоны и годы.
Впервые рассмотрено влияние разноразмерных групп трески на размерную структуру и численность популяций потребляемых видов рыб; в ряде случаев отмечен селективный отбор жертв оптимального размера.
В зависимости от пищевой обеспеченности хищников определены масштабы и функциональное значение каннибализма, его роль в формировании численности трески за многолетний период.
По материалам за 1986 и 1989 гг. приведены оценки выедания треской (в пересчете на биомассу ее запаса) различных кормовых объектов; их величины во многих случаях достаточно хорошо совпадают с аналогичными данными, полученными другими авторами на моделях.
Практическая значимость резцдьтютое исследований. Результаты исследований составляют этап перехода к обоснованным количественным оценкам трофических связей трески и возможности регулирования на их основе соотношений промысловых гидробионтов для обеспечения высокого продукционного потенциала Баренцева моря. Выявление характера пространственно-временного распределения трески и основных объектов ее откорма в зависимости от абиотических факторов служит основой прогнозирования сырьевой базы и условий промысла. Данные о характере воздействия трески на
структуру популяций и численность массовых промысловых видов использовались при оценке величины запасов и возможного вылова мойвы в Баренцевом море на рабочих группах ИКЕС в 1992-1993 гг. Научные данные о проблеме взаимоотношений "хищник-жертва" также могут быть использованы при разработке и совершенствовании мер управления промыслом в Северо-Восточной Атлантике на основе многовидового моделирования.
Апробация работы. Результаты исследований и отдельные положения работы докладывались на Всесоюзных конференциях по экологии и продуктивности Баренцева моря (Мурманск. 1986, 1988, 1990), Всесоюзной конференции по питанию морских рыб (Мурманск, 1988)' и школе-семинаре (п.Лесное, Калининградской области, 1989), Всесоюзной конференции по физиологии морских рыб (Мурманск, 1989). Всесоюзной конференции по рациональному использованию биологических ресурсов окраинных и внутренних морей СССР (Пярну, 1989). симпозиуме по изучению жизненных циклов шельфовых рыб и моделированию прибрежного промысла (Дания, 1990), VI Съезде ВГБО (Мурманск, 1991), советско-норвежских симпозиумах по исследованию взаимоотношений популяций рыб в Баренцевом море (Мурманск, 1992; Берген, 1994), Сессии NAF0 (Канада, 1993), рабочих совещаниях по проекту "Баренцево море" и других всесоюзных и научно-производственных региональных совещаниях и конференциях.
Публикации. По защищаемой, теме опубликовано 49 статей, 3 препринта и 1 монография (в соавторстве).
Объем и структура работы, диссертация состоит из вводной части, краткого раздела с общими сведениями о материале, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы. Основное содержание работы изложено на 228 страницах машинописного текста и содержит 39 таблиц и 24 рисунка. Список литературы включает 297 названий, в том числе 58 иностранных. Общий объем диссертации 271 страница.
