Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние аквакультуры, тенденции и особенности ее развития в разных регионах. Технологии разведения, емкость среды и методы оценки продукции аквакультуры (обзор литературы)
1.1. Современное состояние и перспективы развития аквакультуры... 14
1.2. Технологии и системы аквакультуры 26
1.3. Влияние аквакультуры на природные экосистемы 33
1.4. Приемная емкость аквакультурных районов 42
1.5. Продукционные исследования в марикультуре 48
Глава 2. Материалы и методы исследований 58
2.1. Методика количественного учета донных беспозвоночных 58
2.2. Методики учета беспозвоночных, определения биомассы и продукции на плантациях марикультуры 2
2.3. Материал и методы получения молоди дальневосточного трепанга в природных и искусственных условиях г
2.4. Методика товарного выращивания дальневосточного трепанга 67
2.5. Методика оценки интенсивности осадконакопления в бухтах 70
Глава 3. Экологические условия и физическая емкость залива Петра Великого для развития марикультуры
3.1. Гидрологический режим 74
3.2. Гидрохимические характеристики 85
3.3. Динамика вод 94
3.4. Ледовый режим 101
3.5. Характеристика донных отложений залива Петра Великого 102
3.6. Антропогенное влияние и стихийные явления 116
Глава 4. Характеристика природных поселений некоторых видов беспозвоночных залива Петра Великого
4.1. Промысел беспозвоночных в заливе Петра Великого 127
4.2. Характеристика поселений некоторых видов беспозвоночных, перспективных для культивирования в заливе Петра Великого
Глава 5. Продуктивность плантаций марикультуры в заливе Петра Великого
5.1. Размерно-массовые характеристики приморского гребешка на плантациях марикультуры і оо
5.2. Продукция плантаций приморского гребешка 207
5.3. Размерно-массовые характеристики тихоокеанской мидии на плантациях марикультуры 2 п
5.4. Продуктивность плантаций тихоокеанской мидии при одно- и двухгодичном выращивании 220
5.5. Характеристика современных природных поселений и плантаций тихоокеанской устрицы 2? 1
5.6. Коллекторный сбор и заводское получение молоди трепанга 225
5.7. Товарное выращивание трепанга в бухтах Суходол и Северная... 241
5.8. Современная продуктивность плантаций трепанга 248
Глава 6. Приемная емкость бухт и залива Петра Великого при культивировании двустворчатых моллюсков и дальневосточного трепанга 263
6.1. Концепция приемной емкости 263
6.2. Экосистемный подход к управлению в аквакультуре
2 6.3. Расчет допустимых размеров плантаций двустворчатых моллюсков в заливе Петра Великого 272
6.4. Оценка приемной емкости залива Петра Великого для дальневосточного трепанга и трансформация органического вещества детрита на донных плантациях
Заключение 319
Выводы 325
Литература
- Технологии и системы аквакультуры
- Методики учета беспозвоночных, определения биомассы и продукции на плантациях марикультуры
- Гидрохимические характеристики
- Характеристика поселений некоторых видов беспозвоночных, перспективных для культивирования в заливе Петра Великого
Введение к работе
Актуальность. Большинство современных аквакультурных зон расположено в прибрежных районах, ресурсы которых регламентированы и ограничены, так как в береговой полосе шириной менее 100 км проживает 60 % населения Земли и производится около 61 % мировой валовой продукции (МА, 2005; Goberville et al., 2010). Экономическая значимость прибрежных районов определяется многообразием производимых здесь товаров и услуг, а их устойчивое функционирование - рациональным управлением, зависящим от современного уровня знаний и своевременного анализа взаимосвязи экологических и социально-экономических проблем.
Определение емкости аквакультурных районов формировалось в рамках концепции Комплексного управления прибрежной зоной (ICZM) - одного из наиболее известных и широко применяемых в мире подходов к управлению (Smaal et al., 1998; Olsen, 2003; McKindsey et al., 2006; Newell, 2007; Ferreira et al., 2008; Cranford et al., 2009; Forst, 2009). В настоящее время ее оценка входит в региональные программы развития прибрежья. Концепция ICZM учитывает экономические и экологические аспекты для обеспечения длительного использования, развития и защиты прибрежных районов; ее ключевые положения - это повышение уровня знаний о функционировании прибрежных экосистем и разработка механизмов взаимодействия исследователей и управленцев. Необходимость такого взаимодействия по целому ряду проблем обусловливается многообразием процессов, происходящих в прибрежных экосистемах, и сложностью управления ими.
