CRITICAL FACTORS OF WATER CONTENT FOR FISH STOCKS IN THE WATER RESERVOIRS OF KAZAKHSTAN
Authors:
1.
Fisheries Research and Production Center, LLP
(Doctor of Biological Sciences, Assistant Professor; Deputy General Director)
2.
Fisheries Research and Production Center, LLP
(Doctor of Biology, Assistant Professor; General Director)
3.
Fisheries Research and Production Center, LLP
(Candidate of Biological Sciences; Leading Researcher of Laboratory of Ichthyology)
Type:
Article
Pages:
from 9
to 18
Status:
Published
Received:
05.03.2017
Accepted:
25.03.2017
Published:
25.03.2017
Subject area:
UDK 574.52
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
hydrological regime, critical mark, limits reference points, commercial fish stock, administrative decisions
Abstract (English):
The hydrological regime of water reservoirs in different years has a decisive impact on the abundance of commercial fish stocks and the quality of ichthyocenoses. In this connection in 2015-2016 there was conducted a retrospective analysis and ranking of hydrological regime impact on these factors. The paper gives evaluation of catches and fish stocks under different scenarios of water availability in the main fishing ponds of the Republic of Kazakhstan that give about 80% of the annual fish catch of the country (except the Caspian Sea). There were analyzed 2000 factors of hydrological regime (water level, annual discharge) and 1845 factors of fishing stocks (catches, abundance, fish biomass). The paper determines the critical characteristics of water availability for fish stocks. There have been proposed a number of administrative decisions and actions in case if water content would approach to the critical level. Among them: limitation of fish catches in the following year; widening zones restricted for fishing; intensification of safety measures of the fish young in residual ponds during arid periods; introduction of catch standards for a unit of fishing effort in low-water years, high-water years and years with normal water level in rivers.
The hydrological regime of water reservoirs in different years has a decisive impact on the abundance of commercial fish stocks and the quality of ichthyocenoses. In this connection in 2015-2016 there was conducted a retrospective analysis and ranking of hydrological regime impact on these factors. The paper gives evaluation of catches and fish stocks under different scenarios of water availability in the main fishing ponds of the Republic of Kazakhstan that give about 80% of the annual fish catch of the country (except the Caspian Sea). There were analyzed 2000 factors of hydrological regime (water level, annual discharge) and 1845 factors of fishing stocks (catches, abundance, fish biomass). The paper determines the critical characteristics of water availability for fish stocks. There have been proposed a number of administrative decisions and actions in case if water content would approach to the critical level. Among them: limitation of fish catches in the following year; widening zones restricted for fishing; intensification of safety measures of the fish young in residual ponds during arid periods; introduction of catch standards for a unit of fishing effort in low-water years, high-water years and years with normal water level in rivers.
Keywords:
hydrological regime, critical mark, limits reference points, commercial fish stock, administrative decisions
hydrological regime, critical mark, limits reference points, commercial fish stock, administrative decisions
Введение Приоритеты индустриально-инновационного развития Казахстана требуют увеличения производства рыбной продукции для обеспечения продовольственной независимости по рыбе и рыбопродуктам. В то же время приоритеты «зеленой» экономики и соблюдение Конвенции о биологическом разнообразии [1] требуют снижения давления на окружающую среду, в том числе осторожного управления имеющимися рыбными запасами. В «Кодексе ведения ответственного рыболовства» Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) [2] приводятся принципы осторожного подхода к ведению рыболовства. В том числе рекомендуется учитывать неопределенность в отношении величины запаса, применять специально установленные для того или иного запаса контрольные величины и необходимые действия в случае их превышения. Необходимо введение граничных ориентиров запаса (специально установленных контрольных величин для безопасной эксплуатации запаса) и одновременно действий, которые