Содержание к диссертации
Введение
1 Материал и методика 13
1.1 Сбор и обработка акустических данных 13
1.2 Сбор и обработка биологической информации 17
1.3 Статистический анализ 18
1.4 Анализ промысловой статистики 22
2 Каспийское море как среда обитания рыб 23
2.1 Описание Каспийского моря. Биотические и абиотические факторы. Биоразнообразие 23
2.2 Каспийская килька - важнейший промысловый ресурс в водах Ирана
2.2.1 Признаки трех видов кильки 31
2.2.2 Среда обитания и биология трех видов кильки 33
3 Промысел каспийской кильки в водах Ирана 37
3.1 Основные характеристики промысла каспийской кильки 37
3.1.1 Динамика промысла трех видов килек 37
3.1.2 Размерно–возрастной состав уловов 41
3.1.3 Плодовитость килек 44
3.2 Технология лова кильки на свет конусными подхватами 45
3.2.1 Общая характеристика, технология и организация лова 45
3.2.2 Некоторые аспекты распределения и поведения кильки при лове на свет 48
3.2.3 Зона действия светового поля и обловленный объем при лове кильки конусной сетью на свет 53
4 Обзор акустических съемок, выполненных для количественной оценки кильки в каспийском море 57
4.1 Планирование съемки 58
4.2 Аппаратурное обеспечение акустической съемки и инструментальная калибровка 62
4.3 Сбор и обработка ключевых рядов акустической съемки 66
4.4 Обработка данных акустической съемки 67
4.5 Пространственное осреднение акустических полей плотности 68
4.6 Расчеты биомассы и численности гидробионтов 70
4.7 История акустических съемок кильки в Каспийском море 72
4.8 Результаты акустических съемок, выполненных в водах Ирана в 1995-1997 гг.
4.8.1 Результаты силы цели трех видов килек 76
4.8.2 Результаты количественной оценки каспийской кильки по данным акустических съемок в водах Ирана 77
4.8.3 Предложения к совершенствованию методологии акустических съемок в Каспийском море 83
5 Закономерности пространственно-временной динамики пелагического ихтиоценоза в иранской акватории каспийского моря 85
5.1 Краткий обзор литературы по вертикальной миграции кильки Каспийского моря 87
5.2 Вертикальное распределение и суточные вертикальные миграции кильки над большими глубинами (над изобатами более 200 м)
5.2.1 Вертикальное распределение анчоусовидной кильки в ночное время на больших глубинах по данным ловов конусной сетъю на электросвет 89
5.2.2 Влияние суточных вертикальных миграций килек на реультаты тралового лова 92
5.2.3 Особенности вертикальных миграций различных размерных групп 96
5.2.4 Гидроакустические наблюдения за суточными вертикальным миграциями большеглазой кильки над большими глубинами (над изобатами более 200 м) 97
5.2.5 Вертикальное распеделение и вертикальная миграция анчоусовидной кильки над большими глубинами (над изобатами более 200 м) 109
5.3 Вертикальное и горизонтальное распределение кильки на шельфе над изобатами менее 200 м 119
5.3.1 Вертикальное и горизонтальное распределение кильки в ночное время по данным ловов конусной сетъю на электросвет 120
5.3.2 Горизонтальное распределение кильки в ночное время по данным траловых ловов 123
5.3.3 Гидроакустические наблюдения за вертикальным распределением и миграциями кильки над изобатами менее 200 м 127
6 Совершенствованию теории и практики акустических съемок для количественной оценки каспийской кильки 137
6.1 Акустические съемки как необходимый инструментальный метод количественной оценки кильки 137
6.2 Выбор подходящих наборов данных для анализа силы цели
6.2.1 Выбор записей с низкой агрегированностью целей 140
6.2.2 Учет видового состава скоплений: выделение записей с преобладанием одного вида кильки 142
6.3 Учет биологических особенностей объекта при определении силы цели 144
6.3.1 Сила цели – важнейший источник неопределенности акустических съемок 144
6.3.2 Характеристика исходных данных, использованных для TS-моделей 147
6.3.3 Зависимость силы цели (TS) от размера рыбы 149
6.3.4 Исследование влияния коэффициента упитанности на силу цели кильки 156
6.3.5 Исследование влияния глубины на силу цели кильки 157
6.3.6 Исследование влияния стадии зрелости гонад на силу цели кильки
6.4 Совершенствование оценки численности и биомассы каспийской кильки по данным акустических съемок 169
6.5 Совершенствование методологии акустических съемок в Каспийском море для решения задач количественной оценки биомассы и распределения кильки 183
Заключение 187
Практические рекомендации 190
Список литературы
- Статистический анализ
- Признаки трех видов кильки
- Плодовитость килек
- История акустических съемок кильки в Каспийском море
Введение к работе
Актуальность темы и степень разработанности. Каспийское море – важнейший рыбохозяйственный бассейн для стран, окружающих его. Оно представляет собой важную область коммерческого рыболовства ценных пелагических рыб, и в первую очередь, трех видов килек: анчоусовидной (Clupeonella engrauliformis Borodin, 1904), большеглазой (Clupeonella grimmi Kessler, 1877) и каспийской обыкновенной (Clupeonella caspia Svetovidov, 1941). В иранских водах Каспийского моря в период 1991–2015 гг. средний улов этих видов оценивался примерно в 35,000 тонн в год и составлял 60 % от общего вылова рыб.
