8.1. Температура воды

Водные массы являются естественной средой обитания тихоокеанских лососей, поэтому
гидрологическая обстановка в районах преднерестовых миграций может иметь одно из
определяющих значений характера пространственного и вертикального распределения как
непосредственно самих рыб, так и объектов их питания. В настоящее время известно, что около
90–95% лососей постоянно обитают в слое воды 0–40 м (Бирман, 1964; Ерохин, 1991; Кузнецов,
2004; Иванов и др., 2006). Причем, в слое от 0 до 20 м концентрируется порядка 70–80% рыб.
Совершаемые суточные и сезонные вертикальные миграции лососей, в подавляющем
большинстве случаев не выходят за границы 40–метрового диапазона глубин. Поэтому слой
воды от 0 и приблизительно до 30–40 м принято считать деятельным слоем обитания
тихоокеанских лососей.
Следует отметить, что в северной части Тихого океана именно в этом диапазоне глубин
и образуется однородный поверхностный слой воды с низкой градиентной изменчивостью
температур. Толщина последнего обусловлена солнечным прогревом и ветровым
перемешиванием. Как правило, в период преднерестовых миграций лососей в юго-западной
части Берингова моря и северо-западной части Тихого океана он составляет около 20–30 м.
В 1960–80-х гг. существовало представление об относительной ограниченности
температурного диапазона воды пригодного для обитания того или иного вида лососей
(Бирман, 1985; Manzer et al., 1965). В настоящее время накоплены данные, которые говорят о
значительно более широком диапазоне температурных градиентов воды, свойственных
местообитанию этих рыб (Шунтов, Темных, 2011). В то же время, следует уточнить, в данном
случае речь идет об общих температурных границах обитания лососей, а не о
предпочтительном градиенте температур, который значительно уже. Как правило, именно
изменчивость предпочтительного диапазона температуры воды является важнейшим фактором
для стимуляции сезонной миграционной активности и перехода рыб на тот или иной этап
жизненного цикла.

У тихоокеанских лососей активизация преднерестовых миграций происходит весной, по
мере прогрева поверхностных водных слоев в районах зимней концентрации созревающих рыб.
Мы не утверждаем, что только температурный фактор является главной стимулирующей силой
335
начала преднерестового хода лососей к побережью. Но тот факт, что изменение температурного
режима среды обитания лососей напрямую отражается на их физиологическом состоянии, не
вызывает сомнений.
При этом вопрос, о характере количественного распределения уловов тихоокеанских
лососей в зависимости от температуры деятельного слоя вод во время морских и океанических
миграций, до сих пор остается открытым. В значительной степени это связано с тем, что
необходимо единовременно учитывать динамику изменчивости характера распределения
уловов в зависимости от температуры воды на больших акваториях и в определенные
временные интервалы. Причем, чем уже временной диапазон, тем объективнее контроль
процесса.
Как правило, при исследованиях тихоокеанских лососей данное условие выдерживается
не всегда. Например, во время проведения траловых учетных съемок разница во времени
работы на первой и последней контрольных станциях может составлять от 1,5 до 2,0 месяцев.
Понятно, что в такой ситуации сопоставление полей распределения уловов и температурных
градиентов будет мало показательно. При проведении дрифтерных исследований
единовременный охват акватории более масштабен, что позволяет значительно сужать
временные интервалы снятия учетных параметров. Но при этом может сказываться отсутствие
единой сетки контрольных станций, что также вносит свои коррективы на конечный результат.
Мы приводим данное отступление, поскольку это необходимо для более взвешенной
интерпретации полученных данных.
В настоящей главе мы попытаемся оценить возможность влияния температурного
фактора на характер преднерестовых миграций тихоокеанских лососей в ИЭЗ России. С этой
целью на основе накопленных гидрологических наблюдений был проведен анализ
температурного режима вод в юго-западной части Берингова моря и северо-западной части
Тихого океана во время дрифтерных экспедиций 1995–2008 гг.
Известно, что акватории, омывающие восточное побережье Камчатского полуострова и
северных Курильских о-вов (ЮЗБМ, СЗТО-1 и СЗТО-2), по типу водных масс относятся к
субарктическим и умеренным. Теплосодержание деятельного слоя вод (0–30-40 м) в них в
период с середины мая до второй половины июля в значительной степени определяется
суровостью предшествующего осенне-зимнего периода. В основном это выражается в том, что
в результате развития конвективных процессов происходит выравнивание холодного
температурного профиля (изотермия) до достаточно больших глубин. В частности, в
непосредственной близости от материкового склона Восточной Камчатки наблюдаются случаи
проникновения переохлажденных вод до глубины более 400 м (Леонов, 1960; Дальневосточные
моря России…, 2007). С удалением от побережья глубина проникновения конвективного