следует предпринять в случае их превышения. Внедрение данного механизма позволит вполне легитимно, в случае реальной угрозы сокращения величины запаса до критических значений (что может привести к серьезным и необратимым последствиям (подрыву запаса)), безотлагательно среагировать и принять заранее разработанные меры по восстановлению запаса вплоть до временного прекращения промысла. Гидрологический режим водоемов в разные по водности годы (маловодный, средневодный, многоводный) оказывает решающее влияние на величину промыслового запаса и качественный состав ихтиоценозов [3]. В маловодные годы от нехватки воды страдают не только энергетика и сельское хозяйство, но и рыбное хозяйство. Резко, в 2-3 раза, уменьшается эффективность естественного воспроизводства рыбных запасов и урожайность молоди промысловых рыб. В то же время, на фоне неэффективного управления использованием рыбных запасов и их неэффективной охраны, в маловодные годы происходит резкий неконтролируемый рост добычи рыбы. Это происходит из-за увеличения концентрации рыбы на уменьшившейся площади и увеличения улова на единицу промыслового усилия. Примером нерационального использования водных ресурсов трансграничных рек является трагедия Арала. В ближайшее время, в результате отбора воды из р. Иле на территории Китайской Народной Республики и нерациональной политики использования водных ресурсов реки на территории Республики Казахстан, возможна деградация оз. Балхаш, распад водоема на ряд плесов и, как следствие, почти полная утрата рыбопромыслового потенциала оз. Балхаш. Необходимо оценить рыбопродуктивность и возможные уловы рыбы при различных сценариях водообеспеченности главных рыбопромысловых водоемов Республики Казахстан. Для обеспечения устойчивого использования рыбных запасов должны быть введены граничные ориентиры по водности, т. е. критические значения гидрологического режима для запасов рыб. Цель настоящего исследования - определить критические значения водного режима в разнотипных водоемах Казахстана для рыбных запасов в них и разработать управленческие решения при их достижении. Материал и методики исследований Исследования проводились в рамках НИР «Оценка состояния рыбных ресурсов основных рыбопромысловых водоемов Казахстана с целью определения граничных ориентиров запаса для выработки стратегии осторожного управления запасами и обеспечения устойчивого рыболовства» в течение 2015-2016 гг. на основных рыбопромысловых водоемах Республики Казахстан, дающих в общей сложности около 80 % общего годового улова рыбы во внутренних водоемах страны (исключая Каспийское море). Проводились ретроспективный анализ и ранжирование влияния гидрологического режима на количество промыслового запаса и качественный состав ихтиоценозов, определение критических значений водности на промысловый запас рыб. Всего было проанализировано 2000 показателей гидрологического режима (уровень воды, годовой сток) и 1845 показателей промыслового запаса (уловы, численность рыб, биомасса рыб). Критические значения водного режима для состояния рыбных запасов в реках Урало-Каспийский бассейн в Казахстане является основным рыбопромысловым районом. Водоемы бассейна отличаются значительными промысловыми запасами различных видов осетровых и полупроходных рыб. Река Урал (Жайык) принадлежит к типичным рекам почти исключительно снегового питания. Ее сток формируется в основном в верховье, где сильно развита речная сеть. Эффективность размножения полупроходных рыб в р. Урал тесно связана с гидрологическим режимом в период половодья (коэффициент корреляции между урожайностью и стоком весеннего половодья составляет 0,6-0,8). Многолетние данные по водности р. Урал представлены на рис. 1. Рис. 1. Среднегодовой многолетний сток р. Урал Если 1980-е гг. были многоводными, а в начале 1990-х гг. наблюдался аномально большой водный сток, то с 2005 г. не было отмечено ни одного многоводного года, а 2006 и 2012 гг. были маловодными. Анализ данных по промысловому запасу, уловам рыбы с ранжированием на многоводный, средневодный и маловодный в условиях р. Жайык (Урал) показал, что промысловый запас рыб, как и уловы, в маловодные годы ниже, чем в многоводные годы. В связи с этим критические показатели водности р. Урал (4 км3 и меньше) могут привести к критическим показателям промыслового запаса (табл. 1). Таблица 1 Ранжирование влияния водообеспеченности р. Урал на рыбные запасы и промысел Период Годы Сток, км3 Промысловый запас, тыс. т Улов рыбы, тыс. т Многоводный 1988, 1990, 1991, 1993, 1994, 