Опыт использования научного эхолота ЕК-500 для исследования распределения и количественных оценок тихоокеанских лососей в Беринговом море в летне-осенний период

2004

Известия ТИНРО

Том 139

УДК 639.2.081.1:597.562

М.Ю.Кузнецов

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАУЧНОГО ЭХОЛОТА ЕК-500 ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ОЦЕНОК ТИХООКЕАНСКИХ ЛОСОСЕЙ В БЕРИНГОВОМ МОРЕ В ЛЕТНЕ-ОСЕННИЙ ПЕРИОД

Приведены результаты исследования возможностей прецизионного эхолота ЕК-500 (СИМРАД) для регистрации и абсолютных оценок лососевых во время их анадромных и катадромных миграций в Беринговом море. Анализируются достоинства и недостатки акустического метода, проводится сравнение с результатами траловой съемки. Преимуществом акустического мониторинга является непрерывность регистрации эхосигналов лососей в процессе съемки и возможность оценки их вертикального распределения и суточных миграций. Это позволило выявить тонкую микроструктуру горизонтального распределения лососей. По данным акустического зондирования установлена структура вертикального распределения лососей в верхней эпипелагиали моря. Выявлены различия в суточном и сезонном вертикальном распределении этих рыб, которые связываются с термической структурой вод. Недостатком акустического метода является наличие приповерхностной "мертвой зоны", вызванной осадкой судна и эффектом "ближней зоны" антенны эхолота. Лососи, находящиеся в верхнем 8-метровом слое, не были учтены. Механизм комплексного использования тралового и акустического методов позволяет компенсировать заниженные акустические оценки плотности рыб траловыми данными.

Kuznetsov M.Yu. Experience of use of the ЕК-500 scientific echo sounder for research of distribution and quantitative calculation of pacific salmons in Bering Sea in summer-autumn period // Izv. TINRO. — 2004. — Vol. 139. — P. 404-417.

Abilities of the ЕК-500 (SIMRAD) precision echo sounder for registration and quantitative calculation of salmons during their anadromous and catadromous migrations in Bering Sea are considered. Merits and demerits of an acoustic method are analyzed and comparison with results of trawl survey is carried out. Advantage of acoustic monitoring is the continuity of registration of echosignals from the salmons during survey and an opportunity to estimate their vertical distribution and daily migrations. The acoustic sounding reveals a thin microstructure of horizontal distribution of salmons, as well as a structure of vertical distribution of salmons in the upper epi pelagic layer. Distinctions in daily and seasonal vertical distribution of these fish are revealed which are connected with water thermal structure. Imperfections of the acoustic method are a presence of near-surface "dead zone" caused by draught of vessel and an effect of "near field" of echo sounder transduser. So, the salmons cannot be registered in the upper 8-meter layer. The techniq ue of complex use of trawling and acoustic methods allows to correct the underestimation of acoustic density of fish.

Распределение и поведение лососей в северной части Тихого океана имеет свои особенности, которые накладывают отпечаток на регистрацию этих рыб

акустическими приборами и проведение гидроакустических съемок. В период нагула лососи выходят из береговой зоны нерестилищ в открытое море и держатся там рассредоточенно или небольшими группами на обширных акваториях, совершая значительные горизонтальные перемещения за кормовыми объектами (Шунтов и др., 1993а).

Вертикальные миграции лососей летом обычно ограничиваются поверхностным термически квазиоднородным слоем воды, толщина которого составляет всего несколько десятков метров (Шунтов и др., 1993б). Хотя, по имеющимся данным, тихоокеанские лососи в период нагульных миграций не образуют плотных скоплений, на фоне очень разреженного распределения могут наблюдаться участки более плотного расположения рыб (Шунтов и др., 1993а). К тому же во время морских миграций лососи весьма подвижны. С помощью гидроакустической измерительной техники, позволяющей регистрировать эхосигналы рыб в процессе съемки непрерывно, можно изучать пространственную пятнистость распределения лососей и тонкую микроструктуру таких агрегаций, а также вертикальное распределение и суточные вертикальные миграции этих рыб.

Верхняя эпипелагиаль Берингова моря, особенно его глубоководной части, слабо заселена нектоном, и во время нагульных миграций лососи преобладают в общей биомассе нектона (Шунтов и др., 1993а). Кроме этого, лососи являются достаточно крупными и к тому же пузырными рыбами, которые, как известно, обладают лучшей отражательной способностью, т.е. имеют более высокую силу цели, чем беспузырные рыбы таких же размеров (Foote, 1980). Поэтому даже очень разреженные скопления лососей будут устойчиво регистрироваться гидроакустическими приборами в виде эхотреков отдельных особей.

