ЭКОЛОГИЯ, 2015, № 4, с. 272-279
УДК 597.2/.5:574.5:551.583(28)(470.22)
ТРАНСФОРМАЦИЯ ИХТИОФАУНЫ В ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЧИВОСТИ КЛИМАТА
© 2015 г. А. П. Георгиев*, **, Л. Е. Назарова*
*Институт водных проблем Севера Карельского НЦ РАН 185030Петрозаводск, просп. Александра Невского, 50 e-mail: nazarova@nwpi.krc.karelia.ru **Северный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства Петрозаводского госуниверситета
185031 Петрозаводск, ул. Варкауса, 3 e-mail: a-georgiev@mail.ru Поступила в редакцию 22.01.2014 г.
При возрастающем внимании к проблеме глобального потепления климата особый интерес вызывает изучение влияния климатических изменений на состояние пресноводных экосистем. В работе представлены результаты исследований особенностей динамики удельных уловов на основных рыбопромысловых водоемах Республики Карелии в ретроспективном аспекте. Показано, что во всех озерах за последние 60 лет наблюдается рост значимости в уловах весенне-нерестовых видов рыб.
Ключевые слова: потепление климата, осенний нерест, весенний нерест, удельные уловы рыб.
Б01: 10.7868/80367059715030038
Внимание к естественным причинам изменения климата и природной среды Земли в целом и их регионального отражения усиливается. Не отрицая существенного и часто негативного влияния многих результатов человеческой деятельности, можно констатировать, что она не носит в большинстве случаев глобального характера, а имеет локальное или локально-региональное значение (Филатов и др., 2012, 2013).
В этой связи особый интерес вызывает изучение влияния климатических изменений на состояние пресноводных экосистем. По данным исследований (Руховец и др., 2006) для крупных водоемов, к примеру Ладожское и Онежское озера, фактором, определяющим состояние водной экосистемы, служит уровень антропогенной нагрузки, а климатические изменения лишь усиливают или ослабляют до некоторой степени воздействие антропогенного фактора. При характеристике долгопериодной изменчивости биоты озер (например, динамики уловов) показано, что приоритетное значение могут иметь естественные факторы. При этом известно, что температурный фактор является определяющим в формировании ихтиофаун для многих водоемов Фенноскандии (Кудерский, 2000; Георгиев, 2014; Черепанова, Георгиев, 2014).
Воздействие температуры воды на рыбную часть сообщества может проявляться как прямо
(влияние на инкубацию икры, выживаемость личинок и пр.), так и опосредованно, через изменение условий для роста и развития различных видов, в том числе предоставление определенным видам конкурентных преимуществ, что в конечном счете влияет на качественный и количественный состав уловов.
Цель настоящей работы — оценить изменения климатических условий и их возможное влияние на удельные уловы рыб в водоемах Карелии, проследить динамику удельного веса (% общего улова) осенне-нерестовых (ряпушка, сиг), весенне-нерестовых (снеток, щука, плотва, язь, окунь, ерш и др.) рыб на примере мелководного Водло-зера. На завершающем этапе выполнен статистический анализ связей (корреляции) рядов значений средней месячной температуры воды за июнь-октябрь, продолжительности биологического лета и данных о составах уловов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
В качестве исходной информации для анализа динамики климата Карелии были использованы многолетние ряды наблюдений за средней суточной температурой воздуха и воды по данным метеорологических станций и гидрологических постов Северо-Западного территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу
Таблица 1. Характеристики исследуемых озер (Озера Карелии, 2013)
№ Название озера Расположение, град Высота над ур. м., м Площадь, км2 Глубина, м
с.ш. в.д. средняя максимальная
1 Топозеро 65.38 32.06 109 986 16.0 56.0
2 Пяозеро 66.02 31.02 109 943 17.7 49.0
3 Верхнее Куйто 65.04 30.41 103 240 8.7 44.0
Среднее Куйто 65.07 31.14 101 257 10.4 34.0
Нижнее Куйто 64.58 31.47 101 141 8.6 33.0
4 Выгозеро 63.30 34.49 89 1140 6.2 25.0
5 Сегозеро 63.19 33.44 120 815 29.0 103.0
6 Водлозеро 62.19 36.57 136 322 2.8 16.3
7 Сямозеро 61.57 33.10 106 266 6.7 24.5
8 Онежское 61.42 35.25 33.3 9720 30.0 120.0
9 Ладожское 61.09 31.20 4.5 17700 51.0 230.0
окружающей среды, расположенных на территории Карелии, за период 1950—2012 гг. Даты перехода через 0°С весной и осенью считают датами начала и окончания теплого периода года, даты перехода через 5°С — за начало и конец вегетационного периода, даты перехода через 10°С характеризуют продолжительность летнего периода и периода активной вегетации. Полученные ряды в зависимости от задач исследования подвергали статистической обработке.