Для Приморья и всего Дальнего Востока России программные документы с анализом современного состояния, целей и задач марикультуры разрабатывались в разные периоды развития страны (Концепция развития рыбного хозяйства ..., 1996, 2002; Развитие прибрежного рыболовства и марикультуры ..., 2000). На начальном этапе приоритетной задачей аквакультуры считалось восстановление подорванных промыслом биоресурсов, в прошедшем десятилетии - формирование устойчивого источника высококачественного сырья, по объему альтернативного количеству добываемых естественных ресурсов (Концепция развития рыбного хозяйства ..., 2002). В программах последнего десятилетия, помимо прочего, рассматривается и экономическая эффективность культивирования гидробионтов. Однако ее оценка, а также оценка объемов потенциальной продукции возможны только с учетом данных о приемной емкости акваторий, что, в свою очередь, признается одной из главных научных проблем аквакультуры (Карпевич, 1985; Newell, 2007; Cranford et al., 2009).
На Дальнем Востоке России основные научно-исследовательские работы по марикультуре до настоящего времени велись в области создания биотехник разведения гидробионтов для зал. Петра Великого. Инструкции и руководства, созданные и адаптированные к современным условиям, стали нормативной базой, на основе которой работают в настоящее время предприятия марикультуры края (Справочник ..., 2002; Временная инструкция ..., 2003; Инструкция ..., 2011 а-в). Экологические исследования в аквакультуре ограничены данными о сезонном и пространственном распределении органического вещества в бухтах зал. Посьета, где расположены плантации моллюсков (Кучерявенко, 2002), и качественными оценками экологической обстановки в районах хозяйств марикультуры (Масленников и др., 1994; Габаев и др., 1998; Морозова и др., 2002; Морозова, Орлова, 2005).
С увеличением объемов производства морская аквакультура становится существенным компонентом прибрежных экосистем. В настоящее время в Приморье насчитывается более 30 разномасштабных хозяйств. С 2008 г. они производят 2-3 тыс. т товарной продукции ежегодно, что сопоставимо с общим допустимым уловом всех беспозвоночных (3,1 тыс. т) в зал. Петра Великого в последние годы (Состояние промысловых ресурсов ..., 2009). В общем объеме товарной продукции марикультуры основная доля приходится на приморского гребешка (Mizuhopecten yessoensis) (49-70 %) и сахарину японскую (Saccharina japonica) (19-42 %). Наибольшее число хозяйств расположено в заливах Посьета (9) и Уссурийском (7). В Приморском крае работают три предприятия, производящие молодь дальневосточного трепанга (Apostichopus japonicus). Расселение и выращивание на донных плантациях мальков, полученных в заводских условиях, позволило с 2008 г. получать товарную продукцию трепанга, ежегодные объемы которой за это время возросли с 1,6 до 23,0 т.
Необходимость развития промышленной аквакультуры у побережья Приморья обсуждается с конца 1980-х гг., но до настоящего времени выполнялись лишь экспертные оценки потенциальной продукции. Возможность создания управляемой аквакультурной зоны и емкость залива с учетом разных ее категорий не оценивались. Обоснование и расчет приемной емкости зал. Петра Великого для культивирования наиболее востребованных объектов - двустворчатых моллюсков и дальневосточного трепанга - необходимы для дальнейшего развития марикультуры в регионе и в качестве информационной базы для создания региональной программы комплексного управления прибрежной зоной.
Целью исследования являются биологическое обоснование и расчет приемной емкости аквакультурной зоны зал. Петра Великого для двустворчатых моллюсков (приморского гребешка, тихоокеанской мидии Mytilus trossulus) и дальневосточного трепанга. Для ее достижения необходимо было рассмотреть экологические условия залива, характеристики природных поселений и промысла некоторых видов беспозвоночных, пригодных для искусственного разведения, а также продуктивность плантаций марикультуры и соответственно решить следующие задачи:
1. Оценить физическую емкость залива для развития марикультуры (площади акватории для донного и подвесного культивирования) и полноту реализации биопродукционных свойств у видов разной зоогеографической принадлежности на основе результатов анализа экологических условий.
-
Провести ретроспективный анализ состояния поселений и промысла ценных в коммерческом отношении видов беспозвоночных, оценить их долю в общей биомассе бентоса залива.
-
Оценить продуктивность плантаций двустворчатых моллюсков и трепанга зал. Петра Великого.
-
Проанализировать и обобщить имеющиеся данные о приемной емкости и экосистемном подходе в аквакультуре; сравнить методы оценки разных категорий емкости акваторий.
-
Оценить трофические ресурсы бухт для культивирования моллюсков разными методами: по содержанию взвешенного органического вещества (ВОВ) и биохимических составляющих растворенного органического вещества (РОВ) и ВОВ. Рассчитать допустимые размеры плантаций и объемы продукции двустворчатых моллюсков в бухтах залива с учетом трофических ресурсов.
-
Оценить возможные объемы культивирования двустворчатых моллюсков и трепанга в зал. Петра Великого.