Целью данной работы являлось исследование возможностей прецизионного эхолота ЕК-500 для регистрации и абсолютных оценок лососевых в периоды их миграций, сравнение с результатами траловых съемок, уточнение пространственных характеристик горизонтального распределения лососей и структуры их вертикального распределения в течение суток. Статья основана на материалах рейса НИС "ТИНРО" в Берингово море в 2003 г. при проведении летней и осенней комплексной съемки верхней эпипелагиали Берингова моря (зона России) и прилегающих тихоокеанских вод. Следует отметить, что работы по использованию научных эхолотов ЕК-500 для оценок лососевых выполнялись в ТИНРО-центре впервые.

Технические и программные средства. Акустические измерения выполнялись непрерывно в период рейса НИС "ТИНРО" в Берингово море с 15 июля по 30 октября 2003 г. В качестве гидроакустической измерительной системы использовали научный эхолот СИМРАД ЕК-500 с частотами 38 и 120 кГц. Регистрация и накопление акустических данных производились как в светлое, так и в темное время суток на обеих частотах. Для количественных оценок применяли частоту 38 кГц.

Навигационное сопровождение акустического комплекса осуществлялось с использованием системы спутникового позиционирования GPS. Для регистрации и вторичной обработки акустических данных в ходе рейса применяли программное обеспечение FAMAS (Николаев и др., 2000). Типовая структура выходных данных FAMAS представлялась результатами обработки фрагментов акустических изображений по элементам сетки с размером отдельного элемента сетки 1 миля по дистанции и 5 м по глубине в пределах выделенных слоев.

Геометрические параметры трала (форма трала, вертикальное и горизонтальное раскрытие) регистрировались с помощью системы контроля трала FS 20/25 (SIMRAD).

Идентификация акустических изображений. Идентификацию эхосигна-лов лососей на эхограммах выполняли исходя из положения о том, что тихоокеанские лососи в период нагульных миграций не образуют плотных скоплений, а

поскольку это пузырные рыбы, отдельные особи лососей должны отчетливо отображаться на эхограммах в виде отдельных эхотреков. При этом важен выбор пороговых значений силы цели (TS) и силы обратного объемного рассеяния (Sv), исключающих из обработки эхосигналы от других объектов.

Порог по TS для лососей определяется не только минимальным линейным размером регистрируемых рыб, величина TS в значительной степени зависит от дорсального аспекта облучения (угла наклона) рыбы относительно луча антенны эхолота (Мика^ Ша, 1996). Изменение угла наклона лососей относительно горизонтальной плоскости в первую очередь связано с суточными вертикальными перемещениями этих рыб. Максимальные отклонения TS лососей наблюдаются в утренние и вечерние часы, т.е. в периоды усиления двигательной активности рыб, и достигают 18-20 дБ (Мика^ Ша, 1995). В дневное и ночное время положение лососей близко к горизонтальному, а значение TS — к номинальному. Поэтому если за минимальную TS принять расчетную TS сеголеток лососей длиной 20 см, равную -40 дБ, то с учетом изменения угла наклона рыб порог по TS для лососей составляет -60 дБ.

Порог по уровню обратного объемного рассеяния (Sv) лососей определяли эмпирически путем анализа эхограмм тралений и измерений силы обратного объемного рассеяния эхотреков отдельных особей, удовлетворяющих условию отбора по TS, а также с учетом зависимости, связывающей пороги по TS и по Sv. Порог по Sv составил -62 дБ. Эхосигналы, имеющие силу обратного объемного рассеяния ниже этого порога, исключались из процедуры интегрирования. Отфильтрованные эхосигналы лососей отображались в виде цветных штрихов различной интенсивности в зависимости от размера рыб и аспекта облучения каждой особи (рис. 1).

I Nation: 90 RUS Ship: 10Е50 TINRO Suivey: 20030GD Frequency: 33 kHz

File Echogram Layer: ¡3 .g а- й .

?{! ? 111 at E Loss oi bottom-0.131 £

.JflJ*!

