Кляшторин Л.Б., Любушин А.А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности
Подождите немного. Документ загружается.
71
Рис. 3.5. Динамика общих уловов тихоокеанских лососей в 1920-2000 гг. Пунктир −
годовые уловы, сплошная линия − то же самое, сглаженное 5-летним
скользящим осреднением.
Fig.3.5. Dynamics of Pacific salmon total catches in 1920-2000. Triangles and dotted line –
annual catches, bold line – total catches smoothed by 5-year moving averaging.
Рассмотренные данные показывают, что уловы крупных популяций
пелагических рыб таких, как перуанский анчоус (улов до 13 млн. т), сардина-
иваси (до 5.2 млн. т), минтай (до 7 млн. т), тихоокеанские лососи (до 1 млн.
т), в общих чертах соответствуют динамике численности (биомассы) их
промысловых популяций.
Имеющиеся в литературе данные о соответствии уловов массовых
промысловых видов
численности их популяций, к сожалению,
немногочисленны, однако флуктуации уловов этих видов настолько велики,
что остается мало сомнений в том, что они отражают реальные изменения
численности популяций (Lluch-Belda et al., 1989). Можно предполагать, что
синхронные флуктуации уловов сардин (перуанской, калифорнийской,
европейской и южноафриканской) и анчоусов (южноафриканского и
японского) соответствуют изменениям численности их промысловых стад.
72
Особый случай представляет сложная история промысла крупных
популяций сельди и трески северо-восточной Атлантики, зависимость
численности которых от изменений климата подробно рассматривается ниже.
3.2. Динамика климатических индексов и уловов главных
промысловых рыб Атлантического региона
На рис 3.6 представлена сравнительная динамика климатических
индексов и уловов массовых промысловых популяций Атлантики. Как видно
из приведенных данных, динамика кривых Арктической dT, Глобальной dT
(cо снятым трендом), температуры по Кольскому меридиану и зональной ACI
достаточно близка. Максимумы всех климатических индексов приходятся на
1930-1940-е и 1980-1990-е гг., а их динамика за 100 лет соответствуют
приблизительно
60-летней цикличности.
Максимум (1940-е гг.) и минимум (1970-е гг.) биомассы нерестового
стада атлантическо-скандинавской сельди (Clupea harengus) хорошо
согласуются с ходом глобальных и региональных климатических индексов, а
увеличение биомассы нерестового стада в 1980-1990-е гг. соответствует
подъему Глобальной и Арктической dT,а также климатических индексов
(рис. 3.6).
Следует отметить, что между динамикой биомассы нерестового
и
промыслового стада сельди существует тесная связь (r = 0.95)(рис. 3.7), т.е.
изменения биомассы нерестового стада с достаточной точностью отражают
изменения общей биомассы промыслового запаса сельди и могут служить
показателем его флуктуаций.
73
Рис. 3.6. Сравнительная динамика долгопериодных изменений климатических индексов и
уловов (численности) главных промысловых рыб Атлантики. Кривая для сельди
Clupea harengus – биомасса нерестового запаса (пояснения в тексте); кривая для
трески Gadus morhua – биомасса промыслового запаса (по данным Hylen, 2002).
Fig.3.6. Comparative dynamics of long-term changes of climatic indices and stocks of major
commercial species in the Atlantic. Norwegian spring-spawning herring – spawning
stock biomass (explained in the text); Arcto-Norwegian cod – сommercial stock
biomass (After Hylen, 2002)
74
Рис. 3.7. Сравнительная динамика биомассы нерестового стада и промыслового запаса
сельди Clupea harengus. Построено по данным: Toresen & Ostvedt, 2000;
Борисов и др., 2001.
Fig.3.7. Comparative dynamics of spawning stock biomass (black squares) and commercial
stock biomass (light squares) of Norwegian spring-spawning herring. After data of
Toresen & Ostvedt, 2000; Борисов и др., 2001).
Динамика биомассы промыслового стада (БПС) аркто-норвежской
трески (Gadus morhua) также согласуется с изменениями климатических
индексов − подъем в «теплую эпоху» с пиком 1940-х и снижение с
наступлением «холодной эпохи» в 1960-1970-х гг. Однако сокращение БПС
трески происходит несколько медленнее снижения климатических индексов:
его минимум достигается приблизительно на 8-10 лет позже минимума
климатических
индексов. На рис. 3.8 можно видеть, что кривая БПС аркто-
норвежской трески, сдвинутая на 8-10 лет назад, соответствует динамике
одного из главных климатических индексов региона- средней температуре в
слое 0-200 м по Кольскому меридиану.