Каспийские кильки представляют собой транзональный запас, и в соответствии с действующими международными соглашениями все страны должны управлять своими водными ресурсами таким образом, чтобы сохранить их запасы и биоразнообразие [WSSD, 2002]. Для достижения этих целей потребуется оценка запасов и разработка схем для управления рыбными ресурсами, что является ключевым компонентом экосистемного подхода к рыбохозяйственной деятельности [Garsia et al, 2003].
В иранских водах Каспийского моря широкое распространение получили методы оценки запасов пелагических рыб, которые основываются на результатах промысловой статистики [Fazli, 2007; Fazli et al., 2009]. Однако, промысел обеспечивает сбор данных только на ограниченной акватории и в узком облавливаемом слое глубин, не отражая распределение и структуру рыбных популяций в водах Ирана, без чего невозможно поддержание устойчивого рыболовства. Получить более надежные данные позволяют методы рыбопромысловой акустики, которые обеспечивают оценку запаса независимо от промысла [Simmonds, MacLennan, 2005].
История гидроакустических исследований, которые проводились в Каспийском море, насчитывает более сорока лет [Ермольчев и Коноплев, 1976; Ер-мольчев, 1976; Ермольчев, 1978; Ермольчев, 1979; Ермольчев и др. 1980; Ер-мольчев, 1980; Ермольчев и др. 1989а; Ермольчев и др. 1989б; Ермольчев и Седов, 1990; Ермольчев и Седов, 1992; Ermolchev и Bushueva, 2004; Балченков и др. 2011; Помогаева и Балченков, 2011; Помогаева и др. 2012; Помогаева и др. 2014; Абдурахманов и др. 2015; Помогаева и др. 2016], однако все они проводились за пределами экономической зоны Ирана. Единственный опыт применения гидроакустики имел место в иранских водах Каспийского моря в период 1995-1997 гг. Однако результаты этих исследований были использованы только для коммерческого рыболовства, а сами работы не были продолжены из-за проблем материально-технического обеспечения. Принимая во внимание очевидные преимущества акустических методов, а также происходящие снижения уловов, представляется актуальным возобновление акустических съемок в регионе с целью организации эффективного мониторинга состояния и распределения ресурсов кильки и получения информации для совершенствования стратегии по регулированию её промысла.
Цель работы - совершенствование методологии оценки запасов каспийских килек в экономической зоне Ирана как основы ведения устойчивого рыболовства.
Задачи исследования:
1) Характеристика состояния иранского промысла кильки в Каспийском
море с учетом специфики лова на свет;
2) Исследование биологии различных видов каспийских килек, верти
кального распределения и суточных вертикальных миграций;
-
Анализ и обобщение материалов иранских акустических съемок 1995-1997 гг. в контексте современной методологии акустических съемок;
-
Исследования силы цели in situ для различных видов каспийских килек с использованием современных методов статистического анализа, а также с учетом биологического состояния рыбы;
-
Оценка численности и биомассы каспийской кильки с использованием новых оценок силы цели;
-
Разработка рекомендаций по совершенствованию методологии акустических съемок, включая планирование, сбор и обработку данных съемок в Каспийском море.
Декларация личного участия. Автором самостоятельно поставлены задачи исследований, проведена камеральная и математическая обработка материалов гидроакустических съемок в иранских водах Каспийского моря, разработаны методики и модели, повышающие точность интерпретации данных гидроакустики, сформулированы выводы и защищаемые положения.
Научная новизна и теоретическая значимость работы. Впервые обобщены материалы акустических съемок, траловых уловов и промысла кильки, осуществленных в Каспийском море, в зоне Ирана; выполнен анализ характеристик горизонтального и вертикального распределения, вертикальных суточных миграций и их сезонной изменчивости для трех основных промысловых видов килек с детализацией для шельфовой и океанической частей. Предложена новая модель зависимости силы цели от глубины, полового диморфизма и зрелости рыб. Проведено уточнение оценки водных биомасс с учетом новых TS-моделей.