перемешивания холодных вод падает, но, тем не менее, измеряется сотнями метров.
Образовавшийся, или вернее обновленный, таким образом холодный подповерхностный слой
(ХПС) сохраняет основные свои признаки до развития следующего конвективного
перемешивания и в значительной степени определяет периодику прогрева верхнего деятельного
слоя вод в мае–июле.
В весенний период года на рассматриваемой акватории начинается формирование
верхнего прогретого слоя вод — теплый поверхностный слой (ТПС). Сроки начала его
образования и глубина проникновения зависят от интенсивности теплообмена с атмосферой,
ветрового перемешивания, горизонтальной и вертикальной адвекции тепла (холода) течениями.
Последний фактор (адвекция) вносит свой вклад и в формирование теплосодержания вод всего
деятельного слоя.
Полученные во время наших исследований гидрологические наблюдения в юго-западной
части Берингова моря и северо-западной части Тихого океана неравноценны по распределению
станций во времени и пространстве. Поэтому использование этих данных для характеристики
гидрологических условий года на столь большой акватории очень затруднительно. В связи с
этим для характеристики температурного режима вод мы использовали интегральные
показатели оценок температур для весенне-летнего периода конкретного года, которые
основаны на характеристике ХПС и ТПС.
Согласно исследованиям И.В. Давыдова (Давыдов, Куцых, 1968; Давыдов, 1972, 1975),
надежным индикатором теплосодержания ХПС для исследуемого района могут служить
данные получаемые на стандартном Авачинском гидрологическом разрезе (координаты
станций даны в главе 1). Разрез ежегодно выполняется в середине июня, начиная с 1957 г. (рис.
8.1).

В качестве характеристики межгодового изменения теплосодержания ХПС (суровости
осенне-зимнего периода) выступает средняя минимальная температура в слое 0-200 м. Как
видно из представленного графика, в период 1995-2008 гг. наметилась тенденция к повешению
температуры ХПС (особенно отчетливо с 2000 г.), но при этом отмечалось и значительное
увеличение межгодовой амплитуды этого параметра.
Критерием же температурных условий в поверхностном слое могут выступать
спутниковые данные о температуре поверхности океана (ТПО). Информация имеется в базе
дистанционного мониторинга за состоянием поверхности моря с суточным интервалом и
интерполяцией (OI2 — NOAA Optimum Interpolation (OI) Sea Surface Temperature (SST) V2)
информации на узлы регулярной сетки с шагом 0,25° по широте и долготе (Reynolds et al.,
2002). Выделив в системе координат необходимый полигон исследований, а также рассчитав
среднее значение температуры поверхности для каждого 15-ти дневного периода, начиная с 16
мая по 15 июля (четыре периода), мы получили временные ряды изменчивости среднего по
площади теплосодержания вод поверхности (рис. 8.2). Осреднение по времени и пространству
позволило сгладить возможные выбросы значений температуры в отдельных районах и на
коротких временных интервалах, например вследствие прохождения глубоких циклонов.

