<<
>>

ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЫБНОГО НАСЕЛЕНИЯ ПОЙМЕННЫХ ВОДОЕМОВ

Д.С. Павлов1, А.Д. Мочек1,Э.С. Борисенко1, А.И. Дегтев2, С.И. Студенов3 1 Учреждение Российской академии наук Институт проблем экологии и эволюции им А.Н.

Северцова РАН, г. Москва, Россия, e-mail: esborisenko@gmail.com 2 ООО «ПромГидроакустика», г . Петрозаводск 3 СевПИНРО, г . Архангельск

Во время паводка на всех речных системах большинство рыбного населения устремляется из водотоков на пойменные акватории для размножения и нагула. Здесь, в пойменных водоемах, ры­бы, на различных этапах жизненного цикла, находят необходимые жизненные ресурсы: созревшие

производители - нерестовый субстрат; взрослые особи - обильную кормовую базу; развивающаяся молодь - необходимые условия для развития. В дальнейшем, по мере схода воды, рыбы разных ви­дов, возрастов и экологических групп, в определенной очередности, покидают пойменные водоемы и расселяются по руслу реки (Иоганзен, 1972).

Пойменные водоемы различаются между собой по генезису, длительности затопления, имеют различные размеры и форму. Вместе с тем, характерной чертой практически всех водоемов подоб­ного типа является их малая глубина. По этой причине изучение биологических ресурсов поймен­ных акваторий крайне затруднено в методическом плане. В частности, важнейшие особенности эко­логии рыб, состав, распределения и динамика их сообществ исследованы, преимущественно на ка­чественном уровне.

В настоящей работе для изучения рыбного населения мелководных пойменных акваторий Западной Сибири предложен надежный и высокопроизводительный гидроакустический метод с использованием многолучевой сканирующей системы комплекса «Pancor». До разработки этого научно-исследовательского комплекса применение гидроакустического метода учета рыб на пой­менных акваториях не представлялось возможным. Экспериментальные гидроакустические съем­ки по количественной оценке рыбного населения мелководных акваторий с глубинами около 1 м проводили на двух типах пойменных водоемов в бассейне Нижнего Иртыша -протоке Варпак и озере Арынное.

Аппаратура и методика

Гидроакустический высокочастотный программно-технический комплекс «Pancor» предназначен для количественной оценки рыб мелководных акваторий в режиме эхометрических съемок. Пространст­венное распределение рыб определяется при помощи многолучевой высокочастотной сканирующей сис­темы, установленной на плавающем средстве. Состоит из гидроакустического, программно-управляемого высокочастотного генератора-приемника с многолучевой антенной, навигационного приемника системы GPS, специализированного математического обеспечения. Высокочастотное акустическое сканирование водного пространства может осуществляться как в горизонтальной плоскости под любым заданным уг­лом, так и в вертикальной в направлении дна или поверхности воды. Определение размерного состава рыб осуществляется по методу измерение силы цели рыб «in situ» сканирующими гидроакустическими систе­мами (Борисенко, 2008) с использованием уравнений регрессии, полученными для наиболее массовых рыб Обь-Иртышского бассейна (Borisenko et all, 2006)

Основные технические характеристики экспериментального комплекса «PanCor»: рабочая частота - 445 КГц, длительность зондируемых импульсов от 0.1 до 0.8 мс; электриче­

ская мощность на антенне от 20 до 80 Вт; ширина диаграммы направленности одиночного луча ска­нирующей антенны на уровне - 3 дБ 10°, ширина сектора обзора водной среды - 70° и 210 о;

диапазоны дальности программно-переключаемые от 2 до 20 м; возможность работы в режи­мах горизонтальной и вертикальной локации, при любом наклоне диаграммы направленности ан­тенны; частота дискретизации эхосигнала - до 100 КГц, с разрядностью АЦП - 14 бит; определение координат осуществляется непрерывно спутниковым навигационным приемником GPS, подклю­ченным к компьютеру-ноутбуку; электрическое питание - +/- 12 В.