Практическая значимость работы. Разработаны рекомендации по развитию методологии акустических съемок в Каспийском море на основе совершенствования методологии сбора и обработки данных съемок и использования результатов съемок (оценка биомассы и ее пространственное распределение) для оценки возможного промыслового усилия, исходя из заданного уровня интенсивности вылова. Результаты выполненной работы могут быть использованы для разработки методов учета и контроля за состоянием запаса каспийской кильки и рациональной организации ее промысла в зоне Ирана.
Методология и методы исследования. В ходе исследований были применены стандартные и оригинальные методики ихтиологических исследований и математического анализа. Для анализа результатов использовались методы вариационной статистики.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Параметры TS(L) моделей трех видов каспийских килек, оцененные in situ;
-
Закономерности пространственно-временного распределения и вертикальных миграций килек в водах Ирана;
-
Оценки биомассы килек в экономической зоне Ирана в Каспийском море на основе новых данных по силе цели.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждена большим объемом обработанного фактического материала. Анализ материала осуществлялся, в том числе, с использованием математической статистики, регрессионного анализа и методов математического моделирования. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных научных конференциях: IV БАЛТИЙСКИЙ МОРСКОЙ ФОРУМ «Водные биоресурсы, аквакультура и экология водоемов» (Калининград, 2016), ICES Annual Science Conference (Рига, Литва, 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в т.ч. 4 статьи в изданиях из перечня ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 229 с, состоит из введения, шести разделов, заключения, практических рекомендаций, списка литературы, приложения, содержит рисунков 87, таблиц -30, библиография - 155 наименований, в том числе иностранных - 81, приложения -1 (содержит таблиц -3, рисунков - 4).
Статистический анализ
На первом этапе проводился обычный регрессионный анализ TS-L.. Последующем был использован пошаговый множественный регрессионный анализ для оценки совместного влияния биологических факторов на силу цели. Этот метод является полезным подходом, помогающим понять важность независимых переменных в объяснении дисперсии зависимой переменной.
Множественный регрессионный анализ был использован для исследования зависимой переменной от двух или более независимых переменных (предикторов), предложенных автором для описания зависимости силы цели от биологического состояния рыбы. Стандартизованные (нормированные) коэффициенты регрессии (бета-коэффициенты) были использованы для сравнения относительной силы предикторов в предложенной модели силы цели. Оценка точности модели выполнялась на основе скорректированного коэффициента детерминации - множественного критерия -квадрат.
Множественный регрессионный анализ представляет собой мощный метод, используемый для предсказания зависимой переменной от двух или более независимых переменных (предикторов). В то время как зависимая переменная (та переменная, которую необходимо предсказать) должна быть непрерывной, независимые переменные могут быть как непрерывными (например, длина рыбы), так и категориальными (например, сезон). Этот метод дает гораздо более богатую и реалистичную картину, чем одномерные методы, и обеспечивает мощный критерий значимости. Регрессионный анализ широко используется в области биологии, экологии, рыболовства, аква-культуры и других областях исследования. Так, как TS зависит от многих факторов, необходимо осуществлять многовариантный (многофакторный) анализ зависимости между TS и его возможными регрессорами параллельно исследованиям оценки биомассы [Опа, 2001; Ona, ICES СМ 2006].
Общая форма множественной линейной регрессионной модели: Y = ДО +/?1х1 + (12x2 +... +(Зкхк + Е, (4) где Y является зависимой переменной; параметр ДО называют часто константой моделью или свободныи членом); хк - независимые переменные (или регрессоры) модели; к - количество независимых переменных модели; /?1 — (Зк - коэффициенты регрессии для независимых переменных к предсказанию зависимой переменной, а є - случайная ошибка модели, распределённая по нормальному закону.
Нашей зависимой переменной в уравнении (4) является Ь20 (дБ), а в качестве независимых переменных были выбраны масса рыбы (W, г), доля зрелых самок (MF, %), коэффициент упитанности (CF\ горизонт траления (/г, м), и сезон (Sd). Учитывая, что в модели автоматически учитывается зависимость TS-L (уравнение (2)) через выражение 20LgL, длина рыбы не рассматривалась в множественном регрессионном анализе.
