Формирование популяции судака ( stizostedion lucioperca ( L. )) Урало-каспийского района в современных условиях

На правах рукописи

Специальность 03.02.06 – Ихтиология

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань 2013

Работа выполнена в Атырауском филиале ТОО «Казахский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства»

Научный руководитель	почетный работник рыбного хозяйства, доктор биологических наук Кушнаренко Александр Иванович
Официальные оппоненты	почётный работник рыбного хозяйства, доктор биологических наук, профессор кафедры «Аквакультура и водные биоресурсы» Астраханского государственного технического университета (АГТУ) Распопов Вячеслав Михайлович
	почётный работник рыбного хозяйства, доктор биологических наук, директор Дагестанского филиала ФГУП «Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства» (ДФ ФГУП «КаспНИРХ) Абдусамадов Ахма Саидбекович
Ведущая организация	ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ФГУП «ВНИРО»)

Защита диссертации состоится «27» марта 2013 г. в 14-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 307.001.05 при Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, гл. корпус, ауд. 313, факс: 8 (8512) 54 91 03.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках АГТУ и Атырауского филиала Казахского научно-исследовательского института рыбного хозяйства.

Автореферат разослан « » февраля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, доцент Э.И. Мелякина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Северный Каспий с впадающими в него реками является наиболее продуктивной частью Каспийского моря (Коблицкая, 1957, 1984; Зенкевич, 1963; Горбунов, Коблицкая, 1965; Биологическая продуктивность Каспийского моря, 1974; Казанчеев, 1981; Беляева, Казанчеев, Распопов, 1989).

Урало-Каспийский район, являясь частью прикаспийского государства Казахстан, представляется для него настоящей рыбной жемчужиной с богатыми водными биоресурсами. В Урале обитают 29 промысловых видов рыб 9 семейств. Современный (2009 г.) промысловый улов всех рыб здесь составил 18 тыс. т, в том числе судака – 3,5 тыс. т.

В связи с резким сокращением численности осетровых рыб наиболее значимым по пищевой ценности и спросу у населения судак стал занимать лидирующее положение. Поэтому интерес к его вылову многократно возрос, что побудило интенсифицировать разработку биологического обоснования общего допустимого вылова (ОДУ).

До настоящего времени необходимых исследований было недостаточно. Они были ограничены работами А.Н. Петровой (1974, 1980, 1981), в которых основное внимание уделено речному периоду жизни судака. После исследований

В настоящее время популяция судака испытывает наибольшую антропогенную нагрузку из-за усиления нефтедобычи, браконьерского лова и расхищения из промысловых уловов. В связи с этим актуальность мониторинга экологического состояния северо-восточной части Каспийского моря и дельты реки Урал, а также динамики численности судака в современный период не вызывает сомнений.

Для достижения цели решались следующие задачи:

− исследовать современное состояние условий размножения и нагула судака в низовьях Урала и северо-восточном Каспии;

− исследовать морфометрические характеристики судака р. Урал и оценить их изменения, произошедшие за последние 30 лет;

− исследовать распределение молоди и взрослого судака на акватории Северного Каспия в зависимости от абиотических и биотических факторов среды;

− оценить структуру нерестовой части популяции судака и эффективность его размножения (по учёту молоди в северо-восточной части Северного Каспия);

− изучить питание судака в различные периоды жизни;

− определить численность судака, дифференцированную по возрасту, в северо-восточной части Каспия;

− изучить интенсивность промысла, промысловые запасы судака в р. Урал и их основные характеристики.

Научная новизна. Исследованы современные условия формирования популяции судака р. Урал, показана роль комплекса биотических и абиотических факторов в динамике его численности, отражено современное состояние запасов. Впервые приводится сравнительная морфометрическая оценка судака в реке Урал за 1979 и 2006 гг.

Теоретическое и практическое значение. Исследована роль экологических и антропогенных факторов в динамике численности обыкновенного судака Северного Каспия. Показаны причины изменчивости промысловых уловов. Впервые рассчитаны промысловое усилие, коэффициенты общей, промысловой и непромысловой убыли судака р. Урал.

