FISHERY DEVELOPMENT PROSPECTS IN THE LAKE KRONOTSKOE BASIN, KAMCHATKA PENINSULA
Abstract
Kronotskoe basin. Basic dimensional parameters of fish ladder were estimated for the Lake Kronotskoe basin according to the recent experience in salmonid ladder building and operation. The assessed parameters are distant to previously proposed ones by TINRO, LenHydroProject, HyproPromRiba. No similar scaled project were realized anywhere in the World. The wide ranges of the complicate issues which are doubt to realize in the current project are determined consequently rising a necessity of the long–term investigations. Ecosystem transformation predictions define the degradation of unique fish fauna after the anadromous Pacific Salmon introduction. The basic ground for the contemporary endemic fauna usage without the anthropogenic impact is suggested in conclusion.
About the Authors
G. N. MarkevichRussian Federation
Elisovo, Kamchatka territory, 684000
E. V. Esin
Russian Federation
Elisovo, Kamchatka territory, 684000; Moscow, 107140
V. N. Leman
Russian Federation
Moscow, 107140
K. V. Kuzishin
Russian Federation
Moscow, 119991
E. A. Shevliakov
Russian Federation
Petropavlovsk-Kamchatsky, 683000
References
1. Агарков А. Ю., Дмитриева Л. Я., Догановский А. М. Некоторые черты гидрологии Кроноцкого озера на Камчатке // Изв. ВГО. 1975. Т. 107. № 4. С. 352–357.
2. Аракельянц А. Д., Ткаченко О. В. Гидрологические характеристики Кроноцкого озера в начале XXI века // Вестн. МГУ. Сер. География. 2012. № 6. С. 77–83.
3. Бугаев В. Ф. Азиатская нерка. М.: Колос, 1995. 462 с.
4. Бугаев В. Ф. Кроноцкий тупик // Север. Пацифика. 2001. Т. 12. № 2. С. 105–110.
5. Бугаев В. Ф. Азиатская нерка-2 (биологическая структура и динамика численности локальных стад в конце XX – начале XXI вв.). Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2011. 380 с.
6. Бугаев В. Ф., Вахрин С. И. Кроноцкий тупик // Тихоокеан. вестн. 2001. Вып. 10. С. 35.
7. Бугаев В. Ф., Кириченко В. Е. Нагульно-нерестовые озера азиатской нерки (включая некоторые другие водоемы ареала). Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2008. 280 с.
8. Викторовский P. M. Механизмы видообразования у гольцов Кроноцкого озера. М.: Наука, 1978. 110 с.
9. Есин Е. В., Маркевич Г. Н. Гольцы рода Salvelinus азиатской части Северной Пацифики: происхождение, эволюция и современное разнообразие. Петропавловск- Камчатский: Камчатпресс, 2017. 188 с.
10. Каимов М. Г. Изменения видового состава ихтиофауны высокогорного озера Кезеной‐Ам (Эйзенам) // Вестн. ЧГУ. 2015. № 17. С. 132–134.
11. Каимов М. Г., Акимов А. М. Дополнение к видовому составу ихтиофауны высокогорного оз. Кезеной–Ам (Эйзенам) // Науч. исследования: от теории к практике. 2015. Т. 3. № 4 (5). С. 19–22.
12. Крогиус Ф. В., Крохин Е. М., Меншуткин В. В. Тихоокеанский лосось (нерка) в экосистеме оз. Дальнего (Камчатка). Л.: Наука, 1987. 200 с.
13. Крохин Е. М., Куренков И. И. Рыбохозяйственные исследования на Кроноцком озере в 1955 году // Фондовый отчет Камчатского отделения ТИНРО. 1956. 26 с.
14. Куренков С. И. Популяционная структура кокани Кроноцкого озера: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: МГУ, 1979. 22 с.
15. Куренков С. И. О буферной системе «проходная – пресноводная» форма нерки // Биологические проблемы Севера. Магадан: ИБПС АН СССР, 1983. C. 189–190.