Перед каждым анализом, значения массы, длины и глубины были преобразованы в IgW и 101д(1 + 0Д/г) соответственно. Для того, чтобы оценить влияние сезонности на зависимую переменную, фиктивная переменная Sd была использована со значениями 0 (зима) и 1 (весна). Фиктивная переменная, вводимая в уравнение регрессии только для того, чтобы показать наличие или отсутствие какой-либо характеристики. Такие переменные могут принимать лишь значения 1 или 0. Стандартизованные (нормированные) коэффициенты регрессии (бета -коэффициенты) были использованы для сравнения относительной силы предсказателей в модели.
Для оценки точности модели использовалось скорректированное значение коэффициента детерминации r2dj: г2 1 - (n-1)SSE = Г(1-г2)(п-1)1 adJ (n-k)SST L (n-fc-1) У v где SSE представляет собой сумму квадратов ошибок, SST является полной суммой квадратов, п - число наблюдений, а/с - есть число независимых переменных.
Скорректированная форма расчета r2dj в отличие от стандартной формы -квадрат учитывает не только количество наблюдений, но и количество независимых переменных. Эта формула дает процент вариации, объясняя только те независимые переменные, которые в действительности влияют на зависимую переменную.
Для проверки гипотезы о наличии/отсутствии мультиколлинеарности в модели рядом с коэффициентом регрессии представлено значение увеличивающего дисперсию фактора (Variance Inflation Factor - VIF) [O Brien, 2007]: VIFXk = 1-r2 1other, (6) xk где r}J other - квадрат множественной корреляции каждой независимой переменной хк (x1-Xfc) с другими независимыми переменными в анализе дисперсии. Он рассчитывается как отношение SSR (регрессия сумма квадратов) к SST (полная сумма квадратов). Эти независимые переменные с VIF 10 (стандартное значение VIF выбранной в статистике) [O Brien, 2007], рассматриваются как имеющие проблему мультиколлинеарности.
Используется диагностическая диаграмма для выяснения наличия проблем. Диагностическая диаграмма для множественной регрессии представля 21 ет собой диаграмму рассеяния ошибок прогнозирования (остатков) в зависимости от прогнозируемых значений; она позволяет выяснить, можно ли повысить качество прогнозирования, избавившись от соответствующих проблем в исходных данных. Значения остатков откладываются по вертикальной оси, а прогнозируемые значения по горизонтальной.
По результатам модельных экспериментов было получено уравнение, описывающее влияние глубины на отражательные свойства пузырной рыбы [Оnа, 2003]: obsh = obsQ(l + h/lQy, (7) где: absh - эффективное сечение обратного рассеяния рыбы на глубине h; abs0 - эффективное сечение обратного рассеяния рыбы в поверхностном слое; h - глубина расположения рыбы, м; у - параметр сжатия формы тела рыбы =-0,67. В логарифмическом представлении [Оnа, 2002): TSZ = TS0 + 10 log(l + h/10y, (8) где: TS0 - сила цели рыбы в поверхностном слое; iV = TSh- сила цели рыбы на глубине h; Эта модель может быть представлена в стандартной форме: TS, дБ = 20 lg L (см) + 10/ Ід (і + ) + b20ih, (9) где: absh - является Ь20, когда эффект глубины включается в модель. В этом анализе средняя TS была вычислена по данным обратного рассеяния сечений (abs в м2), а выход был затем преобразован в TS в дБ/м2 по формуле (Заре, 2016): TS = 10 log10(abs), (10) Средние значения плотности и биомассы кильки и их 95 %-ные доверительные интервалы были рассчитаны с использованием процедуры бут-стреп, используя 1000 реализаций [Efron, B., and R. J. Tibshirani. 1993). Все статистические расчеты были выполнены в пакете для уровня значимости 0,05. Анализ промысловой статистики по технологии лова на свет конусными подхватами (сетями) в водах Ирана в Каспийском море выполнялся на основе информации за период 1995-2015 гг., включающей данные о работе отдельных судов.
Был выполнен анализ следующих показателей лова: продолжительность подъема, включая время застоя и время подъема сети, улов за одну операцию, количество операций за сутки, количество суток нахождения судна на промысле в течение месяца, количество судов на промысле по месяцам лова. Также был выполнен анализ размерного и видового состава уловов.
Обобщенные данные промысла были использованы для расчетов возможного количества судов на промысле в зависимости от задаваемой интенсивности вылова и состояния биомассы кильки, контролируемого по данным акустических съемок. Расчеты выполнялись с использованием аналитических моделей вероятностно-статической теории рыболовных систем в приложении к анализу данных акустических съемок [Касаткина, 2003, Касаткина, 2004].