Конкретные причины «запаздывания» динамики БПС трески
относительно хода климатических индексов не ясны, но ее связь с динамикой
региональной и
глобальной температуры, ледовитостью Баренцева моря и
поступлением атлантических вод в Арктический регион прослеживается
достаточно хорошо. Этот вопрос подробно рассматривается в разделе 3.3.
75
Рис. 3.8. Сравнительная динамика температуры по Кольскому меридиану и БПС аркто-
норвежской трески Gadus morhua в 1900-2000 гг. Кривая биомассы
промыслового стада сдвинута на 8 лет назад. (Кривая температуры сглажена 13-
летним скользящим осреднением, кривая промыслового стада − 9-летним).
Fig.3.8. Comparative dynamics of Kola meridian temperature (thin line) and biomass of
commercial stock of Arcto-Norwegian cod (bold line) in 1900-2000. The biomass
curve is shifted back (left) by 8 years. The temperature and stock time series are
smoothed by 13-year and 9-year moving averaging, respectively.
Максимумы уловов европейской сардины (Sardina pilchardus) и южно-
африканского анчоуса (Engraulis capensis) практически совпадают с
развитием второй «теплой» климатической эпохи 20 века 1980-1990-х гг.
Таким образом, динамика наиболее крупных промысловых популяций
Атлантического региона демонстрирует соответствие с приблизительно 60-
летними флуктуациями климатических показателей. Детали связи
климатических изменений и динамики популяций сельди и трески
Арктического региона
рассматриваются ниже.
3.3. Климат и флуктуации численности сельди и трески
северо-восточной Атлантики
Атлантическая сельдь − наиболее массовый промысловый вид
северной Атлантики с максимальной продукцией, достигавшей 4 млн. т в
76
конце 1960-х гг. Большую часть этого улова обеспечивает атлантическо-
скандинавское стадо сельди, доля которого до сих пор составляет 50-60%
общего улова сельди Атлантики.
Аркто-норвежское стадо трески является второй по значимости
единицей промысла в Арктическом регионе и обеспечивает 30-40% улова
трески всей Атлантики. В 1950-1960-х объем добычи трески этого стада
превышал 1 млн. т
, в настоящее время уловы в 2-3 раза ниже.
Понимание причин долгопериодных флуктуаций численности сельди и
трески в Арктическом регионе исключительно важно для экологически
безопасной эксплуатации промысловых запасов и регулирования
рыболовства, в особенности для России и Норвегии. Состояние запасов
атлантическо-скандинавской сельди и аркто-норвежской трески − постоянная
тема обсуждений специалистов разных
стран, пытающихся оценить роль
промысла и природных условий в подъемах и падениях крупнейших
популяций промысловых рыб Северной Атлантики (Toresen, Ostvedt, 2000;
Godo, 2003).
3.3.1. Атлантическо-скандинавская сельдь и флуктуации климата
С начала 20 века до 1930-1940-х гг. биомасса (и численность) стада
сельди увеличивалась, затем начала снижаться, достигнув минимального
уровня в конце 1960-х−начале 1970-х гг. (рис. 3.9). Сокращение
популяции
сельди началось еще в период второй мировой войны 1939-1945 гг. при
относительно низкой интенсивности промысла. В дальнейшем, на фоне
снижения численности промыслового стада сельди, интенсивность
рыболовства нарастала и к концу 1960-х гг. уловы достигли почти 2 млн. т.
Чрезмерно интенсивный и неконтролируемый промысел оказал негативное
влияние на численность стада, но не
менее важна роль естественного
долгопериодного процесса уменьшения популяции сельди. После периода
депрессии 1970-1980-х гг. численность популяции сельди вновь начала
возрастать. Одновременно увеличился вылов, превысивший 1 млн. т в конце
1990-х гг.
77
Рис. 3.9. Динамика нерестового запаса и уловов атлантическо-скандинавской сельди
Clupea harengus в 1907-2000 гг. Интродукция из Toresen & Ostvedt, 2000; Anon.,
2000.
Fig.3.9. Dynamics of spawning stock (bold line) and commercial catches (thin line) of
Norwegian spring- spawning herring, 1907-1998 . Introduction from Toresen &
Ostvedt, 2000; Anon., 2000.