J

Эхотреки лососей

о тг

ы _ _ _

Date: 21.07.03 Time: 10:51:36 Log: 1373.335 Let: 53'53.82N Lon: 1G8'57.31E Oottom: 1214.3 Cur. depth: 42.7 Sv: -78.35

J

¿I

Рис. 1. Ф рагмент акустического изображения эхосигналов лососей (FAMAS). Порог по TS — -60 дБ; порог по Sv — -62 дБ

Fig. 1. Fragment of the acoustic image of salmons echosignals (FAMAS). A threshold by TS — -60 dB; a threshold by Sv — -62 dB

В расчетах численности использовалась зависимость силы цели лососей (ТЭ) от длины их тела (Ь): TS = 20 Ь^Ь) - 66 (Ша е1 а1., 1991).

Технология обработки данных и оценки обилия. Акустические измерения выполнялись по схеме траловых станций, принятой для комплексной съемки. Соответственно этой схеме формировался и галсовый маршрут акустической съемки (рис. 2).

Рис. 2. Схема акустических галсов и траловых станций в западной части Берингова моря (зона России) в июле—августе 2003 г.

Fig. 2. The scheme of acoustic transects and trawl stations in the western part of the Bering Sea (zone of Russia) in July—August, 2003

Акваторию акустической съемки лососей мы ограничили 620 с.ш., исключив из обработки 1-4-й статрайоны, поскольку в мелководной северо-западной части Берингова моря приповерхностный слой был более плотно заселен другими видами нектона. Сеголетки минтая, сельдь, мойва и другие объекты образовывали в верхних горизонтах достаточно плотные скопления, маскирующие эхо-сигналы лососей, на фоне которых идентификация и выделение эхотреков лососей не представлялись возможными. В глубоководной части съемки все измерения проводились в слое 8-150 м от поверхности. Верхняя граница слоя обусловлена приповерхностной "мертвой зоной"; нижняя — наличием эхозаписей рыб.

Технология обработки акустических данных строилась на принципе детальной стратификации района работ с учетом видовой и размерно-частотной композиции регистрируемых скоплений, выявляемой по результатам контрольных тралений (Кузнецов, Николаев, 2000). В отдельные страты с соответствующими размерно-частотными ключами выделяли участки акватории, где выполнялись траления. При этом в обработку включались не только эхограммы, соответствующие участкам тралений, но и пути, пройденные между точками тралений. Границами каждой страты являлась середина расстояния между соседними траловыми станциями. Географически страта определялась путем задания в базе данных диапазонов значений лага, соответствующих границам данной страты. По

завершении процедуры выделения границ страт и пополнения базы данных текущей съемки в программе постпроцессорной обработки выбирали фрагменты эхограмм, совпадающие по лаговым отметкам c участками пути из галсово-го маршрута, находящимися внутри страты. В пределах каждой страты и выделенных слоев (шаг по глубине 5 м) рассчитывались плотности скоплений (тыс. экз./ милю2) с интервалом интегрирования 1 миля. Эти данные применяли для построения пространственных распределений объектов. Расчет численности рыб в стратах выполнялся программно в узлах регулярной сетки 60x60 миль, площадь элементов которой устанавливалась в зависимости от расстояния между траловыми станциями и границ стандартных биостатистических районов Берингова моря (Волвенко, 2003). Биомассу лососей оценивали с использованием размерно-весовых коэффициентов А и В, связывающих длину (L) и массу рыбы (W) зависимостью: W = A • (L)B. Суммарная численность и биомасса для отдельных статрайонов или акватории съемки в целом определялись как сумма численности и биомассы рыб во всех стратах, расположенных в исследуемом районе.

Во время осенней съемки верхней эпипелагиали для оценки обилия лососей применялась адаптивная эхоинтеграционная технология обработки акустических данных (АЭТ), принятая при проведении ТАС на судах ПИНРО (Мамылов, 1999). Данная методика позволяет включать в схему стандартной эхоинтеграци-онной технологии механизм комплексного использования тралового и акустического методов для повышения точности оценки численности лососей. Дело в том, что при оценке приповерхностных скоплений акустическим методом возникает систематическая погрешность, связанная с наличием приповерхностной "акустической мертвой зоны", вызванной осадкой судна (около 5 м) и эффектом "ближнего поля" антенны эхолота (3 м на частоте 38 кГц), что снижает возможности полноценной регистрации рыб с помощью подкильных акустических систем. С другой стороны, уловистость трала как измерительной системы является переменной величиной, в значительной мере определяемой геометрией трала, скоростью траления, расположением трала относительно кильватерной струи судна, характеристиками пространственного распределения объектов в зависимости от времени суток и многими другими факторами, не всегда поддающимися строгому учету.