Признаки трех видов кильки
Значительные сезонные изменения солености в поверхностном слое (до 3-5 ) происходят в районах вблизи устья Каспийского моря. На остальной акватории моря, с точки зрения его многолетнего режима, изменения солености не больше, чем 0.5, и соленость квазиоднородна по всей толще воды от поверхности до дна (Рисунок 5).
Температура воды показывает аналогичный градиент "Север-Юг", вызванный взаимодействием климата-глубины [Dumont, 1998]. Поверхностная температура в зимний период характеризуется значительным увеличением с севера на юг, что особенно проявляется на границах между северной, средней и южной частью Каспийских районов [Tuzhilkin and Kosarev, 2005]. В зимний период южный бассейн никогда не остывает ниже 10C, в то время как север и боковые шельфы, как правило, замерзают в течение нескольких месяцев [Dumont, 1998]. Весной мелководные зоны являются наиболее нагретыми районами моря. Абсолютный минимум температуры поверхности в глубоководных районах Среднего Каспия. В летнее время абсолютный минимум поверхностной температуры смещается в сторону восточного побережья Среднего Каспия в связи с развитием здесь летнего апвеллинга. Над остальной частью Каспийского моря поверхностная температура довольно однородна за счет относительно равномерной подачи тепла из атмосферы в летнее время. Осенью поверхностное температурное поле Каспийского моря приобретает характерные вышеупомянутые особенности условий в зимний период.
Вертикальная структура температуры в южных прибрежных водах Каспийского моря (Рисунок 6) характеризуется значительным сезонным тер 28 моклином между 20-50 м глубины с вертикальным изменением температуры около 16 С в середине лета (август) [Jamshidi and Abu Bakar, 2012]. Сезонная изменчивость температуры и солености воды ограничивается верхним 100-м и 20м слоев соответственно [Tuzhilkin and Kosarev, 2005].
Одной из отличительных особенностей Каспийского моря является высокий процент видов и родов животных и растений, эндемичным для него (Kosarev and Yablonskaya, 1994). Это было вызвано долгой и полной изоляцией Каспия от океана. Данный фактор во многом определяет уникальность биологического разнообразия Каспийского моря [Karpinsky, 2005]. Его современная фауна и флора имеют пресноводное (у некоторых видов), Арктическое и средиземноморское (несколько видов), и автохтонное происхождение (большинство видов) [Зенкевич, 1963; Karpinsky, 2005]. Аутохтонные со-лоноватоводные виды, найденные либо только в этом море (46 % видов, состоящих из макробентосов, зоопланктона и рыб), либо в Понто-Каспийском регионе (20 %), преобладают [Aladin and Plotnikov, 2004; karpinsky, 2005].
Южного Каспия. 1 Средние значения, 2 стандартные отклонения, 3 экстремальные значения. Практические единицы солености [Tuzhilkin and
Kosarev, 2005] Биоразнообразие Каспийского моря в 2.5 раза беднее, чем у Черного моря, или в 5 раз беднее, чем в Баренцевом море [Зенкевич, 1963]. Основной причиной этого является, вероятно, его переменная соленость [Aladin and Plotnikov, 2004]. Самый полный перечень фауны и флоры Каспийского моря определяется Касымовым: Флора Каспия представлена 728 видами и подвидами низших растений - водорослей и 5 видами высших растений. В фауне Каспия известно 1809 видов подвидов животных, из них свободноживущих беспозвоночных- 1069, паразитических - 325 видов и позвоночных животных- 415 видов [Касымов, 1987].
Одноклеточные водоросли, фитопланктон и частично фитобентос составляют основную массу растений. Самые крупные группы - диатомы (Bacillariophyta, 292 видов), сине-зелёные (Cyanophyta, 203 видов), зелёные (Chlorophyta, 139 видов) и pyrrophytes (Pyrrophyta, 39 видов) водоросли; имеется также 5 видов эвглены (Euglenophyta) и 2 вида желто-зеленых (Chrysophyta) водорослей. Фитопланктон Северного Каспия представлен типично пресноводными устьевыми видами, в то время как эвригалинные не-ритические морские и солоноватоводные виды преобладают в Среднем и Южном Каспии. Видовое разнообразие фитопланктона уменьшается с севера на юг, что происходит из-за отсутствия пресноводных водоемов. Количество макрофитобентических растений невелико в Каспийском море: 13 брауных (Phaeophyta), 25 красных (Rhodophyta) и 10 харовых (Charophyta) видов водорослей. В Каспийском море обитает всего пять видов высших растений [Karpinsky, 2005].