Основой работы по рыбной части сообщества послужили информация из литературных источников и данные собственных наблюдений, полученные авторами в экспедициях на озерах Карелии. Лов на водоемах проводили в течение всего года, но в основном в весенний и осенний периоды. Промысловая база промышленного рыболовства разнообразна — от разноячеистых сетей, мереж заколов до неводов и разноглубинных тралов. В последние десятилетия орудия лова представлены разноячеистыми сетями. Данные по уловам, наряду с данными официальной ежегодной статистики, предоставляемыми органами рыбоохраны, собирали сотрудники СевНИИРХ ПетрГУ, выезжавшие на водоемы, где наряду с другими видами работ проводили экспертную оценку уловов (официальный улов + неучтенный (любительский и браконьерский)). Таким образом, в основу экспертных оценок положены собственные, опросные данные и фактическая величина уловов, поэтому данные по выловам можно считать ориентировочно близкими к реальным уловам.
Для анализа изменения удельного веса уловов были выбраны наиболее эксплуатируемые по объему добычи рыбы в регионе водоемы, по которым имеются репрезентативные ряды наблюдений. Озера разнообразны по своим морфометри-ческим характеристикам (табл. 1).
По вертикальной термической структуре глубоководные озера (Ладожское, Онежское, Сего-зеро, Топозеро, Пяозеро) относятся к гипотерми-ческому типу, средние по глубине (Выгозеро, Ся-мозеро) — к метатермическому и мелководные озера (Водлозеро) — к эпитермическому (Ефремова, Пальшин, 2011). Для проверки значимости влияния температурного фактора на состав уловов были проведены корреляционный и кросс -корреляционный анализы рядов значений средней месячной температуры воды за июнь—октябрь, продолжительности биологического лета и данных о составах уловов, получены уравнения множественной регрессии на примере трех наиболее изученных озер — Сямозеро, Водлозеро, Выгозеро — для периода наблюдений 1950—2010 гг.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для климата северной части территории Республики Карелии характерны низкие (0.2—0.4°С) средние годовые температуры воздуха и годовые суммы осадков 500—550 мм. В центральных районах средняя годовая температура воздуха повышается до 1.2—1.5°С, суммы атмосферных осадков увеличиваются до 550—650 мм за год. Для территории Южной Карелии характерны относительно высокие значения среднегодовой температуры воздуха 1.8—2.5°С.
В среднем по Карелии общая тенденция изменения температуры приземного слоя воздуха составляет +0.2°С за 100 лет (1901-2000 гг.) и +0.6°С за 50 лет (1951-2000 гг.). Изменение средней годовой температуры воздуха во второй половине ХХ-начале XXI вв. по данным метеостанций, расположенных в северной, центральной и южной частях Карелии, показано на рис. 1. Вид-
Температура воздуха, °С 6 г
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 г.
Рис. 1. Средняя годовая температура воздуха в северной (1), центральной (2) и южной (3) Карелии.
но, что потепление происходит равномерно по всей территории республики.
Для средних месячных многолетних значений температуры воздуха также характерно повышение. Наибольшее изменение климатических норм отмечено для температуры декабря и января (повышение на 1.5-2.5°С), в марте среднее значение за 1991-2010 гг. превышает климатическую норму примерно на 1.0°С (Назарова, 2008, 2012, 2014).
Изменения в температурном режиме территории приводят к смещению дат начала и окончания климатических сезонов года. Наибольшее отклонение от климатических норм характерно для дат наступления и окончания теплого периода года (выше 0°С), в результате чего продолжительность теплого периода года составила 215-225 дней вместо 192-210 дней по климатической норме. Число дней в году, когда среднесуточная температура воздуха устойчиво превышала 5°С, составляло в среднем 148 на севере Карелии и 170 в центральных и южных районах при климатической норме 134 и 151-159 соответственно. Число дней с температурой воздуха выше 10°С было выше нормы на 7-13 дней.
Изменения в погодных условиях отразились на термических режимах водоемов, которые определяют сроки развития гидробионтов, их жизненные циклы, а наличие определенных температурных условий обусловливает границы ареалов
различных видов и возможность их существования в том или ином водоеме. Продолжительность "биологического лета" (период с температурой поверхности воды >10°С) за 60 лет увеличилась в северных озерах региона на 10-14 сут, а в крупных и средних мета- и гипотермических озерах центральной и южной части региона на 17-24 сут (Ефремова, Пальшин, 2011).
В современной ихтиофауне представленных озер Карелии насчитывается 43 аборигенных вида, вместе с вселенцами - 47 видов, относящихся к 12 отрядам, 18 семействам и 40 родам Основные промысловые рыбы Карелии приведены в табл. 2.
По направлению с севера на юг одновременно с ростом кормовой базы усложняется рыбная часть сообщества как за счет увеличения числа видов, так и внутривидовых форм: на севере в каждом водоеме обитает 7-10 видов, в средней части - 10-14, на юге -15-40 видов рыб в зависимости от типа водоема. В представленных водоемах обитают как типичные холодноводные северные виды (озерный лосось, кумжа, палия, сиг, ряпушка, хариус), так и представители южных областей (сом, синец, густера, голавль, чехонь идр.). Различия в составе ихтиофауны объясняются не только структурой гидрографической сети региона, но и климатическими причинами. В зоогеографическом от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.