Данные исследования являются основой для долгосрочного и ежегодного биологического обоснования общих допустимых уловов (ОДУ) судака в р. Урал. Предлагаются мероприятия, направленные на сохранение и увеличение популяции судака, рациональное использование его запасов.

В процессе исследований проводился сбор и обработка материала согласно общепринятым в ихтиологии методикам (Державин, 1922; Правдин, 1966), а также статистическая обработка результатов (Аксютина, 1968; Абезгауз, Тронь, Копенкин, Коровина, 1970; Плохинский, 1980).

Объем собранного ихтиологического материала представлен в таблице 1.

Таблица 1

Объем собранного и обработанного материала по судаку за период исследований

Виды работ	Количество, экз.
Морфометрический анализ	50
Полный биологический анализ: река авандельта море	12013 5252 6170 591
Определение плодовитости	373
Массовые промеры	2630
Выловлено: 4,5-метровым тралом (море) 9-метровым тралом (море)	1387 420 967
Учтены замёты речным неводом	7200
Исследовано молоди	281

При исследовании морфометрических особенностей достоверность различий и сходства между признаками оценивали по критерию Стьюдента (Лакин, 1990).

Для расчета средней индивидуальной абсолютной плодовитости определяли среднее число икринок в пробе. Популяционную плодовитость оценивали как количество икринок, отложенных всеми самками нерестовой части популяции за один нерестовый сезон.

Упитанность судака вычисляли по Фультону (Fulton, 1902) и Кларк (Clark, 1928).

Возраст судака определяли по чешуе (Чугунова, 1952; Чугунов, 1959) и сравнивали полученные результаты с определением возраста по спилам жестких лучей грудных плавников (Кузьмин, 1947; Бойко, 1951).

Динамика нерестовой миграции судака исследовалась по изменениям улова за единицу промыслового усилия (Трещев, 1974, 1983) на промысловых участках. За период исследований проконтролировано 7200 притонений.

Численность производителей, прошедших на нерестилища дельты р. Урал, и промысловый запас судака определялись по величине улова, отнесённого к промысловому усилию (Дементьева, 1976; Попов, 2005, 2007, 2008).

Ежегодно нами проводились биологические анализы с отбором гидрохимических проб воды. Исследования осуществлялись как в р. Урал в стационарном режиме, так и в северо-восточной части Каспийского моря. Морские исследования с 2000 по 2006 гг. осуществлялись совместно с ФГУП «КаспНИРХ». Самостоятельные траловые съёмки осуществлялись при участии экспертов-консультантов из ФГУП «КаспНИРХ».

Траления выполнялись на научно-исследовательских судах 4,5- и
9-метровыми придонными тралами со скоростью 2,5 узла, продолжительностью 20 и 30 минут. На каждой станции измерялись глубина, температура воды, соленость, содержание кислорода, направление и сила ветра, характер грунта.

Численность судака (N) оценивалась географическим методом (Яновский, 1971; Кушнаренко, 2003, 2008) c учетом улова (n), площади распространения (S), обловленной площади (s) и коэффициента уловистости трала (К):

N = n • S / s • К

Коэффициенты уловистости трала для судака дифференцированы по возрастам и представлены в таблице 2 (Кушнаренко, Сидорова, Белоголова, 1989).

Таблица 2

Коэффициенты уловистости судака в зависимости от возраста

Для сокращения дисперсии траловых уловов вся обследованная акватория разделялась на несколько участков.

В целях углубленного анализа современной динамики численности промысловой части популяции судака нами осуществлена оценка коэффициентов общей смертности (Z), промысловой (F) и естественной (М) (Баранов, 1918; Засосов, 1970), а также коэффициентов общей убыли (φ_z), промысловой (φ_F) и естественной
(φ_{M + Н}) вместе с непромысловым изъятием.