В общей сложности здесь обнаружено 315 видов и подвидов зоопланктона. Преобладающими формами являются инфузории (135), коловратки (67), кладоцеры (54) и копеподы (32). 216 видов зоопланктона в Северном Каспии, 196 видов зоопланктона в Среднем Каспии и 180 видов зоопланктона в Южном Каспии былы обнаружены [Касымов, 1987; Dumont et al.,1997]. Донные макрофауны (зообентос) Каспийского моря включают в себя 379 видов из 13 различных классов животных. Донная фауна Северного Каспия гораздо менее разнообразна, чем в Среднем и Южном. При переходе с юга на север наблюдается постоянное исчезновение коренных моллюсков и улиток, моллюсков, нематод, ресничных червей (или турбеллярий), глубоководных амфипод (бокоплав или разноногих раков), равноногих (или изоподов) и речных раков [Mamaev, 2002].
Из 415 видов позвоночных животных рыбы и рыбообразные виды составляют около 100 видов и подвидов из 17 семейств, живущих в море и в дельтах рек (Казанчеев, 1981). Семейства Gobiidae (37 видов), Cyprinidae (27 видов) и Clupeidae (18 видов) являются наиболее разнообразными. Семейство Clupeidae представлено 18 видами и подвидами, которые встречаются только в Каспийском море и в реках его бассейна: 3 вида шпрот (или килек) и 15 сельдей. Три вида килек считаются наиболее многочисленными и самыми распространенными рыбами Каспийского моря. Они имеют важное промысловое значение и являются важной частью пищевой цепи. Среди других позвоночных животных, обитающих в Каспийском, – 2 вида ужа (Natrix) и 312 видов водоплавающих птиц и вблизи-водоплавающих птиц. Единственное млекопитающее – Nуса caspica.
Главными угрозами биоразнообразию Каспийского моря являются правила регулирования рек Каспийского моря, незаконный рыбный промысел и перелов, изменение уровня моря, загрязнение, инородные виды.
Плодовитость килек
Из формулы видно, что радиус привлечения рыбы на свет –R - зависит от величины светового потока источника света (F0 лм), освещенности (Еъ лк), при которой рыба начинает реагировать на свет, и коэффициента верти 50 кального ослабления (поглощения) света у 1/м. Чем больше прозрачность воды, тем меньше коэффициент у и больше радиус привлечения рыб.
Образование скоплений рыб в освещенной зоне зависит и от скорости течения воды в горизонте лова и дрейфа судна. Только, когда эти скорости меньше скорости движения рыб, может происходить нормальное концентрирование рыбы у источника света. Выявлено, что при скорости течения, равной скорости движения, которую способна развить килька (0,35 -0,40 м/сек), ее не удавалось привлечь ее к источнику света. Скорость течения или дрейфа судна при лове рыбы на свет порядка до 0.1 м/сек практически не оказывает влияния на концентрирование кильки.
Условия концентрирования рыбы в освещенной зоне нарушаются при сильном волнении. Кильку обычно ловят при волнении не свыше 5-6 баллов, так как при большем волнении резкие колебания сетных орудий лова отпугивают рыбу. Замечено, что при лове каспийской кильки на свет насосами уловы не снижаются и при волнении. Кроме того, эффективность скосячивания рыб на свет снижается при появлении в освещенной зоне различных хищников.
Известно, что привлекающее действие искусственного источника света в лунные ночи резко снижается. Это происходит потому, что свет луны уменьшает эффективность (контрастность) искусственного освещения и радиус или площадь привлечения в случае лова надводным светом сокращается. Освещенность (Еъ лк), при которой рыба начинает реагировать на свет с учетом освещенности от луны, определяется как: Е1 = —e YR+YlH - E0e YlH (12) где Е0 - освещенность от луны на поверхности воды, лк.; Н - расстояние источника света от поверхности воды; S - освещаемая поверхность воды; Величина снижения уловов зависит от фаз луны, состояния облачности и горизонта лова, так как свет луны с глубиной постепенно затухает. В это время рыбу следует ловить при более ярком освещении, несколько повышая напряжение на лампах. Кроме того, замечено, что в лунные ночи рыба держится более рассеянно – отдельными мелкими стайками. Ферхайен (1958) предполагает, что лунный свет снижает и общую активность рыб.
Реакция рыб на внезапно возникающие посторонние шумы сравнительно кратковременна. Рыба быстро к ним привыкает, и они не мешают нормальному скосячиванию рыб в освещенной зоне. Установлено, что характер привлечения рыб в освещенную зону зависит также от возраста рыб и их физиологического состояния (половая зрелость, накормленность и т. д.). Анализ размерного состава уловов показывает, что в уловах на свет преобладают младшие, но половозрелые возрастные группы (до 3-4 лет). Старшие возрастные группы килек почти не встречаются в уловах на свет, тогда как в уловах дрифтерными сетями или ставными неводами они, хотя и в небольших количествах, отмечаются. Это связано с тем, что у молодых рыб реакция на свет выражена в значительно большей мере, чем у взрослых.
