CC BY
25
УДК 582.272(265.52)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ ЛАМИНАРИЕВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ У ЮГО-ВОСТОЧНОЙ КАМЧАТКИ
А.В. Климова, С.В. Ермакова
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003
e-mail: [email protected]
Обсуждаются данные о распределении запасов ламинариевых водорослей у юго-восточной Камчатки, полученные с помощью аэровидеосъемки, проведенной вдоль отдельных участков этого побережья. Указывается процентное соотношение промысловых и непромысловых зарослей ламинариевых в шельфовой зоне обследованных районов. Выделены участки побережья, наиболее перспективные для организации добычи ламинариевых водорослей.
Ключевые слова: Phaeophyta, Laminariales, ламинариевые, водорослeвые ресурсы, распределение запасов, аэровидеосъемка, юго-восточная Камчатка.
Distribution of prospective resourses along South-east of Kamchatka. A.V. Klimova, S.V. Ermakova (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003)
Aerial photographs of Laminariales resources distribution along South-east of Kamchatka are discussed in this article. Percentage of commercial and non-commercial Laminariales in explored shelf areas is estimated. Prospective coastal areas for Laminariales production are marked.
Key words: Phaeophyta, Laminariales, laminarian algae, resources of seaweeds, stocks distribution, aerial photography, southeast Kamchatka.
В прибрежных водах юго-восточной Камчатки ламинариевые водоросли имеют широкое распространение и, как известно из научной литературы прошлого века, на отдельных участках побережья образуют значительные скопления и большие промысловые поля. Изучение их распределения и запасов было начато здесь с 30-х гг. прошлого века под руководством Г.И. Гайла [1]. Работы по изучению распределения и промысловых характеристик водорослевого пояса вели на маломерных судах и весельных шлюпах, альгологический материал собирали с помощью канзы, драги и водяного фонаря, поэтому полученные результаты не отличались точностью.
Первые водолазные исследования прибрежных районов юго-восточной Камчатки провели альгологи совместной экспедиции ВНИРО и СахНИРО Е.И. Блинова и И.С. Гусарова только в 1967 г. В своей совместной работе они описали видовой состав и распределение водорослей-макрофитов на участке побережья от м. Сопочный до м. Шипунский [2]. Основываясь на полученных данных, они рассчитали запасы ламинариевых водорослей для разных участков побережья. При выявлении количественного и качественного состава макрофитобентоса Е.И. Блинова и И.С. Гусарова использовали более точные методы водолазных исследований. Гидробиологические разрезы выполняли по заранее намеченным координатам, выбранным в ходе аэровизуального обследования побережья. Необходимо отметить, что выше упомянутые работы Г.И. Гайла, Е.И. Блиновой и И.С. Гусаровой, опубликованные более 40 лет назад, до сих пор являлись единственным источником информации по размещению ламинариевых у юго-восточной Камчатки.
В последние десятилетия исследования ламинариевых водорослей в большей степени было связано с изучением биологии их развития. Особое внимание при этом уделялось выявлению на морфофизиологическом уровне их адаптаций к антропогенному загрязнению, влиянию природных факторов на протекание жизненного цикла, размножению и структуре популяций [3-9].
Сведения о запасах ламинариевых водорослей у юго-восточной Камчатки (исключая участок побережья, расположенный между м. Сопочный и м. Лопатка), составленные на основе вышеуказанных публикаций, характеризуют этот район как перспективный для организации
водорослевого промысла. Общие запасы произрастающих здесь ламинариевых водорослей оценены в 175,12 тыс. т сырца, площадь промысловых зарослей - в 2629 км2. Причем ширина зарослей вдоль побережья варьирует в значительных пределах. Это могут быть узкие прижатые к береговой линии пояса шириной 1-10 м, обширные поля, расположенные на пологих участках морского дна, или же большие глубоководные поля до 700 м ширины. Проективное покрытие, как и ширина ламинариевых зарослей у юго-восточной Камчатки, крайне изменчива: от 5% у м. Ходжелайка и м. Поворотный до 100% в б. Вилючинская, б. Жировая и б. Вестник.