Научная новизна. Полученные в работе основные результаты являются новыми и важными для развития представлений о приемной емкости в аквакультуре. Они позволяют обосновать и рассчитать физическую, продукционную и экологическую емкости акваторий разного масштаба при создании в них искусственных поселений гидробионтов с высокой плотностью. Впервые:
-
обоснованы и оценены площади плантаций (физическая емкость) для культивирования моллюсков и трепанга в зал. Петра Великого с учетом экологических условий и современных технологий разведения гидробионтов;
-
при оценке физической емкости для культивирования моллюсков учитывалась интенсивность водообмена бухт, что позволило оценить и сравнить допустимые площади плантаций и объемы культивирования моллюсков в бухтах с разным уровнем водообмена без уточнения местоположения плантаций;
-
определена продолжительность периодов с оптимальными значениями температуры воды для гидробионтов разного зоогеографического происхождения в зал. Петра Великого;
-
рассчитана продукция плантаций приморского гребешка, тихоокеанской мидии и дальневосточного трепанга для разных районов зал. Петра Великого;
-
оценены трофические ресурсы для культивирования двустворчатых моллюсков по содержанию ВОВ в бухте Суходол (Уссурийский залив) и по биохимическим показателям РОВ и ВОВ в бухтах Рейд Паллада и Миноносок (зал. Посьета);
-
обоснованы физическая и продукционная категории приемной емкости для собирающего детритофага - дальневосточного трепанга;
-
показано, что объемы культивирования моллюсков в бухтах залива ограничиваются экологической емкостью, т.е. способностью экосистем к переработке поступающего дополнительного ВОВ;
-
рассчитаны объемы культивирования двустворчатых моллюсков и трепанга в зал. Петра Великого с учетом продукционной емкости и социальных факторов (сложившейся хозяйственной деятельности и рекреационного назначения акваторий).
Теоретическая и практическая значимость работы. Выполненные оценки продуцирования и трансформации органического вещества на плантациях вносят вклад в развитие представлений о закономерностях функционирования прибрежных экосистем с элементами марикультуры, а также в развитие экосистемного подхода в аквакультуре.
Практическая значимость работы заключается в том, что на основании проведенных исследований были разработаны:
-
«Временная инструкция по биотехнологии заводского способа получения и выращивания молоди дальневосточного трепанга» (2003), апробация и производственная проверка которой выполнялась на базе научно-производственного центра марикультуры «Заповедное». В результате получена заводская молодь трепанга, расселенная в бухтах Киевка и Суходол;
-
«Методика выращивания и схемы расчета коэффициентов изъятия товарной продукции трепанга на плантациях марикультуры» (Гаврилова, Кучерявенко, 2010), рассмотренная Ученым советом ФГУП «ТИНРО-Центр» и использующаяся региональными контролирующими органами для учета и изъятия товарной продукции трепанга в действующих хозяйствах марикультуры.
Данные по распределению и оценке запасов приморского гребешка, мидии Грея (Crenomytilus grayanus), черного и серого морских ежей (Strongylocentrotus intermedius, S. nudus) и дальневосточного трепанга использованы при составлении прогнозов вылова и оценке общих допустимых уловов гидробионтов в зал. Петра Великого (1995-1999 гг.).
Полученные оценки приемной емкости зал. Петра Великого для двустворчатых моллюсков и трепанга включены в обоснование перспектив развития аквакультуры, разработанное для администрации Приморского края.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных, научно-практических, международных, общесоюзных и общероссийских конференциях и совещаниях, в том числе: III Всесоюзной конференции «Проблемы рационального использования промысловых беспозвоночных» (Калининград, 1982); IV Всесоюзном совещании по научно-техническим проблемам марикультуры (Владивосток, 1983); Всесоюзном совещании «Исследование и рациональное использование биоресурсов дальневосточных и северных морей (Владивосток, 1985); Всесоюзной конференции по рациональному использованию биоресурсов Тихого океана (Владивосток, 1991); Всероссийском совещании «Состояние и перспективы научно-практических разработок в области марикультуры» (Ростов-на-Дону, 1996); Международной конференции «Биологические ресурсы окраинных и внутренних морей России и их рациональное использование (запасы, многовидовые модели, сбалансированное рыболовство, экологическая ситуация)» (Ростов-на-Дону, 2000); Международной научно-практической конференции «Прибрежное рыболовство - XXI век» (Южно-Сахалинск, 2002); Международной конференции «Рациональное природопользование и управление морскими биоресурсами: экосистемный подход» (Владивосток, 2003); Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004» (Калининград, 2004); Международной конференции «Современное состояние популяций крабов Баренцева моря и их взаимодействие с донными биоценозами» (Мурманск, 2006); научной конференции, посвященной 70- летию С.М. Коновалова «Современное состояние водных биоресурсов» (Владивосток, 2008); Международной конференции «Уссурийский залив: современное экологическое состояние, ресурсы и перспективы природопользования» (Владивосток, 2008); научно-практической конференции в рамках Международной выставки «Интерфиш-2009» «Рыбное хозяйство, его роль в современной экономике, факторы роста, риски, проблемы и перспективы развития» (Москва, 2009); IV Международной конференции «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки» (Южно-Сахалинск, 2011); конференциях Международной организации по морским наукам Северной Пацифики (PICES) (Циндао, 1996; Пусан, 1997; Владивосток, 2005; Иокогама, 2006; Чеджу, 2009; Портленд, 2010).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 357 страницах, иллюстрирована 42 рисунками и 92 таблицами. Список литературы включает 450 источников, из которых 136 принадлежат иностранным авторам.