Экспедиционная программа управления позволяет с компьютера-ноутбука устанавли­вать режимы работы комплекса, осуществлять ввод и хранение данных цифрового представ­ления эхосигнала, а также координат местоположения через порт USB.

Визуализация подвод­ной обстановки в виде движущейся эхограммы - интегральной и по секторам. Обработка пер­вичной цифровой информации по гидроакустической регистрации рыб комплексом «PanCor»: цифровая фильтрация эхосигнала с целью подавления реверберационных помех (фильтр низ­ких частот); кластерный анализ выделенных эхосигналов от рыб Специализированное про­граммное обеспечение камеральной обработки использует современные программные геоин­формационные продукты, такие как «МарViewer», «МарІпГо», «Бигіег». «Уохіег» и другие. В результате эхометрических съемок акватории реки строятся карты-планшеты пространствен­ного распределения семги на обследованном участке реки, определяется общая численность рыбы и ее размерный состав.

Результаты и обсуждение

Пойменная протока Варпак. Протяженность исследованной акватории составляет около 2 км, а глубины, в среднем, не превышают і м. Работы проводились в период с і по 4 июля 2008 года на акватории р. Варпак в светлое и темное время суток.

Эхометрические съемки проводили в горизонтальном режиме сканирования многолуче­вой антенной в секторе от 700до 2і00 . Видовой состав рыбного населения определяли на ос­нове результатов обловов озера ставными сетями и мальковым тралом. На рис.і. представле­ны характерные эхограммы регистрации рыб комплексом «PanCor» в темное время суток.

Рис. 1. Характерная эхограмма регистрации разноразмерной рыбы комплексом «PanCor», в протоке Варпак

Размещение рыб в протоке Варпак имеет агрегированный характер, вне зависимости от вре­мени суток (рис. 2. и 3.).

Как свидетельствуют представленные планшетные схемы, рыбы в протоке Варпак фор­мируют центры повышенной концентрации - 6 участков днем и і5 участков ночью. При со­поставлении результатов гидроакустических съемок в разное время суток выявляется контра­стное увеличение общей численности рыб, а также плотности их скоплений в сумеречно-ноч­ное время, сравнительно со светлым временем суток.

Размерный состав рыбного населения протоки Варпак характеризуется численным преобладанием молоди с длиной тела от 5 см до і0 см. (рис. 4).

Рис. 2. Планшет дневного распределения рыбы в протоке Варпак

Рис. 3. Планшет ночного распределения рыбы в протоке Варпак

Рис. 4. Гистограмма размерного состава рыбного населения протоки Варпак

Протока Варпак соединяет обширные пойменные массивы с магистральным руслом р. Ир­тыш. Перемещение рыб вниз по течению - интенсивный скат молоди из Варпака, наблюдался в су­меречно ночное время. Нарастание численности покатной молоди имело место с наступлением но­чи - с 23 до 24 часов местного времени, а резкое уменьшение числа скатывающейся молоди наблю­далось ранним утром - с 4 до 5 часов. Таким образом, находит отражение универсальная законо­мерность преимущественно ночной ритмики покатной миграции молоди. Днем перемещения рыб

из протоки Варпак в Иртыш происходили с малой интенсивностью. Наблюдения показали, что ко­личество рыб (Cyprinidae, Percidae, Esocidae), скатывающихся в Иртыш из пойменной акватории в 3 раза превышало число особей, проходящих из основного русла. Ход рыб против течения, из Ир­тыша в Варпак, т.е. на акваторию поймы, носил в течение суток равномерный характер. Абсолют­ное большинство рыб, перемещавшихся по Варпаку вниз и вверх по течению, было представлено ранней молодью с линейными размерами от 2 до 8 см. В целом перемещения рыб носили неравно­мерный характер - с периодичностью 2 - 3 ч фиксировали интенсификацию хода рыб. Наиболее массовую размерную когорту рыб, проходивших в протоку, составляли рыбы с длиной тела 6 - 25 см - годовики и двух летки ельца (Leuciscus leuciscus), язя (Leuciscus idus) и плотвы (Rutilis rutilis).