16. Лепская Е. В., Пильганчук О. А. Кокани Кроноцкого озера. Возможность и необходимость биоманипуляций // Матер. II регион. науч.-практ. конф. «Особо охраняемые природные территории Камчатского края: опыт работы, проблемы управления и перспективы развития». Петропавловск-Камчатский, 2017. С. 145–147.
17. Маркевич Г. Н., Есин Е. В., Бусарова О. Ю. и др. Разнообразие носатых гольцов Salvelinus malma (Salmonidae) Кроноцкого озера (Камчатка) // Вопр. ихтиологии. 2017а. Т. 57. № 5. С. 521– 533.
18. Маркевич Г. Н., Есин Е. В., Салтыкова Е. А. и др. Новые эндемичные формы глубоководных гольцов рода Salvelinus (Salmonidae: Salmoniformes) из озера Кроноцкое, Камчатка // Биология моря. 2017б. Т. 43. № 3. С. 188–194.
19. Маркевич Г. Н., Лепская Е. В., Исаев В. А. и др. Природные условия, микрофлора и фауна Верхнеавачинских озер (Камчатка) // Изв. ТИНРО. 2011. Т. 164. С. 312–329.
20. Остроумов А. Г. Жилая нерка Oncorhynchus nerka kennerlyi (Suckley) в бассейне р. Воровской (западная Камчатка) // Вопр. ихтиологии. 1977. Т. 17. № 5 (100). С. 941–943.
21. Остроумов А. Г. Нерестовый фонд лососей рек юго-восточной Камчатки (от р. Горбуши до р. Авачи) // Арх. КамчатНИРО. 1981. № 4298. 81 с.
22. Павлов Д. С., Пахоруков А. М. Биологические основы защиты рыб от попадания в водозаборные сооружения. М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. 264 с.
23. Павлов Д. С., Скоробогатов М. А. Миграции рыб в зарегулированных реках. М.: Т-во науч. изданий КМК, 2014. 413 с.
24. Павлов Д. С., Лупандин А. И., Костин В. В. Покатная миграция рыб через плотины ГЭС. М.: Наука, 1999. 255 с.
25. Павлов С. Д., Сенчукова А. Л., Кузищин К. В. и др. Идентификация разных форм кроноцких гольцов и проходной мальмы (Salvelinus malma, Salmonidae) из реки Кроноцкая (Камчатка) по частотам микросателлитных (мст-) локусов // Матер. Междунар. конф. «Лососевые рыбы: биология, охрана и воспроизводство». Петрозаводск, 2017. С. 118–119.
26. Пичугин М. Ю., Маркевич Г. Н. Особенности раннего онтогенеза белого гольца Salvelinus malma (Salmonidae) Кроноцкого озера // Вопр. ихтиологии. 2018. Т. 58. № 5. С. 589–598
27. Самохвалов И. В. Особенности воспроизводства атлантического лосося (Salmo salar L.) в условиях зарегулированного стока реки Тулома (Мурманская область): Автореф. дис. … канд. биол. наук. Мурманск: ПИНРО, 2015. 24 с.
28. Стоклицкая Д. С., Зеленина Д. А., Маркевич Г. Н. и др. Происхождение и структура популяции симпатрических форм жилой нерки кокани озера Кроноцкое, Камчатка // Матер. конф. «Генетика популяций: прогресс и перспективы». Звенигород, 2017. С. 34–35.
29. Стрельников А. С., Терещенко В. Г., Стрельникова А. П. Анализ последствий массовой акклиматизации и саморасселения новых видов рыб и их влияние на аборигенную ихтиофауну в водоемах Балхашской зоогеографической провинции // Вестн. АГТУ. Сер. Рыб. хоз-во. 2016. № 3. С. 37–44.
30. Технический отчет о гидрологических работах на р. Кроноцкая. Фондовый архив Ленгидропроекта. 1968. 77 с.
31. Фортунатов М. А. Форели Севанского озера // Тр. Севан. озер. станции. 1927. Т. 1 (2). 135 с.