Технологии и системы аквакультуры
Статистические данные, приведенные в сводках ФАО «Мировой обзор рыболовства и аквакультуры» за последние годы, свидетельствуют о продолжающемся росте продукции аквакультуры в мире. В 2006 г. ее объем в странах, входящих в первую десятку производителей, составил 44,26 млн. т (без учета продукции водорослей), а вся продукция аквакультуры превысила 66 млн. т (FAO ..., 2008). Скорость роста производства продукции в последние годы заметно снизилась. Если за десятилетие между 1985 и 1995 гг. ежегодный прирост в мире составлял 11,8%, то в следующую декаду (1995-2005 гг.) - 7,1%. В развивающихся странах скорость роста продукции в эти периоды была выше - 15,2 и 7,4 % соответственно. Начиная с 2000 г. средний ежегодный прирост продукции в пресных и морских водах составлял 6,5 и 5,4 % в весовых единицах и 7,8 и 8,3% в стоимостном выражении (FAO ..., 2008; The state ...., 2008).
В период с 2006 по 2008 гг. доля аквакультуры в общем объеме продукции рыболовства и рыбоводства увеличилась с 34,5 до 36,9%. В 2008 г. объем продукции в секторе аквакультуры, включающей рыб, ракообразных, моллюсков и других водных животных, достиг 52,5 млн. т, с учетом водных растений - 68,3 млн. т. Общая оценочная стоимость продукции составила 106 млрд. долл. США. Без учета водных растений стоимость продукции аквакультуры оценивалась в 98,4 млрд. долл. США (ФАО....,2010).
Безусловным лидером в производстве продукции аквакультуры (67%) является Китай и страны юго-восточной Азии (92%) (Lazard et al., 2010). Объем производства всей рыбной продукции в Китае в 2008 г. составил 47,5 млн. тонн, соответственно 32,7 и 14,8 млн. тонн в аквакультуре и промышленном рыболовстве. Эти цифры получены уже с использованием пересмотренной статистической методики, принятой Китаем в 2008 г. и примененной к статистике в аквакультуре и промышленном рыболовстве за 2006 г. и далее. Результатом стало снижение статистических данных об объемах производства в Китае за 2006 г. примерно на 13,5% (ФАО ..., 2010).
Основная часть продукции наиболее востребованных видов аквакультуры производится всего в нескольких странах. В Китае выращивается 77% продукции карпов и 82% устриц. 81% всей мировой продукции креветок приходится на пять стран азиатско-тихоокеанского региона - Китай, Таиланд, Вьетнам, Индонезию и Индию (FAO ..., 2008). Ведущими производителями лососевых рыб в аквакультуре являются Норвегия и Чили, на долю которых приходится соответственно 36,4 и 28% мировой продукции (ФАО ...,2010).
Предполагается, что аквакультура, как система производства продуктов питания, останется наиболее быстро растущим сегментом экономики во всем мире, по крайней мере, до 2025-2030 гг. (Diana, 2009). По оценкам специалистов, для удовлетворения растущих потребностей в рыбной продукции объемы аквакультуры к 2050 г. необходимо увеличить еще на 50 млн. т (Тасоп, Forster, 2001; 2003). Для сравнения, с начала 1950-х гг. и до 2006 г. продукция аквакультуры увеличилась с 1 до 66 млн.т. Дальнейшее увеличение продукции аквакультуры, ее устойчивое и успешное развитие будет во многом зависеть от развития научных исследований, совершенствования управления практикой и определяться разными факторами (Тасоп et al., 2006). Прежде всего, существуют аргументы в пользу утверждения о том, что будущее увеличение продукции аквакультуры зависит от развития биотехнологий, таких как производство белка, ДНК- вакцин и применения трансгенных технологий (Hardy, 1999; Hew, Fletcher, 2001; Melamed et al., 2002).
