География и геология/4. Биогеография, биоресурсоведение, биоразнообразие

Д.б.н. Волвенко И.В.

Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, Россия

Сравнение дальневосточных морей и северо-западной части Тихого океана по интегральным характеристикам макрофауны пелагиали и дна

В дальневосточных морях и прилежащих водах Тихого океана сосредоточена большая часть современной сырьевой базы российского рыболовства. По данным «Fish News» (http://fishnews.ru/news/22709) в прошлом 2013 г. суммарный вылов водных биоресурсов по всей России превысил 4 млн. т. Почти 70% этой величины было добыто на Дальнем Востоке страны.

По результатам многолетних широкомасштабных пелагических и донных траловых съемок, выполненных в 1977-2010 гг. для мониторинга состояния экосистем и биоресурсов этого важнейшего рыбохозяйственного региона, в настоящем сообщении дается сравнение пелагиали и бентали Берингова, Охотского и Японского морей (в основном в пределах российской Исключительной Экономической Зоны) и сопредельной части Тихого океана по плотности населения макрофауны (совокупности животных с размерами тела ≥1 см), ее видовому богатству и разнообразию (индекс Шеннона [13]), выравненности видов по обилию (индекс Пайлоу [12]) и средней индивидуальной массе особей.

Первичные материалы для расчетов взяты из двух баз данных [2, 3, 16], содержащих информацию о макрофауне с 41596 траловых станций, выполненных в 305 научно-исследовательских экспедициях, охватывающих акваторию площадью более 6 млн. км2. Это в основном субарктические океанские воды, северо-западная треть Японского моря, западная часть Берингова моря (тоже около 1/3 площади водоема)  и т.д., однако для краткости далее это – Тихий океан (или просто океан), Японское море, Охотское море, Берингово море и северо-западная Пацифика (или весь регион). Те же исходные данные ранее были использованы для подготовки восьми справочников, в табличном виде обобщающих информацию о видовом составе, встречаемости, численности и биомассе макрофауны пелагиали [9-11] и бентали [4-8] обследованного региона.

Интегральные характеристики макрофауны пелагиали и (после косой черты) бентали

Водоем

N

M

W

S

J

H

тыс. экз./км2

т/км2

кг/экз.

видов

доля ед.

бит/экз.

Б

562,307/89,745

7,874/28,146

0,014/0,314

277/552

0,371/0,389

3,014/3,544

О

439,312/740,347

12,043/16,654

0,027/0,022

393/820

0,380/0,224

3,277/2,168

Я

234,650/126,562

6,606/14,472

0,028/0,114

185/593

0,317/0,520

2,386/4,786

Т

213,738/79,971

5,771/32,928

0,027/0,412

608/669

0,395/0,344

3,649/3,228

В

324,151/488,564

7,722/20,633

0,024/0,042

825/1306

0,438/0,251

4,248/2,575

Буквами обозначены: N – численность, M – биомасса, W – средняя индивидуальная масса особи, S –видовое богатство, J – равномерность распределения особей по видам, H – видовое разнообразие, Б – Берингово, О – Охотское, Я – Японское море, Т- Тихий океан, В – весь регион

При сравнении между собой различных морей (см. табл.) выявлены следующие характерные для них особенности:

Пелагиаль Японского моря отличается от пелагиали прочих морей наибольшими средними размерами особей и самыми низкими значениями всех остальных показателей: плотности населения (по численности и биомассе), видового разнообразия и его компонентов – видового богатства и выравненности видов по обилию. Макрофауна бентали этого моря тоже характеризуется минимальной биомассой, но средними значениями размеров, численности особей и видового богатства, а благодаря самой большой выравненности видов по обилию, разнообразие придонного населения Японского моря выше, чем прочих морей.

В пелагиали Охотского моря обитают почти столь же крупные гидробионты, как в пелагиали Японского, но численность их значительно больше, а другие показатели – биомасса, видовое богатство, выравненность, разнообразие – имеют максимальные величины среди всех рассматриваемых дальневосточных морей. Бенталь Охотского моря отличается от прочих самыми мелкими размерами гидробионтов, и потому здесь, несмотря на самую большую численность придонного населения, биомасса его оказывается средней. И также, несмотря на рекордное видовое богатство, видовое разнообразие здесь минимально из-за самой низкой выравненности видов по числу особей.

Для пелагиали Берингова моря характерны максимальная численность наиболее мелких особей и средние значения остальных показателей. Бенталь этого моря характеризуется наименьшими значениями видового богатства и численности. При этом благодаря самым большим размерам особей, их суммарная биомасса оказывается максимальной. Выравненность и видовое разнообразие населения бентали находятся на среднем уровне.

В пелагиали тихоокеанских вод обилие макрофауны меньше, чем в морях, но ее видовое богатство, выравненность и разнообразие – выше, а средние размеры особей примерно такие же, как в Охотском и Японском морях. В бентали океана численность гидробионтов тоже меньше, чем в сопредельных морях. Однако, из-за самых больших размеров обитающих здесь особей, их суммарная биомасса существенно превышает биомассу других биотопических группировок. Видовое разнообразие и оба его компонента находятся здесь на средних уровнях.