Для сопоставления акустических и траловых данных улов каждого вида пересчитывался в эквивалентные акустические единицы SaTR (м2/ милю2) с учетом известных данных о силе цели (TS) (Мамылов, 1999):

X(Ny Gij • Kj 1852• H

Sa = i

TRi D • T • h

^TR eff TR

G = 4n-10a1TSlj(Ll),

где i - индекс размерного ряда; ] - индекс вида гидробионтов; N - количество особей ]-того вида ьтой размерной группы в улове, экз.; ^ - акустическое сечение обратного рассеяния единичной рыбы вида ] размерной группы ^ TSij — сила цели рыбы вида ] длиной к; К. — дифференцированный по размерному ряду "индекс селективности трала" (К = 1 для крупных рыб и К. > 1 для рыб с размерами, сопоставимыми с ячеей трала); — вертикальное раскрытие трала, м; Э — дистанция траления, миля; Ьей — эффективное горизонтальное раскрытие трала, м; Н — ширина слоя, для которого экстраполируется значение SaTR (вертикальное развитие исследуемого скопления), м.

Во время съемки лососей селектирующие свойства трала не учитывались, т.е. К = 1 (сечение облова принималось равным площади устья трала

для всех размерных групп рыб) и уловистость трала определялась только значением Ь „:

ЬеН = Чъ ' Ку

где Ьта — горизонтальное раскрытие устья трала (определялось инструментально); К^ — дифференцированный по видам рыб коэффициент уловистости трала (для лососей размером меньше 30 см — КУ = 0,4; больше 30 см — КУ = 0,3).

В случаях, когда рассчитанное значение SaTR более чем в 1,5 раза превышало акустическую величину SaAC, измеренную на участке траления, SaTR принималось в качестве истинного значения Sa для района траления, а Sa на других участках пути интерполировались по их значениям на ближайших траловых станциях. Соответственно пересчитывали плотности скоплений (тыс. экз./ милю2) и уже затем рассчитывали численность и биомассу рыб в стратах с учетом видового и размерного состава лососей в траловых уловах.

При построении карт вертикального распределения для расчета средневзвешенной глубины обитания лососей на каждой .-той миле пути формировались два ряда данных: 1 (х, у, 1) - плотность гидробионтов (усредненная по 5-метровым интервалам глубины численность рыб на 1 милю2) и К Ц) — глубина, где х, у — координаты, Zj — интервал глубины, ] = 1,..., п., п. — число интервалов глубины, 1 — время. Средневзвешенная по численности глубина местоположения рыб на .-той миле пути определялась как:

X в • н) н = ±!_

Н AVG .

X в

]=1

Пространственное распределение и оценки обилия лососей. На рис. 3 приведены карты горизонтального распределения различных видов лососей в западной части Берингова моря, полученные по данным акустических измерений плотности рыб и траловым уловам. Их описание и обсуждение не входит в задачу данной статьи. Заметим только, что распределения лососей, построенные по результатам акустических измерений, в общих чертах сходны с аналогичными распределениями траловой съемки (Глебов и др., наст. сб.). Но поскольку галсовый маршрут акустической съемки формировался не только из эхограмм, соответствующих участкам тралений, но и из пути, пройденного судном между точками тралений (см. рис. 2), это позволило, на наш взгляд, более точно оценить пространственную структуру горизонтального распределения лососей на акватории съемки.

Что касается абсолютных оценок численности тихоокеанских лососей, полученных по результатам акустических измерений стандартным эхоинтеграци-онным методом, они, как и предполагалось, значительно ниже таковых, полученных траловым методом. Акустические оценки численности лососей во время летней съемки (исключая статрайоны 1-4) были ниже траловых в среднем по видам в 3,1 раза, а суммарные оценки — в 3,4 раза. Погрешность акустического метода в данном случае связывается с наличием приповерхностной "акустической мертвой зоны", вызванной осадкой судна и ближнепольным эффектом антенны эхолота, которая составила суммарно около 8 м. Лососи, находящиеся в непосредственной близости от поверхности, в слое 0-8 м, не были учтены. Этот недостаток существенно снижает возможности использования эхолота ЕК-500 для оценки обилия тихоокеанских лососей, поскольку именно в верхнем 8-метровом слое происходит значительный недоучет этих рыб.