1998, 2001, 2002, 2003, 2005 10 и более 41,155 6,089 Средневодный 1989, 1992, 1995, 1997, 2000, 2004, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2013, 2014, 2015 6 38,394 4,282 Маловодный 1996, 1999, 2006, 2012 4 35,65 4,113 Критические значения - 4 35 4,0 Анализ данных табл. 1 позволяет установить критическую отметку водности для р. Урал в 4 км3 стока, при приближении к которой следует принимать управленческие решения по ограничению промысла и снижению лимитов вылова. Река Кигаш является одним из крупных рукавов восточной части дельты р. Волги, гидрологический режим которой, естественно, отражает процессы, протекающие в реке. В связи с тем, что в Республике Казахстан не проводится мониторинг по определению водных стоков в р. Кигаш, нами анализируются многолетние данные по стоку р. Волги (рис. 2). Рис. 2. Среднегодовой многолетний сток р. Волги Согласно данным на рис. 2, наблюдается общая тенденция к снижению годового стока, в последнее десятилетие участилась повторяемость маловодных лет (2006, 2011, 2014 гг.). Промысловый запас рыб, как и уловы в маловодные годы, был ниже, чем в многоводные годы. В связи с этим критические показатели водности р. Волги (60 км3 и меньше) могут привести к критическим показателям промыслового запаса рыб в р. Кигаш (табл. 2). Таблица 2 Ранжирование влияния водообеспеченности р. Кигаш на рыбные запасы и промысел Период Годы Сток р. Волги, км3 Промысловый запас, тыс. т Улов рыбы, тыс. т Многоводный 1990, 1991, 1994, 1995, 2005 120 и более 48,594 6,262 Средневодный 1992, 1993, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2007, 2008, 2012, 2013 80 32,352 2,991 Маловодный 1996, 2006, 2009, 2010, 2011, 2014 60 28,059 1,635 Критические значения - 60 28,0 1,6 Анализ данных табл. 2 позволяет установить критическую отметку водности для р. Кигаш в 60 км3 стока р. Волги. Река Иртыш является крупнейшей рекой на востоке Казахстана. Верхнее течение реки зарегулировано плотинами трех гидроэлектростанций, поэтому ее водный режим является полностью искусственно регулируемым, и для состояния запасов рыб в реке не удалось найти критических значений. В отличие от р. Иртыш, водность крупнейшей реки Центрального Казахстана Есиль (Ишим) подвержена естественным колебаниям. Для ранжирования влияния водообеспеченности на величину промыслового запаса и определения критических значений водного режима для состояния запасов рыб в р. Есиль был выбран среднегодовой уровень воды. На рис. 3 отражена динамика среднегодового уровня воды в реке (села Тургеневка и Волгодоновка) и промыслового запаса рыб в 2008-2016 гг. Рис. 3. Динамика уровня воды и промыслового запаса рыбы в р. Есиль: 1, 2 - среднегодовой уровень воды в районе селах Тургеневка и Волгодоновка соответственно; 3 - промысловый запас рыбы, т Анализ данных табл. 3 показывает зависимость промыслового запаса рыб в р. Есиль от среднегодового уровня воды - была получена высокая (р > 99 %) корреляция между среднегодовым уровнем воды в реке и промысловым запасом рыбы. Критическим значением среднегодового уровня воды является уровень в 144 см в районе с. Тургеневка и 111 см в районе с. Волгодоновка. Таблица 3 Корреляция среднегодового уровня воды и биомассы промыслового запаса рыб в р. Есиль Показатель, год 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 R Среднегодовой уровень, см: с. Тургеневка с. Волгодоновка 137 133 140 135 135 144 144 159 161 0,819 99 101 106 100 93 111 118 131 125 0,862 Промысловый запас, т 19,3 19,4 19,3 35,1 45,5 56,6 81,1 123,5 75,0 - Водность Маловодный Средневодный Многоводный - Река Сырдарья - крупнейшая река юга Казахстана. В табл. 4 показаны значения годового стока, промыслового запаса и уловов рыбы в р. Сырдарье в Южно-Казахстанской области. Таблица 4 Соотношение водности и уловов рыбы в р. Сырдарье за ряд лет Год Годовой сток, млн м³ Промысловый запас, т Годовой улов рыбы, т 2006 16 562 95,05 45 2007 18 200 329,87 113 2008 12 397 344,25 115 2009 14 489 324 90 2010 25 913 388,32 106 2011 16 196 755,9 112 2012 18 772 774,9 116 2013 13 987 900 130 2014 17 203 957,3 253 2015 14 934 842 260 В табл. 5 приведены данные ранжирования влияния водообеспеченности р. Сырдарьи на рыбные запасы и промысел. Таблица 5 Ранжирование влияния водообеспеченности р. Сырдарьи на рыбные запасы Период Годы Сток, км³ Промысловый запас, тыс. т Улов рыбы, тыс. т Многоводный 2007, 2010, 2012 18,2 и более 0,498 0,113 Средневодный 2006, 2011, 2014, 2015 16,1-17,2 0,662 0,168 Маловодный 2008, 2009, 2013 Менее 14,9 0,522 0,111 Критические