Рыбы, привлекаемые на свет, питаются главным образом днем, но в освещенной зоне могут питаться и ночью. Вечером и в предутренние часы, когда степень накормленности снижается, реакция рыбы на свет несколько усиливается.
В зависимости от расположения источника света и величины концентрации рыбы в районе лова степень привлечения в освещенную зону у разных рыб различна.
Каспийская анчоусовидная килька в освещенной зоне появляется после включения электролампы буквально через несколько секунд. Чем выше концентрация кильки, тем быстрее образуется предельное ее количество у источника света. Дальнейшее свечение лампы не приводит к заметному увеличению скопления. Часть рыб в скоплении отходит от источника света и пополняется новыми, общая величина скопления при этом остается почти неизменной. Условия образования скоплений в освещенной зоне зависят и от глубины лова (у рыб, совершающих большую амплитуду суточных вертикальных миграций и рыб, обитающих в придонных слоях). При лове в придонных слоях воды привлечение рыб в освещенную зону зависит и от цвета грунта. Там, где грунт светлый, рыба не будет перемещаться за движущимся источником света. Это происходит потому, что вода, а вместе с ней и рыба освещаются не только источником света, но и отраженным от грунта светом, которого рыба боится.
Интересные данные были получены при вертикальном перемещении источника света. Анчоусовидная килька довольно быстро следует за источником света, опускающимся вниз. Большеглазая каспийская килька при движении света вниз опускаются ниже источника света, но если лампу положить на дно, то скопления поднимаются над ней. При подъеме источника света (от грунта до поверхности воды) рыба, скопившаяся в освещенной зоне (любой вид), обычно отходит от света в стороны.
Условия образования скоплений в освещенной зоне зависят и от глубины лова (у рыб, совершающих большую амплитуду суточных вертикальных миграций и рыб, обитающих в придонных слоях).
В момент включения света на больших глубинах большеглазая каспийская килька опускаются на глубину, превышающую радиус действия света. Если глубины в месте лова небольшие, дно моря является как бы ограничителем для рыб, уходящих от света. С увеличением глубины усложняется техника лова рыбы. Наиболее благоприятны для лова рыб на свет глубины не свыше 100-130 м.
Яркую картину поведения каспийской обыкновенной кильки ночью у источника света описал П. Г. Борисов (1955): «Реакция на электрический свет выражена очень сильно. Килька появляется в зоне освещения очень быстро, через 2-3 мин., количество ее постепенно возрастает, достигая в районах скопления огромной величины. Улов за одни подъем конической сети составляет нередко 150-200 кг. Как маленькие стайки, так и большие скопления в зоне освещения не остаются спокойным. В течение всей ночи килька совершает круговые движения в некотором удалении от источника света. С рассветом килька отходит. Движущееся вокруг источника света скопление кильки напоминает вертикально расположенный цилиндр. Расстояние от источника света до внутреннего диаметра такого «цилиндра» обычно составляет 1,0-1,5м. Во время круговых движений килька настолько непуглива, что на лодке можно подъехать вплотную к скоплению и не нарушить его движения». На рисунке 17 показаны направления движений кильки в зоне искусственного света. Хорошо видно ядро косяка, расположенного в центре светового пятна, а также стайки подходящие к нему, как бы втекающие во вращающийся косяк рыб. Кроме того, видны стайки килек, которые уходят из светлой зоны. Этот рисунок хорошо отражает картину процесса привлечения кильки на свет. Одни уже прошли адаптацию к свету, другие, привлеченные, еще избегают яркого света и т. д. Круговые движения кильки по спирали напоминают движения молоди окуней при их подходе к источнику света.
История акустических съемок кильки в Каспийском море
Несмотря на то, что существует несколько публикаций, посвященных вертикальному распределению и миграциям кильки на российской акватории Каспия [Ловецкая, 1951; Никоноров, 1963; Никоноров, 1966; Зуссер, 1971; Гриценко, 2006], иранская часть Каспия, где в основном зимует эта рыба, оказалась неизученной. К тому же, во-первых, практически все имеющиеся работы касаются исследования шельфовых вод и слоев до 100 метров; во-вторых, большинство работ основываются на данных облова конусной сетью. Собственно вертикальные миграции кильки, особенно в глубоководной акватории Каспия, остаются неизвестными.