Стоить отметить, что конфигурация водорослевых полей в прибрежных районах не постоянна. Меандры течений, циклоническая деятельность, погодные аномалии, вспышки фитофагов определяют изменения в распределении водорослей, поэтому существующая информация о запасах ламинариевых водорослей на шельфовой зоне юго-восточной Камчатки к настающему времени требует обновления. Это определяет актуальность предпринятых нами исследований.
Собственные и литературные данные показывают, что в формировании водорослевого пояса в сублиторальной зоне шельфа юго-восточной Камчатки участвуют 8асскаппа Ъо^аг^апа, Б. dentigeгa, ЛнкгоЛашпш Ъifгdus, Ьаштапа \ongipes, Ь. ,?р, Ь. yezoensis, Еыа!апа fistulosa, АШпа angusta, А. maгginata, Agaгum сШИгаШш, А. clathгus. Их продукционные характеристики приведены в таблице.
Продукционные характеристики камчатских ламинариевых водорослей (по Клочкова и др., 2009; Суховеева, Подкорытова, 2006 [11, 12], собственные данные)
Вид Масса слоевища, кг Плотность экз./м2 Биомасса, кг/м2 Запасы, тыс. т
Басскагіпа Ьощаг^апа 0,3-2,5 5-50 0,5-16,5 500-700
Ьаттапа зр. 0,1—3,7 4-56 0,4-80,0 520-600
Басскагіпа dentigeгa 0,1—0,5 1-25 0,2-36,0 200-250
ЛгАго^тпыз ЬіЩш 0,1—0,9 20-68 0,1-50,0 350-500
Ьатіпагіа іощірез 0,2-0,7 3-40 1,8-20,0 100-150
Ьатіпагіа ув2овпзіз 0,2-2,0 3-15 0,5-11,0 70-100
Еиаіагіа АзШІоза 0,2-7,5 2-10 1,0-54,0 12 000
Ліагіа angusta 0,02-0,5 2-10 0,8-1,1 12-18
Ліагіа maгginata 0,03-0,5 1-15 0,2-11,2 100-150
Лgaгum сШкгаШт 0,08-0,8 5-60 0,1-15,0 100-150
Лgaгum сШкгиз 0,2-1,5 2-23 1,5-60,0 35-50
В формировании растительных сообществ участие различных представителей ламинариевых не одинаково. Среди видов, произрастающих у юго -восточной Камчатки, наиболее массовыми, способными формировать самостоятельные заросли и доминировать в полимиксных сообществах, являются Sacchaгina Ъongaгdiana и Ь. sp (ранее последний вид во флоре восточной Камчатки фигурировал как Бас^агта guгjanovae). Они достигают наибольшего развития на глубинах 4-6 м. В условиях повышенной гидродинамики у открытых океаническому прибою участков побережья чистые заросли меньшей площади могут образовывать Ьаттапа longipes и Aгthгothamnus Ъifidus. Их скопления приурочены к глубинам 2-4 м. Чаще они встречаются как сопутствующие виды.
Для БассИагта dentigera и Ьаттапа уе2оет!$ оптимальными для развития являются глубины свыше 4 м. У юго-восточной Камчатки эти виды встречаются повсеместно, но заметных скоплений не образуют. Среди ламинариевых водорослей представители рода Agaгum являются наиболее глубоководными. А. clathгatum произрастает в массовых количествах на глубинах 6-10 м. Последний у самой нижней границы фитали вытесняет А. Ыа^гш. Оба этих вида не имеют большого промыслового значения.
Представители рода АШпа встречаются от нижней литорали до глубин 2-4 м. В прибрежных сообществах они, как правило, выступают в роли субдоминантов. Самым распространенным видом этого рода в районе исследования является АШпа angusta. Самыми большими запасами среди представителей семейства А!айасеае характеризуется ЕшШпа fistulosa, гигантские слоевища которой, имея положительную
Рис. 1. Аэрофотоснимок района произрастания Еиаіагіа fistulosa
плавучесть, стелятся по поверхности воды (рис. 1) в отличие от остальных произрастающих в сублиторальной зоне ламинариевых (рис. 2).