значения 14,9 0,111 Критическим значением для запасов рыб является годовой сток в 14,9 км3. Критические значения водности для состояния рыбных запасов в стоячих водоемах Основными рыбопромысловыми стоячими водоемами в Казахстане являются Малое Аральское море (солоноватоводное озеро), озера Балхаш и Зайсан, водохранилища Бухтарминское, Капшагайское и Шардаринское. На рис. 4 представлена динамика гидрологического режима Малого Аральского моря в 2005-2015 гг. Рис. 4. Динамика гидрологического режима Малого Аральского моря Гидрологический режим Малого Аральского моря за многолетний период обусловлен водным режимом основного источника питания, р. Сырдарьи, который регулируется вышележащими водными системами и их попусками в различные периоды. В настоящее время гидрологический режим Малого Аральского моря только формируется. В Малом Аральском море с 2005 г. с постепенным опреснением моря увеличились годовые уловы рыбы в условиях стабилизации уровенного режима (табл. 6). Критическим значением водности для запасов рыб является отметка уровня воды 41,05 мБС. Таблица 6 Ранжирование влияния водообеспеченности Малого Аральского моря на рыбные запасы Период Годы Уровень, мБС Промысловый запас, тыс. т Улов рыбы, тыс. т Многоводный 2006, 2009, 2010, 2011, 2013, 2014, 2015 41,15 и более 13,931 3,892 Средневодный 2007, 2011 41,05-41,15 9,366 2,715 Маловодный 2005, 2008 Менее 41,05 5,711 1,092 Критические значения 41,05 6,666 1,910 На рис. 5 представлены колебания среднегодового значения уровня воды в оз. Балхаш за последние 25 лет. Рис. 5. Колебания среднегодового значения уровня воды в оз. Балхаш С 1998 по 2004 г. происходил ощутимый подъем уровня воды. В последующие годы он стабилизировался, и размах колебаний варьировал в пределах 0,6 м. Наиболее низкий уровень воды наблюдался в 2009 г. (215 см над нулем графика), наиболее высокий - в 2012 г. (273 см). Для оценки влияния водного режима на состояние запасов рыб был проведен ретроспективный анализ зависимости уловов рыбы от уровня воды в оз. Балхаш (рис. 6). Рис. 6. Зависимость уловов рыбы от уровня воды в оз. Балхаш: 1 - улов; 2 - уровень воды Коэффициент корреляции между уровнем воды в оз. Балхаш и величиной уловов рыбы с 1970 по 1990 г. (когда в наименьшей мере сказывался эффект неучтенного вылова) со сдвигом в 5 лет (период вступления поколений промысловых рыб в промысел) составляет +0,89 (высокий уровень достоверности). Критической отметкой водности для запасов рыб можно считать отметку уровня 341,5 мБС (табл. 7). Таблица 7 Ранжирование влияния водообеспеченности оз. Балхаш на рыбные запасы и промысел Период Годы Уровень, мБС Промысловый запас, тыс. т Улов рыбы, тыс. т Многоводный 2004-2007 2010-2012 342,40 и более 28,22-33,28 24,25-26,23 8,72-11,88 Средневодный 2009, 2015 341,40-342,39 22,5-24,21 6,15-7,80 Маловодный 1990-1998 341,0-341,39 До 22,5 7,73-9,80 Критические значения 1984-1987 341,5 Менее 21,0 9,5-9,9 За последние десять лет в бассейне озера наблюдались два периода снижения и один период повышения стока поверхностных вод рек. В этот период наибольший объем годового сброса из Капшагайского водохранилища составил 22,15 км3 (2010 г.), наименьший - 11,40 км3 (2014 г.). Средний объем годового стока за этот период составил 14,87 км3, что несколько больше нормы стока р. Иле в створе Ушжарма - 13,50 км3. Благодаря такому положению уровень воды в оз. Балхаш пока находится на отметке выше среднемноголетнего. Сброс из Капшагайского водохранилища, начиная с 2011 г. (за исключением 2016 г.), постепенно убывает (рис. 7). Рис. 7. Сброс воды из Капшагайского водохранилища в 2007-2016 гг. Гидрологически оз. Зайсан и Бухтарминское водохранилище составляют один водоем, поэтому уровенный режим у них одинаковый. Гидрологический режим во многом зависит от естественных причин (многолетних колебаний водности). Наблюдаются циклы водности с периодом 8-10 лет (рис. 8). За рассматриваемый 25-летний период было 5 многоводных, 5 маловодных и 15 средневодных лет. Рис. 8. Динамика уровня воды Бухтарминского водохранилища и оз. Зайсан Размах колебаний уровня воды в Бухтарминском водохранилище и оз. Зайсан в многоводные, средние по водности и маловодные годы составляет 5 м. В последние годы сток р. Черный Иртыш сокращается - при среднемноголетнем стоке 9 км3 фактически поступает 4-6 км3 воды. Ранжирование влияния водообеспеченности представлено в табл. 8. Таблица 8 Ранжирование влияния водообеспеченности водоемов на рыбные запасы и промысел в Бухтарминском водохранилище и оз. Зайсан