В целом направленность процессов по всем выделенным этапам совпадала, что
подтверждает приведенная в таблице 8.1 матрица коэффициентов корреляции. Как и следовало
ожидать, наибольший уровень связи показывали смежные ряды наблюдений: взаимные
коэффициенты линейной корреляции уменьшались с удалением по времени. Если же
рассмотреть межгодовое изменение среднего по всем периодам и сравнить с рядом данных

Авачинского разреза, то становится очевидным их значительное подобие (рис. 8.3).
Коэффициенты корреляции между рядами, характеризующими отдельные временные
периоды и минимальную температуру в ядре ХПС, достигают максимума в середине июня,
когда выполняется стандартный Авачинский разрез. Таким образом, можно уверено сказать,
что межгодовое изменение температуры в ХПС и ТПС происходит взаимосвязано, т.е. уровень
теплосодержания ХПС конкретного года оказывает существенное воздействие на
температурные условия в ТПС. По крайней мере, это влияние отчетливо прослеживаются на
фоне обменных процессов ТПС с атмосферой, для достаточно длительного временного периода
(два месяца).

Обращаясь к рисунку 8.3 можно также прийти к выводу, что на временном интервале с
1995 по 2008 гг., по термическим условиям на исследуемой акватории, можно выделить по
крайней мере два периода: с 1995 по 1999 гг. — понижение общего тренда и с 2000 по 2008 гг.
— постепенное его повышение. Такой вывод согласуется с исследованиями проводившимися в
рамках учетных траловых экспедиций в западной части Берингова моря и северо-западной
части Тихого океана (Хен и др., 2004, 2006, 2007, 2009; Хен, Сорокин, 2008). По сути, речь идет
об условной характеристике беринговоморских и тихоокеанских вод ИЭЗ России по типу
«холодных» и «теплых» лет. Аналогичные результаты были получены по данным 1950-2001 гг.
в Беринговом море (Лучин, Соколов, 2007). Но в данном случае были использованы
среднемноголетние типовые распределения температуры воды (С) на горизонте 30 м (рис. 8.4).

Исходя из вышеизложенного, можно условно отнести рассматриваемые периоды
дрифтерных исследований 1995–2000 и 2001–2008 гг. к типам «холодных» и «теплых» лет,
соответственно. Разумеется, подобное разделение может быть только ориентировочным,
поскольку существует множество океанологических факторов, от которых зависит
температурный режим на столь обширной акватории, как беринговоморская и тихоокеанская
часть ИЭЗ России. Тем не менее, предположение о «холодном» и «теплом» периодах вполне
согласуется с принятой нами дифференциацией лет по принципу изменения уровней
численности тихоокеанских лососей в 1990-х и 2000-х гг. Не исключено, что глобальное
изменение терморежима вод северной части Тихого океана и привело в конечном итоге к
увеличению первичной продукции и, как следствие, к росту численности, как непосредственно
тихоокеанских лососей, так и некоторых других видов гидробионтов.
Для проверки возможной зависимости количественного распределения тихоокеанских
лососей в период преднерестовых миграций от температуры воды в деятельном слое 0–30 м
были построены матрицы, характеризующие соотношение этих параметров в координатной
сетке полигона исследований с пространственным шагом 0,5° по широте и долготе, а также с
вертикальным распределением значений температуры воды по стандартным гидрологическим
горизонтам (0, 5, 10, 20 и 30 м). Еще раз подчеркнем, что 30-метровый слой воды является
основной зоной обитания тихоокеанских лососей, концентрация которых здесь превышает 90%-
й порог (Кузнецов, 2004; Иванов и др., 2006).
Полученные результаты корреляционного анализа представлены в таблицах 8.2-8.4.
Наглядно пространственное распределение среднемноголетних дрифтерных уловов массовых
видов лососей и значений температуры воды в слое 0-10 м (высота стенки дрифтерных сетей)
по периодам активного преднерестового хода 1995-2000 и 2001-2008 гг. показано на рисунках
8.5-8.9. Средневзвешенная динамика этих же показателей в виде графиков показана на
рисунках 8.10-8.12.
Анализируя полученные данные, необходимо отметить, что все имеющиеся
статистически достоверные оценки коэффициентов корреляции имеют относительно низкие
значения. Наиболее значимые из них варьируют в пределах r = 0,4-0,6. В биологии подобный
уровень корреляционных зависимостей прослеживается достаточно часто, поскольку
существует объективная трудность описания математическими методами поведения животных.
Поэтому мы ориентируемся на данный уровень связей, как на индикатор выявленных
закономерностей. Из представленных данных, можно определить, что наиболее высокие
корреляции отражающие взаимосвязь уловов на усилие лососей (экз./сеть) с температурой воды
в слое 0-30 м в большинстве случаев просматривалась только на начальных этапах развития
преднерестовых миграций тихоокеанских лососей в ИЭЗ России.