Апробация. Основные результаты исследований представлялись: на коллоквиумах лаборатории ихтиологии (в настоящее время − комплексная лаборатория) Атырауского филиала КазНИИРХ (2002−2012 гг.); на конференциях: «Состояние экосистем Прикаспийского региона: проблемы и перспективы» (Атырау, 2005); «Экология и гидрофауна водоемов трансграничных бассейнов Казахстана» (Алматы, 2008); «Проблемы экологии, аридного кормопроизводства и животноводства в Казахстане» (Чимкент, 2009); «Актуальные проблемы экологических, информационных, технологических, физико-математических наук» (Атырау, 2010); «Актуальные проблемы экологии, сельского хозяйства и технологии Западного Казахстана» (Атырау, 2011); Всероссийской конференции с международным участием «Современное состояние биоресурсов внутренних водоемов» (Борок, 2011); на Ученом Совете Атырауского филиала КазНИИРХ (Атырау, 2011); Учёном Совете КазНИИРХ (Алматы, 2012).

Осуществлены публикации в специализированных изданиях, в том числе российских (9 публикаций по теме диссертации, из которых 3 − в изданиях, рекомендованных ВАК РФ).

− современные условия формирования запасов судака нижнего течения

− характеристика размерно-весовых и возрастных показателей, свидетельствующих об устойчивости популяции судака;

− связь эффективности воспроизводства судака с объёмом годового стока
р. Урал.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах, включает 31 таблицу и 38 рисунков. Состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и приложений. Список цитируемых литературных источников включает 157 работ, в том числе 6 иностранных.
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ ОБЫКНОВЕННОГО СУДАКА В УРАЛО-КАСПИЙСКОМ РАЙОНЕ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
Российская наука на реке Урал стала зарождаться во второй половине XIX века, благодаря исследованиям К.М. Бэр (Бэр, 1861) и Н.Я. Данилевский (Данилевский, 1858; 1860; 1863). Как участник экспедиции на Каспии в 1853-1856 гг. Н.Я. Данилевский огромное внимание уделял статистике и технике рыболовства. Он, в частности, отмечал, что рыболовство должно быть таким, чтобы была возможность у рыб отнереститься хотя бы один раз. Подобная мысль несколько позже встречается и у В.А. Кевдина (1915, 1961). Результаты их работ использовались для рационализации рыбного промысла на Каспии. Особенно необходимо отметить при этом роль Н.Я. Данилевского, посвятившего много времени на изучение состояния уральского рыболовства, и Н.А. Бородина, опубликовавшего в 1895 г. брошюру «Правила производства рыболовства в Уральском казачьем войске». Им определены сроки массовых нерестовых миграций полупроходных рыб в реке, в том числе судака.

Достоверные статистические сведения по Урало-Каспийскому рыбопромысловому району известны с 1932 г. (Каженбаев и др., 1968). Эти исследователи отмечают факт сокращения уловов судака с 17,8 до 2,7 тыс. т, они объясняют это излишним промыслом в 1932−1936 гг. Такая интенсивность промысла на Урале сохранялась до 1937 г., когда промысловые уловы всех рыб уменьшились с 98,3 тыс. т в 1936 г. до 58,7 тыс. т в 1940 г.

Стали появляться предложения по ограничению промысла. Первым ограничением было введение запрета на специализированный морской лов и сетной лов осетровых рыб в 1940 г. прошлого столетия. В 1962 г. на Каспии морской промысловый лов был упразднён, а в 1967 г на р. Урал был утверждён новый режим рыболовства, по которому была уменьшена рыбопромысловая зона в 3 раза, а число тоневых участков сокращено в 2,6 раза. В настоящее время их количество составило 10, и сохранён ограниченный лов частиковых в прибрежной зоне Урала (авандельте), что позволяет вылавливать более 11 тыс. т рыб (2009 г.).
ГЛАВА 2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВОСПРОИЗВОДСТВА И НАГУЛА СУДАКА УРАЛО-КАСПИЙСКОГО РАЙОНА
2.1. Гидрологическая и гидрохимическая характеристика р. Урал
Температура воды в 1996-2000 гг. в р. Урал была равна 11,4 ⁰С, в
2001-2005 гг. она возросла до 11,8 ⁰С. В 2006–2009 гг. происходит дальнейшее повышение температуры воды до 12,4 ⁰С. Термический градиент в относительно глубоководных участках между поверхностными и придонными слоями в летнее время составляет 0,3−0,6 ⁰С; зимой – 0,1−0,3 ⁰С. Осенью температура воды у дна и на поверхности выравнивается (таблица 3).