Обязательным условием долгосрочного устойчивого развития аквакультуры является снижение ее негативного воздействия на окружающую среду, о чем свидетельствует анализ нескольких десятков авторитетных исследований. Масштабное увеличение производственной деятельности, которое и сейчас уже наблюдается в прибрежных зонах, приводит к истощению прибрежных экосистем. Во многих странах ужесточаются законодательные меры, стандарты и контроль за их исполнением (Troell et al., 2009; Takeda, 2010). В настоящее время разрабатываются политические и законодательные инструменты для изучения возникающих проблем прибрежной зоны. Один из наиболее известных таких инструментов - это стратегия Комплексного управления прибрежной зоной (Integrated Coastal Zone Management - ICZM). Она представляет собой динамичный процесс, сочетающий управление экологическими и экономическими аспектами в прибрежных зонах для их устойчивого развития и защиты (Olsen, 2003; Forst, 2009).
Одним из возможных путей уменьшения влияния аквакультуры на окружающую среду может быть наращивание ее объемов за счет увеличения продукции видов, разведение которых не зависит от таких компонентов кормов как рыбная мука и рыбий жир. В связи с этим, предлагается, с одной стороны, ориентироваться на культивирование растительноядных видов, а с другой, разрабатывать корма, в которых рыбная мука и жир будут заменены растительным белком (Troell et al., 2003; Tacon, 2004; Troell, 2008). К 2007 г. в аквакультуре уже использовались 52,6 % мировых запасов рыбной муки и 86,8% рыбьего жира. Если аквакультура продолжит свой рост теми же темпами, то в 2010 г. до 56% муки и 85-98% рыбьего жира, производящихся в мире, будут утилизированы аквакультурой. Производство рыбной муки напрямую зависит от объемов промысла, прежде всего, малоценных мелких рыб. Сравнение показывает, что если только 40,9% (20 млн. т в сыром весе) продукции аквакультуры (рыбы, ракообразных) будет производиться с использованием кормов, содержащих рыбную муку и жир, то для этого необходимо перерабатывать 21-22 млн. т сырой массы пелагических рыб (Subasinghe, Phillips, 2007).
На развитие аквакультуры существенно влияют болезни гидробионтов, как в заводских, так и в открытых системах. Профилактика и диагностика болезней в настоящее время остается все еще одной из наименее разработанных проблем аквакультуры. Предупреждение эпизоотии и методы борьбы с ними являются до настоящего времени исследовательской проблемой. Это направление было признано приоритетным в аквакультурном секторе в прошедшем десятилетии, т.к. экономические потери, связанные с болезнями гидробионтов очень существенны. В 1993 г. в Китае из-за болезней была уничтожена продукция креветок на всем восточном побережье, убытки составили 420 млн. долл. США. Потери Таиланда в аквакультуре ракообразных превысили в 1994 г. 650 млн. долл., в Эквадоре в 1999 г. потери при культивировании ракообразных составили 63 тыс. т (более 280 млн. долл.). Массовая смертность моллюсков из-за вирусных заболеваний отмечалась в конце 1990 гг. в Японии, потери составили 50% от произведенной продукции (Bondad-Reantaso et al., 2005). Вспышка инфекционных заболеваний в 2009 г. привела к потере половины продукции лососевых рыб в Чили (ФАО, 2010). В результате в конце прошлого, начале текущего столетия многие страны, а также международные организации начали финансировать разработку программ и развитие научных исследований по диагностике и профилактике болезней объектов аквакультуры (табл. 1.1).
Считается, что существующие угрозы для аквакультурных предприятий, связанные с болезнями, еще не до конца оценены и необходимо создание общепризнанных методических руководств (протоколов) в рамках международных организаций, обязательных для исполнения всеми странами (Wang et al., 2004; Purcell, Eeckhaut, 2005; Sui Xilin, 2006).
Методики учета беспозвоночных, определения биомассы и продукции на плантациях марикультуры
Геохимический ореол рассеяния - его пространственное положение соответствует зоне относительно устойчивого состояния. Характеризуется отсутствием значимых статистических связей между элементами 1-й группы, но высокой корреляционной зависимостью между Pb, Zn и Си. Поступление данных элементов определяется одновременным влиянием природного и антропогенного источника и приурочено к осадкамаллювиального фена с суммарным содержанием тонких осадков от 40 до 90%. Типичны высокие концентрации и их дисперсии. Существенным механизмом накопления осадков данного таксона являются процессы сорбции планктоном и биофильтрации, при которой тонкая взвесь связывается в пеллеты, обладающие повышенной скоростью осаждения (Лисицын, 1994).