Значения коэффициентов корреляции Пирсона (r) при сопоставлении температурных полей
поверхностного слоя воды (°С) с дрифтерными уловами тихоокеанских лососей (экз./сеть) в период
активных преднерестовых миграций в беринговоморских и тихоокеанских водах ИЭЗ РФ в 2001-2008 гг.
(по судовым термодатчикам

Особенно заметно данная закономерность проявлялась у нерки, преднерестовые
миграции которой активизировались в мае. В 1990-х гг. в период 16-31.05 достоверные
коэффициенты корреляции по данному виду составляли r = 0,42-0,55, а в 2000-х гг. — r = 0,30-
0,34. Заметно, что в 2000-х гг. связи несколько уменьшились, но при этом они стабильно
просматривались практически по всем горизонтам. Показания майских уловов нерки с
температурой поверхности по судовым датчикам, также показали достаточно высокий уровень
связи — в 1990-х гг. – r = 0,68 и в 2000-х гг. – r = 0,56. В июне и июле подобных
закономерностей не наблюдалось. Тем не менее, в 2000-х гг. («теплые» годы) в периоды 1-15.06
и 1-15.07 на глубинах 20-30 м были зафиксированы достаточно высокие коэффициенты
корреляции на уровне r = 0,42-0,44. Конечно, пока рано делать какие-либо выводы, но можно
предположить, что это эффект «теплого» периода, в результате чего нерка предпочитала
держаться на большей глубине.

У кеты сроки преднерестовых миграций наиболее растянутые во времени по сравнению
с другими видами тихоокеанских лососей. Она появляется на акватории экономзоны России
уже в начале апреля и встречается вплоть до конца октября. Однако, как правило, начало ее
активного хода наблюдается только в июне. В период 1–15.06 наиболее высокие достоверные
коэффициенты корреляции по данному виду были зафиксированы на глубине 20–30 м: r = 0,31–
0,45. При этом в 2000-х гг. показатели связи были несколько выше и охватывали практически
все горизонты однородного деятельного слоя. В целом начало массового преднерестового хода
кеты значительно меньше зависит от температуры воды, чем у нерки.

У горбуши активная фаза преднерестовых миграций в беринговоморских и
тихоокеанских водах ИЭЗ России наступает в начале июля. Из полученных данных видно, что в
1990-х гг. 1–15.07 наблюдалась достоверная положительная корреляция на уровне R = 0,33–0,43
в слое воды 0–10 м. В 2000-х гг. в этот же период на глубине 10–30 м были отмечены
приблизительно такие же показатели, но с отрицательным знаком: R = – 0,31–0,45. Это
достаточно интересная особенность связи распределения уловов горбуши с температурой воды
на начальных этапах активного преднерестового хода. Отметим, что в 1990-х гг. на глубинах
20–30 м по данному виду также были получены отрицательные коэффициенты корреляции, но
статистически недостоверные. В 2000-х уже все корреляционные связи имели отрицательный
характер, независимо от степени статистической значимости. Не исключено, что это тоже
проявление эффекта «теплых» лет. Но при этом рыбы стараются избегать более холодных
глубинных слоев воды.

 

Таким образом, анализ результатов взаимосвязи уловов на усилие тихоокеанских
лососей с температурой деятельного слоя воды (0-30 м), свидетельствует о том, что в целом
зависимость в большей степени проявляется на начальных этапах активизации массового
преднерестового хода в ИЭЗ России. Однако, относительно низкий уровень статистической
значимости полученных связей свидетельствует в пользу того, что температурный фактор все-
таки не является определяющим. Наиболее вероятно, что его воздействие имеет комплексную
природу вместе с другими естественными факторами. Поэтому температура воды служит лишь
стимулятором начала активизации массового преднерестового хода тихоокеанских лососей. Во
время стабильного рунного хода его воздействие на характер миграций созревающих рыб
значительно ослабевает.