Временной ряд рыболовной статистики для атлантическо-
скандинавской сельди превышает 90 лет, что позволяет рассмотреть вопрос о
связи колебаний численности сельди с изменениями климата.
Долгопериодные изменения стада сельди обусловлены динамикой
численности пополнения − рыб в возрасте 3 лет, прошедших период
повышенной смертности и формирующих будущее промысловое стадо. На
рис. 3.10а,б показана частота появления
высокочисленных поколений
сельди в сравнении с ходом главного климатического показателя Глобальной
dT. Как видно из рис. 3.10а, более 30 урожайных поколений приходится на
первую половину цикла повышения Глобальной dT (с 1910 по начало 1940-х
гг.). Во второй части цикла, на фоне снижения Глобальной dT с 1950-х по
начало 1970-х гг., число урожайных поколений существенно ниже
− 12. В
очти 20-летний период наиболее выраженного похолодания (1960-е − конец
1970-х гг.) урожайных поколений вообще не было,но они вновь появились с
началом нового цикла подъема Глобальной dT в конце 1970-х − 1990-х гг.
Численность пополнения сельди существенно варьирует во времени
(рис. 3.10а). Это связано, в частности, со значительными
межгодовыми
78
вариациями региональной и глобальной температуры (см. Главу 1).
Межгодовые колебания температуры непредсказуемы и отражают
стохастическую природу вариаций переноса тепла в атмосфере. Сглаженные
скользящим осреднением температурные кривые позволяют выделить
относительно «теплые» или «холодные» периоды, внутри которых
вероятность появления урожайных поколений возрастает или уменьшается.
Сходство долгопериодной динамики пополнений сельди и Глобальной dT
хорошо видно на
рис. 3.10б, где эти данные представлены в сглаженном
скользящим осреднением виде.
Рис. 3.10. Сравнение динамики пополнения стада сельди Clupea harengus и хода
Глобальной dT со снятым трендом в 1907-1998 гг.: а − численность
пополнений и Глобальная dT, б − то же самое, но численность пополнений
сглажена 13-летним скользящим осреднением.
Fig.3.10. Comparison of the recruitment dynamics of Norwegian spring- spawning herring
stock (bold line) and detrended dynamics of Global dT (thin line) in 1907-1998. а −
annual number of recruits and Global dT, б − the same, but the recruitment time
series smoothed by 13-year moving averaging.
79
Близкое сходство динамики сглаженной кривой пополнений и
биомассы нерестового стада сельди отображено на рис. 3.11. Как показано
выше (рис. 3.7), между величинами нерестового и промыслового запаса
сельди в последние 50 лет наблюдается тесная корреляция (r = 0.95), что
позволяет использовать в качестве показателя численности промыслового
стада сельди как кривую нерестового запаса, так и сглаженную кривую
пополнений
.
Рис. 3.11. Сравнительная динамика биомассы нерестового запаса и пополнения стада
Атлантическо-скандинавской сельди Clupea harengus, 1907-1998 гг.
(13-летнее сглаживание).
Fig.3.11. Comparative dynamics of spawning stock biomass (thin line) and number of
recruits (bold line) of Norwegian spring-spawning herring, smoothed by 13-year
moving averaging, 1907-1998.
Согласуется ли динамика численности промыслового стада сельди с
ходом региональной температуры Арктического региона? Сравнение
изменений температуры воздуха в широтной зоне 60-85° с. ш., т.е
Арктической dT и Глобальной dT за последние 100 лет показывает (рис.
3.12), что флуктуации Глобальной dT и Арктической dT происходят
синхронно, однако вековой тренд двух кривых различен. В отличие от
Глобальной dT, Арктическая dT
не имеет повышающегося векового тренда.
80
Рис. 3.12. Сравнительная динамика Глобальной dT и Арктической dT по данным
Александрова и др., 2003. (13-летнее сглаживание.)
Fig.3.12. Comparative dynamics of Global dT (bold line) and Arctic dT (triangles).After
Александров и др., 2003. (13-year moving averaging.)
Динамика Арктической dT в сравнении с ходом Глобальной dT со
снятым трендом представлена на рис.3.13: обе кривые практически
совпадают, демонстрируя приблизительно 60-летнюю периодичность. Это
дает возможность использовать в качестве главного климатического индекса
как Арктическую dT, так и Глобальную dT со снятым трендом.