Интегральные характеристики, вычисленные для макрофауны пелагиали всего рассматриваемого региона в целом, закономерно отличаются от рассчитанных для отдельных водоемов. Видовое богатство увеличивается, поскольку оно включает все виды, встречающиеся в каждом бассейне. Выравненность видовой структуры также возрастает, потому что максимально усредняются все локальные участки доминирования различных массовых видов. Соответственно увеличивается и видовое разнообразие. Остальные характеристики – численность, биомасса, средняя масса особи – принимают значения средних (средневзвешенных) арифметических по множеству водоемов, входящих в обследованный регион. В бентали северо-западной Пацифики наблюдается почти то же, но равномерность распределения особей по видам при осреднении данных со всей обследованной акватории не увеличивается. Поэтому не возрастает и видовое разнообразие.

При сравнении между собой макрофаун пелагиали и бентали прослеживаются следующие закономерности:

Во-первых, численность придонного населения, как правило, меньше, чем пелагического (исключение – Охотское море), но биомасса – везде больше. В основном это объясняется более крупными размерами обитателей бентали (исключение то же Охотское море).

Во-вторых, у дна обитает больше видов, чем в водной толще, но итоговая величина видового разнообразия определяется не видовым богатством, а равномерностью распределения особей по видам: где больше выравненность, там и выше разнообразие. Поэтому в Беринговом и Японском морях придонное население разнообразнее пелагического, а в Охотском море и в океане – наоборот.

Наконец остается подчеркнуть то, что здесь дана лишь статичная предельно обобщенная сравнительная характеристика водоемов с осреднением данных на максимально возможных пространственно-временных масштабах – более 30 лет и тысячи км2. На самом деле распределение интегральных характеристик внутри каждого из бассейнов чрезвычайно неравномерно. Ключевые закономерности их пространственной изменчивости на акватории северо-западной Пацифики рассмотрены в других публикациях [1, 14, 15].

Литература:

1.       Волвенко И.В. Общие принципы про­странственно-вре­менной изменчиво­сти интегральных ха­рактеристик макро­фауны пелагиали се­веро-западной Пацифики // Изв. ТИНРО. - 2009. - Т. 159. - С. 43-69.

2.       Волвенко И.В. Новая база данных донных траловых станций, выполненных в дальневосточных морях и северной части Тихого океана в 1977-2010 гг. // Изв. ТИНРО. - 2014. - Т. 177. - С. 00-00. (В печати).

3.       Волвенко И.В., Кулик В.В. Обновленная и дополненная база данных пелагических траловых станций, выполненных в дальневосточных морях и северной части тихого океана в 1979-2009 гг. // Изв. ТИНРО. - 2011. - Т. 164. - С. 3-26.

4.       Макрофауна бентали залива Петра Великого (Японское море): таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1978-2009. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2014. - 307 с.

5.       Макрофауна бентали западной части Берингова моря: таблицы встречаемости, чис­лен­но­с­ти и биомассы. 1977-2010.. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2014. - 803 с.

6.       Макрофауна бентали Охотского моря: таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1977-2010. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2014. - 1052 с.

7.       Макрофауна бентали северо-западной части Тихого океана: таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1977-2008. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2014 - 554 с.

8.       Макрофауна бентали северо-западной части Японского моря: таблицы встречаемости, чис­ленности и биомассы. 1978-2010. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2014. - 748 с.

9.       Макрофауна пелагиали западной части Берингова моря: таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1982-2009. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2012. - 479 с.

10.   Макрофауна пелагиали Охотского моря: таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1984-2009. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2012. - 800 с.

11.   Макрофауна пелагиали северо-западной части Тихого океана: таблицы встречаемости, численности и биомассы. 1979-2009. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2012. - 616 с.

12.   Pielou E.C. The measurement of diversity in different types of biological collections // J. Theor. Biol. - 1966. - V. 13. - P. 131-144.

13.   Shannon C.E. A mathematical theory of communication // Bell Syst. Techn. J. - 1948. - V. 27. - P. 379-423, 623-656.

14.   Volvenko I.V. General Patterns of Spatial-tem­po­rary Distribution of the Integral Characteristics of Pelagic Macrofauna of the North-Western Pacific and Biological Structure of Ocean // J. Earth Science and Engineering. - 2012. - V. 2, N 1. - P. 1-14.

15.   Volvenko I.V. General patterns of spatial distribution of the integral characteristics of benthic macrofauna of the northwestern Pacific and biological structure of ocean // Open Journal of Ecology - 2014. - V. 4, N 4. - P. 196-213.

16.   Volvenko I.V., Kulik V.V. Updated and extended database of the pelagic trawl surveys in the Far Eastern Seas and North Pacific Ocean in 1979–2009 // Russian Journal of Marine Biology. – 2011. - V. 37, N 7 - P. 513-532.