Кроме того, на эхолотные оценки (как, впрочем, и на траловые), по нашему мнению, могло повлиять шумовое поле судна. Как известно, многие промысловые

Рис. 3. Пространственное распределение лососей (шт. /милю2) в западной части Берингова моря и прилегающих океанических водах в июле— августе 2003 г. по данным акустических измерений и траловых уловов

Fig. 3. Spatial distribution of salmons (pes./n.mi.2) in the western Bering Sea and adjoining ocean waters in July— August, 2003 by data of acoustic measurements and trawl hauls

60" 162" 164

178" 176° W

рыбы избегательно реагируют на шумы приближающегося судна на расстоянии в несколько сотен метров (Протасов, 1978; Diner, Masse, 1987; Olsen, 1987; Ona, Toresen, 1988). Основным параметром, характеризующим чувствительность рыб к звуку, является отношение слуховой порог/шум в области частот, соответствующей максимальной чувствительности рыб (Сорокин, 1984). Плавательный пузырь повышает чувствительность рыб к звуку и расширяет диапазон воспринимаемых частот, трансформируя звуковые волны высокой частоты в низкочастотные колебания, воспринимаемые рецепторами внутреннего уха (Протасов, 1978). Для лососей величина слуховой порог/шум составляет 21-23 дБ в области максимальной чувствительности 50-250 Гц (Hawkins, Johnstone, 1978). Учитывая интегральные уровни звукового давления, создаваемого судном в диапазоне слуха рыб (Mitson, 1995), минимальная дистанция, на которой лососи способны воспринимать шум судна, составляет 80-160 м (в зависимости от типа судна, скорости его движения и направления на источник). При дальнейшем сближении с судном реакция этих рыб должна соответственно усиливаться (Кузнецов, 1996).

Отмеченные выше проблемы можно было бы решить с использованием буксируемых акустических антенн, отводимых в сторону от судна с помощью паравана. Кроме этого, для оценки плотности приповерхностных скоплений в принципе возможно применять гидролокатор, который позволяет регистрировать рыб довольно далеко в стороне от судна. К сожалению, использование гидролокатора имеет определенные ограничения. К ним в первую очередь относится сильное влияние погодных условий на эффективность работы гидролокатора в приповерхностном слое из-за поверхностной реверберации. Во-вторых, при оценке акустического сечения (силы цели) рыб, как уже упоминалось, необходимо учитывать положение рыб относительно антенны гидролокатора. В данном случае это боковой аспект облучения. Имеющиеся публикации в основном направлены на исследование зависимости TS рыб от дорсального (спинного) аспекта. Поэтому измерение отражательных характеристик объектов и интегрирование эхосигналов при помощи гидролокатора будут весьма приближенными. Это предполагает довольно низкую точность количественной оценки плотности скоплений лососей.

Следует отметить, что наиболее подходящим для выполнения тралово-акус-тических съемок с использованием эхолота является зимовальный период жизни лососей. В условиях гомотермии вод лососи активно осваивают нижние горизонты и распределяются сравнительно равномерно в широком диапазоне глубин до 100 м и более. Поэтому в этот период влияние приповерхностной "мертвой зоны" и шумов судна на оценки рыб будет минимально и акустическую съемку можно проводить по стандартной методике.

Поскольку акустические оценки численности тихоокеанских лососей, полученные во время летней съемки стандартным эхоинтеграционным методом, были значительно ниже траловых, осенью во время повторной съемки верхней эпипе-лагиали для оценки численности и биомассы лососей применялась адаптивная технология обработки акустических данных. Эта методика, как упоминалось выше, использует данные траловых уловов, пересчитанные в эквивалентные акустические единицы, посредством чего, если траловые оценки существенно превышают акустические, соответствующим образом корректируются значения плотности лососей в приповерхностном слое.