Период Годы Уровень, мБС Улов рыбы, тыс. т Многоводный 1994, 1995, 2002, 2014, 2015 393 и более 6 Средневодный 1993, 1996-2001, 2003-2007, 2010, 2011, 2013 391-393 7 Маловодный 1991, 1992, 2008, 2009, 2012 Менее 391 7,6 Критические значения - 391 6 Следует отметить, что после 1991 г., вследствие резко выросших объемов неучтенного промысла и недостаточных мер по соблюдению лимитов вылова, в маловодные годы, когда в результате концентрации рыбы на уменьшившейся площади улов на усилие возрастает, возрастает и общий улов рыбы. Коэффициент корреляции между уровнем воды в водохранилище и величиной уловов рыбы с 1991 по 2014 г. со сдвигом в 5 лет (период вступления поколений промысловых рыб в промысел) составляет +0,52 (низкая достоверность). Наиболее тесная коррелятивная связь обнаружена между объемом воды и уловами рыбы спустя 3 года (+0,74), использовано 25 пар значений: объем водохранилища в 1967-1991 гг. и уловы в 1970-1994 гг. (т. е. в период, когда данным промысловой статистики можно было доверять). Данная связь достоверна с уровнем вероятности 0,99. При отметке уровня воды 391 мБС происходит отчленение обширного залива Торангы Бухтарминского водохранилища, а в дельте р. Черный Иртыш, впадающей в оз. Зайсан, остаются минимальные нерестовые площади для рыб. При отметке 390 мБС нерестовых площадей совсем не остается, и именно поэтому ранее в Нормативах к Правилам рыболовства (в настоящее время «Ограничения и запреты») при данной отметке переносилась граница запретной зоны на востоке оз. Зайсан. Анализ вышеприведенных данных позволяет установить критическую отметку уровня воды для оз. Зайсан и Бухтарминского водохранилища в 391 мБС. Действия при приближении к граничным ориентирам водности для запасов рыб Критические значения водности исследованных водоемов являются граничными ориентирами по водности для состояния запасов рыб. При достижении критических значений водности, как правило, резко уменьшается площадь запретных для рыболовства зон, площадь участков литорали, где нерестится рыба, поэтому производители рыб частично нерестятся на акватории рыбопромысловых участков. Увеличиваются также площадь и количество участков, которые отшнуровываются от основной акватории в период летнего понижения уровня и на которых гибнет молодь рыб. Помимо мер по экономии воды в ожидании маловодного периода, необходимы определенные меры и в отношении регулирования рыболовства, которые следует принимать при приближении к критической отметке: - резко уменьшить лимиты (квоты) на вылов рыбы в следующем календарном году; - расширить запретные для рыболовства зоны; - в маловодный год значительно увеличивать объемы спасения молоди рыб в отшнурованных водоемах питающих рек в период летней межени; - ввести отдельные нормативы улова на единицу промыслового усилия для мало-, средне- и многоводных лет. Это позволит несколько уменьшить пресс промысла на рыбные запасы в маловодные годы и поддержать их на определенном уровне, достаточном для самовоспроизводства и последующего увеличения в более полноводный период. Заключение Международные принципы управления рыболовством включают рекомендации по учету неопределенности в отношении величины запаса и применению специально установленных для того или иного запаса контрольных величин и одновременно действий в случае их превышения. К рекомендуемым граничным ориентирам состояния запасов рыб относятся критические для запаса значения гидрологического режима. В связи с этим в рамках исследования был проведен ретроспективный анализ и ранжирование влияния гидрологического режима основных рыбопромысловых водоемов Казахстана на количество промыслового запаса, определены критические значения водности для промысловых запасов рыб. При достижении критических значений водности необходимо принимать управленческие меры: в маловодный год значительно увеличивать объемы спасения молоди рыб в пойменных водоемах, расширить запретные для рыболовства зоны, резко уменьшить лимиты (квоты) на вылов рыбы в следующем календарном году.
1. Convention on Biological Diversity, Text and annexes. 1994. UNEP/CBD/94/1, Switzerland. UNEP International Technical Guidelines for Safety in Biotechnology. circa 1996. Nairobi, Kenya, UNEP.
2. Code of Conduct for Responsible Fisheries. Special Edition. FAO, Rome, 2011. 91 p. URL: http://www.fao.org/docrep/013/i1900e/i1900e00.htm.
3. Kulikov E. V. Voprosy adaptacii upravleniya rybnym hozyaystvom k snizheniyu vodnosti Irtyshskogo basseyna // Rybovodstvo i rybnoe hozyaystvo. 2013. № 11. S. 13-18.