Рис. 2. Промысловые заросли ламинариевых первого типа, характеризующиеся высоким проективным покрытием, занимающие большие площади дна
Для изучения распределения ламинариевых была проведена оцифровка видеосъемки водорослевого пояса, проводившейся Н.Г. Клочковой и сотрудниками «ООО ИНКАМ» в августе -сентябре 2002 г. Видеосъемка выполнялась в нецифровом формате с помощью видеокамеры «У^ео-8» с самолета, оборудованного блистером - специальным иллюминатором в днище самолета. Самолет летел на высоте 180±20 м вдоль береговой линии по границе вода-суша. Оператор вел съемку таким образом, чтобы в кадре постоянно были фитальная зона шельфа и прилежащая к ней полоса берега. В местах, где водорослевый пояс расширялся и не входил в обзор камеры, оператор снимал заросли водорослей по всей ширине образованного ими пояса. Ассистент оператора, используя крупномасштабные карты, по приметным ориентирам береговой линии (устьям рек, мысам, небольшим бухточкам и т. д.) определял географические координаты, сопровождал видеосъемку голосовой информацией о местонахождении района съемки и состоянии водорослевых зарослей. Одновременно на крупномасштабной навигационной карте отмечался номер участка, попадающего на видеокамеру.
При последующей обработке материалов видеосъемки это позволяло достаточно точно определять координаты изображенного на кадрах участка побережья. С учетом высоты полета самолета и видимых ориентиров берега с достаточно высокой точностью определяли ширину водорослевого пояса.
В ходе обработки оцифрованных материалов видеосъемки с помощью специальных компьютерных программ были получены в большом количестве фотоизображения отдельных участков берега. Если на просматриваемом участке побережья обнаруживали пояс водорослей, то стоп-кадры при компьютерной обработке видеофильма делались таким образом, чтобы их состыковка позволяла видеть конфигурацию и размеры полей ламинариевых водорослей. Полученный таким образом материал подвергался сравнительному изучению с целью последующей классификации зарослей водорослей.
Проведенные нами исследования показали, что аэровидеосъемка, безусловно, дает большие возможности для составления карт подводной растительности, поскольку при удачном освещении места съемки заросли водорослей хорошо выделяются на водной глади более темным цветом, чем те участки дна, на которых отсутствует растительный покров. Вместе с тем аэровидеосъемка, выполненная при небольшой высоте полета самолета, имеет свои ограничения. Из-за высокой мутности воды, интенсивного развития фитопланктона, солнечных бликов на воде, высокого волнения, неудачного освещения поля водорослей просматривались иногда не достаточно отчетливо.
Изучение фотоизображений прибрежных участков побережья м. Маячный - м. Лопатка, с хорошо видимым поясом водорослей позволило выделить для этого участка три типа зарослей. К первому типу были отнесены участки водорослевого пояса, представленные большими по
площади полями с высоким проективным покрытием - 60-100% (рис. 2). Они обычно формируются вдоль участков берега с прибрежными песчаными пляжами. Их верхняя граница проходит в верхней сублиторали, часто ниже зоны разрушения высоких океанических волн. Иногда верхняя граница пояса водорослей опускается до глубин 1,5—2,5 м. Довольно часто в таких зарослях у юго-восточной Камчатки встречаются непромысловые скопления или отдельные слоевища Еиа1апаfistulosa. Они, как это видно на рис. 1, хорошо различимы на фотоснимках.
Участки, относящиеся к первому типу зарослей, встречаются, кроме того, у скалистых отвесных берегов и обычно приурочены к непропускам, то есть местам, где даже во время больших отливов отсутствуют береговые пляжи. Здесь заросли ламинариевых поджимаются к нулю глубины. Их мощные поля развиваются также в местах, где берег представлен выходами скал со сложно расчлененным микрорельефом или пологими скалистыми платформами, которые обычно имеют сплошной 100%-й растительный покров.
Небольшие поля водорослей высокой плотности могут формироваться в небольших бухточках с подветренной стороны окаймляющих их мысов, сдерживающих в течение большей части года воздействие сильных океанических волн. Контуры водорослевых полей, относящихся к первому типу, имеют самые разнообразные очертания. На участке берега к северу от м. Сопочный они часто разрываются на месте впадения в море небольших ручьев и рек. Иногда разрывы в плотных зарослях водорослей бывают обусловлены отсутствием подходящих для их развития грунтов.