Геохимическая аномалия - этот класс объединяет алевритовые осадки (содержание фракции 0,01 мм от 20 до 40%) с высокими средними концентрациями и большими дисперсиями. Максимальные значения отмечены для Ni и Zn, в меньшей степени - для РЬ и Си. Пространственная приуроченность таксона совпадает с зоной напряженного экологического состояния. Значимая корреляционная связь между элементами 1-й и 2-й групп отсутствует или меняет знак на противоположный. Вероятно, формирование осадков геохимической аномалии обусловлено другим, по сравнению с геохимическим фоном, механизмом и наличием источника обогащения ТМ.
При сравнении пространственного распределения выделенных кластеров, были сделаны следующие выводы: 1) аномальные концентрации ТМ, с достаточно однородными величинами и невысокими дисперсиями, указывают на источник обогащения: - речной сток; - участки гидродинамической сепарации на мелководье; - антропогенные сбросы; 2) подобные концентрации не всегда приурочены к определенному типу осадков, но чаще всего характерны для аллювиальных осадков эстуариев, что объясняется стабильностью во времени поступления ТМ в осадки (Аникеев и др., 2000).
На основании изучения компонентов осадочного процесса и распределения наиболее токсичных микроэлементов установлены границы полей различных геоэкологических зон акватории зал. Петра Великого (Дударев и др., 2002). На основе результатов районирования современное состояние экосистемы залива может быть признано благоприятным. Фоновые концентрации ТМ соответствуют осадкам, слабо затронутым антропогенными процессами. В Уссурийском заливе такими осадками занято около 70% площади дна. Это в несколько раз выше, чем в Амурском заливе, где они распространены только в южной части (рис.3.13). На этом фоне выделяются участки прибрежной зоны с напряженными или потенциально напряженными условиями. Неустойчивое геоэкологическое состояние в конце прошлого столетия было идентифицировано для внутренних частей заливов Находка и Стрелок. Такие варианты геоэкологического картирования должны учитываться при оценке пространственного распределения плантаций марикультуры.
Фациалъная обстановка зал. Петра Великого Исследование подводных ландшафтов, фациальной обстановки районов играет важную роль при оценке физико-географической среды. Такие исследования имеют и социальную значимость, так как даже расчет капиталовложений для восстановления запасов морских донных организмов методами марикультуры в естественных условиях требует оценок площадей фаций, необходимых для их обитания (Арзамасцев, Преображенский, 1990).
В настоящее время в литературе термин «фация» трактуется как элементарная единица ландшафта или наименьший ландшафт, т.е. природный комплекс, где биотическая и абиотическая составляющие рассматриваются как равнозначные элементы (Арзамасцев, Преображенский, 1990; Преображенский и др., 2000; Шунтов, 2001). Фация характеризуется донными отложениями, отличающимися по составу, условиям образования, развития и современным экологическим условиям от смежных одновозрастных отложений. Каждой фации соответствуют присущие только ей оптимальные концентрации организмов того или иного вида. И чем пространственно шире развита фация, тем она может обеспечить жизнедеятельность большего количества таких организмов.
Распределение биоценозов в связи с распределением фаций изучалось в заливе Посьета (Голиков, Скарлато, 1965). Свойственное этой акватории разнообразие флоры и фауны определяется многими факторами, среди которых основополагающими являются разнообразие фаций и близость границы между двумя биогеографическими надобластями - бореально-арктической и тропическо-субтропической. Обобщение собранных данных позволило представить картину распределения отдельных групп организмов: в приливно-отливной зоне на каменистых грунтах; в верхней сублиторали на скалах, песчанистых и илисто-песчанистых грунтах; на скалистых и каменистых фациях. В результате были сопоставлены масштабы биоценозов и фаций в литорали и верхней сублиторали залива. В целом же, изучение распределения макробентоса в зал. Петра Великого по фациям, к сожалению, имеет короткую историю: в 1976 г. проведено исследование двустворчатых моллюсков, а в 2001-2002 гг. - трепанга (Евсеев, 1976; Лебедев, 2006).
Гидрохимические характеристики
В заливе Посьета исследовали поселения мидии на искусственных плантациях. По результатам многолетних наблюдений получены нормативы оседания и выращивания мидий для южного Приморья (Шепель, 1986; Справочник ..., 2002). На одном погонном метре коллектора в этом районе оседает 0,5-15,0 тыс. экз. спата, биомасса товарных моллюсков составляла в среднем 2,15 кг м" . Для сравнения мы выполнили перерасчет численности осевшего спата и биомассы товарных моллюсков на 1 м2, при условии, что в качестве субстрата используется поводец из капронового каната диаметром 8 мм (длина окружности 25 мм). Соответственно эти величины составили: 20-600 тыс. экз. м"2 спата и 86 кг м"2 товарных моллюсков.