Акустические оценки численности лососей, полученные с применением АЭТ, превысили аналогичные оценки траловой съемки по району съемки в целом на 7 %, а биомассы — на 10 % (см. таблицу). Такой результат является вполне закономерным, если учесть, что акустические оценки плотности рыб компенсировались траловыми данными. Разброс оценок по видам (см. таблицу) может быть следствием пространственной неоднородности горизонтального и, как будет по-

т

а

т

т

л к о

оо

Ср

<0 к

X о

<и у

к н о к н та

13'

о к из

т

т

т

к

та гп <и X о

=к к

к 2 н

ч к

т

ООО^ООСОГ-^Г-

ооюга(моо1

ООСОЮСОО^^СОЮ^ ОООсо^ОО—'С^

СО

О с^

ОО

ооо^о^ ю ю со

о" аз

О с^

оо оо

со О

СОЮЮ^

©-о

мпош | сос^о—' 0~

ш^ооо^^юшо тьок-'с^оо^

(ооношгаоь

^ООО-'ММ-н

СО ^ СООООО^ОО

шо-'

с^сосо

О—'О^^ с^сосос^со

ШШЙФЮ^СОООО ОО^ООСОШОООЮШ

ООО

ООО

Ш ГОФСОСОШ-'ОГО ОГОООООЮООО^СО 0~ СЗ СЗ СЗ ^ ^

I I

ю

ю —'

ОО

с^ со

ОО СО

Ю СООО со I а^а^

г-

СО

с^ со оо о

3 -О

о ьл

о о с

о4

л ч о ч о

со та

та

татата

сисисиси ^ХМ^Х С,

л £ Чтата^

ЧООО ОйшС

татата-,^ ^оии

'ОООООООО

казано ниже, вертикального распределения лососей в верхней эпипе-лагиали Берингова моря.

Вертикальное распределение и суточные миграции лососей. В летний период вертикальное распределение лососей в западной части Берингова моря определялось в первую очередь термической структурой вод и, в частности, наличием у поверхности резко выраженного квазиоднородного слоя толщиной до 25 м выше термоклина (Глебов и др., наст. сб.). В июле— августе 2003 г. распределение лососей по глубине демонстрировало явную предпочтительность обитания большинства лососей выше температурного скачка: 92,2 % всех лососей зарегистрировано в 30-метровом приповерхностном слое (рис. 4). Это позволяло при вертикальном раскрытии трала 30 м и более облавливать в этот период большую часть лососей. Изменение тренда средневзвешенных глубин обитания рыб по широте (рис. 5, А) очень хорошо согласуется с широтным распределением толщины верхнего термически квазиоднородного слоя воды на акватории съемки.

Вертикальные миграции тихоокеанских лососей связаны в основном с суточными перемещениями интерзональных видов макропланктона и мелких мезопелагичес-ких рыб и кальмаров, являющихся объектами их питания. Но в отличие от кормовых организмов, совершающих в течение суток крупномасштабные перемещения по глубине, диапазон вертикальных миграций большинства учтенных лососей ограничивался слоем термоклина. Ночью 96,7 % лососей обитало в пределах верхнего квазиоднородного слоя до глубины 30 м. При этом основная часть лососей перемещалась вместе с планктоном ближе к поверхности моря с центром концентрации на глубине 10 15 м (см. рис. 4, 5, Б). В светлое время суток слой обитания лососей несколько расширялся. В диапазоне

Рис. 4. Распределение лососей по глубине в светлое и в темное время суток в западной части Берингова моря в июле—августе 2003 г.

Fig. 4. Distribution of salmons by depth in light and dark time of day in the western part of the Bering Sea in J uly— August, 2003

глубин до 30 м находилось 89,8 % лососей. Остальная часть рыб днем опускалась в слой термоклина и даже ниже в более холодные промежуточные горизонты, где, возможно, происходило переваривание пищи или продолжалось питание. Максимальный диапазон вертикальных миграций лососей составлял около 100 м, но отдельные экземпляры днем были зарегистрированы на глубинах до 120 м (рис. 5, Б).

Вертикальное раскрытие трала в течение летней съемки изменялось от 30 до 40 м (по измерениям траловым зондом FS 20/25). Ночью в зоне облова трала в зависимости от его вертикального раскрытия находилось от 96,7 % (30 м) до 99,4 % (40 м) лососей. Днем облавливалось соответственно 89,8 и 95,4 % лососей, т.е. разница дневных и ночных уловов по данным акустических измерений составляла при прочих равных условиях для трала с раскрытием 30 м — 6,9 %, а с раскрытием 40 м — 4,0 %. При среднем вертикальном раскрытии трала 36 м разница дневных и ночных уловов по данным акустических измерений составила около 5 %.