32. Экология озера Севан в период повышения его уровня. Результаты исследования Российско-армянской биологической экспедиции по гидроэкологическому обследованию озера Севан (Армения) (2005–2009 гг.). М.: Наука; ДНЦ, 2010. 375 с.
33. Arismendi I., Soto D., Penaluna B. et al. Aquaculture, non‐native salmonid invasions and associated declines of native fishes in Northern Patagonian lakes // Freshwater Biol. 2009. V. 54. № 5. P. 1135–1147.
34. Bailey R. M., Smith G. R. Origin and geography of the fish fauna of the Laurentian Great Lakes basin // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1981. V. 38. № 12. P. 1539–1561.
35. Bell M. C., Delacy A. C. A compendium on the survival of fish passing through spillways and conduits. Report Fish. Eng. Res. Program. Portland: Army Corps of Eng., 1972. 67 c.
36. Belousov A. B. Distribution and eruptive mechanism of maars in the Kamchatka Peninsula // Doklady Earth Sci. 2006. V. 406. № 1. P. 24–27.
37. Berg M. Salmon ladders in northern Norway // Can. Fish. Mar. Serv. Transl. 1973. V. 2446. № 67. P. 2–52.
38. Bickford S., Skalski J. R. Reanalysis and interpretation of 25 years of Snake–Columbia River juvenile salmonid survival studies // North Am. J. Fish Management. 2000. V. 20. P. 53–68.
39. Blackett R. F. Development and performance of an Alaska steep pass fishway for sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1987. V. 44. № 1. P. 66–76.
40. Blanchet S., Loot G., Grenouillet G. et al. Competitive interactions between native and exotic salmonids: a combined field and laboratory demonstration // Ecol. Freshwater Fish. 2007. V. 16. № 2. P. 133–143.
41. Blumm M. C., Erickson A. B. Dam removal in the Pacific Northwest: Lessons for the nation // Environ. Law. 2012. V. 42. № 4. P. 1043–1100.
42. Bogdanowicz W., Rutkowski R., Gabrielyan T. et al. Fish introductions in the former Soviet Union: The Sevan trout (Salmo ischchan) – 80 years later // PloS Оne. 2017. V. 12. № 7. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0180605.
43. Bouck G. R., Smith S. D. Mortality of experimentally descaled smolts of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) in fresh and salt water // Trans. Amer. Fish. Soc. 1979. V. 108. P. 67–69.
44. Braitseva O.A, Melekestsev I. V., PonomarevaV.V. et al. Ages of calderas, large explosive craters and active volcanoes in the Kuril–Kamchatka region, Russia // Bull. Volcanol. 1995. V. 57. № 6. P. 383–402.
45. Brett J. R. The swimming energetics of salmon // Sci. American. 1965. V. 213. № 2. P. 80–87.
46. Brett J. R., Glass N. R. Metabolic rates and critical swimming speeds of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in relation to size and temperature // J. Fish. Board Canada. 1973. V. 30. № 3. P. 379–387.
47. Brown R. S., Ahmann M. L., Trumbo B. et al. Fish–protection: cooperative research advances fish–friendly turbine design // HydroRev. 2012. V. 31. P. 1–6.
48. Burger C. V., Scribner K. T., Spearman W. J. et al. Genetic contribution of three introduced life history forms of sockeye salmon to colonization of Frazer Lake, Alaska // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 2000. V. 57. № 10. P. 2096–2111.
49. Burgner R. L. Life history of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Pacific salmon life histories / Eds. C. Groot, L. Margolis. Vancouver: UBC Рress, 1991. P. 3–117.
50. Clay C. H. Design of fishways and other fish facilities. Boca Raton (Florida): Lewis, USA; CRC Press Publ., 1995. 248 p.
51. Crawford S. S. Salmonine introductions to the Laurentian Great Lakes: an historical review and evaluation of ecological effects // Can. Spec. Publ. Fish. Aquat. Sci. 132. Ottawa: NRC Res. Press, 2001. 205 p.
52. Crowl T. A., Townsend C. R., McIntosh A. R. The impact of introduced brown and rainbow trout on native fish: the case of Australasia // Rev. Fish Biol. Fisheries. 1992. V. 2. № 3. P. 217–241.
53. Eiler J. H., Nelson B. D., Bradshaw R. F. Riverine spawning by sockeye salmon in the Taku River, Alaska and British Columbia // Transact. Am. Fish. Soc. 1992. V. 121. № 6. P. 701–708.
54. Ferguson J. W., Matthews G. M., McComas R.L. et al. Passage of adult and juvenile salmon through federal Columbia River power system dams // NOAA Tech. Mem. NMFS–NWFSC. 2004. V. 64. 203 p.
55. Foote C. J., Larkin P. A. The role of male choice in the assortative mating of anadromous and non–anadromous sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Behavior. 1988. V. 106. № 1. P. 43–61.
56. Garrison L. A., Fisher R. K., Sale M. J. et al. Application of biological design criteria and computational fluid dynamics to investigate fish survival in Kaplan turbines. HydroVision. Кansas: HCI Publ., 2002. P. 1–11.
57. Glass C. An Evaluation of the Reintroduction of Atlantic Salmon to Lake Ontario and its Tributaries. Ontario, Canada: Waterloo, 2010. 91 p.
58. Godbout L., Wood C. C., Withler R. E. et al. Sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) return after an absence of nearly 90 years: a case of reversion to anadromy // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 2011. V. 68. № 9. Р. 1590–1602.
59. Goodier J. L. Native lake trout (Salvelinus namaycush) stocks in the Canadian waters of Lake Superior prior to 1955 // Ibid. 1981. V. 38. P. 1724–1737.
60. Gowans A. R.D., Armstrong J. D., Priede I. G. Movement of Atlantic salmon in relation to a hydroelectric dam and fish ladder // Fish Biol. 1999. V. 54. P. 713–726.
61. Hall J. L., Wissmar R. C. Habitat factors affecting sockeye salmon redd site selection in off–channel ponds of a river floodplain // Trans. Am. Fish. Soc. 2004. V. 133. № 6. P. 1480–1496.
62. Hemstrom W., van de Wetering S., Banks M. Fish ladder installation across a historic barrier asymmetrically increased conspecific introgressive hybridization between wild winter and summer run steelhead salmon in the Siletz River, Oregon // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 2018. V. 75 (9). P. 1383–1392.
63. Herre A. W. The fishes of Lake Lanao: a problem in evolution // Am. Naturalist. 1933. V. 68. P. 154–162.
64. Hinch S. G., Bratty J. Effects of swim speed and activity pattern on success of adult sockeye salmon migration through an area of difficult passage // Trans. Am. Fish. Soc. 2000. V. 129. № 2. P. 598–606.
65. Ismail G. B., Sampson D. B., Noakes L. G. The status of Lake Lanao endemic cyprinids (Puntius species) and their conservation // Environ Biol. Fishes. 2014. V. 97. № 4. P. 425–434.
66. Jensen A. J., Heggberget T. G., Johnsen B. O. Upstream migration of adult Atlantic salmon, Salmo salar L., in the River Vefsna, northern Norway // J. Fish Biol. 1986. V. 29. № 4. P. 459–465.
67. Johnson J. H., Wedge L. R. Interspecific competition in tributaries: prospectus for restoring Atlantic salmon in Lake Ontario // Great Lakes Res. Rev. 1999. V. 4. № 2. P. 11–17.
68. Katopodis C., Williams J. G. The development of fish passage research in a historical context // Ecol. Engineering. 2012. V. 48. P. 8–18.
69. Kitano S., Hasegawa K., Maekawa K. Evidence for interspecific hybridization between native white‐spotted charr Salvelinus leucomaenis and non‐native brown trout Salmo trutta on Hokkaido Island, Japan // J. Fish Biol. 2009. V. 74. № 2. P. 467– 473.
70. Korsu K., Huusko A., Muotka T. Invasion of north European streams by brook trout: hostile takeover or preadapted habitat niche segregation? // Biol. Invasions. 2010. V. 12. P. 1363–1375.