Мидия сохраняется высокий репродуктивный потенциал, образуя поселения на искусственных и естественных субстратах в толще воды до 10 м. Наиболее высокие плотности наблюдаются до глубин 3-5 м. На плантациях мидии в толще воды нивелируются негативное влияние природных факторов (ледовый покров, особенности микрорельефа дна, волновой снос и др.), регулирующие ее численность и биомассу, что позволяет получать значительные объемы продукции этого моллюска.
Особенности биологии тихоокеанской мидии, в том числе короткий жизненный цикл (1-2 года) стали предпосылками для организации плантаций моллюсков в заливе Петра Великого и других районах Приморья. Современная величина урожайности плантаций значительно различается на разных участках (табл. 4.19).
До недавнего времени сдерживающим фактором развития марикультуры мидий в Приморье было отсутствие перерабатывающих предприятий и доступных рынков сбыта. В настоящее время в хозяйстве, расположенном в бухте Суходол Уссурийского залива, построен цех с современным оборудованием для переработки моллюсков, что позволяет значительно увеличить объемы производства продукции тихоокеанской мидии в крае.
Распределение, численность, биомасса и состояние агрегаций (друз) Агрегации гигантской мидии (Crenomytilus gray anus), содержащие различное число особей, распределены вдоль побережья залива и представляет собой вариант группового распределения в том случае, когда процесс регулируется несколькими доминирующими факторами. Полученная еще в 1950-е годы схема распределения этих моллюсков до настоящего времени в общих чертах отражает особенности их расселения вдоль побережья. Самые устойчивые поселения мидий, состоящие из средних и крупных друз, формируются на твердых грунтах, менее всего подверженных значительным изменениям (Микулич, 1960; Селин, 1977). Однако часть долгоживущих поселений в бухтах Врангеля (залив Находка), Средняя (зал. Восток), в прибрежье о. Путятин уже утрачена (Гаврилова, Жембровский, 2000).
До 1970-х гг. в поселениях мидии на акватории залива преобладали "щетки" и крупные друзы (Разин, 1934; Марковская, 1952; Микулич, 1960), в середине 1990-х гг. - одиночные моллюски и малые друзы. Частота их встречаемости была много выше (табл. 4.20): доля одиночных моллюсков и малых друз составила в 1997 г. - 76 %, а в 1998 - 65%. Встречаемость друз средней величины в эти годы составила соответственно 20 и 23, а крупных друз - 4 и 12%.
Таким образом, основу поселений мидии в этот период составляли одиночно распределенные моллюски и малые друзы, что является показателем неблагополучного состояния популяций этого вида (Вигман, 1983; Кутищев, 1976). Поддержание и увеличение численности поселений определяется, прежде всего, количеством средних и крупных друз, которые обеспечивают высокий уровень пополнения популяции.
Распределение друз мидии, их количественный состав различается в разных районах акватории зал. Петра Великого. В Славянском заливе друзы мидии были встречены практически повсеместно, за исключением вершин бухт, занятых чистыми песками и илами. Соотношение количества малых, средних и крупных друз (соответственно 65, 30 и 5 %) мало отличается от среднего по заливу. Вместе с тем, значительное количество друз средней величины (выше среднего по заливу в целом) свидетельствует о наличии здесь более активных процессов друзообразования, и успешности воспроизводства этого вида.
В заливе Находка основные поселения мидии расположены вдоль восточного побережья. Все три категории агрегаций (малые, средние, крупные) в соотношении, характерном для залива, были встречены только в вершине бухты Козьмино, где существует частично изолированное поселение. На всем остальном побережье в распределении преобладали одиночные моллюски и малые друзы, а на втором месте по частоте встречаемости - «крупные щетки». Вместе с тем, наибольшей жизнеспособностью и регенерационной активностью обладают не малые и большие, а именно друзы средней величины, частота встречаемости которых здесь минимальна, что может влиять на скорость роста численности мидий в этом районе.
Пополнение поселений мидии различалось и в межгодовом аспекте и в разных районах залива Петра Великого. Для его оценки в 1998 г. была рассчитана регенерационная способность средних и крупных друз в нескольких районах залива по показателям оседания (ПОД) и показателям пополнения половозрелой части (ПППД) друз мидии (табл. 4.21) (Гаврилова, Жембровский, 2000).
Наибольшие значения ПОД в конце 1990-х гг. получены для залива Восток и о. Аскольд. Однако в 1970 гг. этот показатель у друз мидий в заливе Восток изменялся от 2 до 30 экз. на одного половозрелого моллюска (Вигман, 1983), т.е. был значимо выше, соответственно интенсивность оседания (пополнение) в этом районе снизилась. Еще менее интенсивно процесс оседания проходил в заливах Находка и Уссурийский. Такой анализ, выполненный на большом материале, позволяет дополнительно характеризовать состояние популяций этого вида, что важно, т.к. оценка их только по изменению численности или биомассы может быть не всегда достоверна. Известно, что ошибки методов гидробиологического учета могут превышать 100%. В конце 1950-х гг. промысловая биомасса мидии в заливе Петра Великого оценивалась в 50 тысяч тонн (Микулич, 1960). В течение последующих 10-15 лет биомасса значительно сократилась (до 18 тыс. тонн) и уменьшились площади поселений гигантской мидии (Бирюлина, 1972). Выполненный анализ структуры поселений мидии показывает, что сокращение численности наблюдалось до конца 1990-х гг.