Пойменное озеро Арынное. Гидроакустические съемки акватории осуществляли в режиме гори­зонтального сканирования по сетке галсов в дневное и ночное время. Видовой состав рыбного населе­ния определяли на основе результатов обловов озера ставными сетями и мальковым сачком. Пойман­ные рыбы подвергались биологическому анализу. Всего было выловлено и проанализировано более 500 экз рыб, в том числе молоди - 98 экз. Сбор полевого материала проводили в июле 2008 г.

Уровень весеннего паводка 2008 года был невысок, поэтому, в период наших исследований рыб­ное население озера Арынное было представлено преимущественно - серебряным карасем (Carassius auratus gibelio) - (98,3%) и небольшим количеством золотого карася (Carassius carassius) - (1,7%).

Акватория этого пойменного водоема составляет около 20 га, при средних глубинах 1-2 м. В годы высокого паводка озеро соединяется с руслом Иртыша и, в летне-весенний период происходит его заселение представителями речной ихтиофауны. Однако в течение зимы на озере происходит замор - соответственно, реофильные рыбы погибают и остаются только устойчивые к дефициту ки­слорода караси. Таким образом, в промежуток между высокими паводками, рыбное население этого водоема представлено лишь одним видом. Характерные эхограммы регистрации рыб комплексом «PanCor» в темное время суток представлены на рис.5.

Рис. 5. Характерная эхограмма регистрации разноразмерной рыбы комплексом «PanCor», оз . Арынное, темное время суток .

На планшетах отражен характер размещения рыб на акватории озера Арынное, представлены общая численность и плотность скоплений рыб днем, (рис. 6) и ночью (рис. 7). Караси совершают суточные кочевки, с активным освоением открытых участков озера и формированием больших ско­плений в темное время суток.

Рис. 6. Планшет дневного распределения рыбы на обследованной акватории оз.

Арынное

Рис. 7. Планшет ночного распределения рыбы на обследованной акватории оз. Арынное

Согласно результатам гидроакустических съемок популяции карасей, обитающих в этом во­доеме, представлена, в основном ранней молодью и сеголетками, а численность относительно круп­ных особей невелика (рис. 8.).

длина ры&. смі

Рис. 8. Размерный состав рыбного населения оз. Арынное

Таким образом, экспериментальные эхометрические съемки, выполненные с помощью высокочастотного многолучевого гидроакустического комплекса «PanCor» в протоке Варпак и пойменном о . Арынное показали уникальные возможности используемой аппаратуры для исследований рыбных ресурсов на мелководных водоемах с глубинами менее 1 м.

Выводы

Полученные материалы исследований позволили вскрыть закономерности распределения рыб на акваториях мелководных пойменных водоемах, выявить размерный и видовой состав рыб­ного населения, показать особенности их суточного перераспределения.

Литература

Борисенко Э.С. 2008. Измерение силы цели рыб «in situ» с помощью сканирующих гидроакустических систем //Материалы докл. Всероссийской конф. «Гидроакустические исследования на внутренних водоемах»,

2-4 декабря 2008 г. Изд. ООО «Принтхаус» 2008. 78 с., с.12-19.

Иоганзен Б.Г. 1972.//Биологические ресурсы поймы Оби. Новосибирск: Наука. С. 270-291.

Borisenko E.S, Mochek A.D., Degtev A.I., Pavlov D.S. Hydroacoustic characteristics of mass fishes of Ob-

Irtish basin // Journal of Ichthyology; Vol. 46, Suppl. 2. рр.Б227-Б234. 2006.

<< | >>
Источник: БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ БЕЛОГО МОРЯ И ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА. Материалы XXVIII Международной конференции 5-8 октября 2009 г. г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия - Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009- 659 с.. 2009

Еще по теме ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЫБНОГО НАСЕЛЕНИЯ ПОЙМЕННЫХ ВОДОЕМОВ: