Рыбохозяйственный атлас Тихоокеанские лососи Дальнего Востока России

11.04.2008 07:51

В 2006 г. в лаборатории прикладной биоценологиии ТИНРО-центра создана новая ГИС интегральных характеристик макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики, получившая известность не только в России...

Судя по этой публикации (National Reports on Coastal and Marine Environmental GIS and RS Applications in the Northwest Pacific Region // UNEP/NOWAP/DINRAC/Publication, Beijing: DINRAC, 2005, N 4B, 126 p.), наша ГИС и некоторые атласы получили известность за рубежом. Хотя, здесь по сведениям из разных источников дано неверное общее представление обо всей системе. К тому же написано, что она сделана по программе Федерального агентства по рыболовству "Комплексные исследования биологических ресурсов Мирового Океана" (С. 98).

Всего в ГИС анализируется 7 групп населения пелагиали: 1) вся

макро

фауна – по определению - животные размерами > 1 см, 2) нектон, 3) макропланктон, 4) ихтиофауна, 5) головоногие, 6) ракообразные, 7) медузы. Для их описания используются следующие интегральные показатели:

Показатели биоразнообразия

1. Классическое видовое разнообразие особей по Шеннону H (бит/экз.)
2. Видовое разнообразие биомассы по Шеннону H (бит/кг)
3. Величина обратная индексу видового разнообразия Симпсона 1/С по численности
4. То же 1/С по биомассе

Компоненты разнообразия

Характеристики видового богатства (таксономического разнообразия)

5. Фактическое видовое богатство S (число видов = длина видового списка)
6. Максимально возможное разнообразие по Шеннону Smax при данном числе видов
7-22. Потенциальное (расчетное) видовое богатство, вычисленное шестнадцатью различными методами:

• методом Бутстреп по Smith и van Belle (1984)
• методом Chao1 (Chao, 1984) и Chao 2 (Chao, 1987)
• методом ACE (Chao, Lee, 1992)
• методом ICE (Lee, Chao, 1994)
• методом Джекнайф с 1-го до 5-го порядков
• то же с интерполяцией по первым четырем порядкам согласно Burnham и Overton (1978)
• экстраполяцией асимптоты кривой собирателя по уравнению Михаэлиса-Ментена и по трем модификациям этой функции
• подгонкой логнормального распределения данных по обилию и вычислением его интеграла по Престону (Preston, 1948, 1960, 1962)

Характеристики равномерности распределения видов по обилию

23. Индекс Пилоу J выравненности видов по численности
24. Индекс Пилоу J выравненности видов по биомассе
25. Параметр ? гиперболической функции рангового распределения видов по численности
26. Параметр ? гиперболической функции рангового распределения видов по биомассе
Прочие параметры гиперболической функции рангового распределения видов по обилию
27. Коэффициент корреляции r десятичного логарифма численности вида с десятичным логарифмом его ранга
28. Коэффициент корреляции r десятичного логарифма биомассы вида с десятичным логарифмом его ранга
29. P-значение связи десятичного логарифма численности вида с десятичным логарифмом его ранга
30. P-значение связи десятичного логарифма биомассы вида с десятичным логарифмом его ранга
31. Коэффициент a в линейной регрессии логарифма численности вида по логарифму его ранга
32. Коэффициент a в линейной регрессии логарифма биомассы вида по логарифму его ранга
33. Параметр A гиперболической функции рангового распределения видов по численности
34. Параметр A гиперболической функции рангового распределения видов по биомассе
35. Логарифм численности доминанта деленный на логарифм видового богатства (факт.) - аналог ? и J
36. Логарифм биомассы доминанта деленный на логарифм видового богатства (факт.) - аналог ? и J
37. Площадь треугольника численностей (факт.) - аналог суммарной численности
38. Площадь треугольника биомасс (факт.) - аналог суммарной биомассы
39. Гипотенуза треугольника численностей (факт.) - аналог разнообразия H и 1/C
40. Гипотенуза треугольника биомасс (факт.) - аналог разнообразия H и 1/C
Показатели суммарного обилия
41. Суммарная численность всех представителей сборной группы (экз./км2)
42. Их суммарная биомасса (кг/км2)
Вариабельность суммарного обилия
43. Дисперсия численности
44. Дисперсия биомассы
45. Среднеквадратическое отклонение численности
46. Среднеквадратическое отклонение биомассы
47. Стандартная ошибка средней численности (экз./км2)
48. Стандартная ошибка средней биомассы (кг/км2)
49. Стандартная ошибка средней численности (% средней численности)
50. Стандартная ошибка средней биомассы (% средней биомассы)
Показатели доминирования
51. Биомасса самого массового вида - доминанта по биомассе (кг/км2)
52. Весовая доля вида-доминанта (%)
53. Численность самого многочисленного вида - доминанта по численности (экз./км2)
54. Численная доля вида-доминанта (%)
55. Биомасса первого субдоминанта (кг/км2)
56. Весовая доля первого субдоминанта (%)
57. Биомасса второго субдоминанта (кг/км2)
58. Весовая доля второго субдоминанта (%)
59. Суммарная биомасса всех прочих "подчиненных" видов (кг/км2)
60. Весовая доля всех прочих "подчиненных" видов (%)
Петерсеновские группировки
61. По виду доминанту
62. По двум наиболее массовым видам
63. По трем лидирующим по биомассе видам
"Весовая структура" фауны
64. Средняя масса особи (кг)
Прочие показатели
65-288. Биомассы (кг/км2) и весовые доли (%) 112 компонентов (видов и групп) макрофауны для расчета корреляционных матриц структуры населения пелагиали и выявления альтернативных, комплементарных и независимых видов – согласно методикам описанным в Волвенко И.В. Анализ степени альтернативности динамики обилия разных видов при отсутствии непрерывных рядов длительных наблюдений на примере нектона Охотского моря // Известия ТИНРО. 2004. Т. 139, С. 78-90
Volvenko I.V. The analysis of a degree of alternativeness in an abundance dynamics of different species at absence of continuous long time series data // Quantitative ecosystem indicators for fisheries management: International symposium 31 March – 3 April 2004 – Paris, France, 2004. P. 109.

Итак, 7 вышеуказанных больших групп умножаем на 64 интегральных показателя. Получаем 448. Плюс еще по 2 показателя биомассы для 112 видов и малых групп. Всего получается 672 серии карт.

С учетом следующих способов выборки и группировки объектов каждая серия карт, характеризует:

1) Общую картину в целом (тотальный безвыборочный вариант);
2) Вертикальную зональность – соотношение характеристик в слоях:

 

• верхняя эпипелагиаль (0-25 м),
• вся эпипелагиаль (0-250 м),
• мезопелагиаль (250-1000 м),
• вся пелагиаль (от поверхности до дна);

3) Сезонную изменчивость (по биологическим сезонам):

• весна (с 1 апреля по 31 мая),
• лето (с 1 июня по 15 сентября),
• осень (с 16 сентября по 30 ноября),
• зима (с 1 декабря по 31 марта),

4) Многолетнюю динамику с делением на 3 периода:

• 80-е гг. (с конца 1979 до 1990) – «эпоха изобилия»,
• 1-я половина 90-х (1991-1995) – «переходный этап сокращения ресурсов»,
• 1996-2005 гг. – «эпоха стабильно пониженного уровня продуктивности».

Как и в Атласах, в каждой полной серии оказывается по 32 карты

Кроме того, в ней содержится следующая информация для дополнительных аналитических расчетов, в частности:

1. Характеристики выборки из каждой одноградусной трапеции для каждой карты в серии: число траловых станций, обловленная площадь (км2), обловленный объем (км3), число фактически пойманных особей (экз.). Примеры графического отображения такой информации приведены на рисунке справа
2. Площади районов и одноградусных трапеций, которые рассчитаны при помощи ArcView GIS 3.2 в четырех равновеликих (равноплощадных) картографических проекциях
3. Расстояния от центроидов всех полигонов (соответствующих районам и одноградусным трапециям) до береговой линии при помощи той же программы вычислены в трех равнопромежуточных проекциях
4. Средние глубины для всех полигонов рассчитаны по исходным данным "ETOPO2"

С начала 2002 до конца 2005 г. в лаборатории прикладной биоценологии ТИНРО-центра были подготовлены к печати 4 атласа:

1. Атлас количественного распределения нектона в Охотском море / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова – М.: Изд. «Национальные рыбные ресурсы», 2003. - 1031 с.
2. Атлас количественного распределения нектона в северо-западной части Японского моря / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова – М.: Изд. «Национальные рыбные ресурсы», 2004. - 988 с.
3. Атлас количественного распределения нектона в северо-западной части Тихого океана / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова – М.: Изд. «Национальные рыбные ресурсы», 2005. - 1080 с.
4. Атлас количественного распределения нектона в западной части Берингова моря / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова – М.: Изд. «Национальные рыбные ресурсы», 2006. - 1072 с.

Вслед за атласами, в качестве табличных приложений к ним, издавались каталоги обилия нектона в дальневосточных морях и северо-западной части Тихого океана

1. Нектон Охотского моря. Таблицы численности, биомассы и соотношения видов / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова. – Владивосток: ТИНРО-центр, 2003. - 643 с.
2. Нектон северо-западной части Японского моря. Таблицы численности, биомассы и соотношения видов / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова. – Владивосток: ТИНРО-центр, 2004. - 225 с.
3. Нектон северо-западной части Тихого океана. Таблицы численности, биомассы и соотношения видов / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова. – Владивосток: ТИНРО-центр, 2005. - 544 с.
4. Нектон западной части Берингова моря. Таблицы численности, биомассы и соотношения видов / Под ред. В.П. Шунтова и Л.Н. Бочарова. – Владивосток: ТИНРО-центр, 2006. -416 с.