В осенний период в западной части Берингова моря увеличивается вертикальная протяженность верхнего термически квазиоднородного слоя. Осенью 2003 г. толщина квазиоднородного слоя на обследованной акватории составляла в среднем 30-45 м. Вертикальное распределение лососей также претерпело некоторые сезонные изменения. Слой обитания лососей расширился до 45-50 м (рис. 6). Причем как и летом, вертикальные миграции большинства лососей ограничивались слоем термоклина.

Ночью большая часть лососей (62 %) обитала в приповерхностных горизонтах выше 15 м. Во время летней съемки центр концентрации лососей был несколько ниже. Вероятно, осенью в этих скоплениях доминировала посткатад-ромная молодь, для которой характерна большая приуроченность к поверхностному слою в ночной период. Другая, менее многочисленная, часть лососей (около 36 %) ночью была достаточно равномерно распределена в слое 15-45 м (рис. 6). Днем часть лососей (примерно 25 %) перемещалась с поверхности в гори-

Широта, N 56 57

120

о о о о ° о °о о О 3» о

о о о о О

Тренд

-Тренд

0:00

2:24

4:4 8

Время с у ток, по Гринви чу 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48

19:12

21:36

0:00

120

Рис. 5. Вертикальное распределение лососей в верхней эпипелагиали Берингова моря по широте (А) и в течение суток (Б). Июль—август 2003 г.

Fig. 5. Vertical distribution of salmons in upper epipelagical of the Bering Sea by latitude (А) and during of day (Б). July—August, 2003

зонты от 20 до 40 м с центром концентрации на глубине около 25 м. Таким образом, диапазон вертикальных миграций абсолютного большинства лососей ограничивался слоем 40-45 м в любое время суток (рис. 7, А). В отличие от летней съемки, осенью значительно сократилось количество лососей, обитающих в светлое время ниже границы квазиоднородного слоя. В диапазоне глубин ниже 50 м днем находилось чуть больше 1 % лососей.

Заглубление нижней границы квазиоднородного слоя по широте в осенний период отразилось на вертикальном распределении лососей только с оке-

Рис. 6. Распределение лососей по глубине в светлое и в темное время суток в сентябре—октябре 2003 г.

Fig. 6. Distribution of salmons by depth in light and dark time of day in September—October, 2003

анской стороны. Слой обитания лососей расширялся примерно до 550 с.ш., а с переходом в Командорскую котловину влияние квазиоднородного слоя ослабевало и дальнейшее увеличение его толщины в северо-восточном направлении практически не сказывалось на дневном вертикальном распределении лососей, а ночью средневзвешенные глубины обитания рыб по широте даже уменьшались (рис. 7, Б).

Среднее вертикальное раскрытие трала во время осенней съемки по измерениям траловым зондом составляло около 36 м. Судя по вертикальному распределению, ночью в зоне облова трала находилось 88,3 % лососей. Днем облавливалось примерно столько же — 88,5 % лососей, т.е. разница дневных и ночных уловов для трала с раскрытием 36 м была несущественной, а недолов лососей за счет расширения вертикального слоя обитания по данным акустических измерений составлял более 11 %.

Заключение

Представлены результаты исследований возможностей прецизионного эхолота ЕК-500 для регистрации и абсолютных оценок лососевых в период анад-ромных и катадромных миграций и их сравнение с результатами траловых съемок.

К несомненным достоинствам акустического мониторинга можно отнести непрерывность регистрации эхосигналов лососей в процессе съемки и возможности оценки вертикального распределения и суточных вертикальных миграций этих рыб. Недостаток акустического метода — наличие приповерхностной "мертвой зоны", вызванной осадкой судна и эффектом "ближней зоны" антенны эхолота. Это, естественно, сказалось на результатах абсолютных оценок численности лососей, выполненных по стандартной эхоинтеграционной технологии, поскольку именно в верхнем 8-метровом слое происходит значительный недоучет лососей. Механизм комплексного использования тралового и акустического ме-

Рис. 7. Вертикальное распределение лососей в верхней эпипелагиали Берингова моря в течение суток (А) и по широте (Б). Сентябрь—октябрь 2003 г.

Fig. 7. Vertical distribution of salmons in upper epipelagical of the Bering Sea during of day (А) and by latitude (Б). September—October, 2003

тодов (АЭТ) позволяет компенсировать заниженные акустические оценки плотности рыб траловыми данными.