Таблица 3

Температура воды в р. Урал за 2000-2009 гг. (в/п Атырау), ⁰С

Годы	Месяцы								Средняя
	4	5	6	7	8	9	10	11
1996-2000	7,3	15,5	21,8	23,7	22,8	17,5	8,7	2,3	11,4
2001-2005	7,8	15,9	22,6	24,9	23,1	17,3	8,6	2,3	11,8
2006-2009	8,1	16,7	24,0	25,2	23,8	18,4	9,1	2,1	12,4

Речной сток в разные годы не оставался постоянным. Так, в 1986−1990 гг. сток составлял в среднем 9,8 км³ . В 1991-1995 гг. водность реки увеличивалась до 10,7 км³, затем в 1996-2000 гг. уменьшилась до 6,8 км³. В 2001-2005 гг. речной сток снова увеличился до 9,3 км³, затем в 2006-2009 гг. уменьшился до 6,71 км³
(таблица 4).

Таблица 4

Сток р. Урал (в км³; в/пост г. Атырау)

Годы	месяцы									Годовой сток, км3
	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1986-1990	0,46	1,12	1,91	2,34	0,9	0,46	0,36	0,42	0,46	9,8
1991-1995	0,38	1,05	2,98	0,67	0,62	0,46	0,44	0,44	0,38	10,7
1996-2000	0,22	0,97	0,78	1,25	0,58	0,28	0,22	0,18	0,22	6,8
2001-2005	0,2	0,99	2,61	2,37	0,84	0,42	0,31	0,33	0,4	9,3
2006-2009	0,20	0,84	1,72	1,39	0,58	0,43	0,34	0,39	0,37	6,71

За весеннее половодье (апрель-июнь) в р. Урал истекает до 60-80 % годового стока. Превышение паводка над меженью наблюдается до 2,5 м, а в отдельные годы достигает 5 м.

Таблица 5

Содержание растворимого в воде кислорода в р. Урал за 2007–2009 гг. (мг/л)

Годы	Периоды
	зима	весна	лето	осень
2007	7.9	8,3	7,4	9,6
2008	10,7	9,7	8,2	11,4
2009	5,9	7.7	5,8	6,9

Минерализация составляет 200-800 мг/л. Зимой концентрация может увеличиваться. Весной минерализация воды снижается.

Максимальная прозрачность воды наблюдается зимой и может составлять 150-170 см. Весной прозрачность снижается до 2-7 см, летом - возрастает до
30-45 см.

Взвешенные наносы р. Урал преобладают во время весенних паводков. Средний годовой их сток составляет 3,57 млн т. В маловодные годы (1977 г.) весной наблюдалась высокая концентрация взвешенных наносов – до 4500 г/м³ (Дризо, Большов, 1978).

Концентрация нитритов за 2007-2009 гг. была выше допустимых значений. Их концентрация в воде изменялась в зависимости от времени года. Наибольшие значения наблюдались летом − от 8,1 до 17,3 ПДК. Осенью их концентрация была наименьшей − от 3,8 до 5,8 ПДК.

Начало половодья за исследовательский период один раз состоялось в конце марта (27.03) – 2000 г.; 6 лет наблюдалось в первой декаде апреля; 3 года, когда начало половодья состоялось во второй декаде апреля. В целом для р. Урал характерно апрельское начало половодья. При раннем начале половодья более низкие температуры сдерживают развитие кормовой базы, а также нормальный рост ранней молоди судака. Позднее начало половодья также приводит к дисгармонии (задержке) в развитии кормовой базы. В целом связь между исследуемыми параметрами описывается логарифмическим уравнением:

(Y=-2,0687 Ln(x)+8,2176), при r = 0,84.

За период наблюдений на Урале наблюдался 1 - маловодный год (2006), с паводковый стоком − 1,87 км³; 2 – средневодных и 7 - многоводных лет (таблица 6).

Таблица 6

Гидрологические параметры р. Урал за 2000-2009 гг.