Проведенные нами исследования показывают, что у участков побережья с пологим дном при наличии жестких грунтов заросли водорослей могут простираться на значительную глубину. В таких местах ширина пояса или его отдельных «языков» достигает 500 и более метров. Очертания полей, как показывает проведенный анализ видеоизображений, более всего зависят от характера субстрата и особенностей донного рельефа.
Ко второму типу ламинариевых зарослей относятся участки водорослевого пояса с меньшим проективным покрытием - 50-70%. Особенности размещения на них водорослей показаны на рис.
3. Из представленного рисунка видно, что размеры, конфигурация и распределение таких полей у разных участков побережья достаточно различны. Такие заросли приурочены к мысам, в изобилии встречающимся вдоль берегов юго-восточной Камчатки. Довольно часто они развиваются в местах выхода скального грунта и вдоль отвесных скалистых берегов, подвергающихся разрушительному воздействию прибоя и денудационным процессам. Причины, определяющие низкую плотность водорослей, разнообразны. Они могут быть обусловлены чередованием мягких и жестких грунтов, изобилием фитофагов, чрезмерным развитием конкурирующих видов фитобентоса (это в основном корковые багрянки) и сессильного зообентоса.
Рис. 3. Промысловые заросли ламинариевых второго типа, характеризующиеся 50-70%-м проективным покрытием,
занимающие значительные площади дна
Прибрежные скалы и их подножия обычно представляют собой обнаженные коренные породы и часто имеют обрамление из кекуров и крупных скальных останцев, вокруг которых часто развиваются ламинариевые заросли второго типа. У более пологих берегов с мелковалунным субстратом такие заросли могут занимать обширные площади дна. В одних случаях их плотность
выше у верхней границы фитали, в других - у нижней. В разреженных водорослевых зарослях могут встречаться отдельные проплешины или пятна ламинариевых с высоким проективным покрытием. Отметим, что заросли второго типа имеют меньшую, с точки зрения промыслового использования, ценность, но все-таки должны рассматриваться как промысловые. В связи с этим следует иметь в виду, что чрезмерное изъятие растительных ресурсов может способствовать быстрому разрушению водорослевого пояса и способствовать формированию малопродуктивых сообществ корковых кораллиновых водорослей.
К третьему типу зарослей отнесены непромысловые скопления ламинариевых (рис. 4). Проективное покрытие дна в них колеблется от 20 до 30% и в крайних случаях может достигать 40%. Такие заросли имеют вид прерванных или сплошных тянущихся вдоль берега узких поясов, обычно поджатых к береговой линии. Их ширина, как правило, колеблется от 5-10 до 50 м. Заросли третьего типа встречаются вдоль песчаных пляжей небольших широко открытых волнению бухточек и вдоль берегов, сложенных мелковалунными грунтами, также широко открытых океаническому прибою.
Рис. 4. Промысловые заросли ламинариевых третьего типа, характеризующиеся 20-30 (40)%-м проективным покрытием, занимающие разную площадь дна
Отметим, что растительные ресурсы в зарослях третьего типа не имеют большого промыслового значения, особенно тогда, когда участки, вдоль которых тянется такой узкий, рыхлый, сплошной или разорванный пояс ламинариевых водорослей с низким проективным покрытием, расположен далеко от районов сосредоточения промысловых зарослей первого и второго типов. Вместе с тем непромысловые заросли, как и промысловые, в прибрежных экосистемах играют огромную экологическую и ценотическую роль, и их сохранение на имеющемся уровне продуктивности столь же важно для поддержания биоразнообразия донных и пелагических сообществ в мелководной зоне шельфа восточной Камчатки. Зная особенности развития ламинариевых, их требования к условиям произрастания и факторы, обеспечивающие успех их воспроизводства, можно предполагать, что заросли этого типа при нарастании явлений опустынивания дна, то есть вытеснения ламинариевых водорослей кораллиновыми, будут безвозвратно потеряны и без вмешательства человека едва ли восстановятся.