Диапазон вертикального распределения и миграций большинства зарегистрированных лососей, по данным акустических измерений, был ограничен слоем термоклина. Во время летней съемки ночью в зоне облова трала со средним вертикальным раскрытием 36 м находилось 98,5 %, т.е. абсолютное большинство лососей, а разница дневных и ночных уловов трала составляла около 5 %.

Осенью за счет увеличения вертикальной протяженности верхнего термически квазиоднородного слоя расширился вертикальный слой обитания лососей, но при этом значительно сократилось количество рыб, обитающих в светлое время ниже границы квазиоднородного слоя. В результате в зоне облова трала (36 м) как днем, так и ночью было зарегистрировано примерно равное количество лососей, а за пределами этой зоны оказалось больше 11 % рыб.

Литература

Волвенко И.В. Морфометрические характеристики стандартных биостатистических районов для биоценологических исследований рыболовной зоны России на Дальнем Востоке // Изв. ТИНРО. — 2003. — Т. 132. — С. 27-42.

Глебов И.И., Свиридов В.В., Очеретяный М.А. и др. Характеристика не-ктонных и планктонных сообществ в верхней эпипелагиали западной части Берингова моря и океанских вод Камчатки летом 2003 г. // Наст. сб.

Кузнецов М.Ю. Биотехническое обоснование и разработка пневмоакустических систем для управления поведением рыб в процессе лова: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. — 28 с.

Кузнецов М.Ю., Николаев А.В. Руководство по сбору и первичной обработке данных акустических измерений при проведении тралово-акустических съемок запасов минтая в Беринговом море. — Владивосток: ТИНРО-центр, 2000. — 68 с.

Мамылов В.С. Некоторые аспекты оценки плотности рыбных скоплений трало-во-акустическими методами // Развитие технических методов рыбохозяйственных исследований. — Мурманск: ПИНРО, 1999. — С. 147-163.

Николаев А.В., Кузнецов М.Ю., Убарчук И.А. Инструментальные средства и информационные технологии акустического мониторинга рыбохозяйственных акваторий // Рыб. хоз-во. — 2000. — № 4. — С. 37-39.

Протасов В.Р. Поведение рыб. — М.: Пищ. пром-сть, 1978. — 295 с.

Сорокин М.А. Слуховые способности некоторых дальневосточных рыб: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М.: ИЭМЭЖ, 1984. — 28 с.

Шунтов В.П., Радченко В.И., Лапко В.В., Полтев Ю.Н. Распределение лососей в западной части Берингова моря и сопредельных водах Тихого океана в период анадромных миграций // Вопр. ихтиол. — 1993а. — Т. 33, вып. 3. — С. 337-347.

Шунтов В.П., Радченко В.И., Лапко В.В., Полтев Ю.Н. Распределение лососей в водах Сахалино-Курильского региона в период анадромных миграций // Вопр. ихтиол. — 1993б. — Т. 33, вып. 3. — С. 348 358.

Diner N., Masse J. Fish school behaviour during echo survey observed by acoustic devices: ICES CM. — 1987. — B. 30. — 41 p.

Foote K.G. Importance of the swimbladder in acoustic scattering by fish: a comparison of gadoid and mackerel target strengths // J. of the Acoustical Society of America. — 1980. — № 67. — P. 2084-2088.

Hawkins A.D., Johnstone A.D.F. The hearing of the Atlantic Salmon, Salmo salar // Fish. Biol. — 1978. — № 13. — P. 655-673.

Iida K., Mukai T., Ishii K. Application of a dual beam echo sounder to measuring fish length // J. оf Nippon Suisan Gakkaishi. — 1991. — № 57(4). — P. 623 -627.

Mitson R.B. Underwater noise of research vessels. Review and recommendations: ICES Cooperative Research Report № 209. — Copenhagen, 1995. — 61 p.

Mukai T., Iida K. Diurnal variation of encaged fish echoes and estimation of fish tilt angle distribution // Fish. Sci. — 1995. — № 61(4). — P. 647-652.

Mukai T., Iida K. Depth dependence of target strength of live kokanee salmon in accordance with Boyle's law // ICES Journ. оf Mar. Sci. — 1996. — № 53. — P. 245-248.

Olsen K. Fish behaviour and acoustic sampling: Intern. Sympos. of Fisheries Acoustics. — Seattle, 1987. — 28 p.

Ona E., Toresen R. Avoidance reactions of herring to a survey vessel, studied by scanning sonar: ICES CM. — 1988. — H. 46. — 8 p.

Поступила в редакцию 27.07.04 г.