Характеристика поселений некоторых видов беспозвоночных, перспективных для культивирования в заливе Петра Великого
Если бы работы были продолжены, даже при чередовании урожайных и неурожайных поколений, за 4-5 лет в бухте могло сформироваться маточное стадо, продуцирующее в дальнейшем обильное пополнение. В итоге был бы получен весомый объем товарной продукции трепанга. Однако для такого развития событий необходимо соблюдение, по крайней мере, двух условий: отсутствия браконьерства и заинтересованности мариводов в продолжении работ, которая, в свою очередь, появляется при возможности законного изъятия произведенной продукции.
У восточного побережья Уссурийского залива в южной части б. Суходол работы по восстановлению численности трепанга начались в 2000 г.: проведено вселение 10 тыс. экз. животных из зал. Посьета, а также собрано на коллекторы и отсажено на донные плантации около 5 тыс. мальков трепанга (табл. 5.23.). В хозяйстве проводится сбор молоди трепанга в качестве сопутствующей продукции на гребешковых коллекторах, где субстратом для оседания служит москитная сетка. Пополнение молодью в бухте происходит ежегодно с разной интенсивностью (табл. 5.23.). Отсутствие молоди трепанга на коллекторах в 2006 г. мариводы хозяйства связывают с качеством субстратов: новое сетное полотно не было еще достаточно подготовленным для оседания личинок. Наиболее успешное пополнение в этом хозяйстве отмечалось в 2003 и 2007 гг. В 2007 г. увеличилось не только общее количество, но и интенсивность оседания сеголеток на коллекторы. Всего на дно бухты за последние 10 лет отсажено 495,7 тыс. экз. молоди трепанга, собранной на коллекторах.
При осенней переборке коллекторов в этом хозяйстве молодь трепанга вместе со спатом гребешков рассаживают в трехярусные донные садки. По нашим оценкам, выживаемость сеголеток трепанга, собранных на коллекторах и подращиваемых в садках, очень высокая: например, в 2007 г. она составила 82%. Мальки содержались в садках в период с октября по июнь. В б. Суходол в настоящее время сформированы донные плантации, пополняющиеся за счет коллекторной и заводской молоди.
Личинки беспозвоночных оседают на разные субстраты, размещенные в толще воды, что позволяет концентрироваться молоди и повышает ее численность. Пополнение скоплений трепанга в 2003 г. за счет дополнительных субстратов было оценено в б. Клыкова (зал. Посьета). В этом районе обследована установка для сбора и выращивания тихоокеанской мидии, принадлежащая хозяйству «РК Посьетская». На всех элементах конструкции гидробиотехнических сооружений (ГБТС) были встречены мальки трепанга, их общая численность на площади в 1 га составила 52,5 тыс. экз. (табл. 5.24.).
На основе приведенных выше данных об интенсивности оседания сеголеток на искусственных субстратах, можно оценить урожайность плантаций, где молодь трепанга собирается в качестве основной или дополнительной продукции. Расчеты урожайности выполнены для стандартно обустроенной плантации, на одном гектаре которой размещена 21 тысяча мешочных коллекторов. Сравнивали результаты, полученные только для коллекторов с одинаковым субстратом - москитной сеткой.
Урожайность 1 га плантаций гребешковых установок, где молодь трепанга собиралась как сопутствующая продукция, составила в 2002 и 2003 гг. в бухте Парис соответственно 84 и 176 тыс. экз.; в 2006 г в б. Рейд Паллада - 84 тыс. экз., в б. Иванцова - 46,2 тыс. экз. В б. Суходол этот показатель в период с 2000 по 2009 гг. изменялся от 12,6 до 315 тыс. экз.
Сбор молоди трепанга на специализированных коллекторах, выставленных в сроки, подходящие для оседания его личинок, оказался более эффективным: урожайность 1 га плантации в б. Рейд Паллада в 2003 г. составила 352,8 тыс. экз., в 2004 г. - 651 тыс. экз. В б. Иванцова этот показатель в разные годы изменялся от 96,6 до 447 тыс. экз. Для сравнения, урожайность 1 га плантации в 1970-е годы в б. Алексеева в Амурском заливе изменялась от 374 до 1050 тыс. экз. Т.е. лучшие результаты последнего десятилетия были худшими 30 лет назад.