С первым опытом анализа содержащейся в атласах информации для решения теоретических и практических проблем рыбного хозяйства можно ознакомиться по следующим публикациям:

Волвенко И.В. ГИС для анализа сезонной и межгодовой пространственно-временной динамики нектона Охотского моря // Известия ТИНРО. – 2004а. - Т. 137. - С. 144-176. Volvenko I.V. Data Base and GIS technologies in studying nekton of the northwest Pacific: the first results and perspectives. - NPAFC Doc. 730, 2003. - 17 p.	Отсутствие экологического кризиса в северной Пацифике. Закономерность мены периодов доминирования массовых рыб: минтая, сельди, сардины, анчоуса. Достаточность кормовой базы для широкомасштабного промышленного разведения лососей
Волвенко И.В. Анализ степени альтернативности динамики обилия разных видов при отсутствии непрерывных рядов длительных наблюдений на примере нектона Охотского моря // Известия ТИНРО. – 2004б. - Т. 139. - С. 78-90.	Долгосрочное планирование многовидового рыболовства при климатических изменениях и экосистемных перестройках
Волвенко И.В., Кафанов А.И. Видовое богатство и ихтиофаунистическое районирование пелагиали северо-западной части Японского моря // Вопр. ихтиол. - 2005. - Т. 00, вып. 0. - С. 00-00 (В печати).	Обоснование рыбопромыслового районирования Япономорской ИЭЗ России
Volvenko I.V. New research outcomes on spatial-temporal distribution of Salmon over the Northwestern part of Japan (East) Sea. - NPAFC Doc. 814, 2004. - 10 p.	Особенности пространственного распределения и миграций лососей
Шунтов В.П., Волвенко И.В. Атласы количественного распределения нектона в дальневосточных морях // Дальневосточный регион. - 2005. - № 0. - С. 0-00 (В печати).	Размещение промысловых скоплений массовых видов рыб и кальмаров по годам и сезонам

 

Полный перечень публикаций (актуален 12/04/2010):

1. Волвенко И.В. Новая ГИС интегральных характеристик макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО.

   
   2007. Т. 149, С. 3-20

2. Волвенко И.В. Видовое разнообразие макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО. 2007. Т. 149, С. 21-63

3. Волвенко И.В. Видовое разнообразие биомассы макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО. 2008. Т. 153, С. 27-48

4. Волвенко И.В. Видовое богатство макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО. 2008. Т. 153, С. 49-87

5. Волвенко И.В. Выравненность видовой структуры макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики: 1. Равномерность распределения числа особей по видам // Известия ТИНРО. 2009. Т. 156, С. 3-26

6. Волвенко И.В. Выравненность видовой структуры макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики: 2. Равномерность распределения биомассы по видам // Известия ТИНРО. 2009. Т. 156, С. 27-45

7. Волвенко И.В. Взаимосвязь основных интегральных характеристик макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики / X Съезд Гидробиологического общества при РАН. // Тезисы докладов – Владивосток: Дальнаука, 2009. – С. 75-76

8. Волвенко И.В. Биологическая структура океана и интегральные характеристики макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики / X Съезд Гидробиологического общества при РАН. // Тезисы докладов – Владивосток: Дальнаука, 2009. – С. 76-78

9. Волвенко И.В. Общие закономерности пространственно-временного распределения интегральных характеристик макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Вестник ДВО РАН. 2009. N 3 (145). С. 23-31

10. Volvenko I.V. The Comparative Statuses of Far Eastern Seas and the Northwestern Pacific Based on the Range of Integral Characteristics of Pelagic Macrofauna // Russian Journal of Marine Biology. 2009. V. 35, N 7 - P. 515–520

11. Волвенко И.В. Интегральные характеристики макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики / Автореферат дисс. на соискание уч.степ.Докт.Биол.наук Владивосток. 2009. 50 с

12. Волвенко И.В. Обилие макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики: 1. Численность // Известия ТИНРО. 2009. Т. 158, С. 3-39

13. Волвенко И.В. Обилие макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики: 2. Биомасса // Известия ТИНРО. 2009. Т. 158, С. 40-74

14. Волвенко И.В. Средняя индивидуальная масса особи (размеры животных) макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО. 2009. Т. 158, С. 75-116

15. Волвенко И.В. Взаимная обусловленность интегральных характеристик макрофауны пелагиали северо-западной Пацифики // Известия ТИНРО. 2009. Т. 159, С. 3-34

16. Волвенко И.В. Сравнительный статус дальневосточных морей и северо-западной Пацифики по совокупности интегральных характеристик макрофауны пелагиали // Известия ТИНРО. 2009. Т. 159, С. 35-42

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