Одна из первых работ, показывающая вертикальные миграции обыкновенной каспийской кильки и анчоусовидной кильки в российском регионе Каспийского моря по сезонам года, была опубликована в 1949 г. [Берг, 1949]. Результаты обловов показали, что зимой оба этих вида концентрируются на глубинах от 8 до 32 м. Весной обыкновенная каспийская килька поднимается в слои от 0,5 до 16,0 м, а анчоусовидная килька – в самые верхние слои воды. Летом обыкновенная каспийская килька уходит опять в более глубокие горизонты, скапливаясь на глубине от 8 (иногда от 16 м) до 32 м, анчоусовидная килька – на глубине 10-20 м. Осенью анчоусовидная килька распределяется довольно равномерно в слое воды от 0 до 32 м или же сосредотачивается в верхних слоях воды - до 16 м.
По данным Ловецкой (1951), зимой и в начале весны обыкновенная каспийская килька в большинстве случаев в массе держится на глубине ниже 8 м, в апреле и мае подходит на мелководья до глубин 1-2 м. Летом в наиболее жаркое время (июнь-август) сосредотачивается ниже поверхностных теплых слоев воды. В начале осени (в сентябре) поднимается в верхние горизонты.
В работе А.А.Никонорова (1963) представлены данные вертикального распределения уловов на свет анчоусовидной кильки по сезонам в российском регионе Каспийского моря. Показано, что весной (в мае) имеют место два слоя с высокой концентрацией рыбы на глубинах 10-15 м и 30-40 м. Летом килька держится на глубине от 10 до 30 м в зоне температурого скачка. Осенью (в октябре) килька опускается глубже и распределется по вертикали в более широких пределах (от 15 до 50 м). Зимой килька погружается в еще более глубокие слои и сосредотачивается в массе на глубине от 30 до 80 м, а иногда и ниже. Эта килька не совершает больших вертикальных миграций. Летом анчоусовидная килька почти не совершает суточных вертикальных миграций. Как отмечает Никоноров (1963, 1966), суточные вертикальные миграции у анчоусовидной кильки особенно хорошо выражены весной. Днем в это время года ее можно обнаружить на глубине от 50 до 100 м и даже до 120 м, а ночью – в верхних слоях воды. По мнению этого автора, скопления большеглазой приурочены к придонным слоям воды. По мнению автора каспийская обыкновенная килька совершает вертикальные миграции от дна до поверхности воды [Никоноров, 1966].
По данным Зуссер (1971), зимой килька держится в более глубоких, чем в другое время года, слоях воды. Днем она находится в слое от 30 до 100-110 м, ночью - от 30 до 80 м. Весной и осенью анчоусовидная килька совершает суточные вертикальные миграции большой амплитуды - от дна (или в местах с большими глубинами от горизонта ее наибольшего опускания) почти до поверхности. Днем держится преимущественно в придонных слоях воды, а ночью - на глубинах от 10-15 до 30-50 м. Летом килька скапливается на глубине от 10 до 40 м, чаще всего на глубине 20-25 м, т. е. в зоне температурного скачка, и совершает незначительные суточные миграции. Днем большеглазая килька держится в придонных слоях воды, с сумерками поднимается в верхние слои, причем зимой и в начале весны распространяется до поверхности, летом до слоя 25-40 м (Зуссер, 1971). По данным Гриценко (2006), анчоусовидная килька совершают суточные вертикальные миграции, которые наиболее хорошо выражены зимой и в апреле и почти отсутствуют летом, когда анчоусовидная килька сосредотачивается как днем, так и ночью в слое температурного скачка. Летом и в начале осени обыкновенная каспийская килька держится обычно в слое температурного скачка, примерно на глубине от 20 до 40-60 м. Суточные вертикальные миграции хорошо выражены в зимний период. В это время года она опускается днем в более глубокие слои, чем в другие сезоны. Весной, во время нерестового хода и нереста, совершающихся в мелководных участках, находится в самом верхнем слое воды. Летом сосредотачивается в слое температурного скачка - от 7 до 19 С, и в случае значительного прогрева всей толщи воды у берегов отходит в зону с глубинами от 30 до 100 м, где находит оптимальную для себя температуру.
Приведенные литературные данные по вертикальному распределения и миграниям килек основываются только на материалов оболовов конустными сетями и поэтому дают некоторую «усредненную» картину, не позволяя вскрыть реальные закономерности. Решение этой проблемы возможно только на основе комплесного подхода, использующего как данные уловов нескольких типов орудий лова (в нашем случае тралов и конусных сетей), так и гидроакустику.