Анализ данных по размещению водорослевых зарослей вдоль побережья юго-восточной Камчатки и их продукционной мощности дает возможность
І5П І5ГЕ !Ш І5УЕ
Рис. 5. Районирование побережья юго-восточной Камчатки по типам зарослей
разделить этот район на участки побережья с доминированием того или иного типа прибрежных зарослей ламинариевых. Сведения об их локализации приводятся на представленном ниже рис. 5. Как видно из этого рисунка, для некоторых участков побережья характеристики водорослевого пояса не приводятся. В одних случаях это районы, где таковой вообще отсутствует, в других - это те участки побережья, для которых по материалам видеосъемки не удалось обнаружить водорослевые поля и выявить их конфигурацию.
К числу районов, в которых не были обнаружены заросли ламинариевых, как это видно из представленного рис. 5, относится Авачинская губа и окружающие ее районы. Их отсутствие во внутренней части губы объясняется антропогенной деструкцией макрофитобентоса. По этой же причине сократилась площадь их зарослей в горле Авачинской губы и прилежащих к ней районах.
Картирование зарослей разных типов на крупномасштабных навигационных картах и последующее изучение особенностей размещения разных типов зарослей вдоль побережья юговосточной Камчатки показывает, что заросли первого типа составляют не более 17% от общей длины обследований береговой линии, заросли второго типа - 22%, третьего типа - 27%. Остальная часть побережья или не имеет их или осталась неизученной.
Таким образом, на основе имеющихся данных можно сделать заключение, что запасы ламинариевых водорослей у юго-восточной Камчатки за период, прошедший со времени обследования водорослевых зарослей в этом районе в 1969 г. Е.И. Блиновой, И.С. Гусаровой (1971) по 2001 г. не утратили своей промысловой значимости. Можно предполагать, что и за прошедшее десятилетие, в течение которого не наблюдалось аномальных природных явлений и антропогенного пресса, запасы водорослей сохраняются на том же уровне. В связи с этим шельф юго-восточной Камчатки является перспективным для организации водорослевого промысла. Районами, характеризующимися наиболее высокими продукционными характеристиками, являются участки побережья м. Лопатка - м. Сопочный, б. Вестник - м. Илья и м. Отвесный - м. Опасный.
Литература
1. Гайл Г.И. Ламинариевые водоросли дальневосточных морей // Вестник ДВФ АН СССР. -1936. - № 19. - С. 31-65.
2. Блинова Е.И., Гусарова И.С. Водоросли сублиторали юго-восточного побережья Камчатки // Известия ТИНРО. - 1971. - Т. 76. - С. 139-155.
3. Клочкова Н.Г., Березовская В.А. Водоросли камчатского шельфа. Распространение, биология, химический состав. - Владивосток, Петропавловск-Камчатский: Дальнаука, 1997. - 155 с.
4. Клочкова Н.Г., Березовская В.А. Макрофитобентос Авачинской губы и его антропогенная деструкция. - Владивосток: Дальнаука, 2001. - 205 с.
5. Березовская В.А. Структурный отклик популяций Laminaria bongardiana и Fucus evanescens на загрязнение среды // Проблемы современного естествознания. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ. - 2002. - С. 13-17.
6. Кусиди А.Э. Биология развития некоторых видов рода Laminaria в прикамчатских водах: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Петропавловск-Камчатский, 2007. - 24 с.
7. Клочкова Н.Г., Кусиди А.Э. О некоторых промысловых видах ламинарий прикамчатских вод // Вопр. рыболовства. - 2008. - Т. 9. - Вып. 3 (35). - С. 677-696.
8. Королёва Т.Н. Развитие бурой водоросли Saccharina bongardiana и адаптация к антропогенному загрязнению. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2010. - 122 с.
9. Саушкина Л.Н. Роль разновозрастных групп ламинариевых водорослей в размножении популяции // Вестник КамчатГТУ. - 2010. - Вып. 11. - С. 65-68.
10. Федорченко В.П., Макаров Е.О., Клочкова Н.Г. О возможности использования Saccharina bongardiana (Phaeophyta, Lammariales) в качестве индикатора металлического загрязнения морских прибрежных вод Камчатки // Вестник КамчатГТУ. - 2011. - Вып. 17. - С. 101-107.
11. Клочкова Н.Г., Королева Т.А., Кусиди А.Э. Атлас водорослей-макрофитов прикамчатских вод. - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 2009. - 216 с.
12. Суховеева М.В., Подкорытова А.В. Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2006. - 243 с.