71. Krueger C. C., May B. Ecological and genetic effects of salmonid introductions in North America // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1991. V. 48. № S1. P. 66–77.
72. Kyle G. B., Koenings J. P., Barrett B. M. Density-dependent, trophic level responses to an introduced run of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) at Frazer Lake, Kodiak Island, Alaska // Ibid. 1988. V. 45. № 5. P. 856–867.
73. Laine A., Jokivirta T., Katopodis C. Atlantic salmon, Salmo salar L., and sea trout, Salmot rutta L., passage in a regulated northern river fishway efficiency, fish entrance and environmental factors // Fish. Management Ecol. 2002. V. 9. № 2. P. 65–77.
74. Larson G. L., Moore S. E. Encroachment of exotic rainbow trout into stream populations of native brook trout in the southern Appalachian Mountains // Trans. Am. Fish. Soc.1985. V. 114. № 2. P. 195–203.
75. Macchi P. Macchi P. J., Cussac V. E. et al. Predation relationships between introduced salmonids and the native fish fauna in lakes and reservoirs in northern Patagonia // Ecol. Freshwater Fish. 1999. V. 8. № 4. P. 227–236.
76. Markevich G. N., Esin E. V., Anisimova L. A. Basic description and some notes on the evolution of seven sympatric morphs of Dolly Varden Salvelinus malma from the Lake Kronotskoe Basin // Ecol. Evolution. 2018. V. 8. № 5. P. 2554–2567.
77. McDowall R. M. Crying wolf, crying foul, or crying shame: alien salmonids and a biodiversity crisis in the southern cool–temperate galaxioid fishes? // Rev. Fish Biol. Fisheries. 2006.V. 16. № 3–4. P. 233– 422.
78. Metsker H. E. Fish versus culverts: some considerations for resource managers. Engineering Techn. Report 7700–5. Ogden, Utah: USDA, Forest service, 1970. 312 p.
79. Middleton A. D., Morrison T. A., Fortin J. K. et al. Grizzly bear predation links the loss of native trout to the demography of migratory elk in Yellowstone //Proc. Royal Soc. London B. Biol. Sci. 2013. V. 280. № 1762. Doi 10.1098/rspb.2013.0870
80. Mills E. L., Leach J. H., Carlton J. T. et al. Exotic species and the integrity of the Great Lakes //BioSci. 1994. V. 44. № 10. P. 666–676.
81. Monk B., Weaver D., Thompson C. et al. Effects of flow and weir design on the passage behavior of American shad and salmonids in an experimental fish ladder // North Am. J. Fish. Management. 1989. V. 9. № 1. P. 60–67.
82. Muir A. M., Hansen M. J., Bronte C. R. et al. If Arctic charr Salvelinus alpinus is “he most diverse vertebrate”, what is the Lake charr Salvelinus namaycush? // Fish Fisheries. 2016. V. 17. № 4. P. 1194–1207.
83. Muir W. D., Smith S. G., Williams J.G. et al. Survival of juvenile salmonids passing through bypass systems, turbines, and spillways with and without flow deflectors at Snake River dams //North Am. J. Fish. Management. 2001. V. 21. № 1. P. 135– 146.
84. Myers G. S. The endemic fish fauna of Lake Lanao, and the evolution of higher taxonomic categories // Evolution. 1960. V. 14. P. 323–333
85. Nelson J. S. Distribution and nomenclature of North American kokanee, Oncorhynchus nerka // J. Fish. Board Canada. 1968. V. 25. № 2. P. 409–414.
86. Noakes D. J., Beamish R. J., Kent M. L. On the decline of Pacific salmon and speculative links to salmon farming in British Columbia // Aquaculture. 2000. V 183. P. 363–386.
87. Noonan M. J., Grant J. W.A., Jackson C. D. A quantitative assessment of fish passage efficiency // Fish Fisheries. 2012. V. 13. № 4. P. 450–464.
88. Olsen J. B., Wenburg J. K., Pavey S. A. et al. The Time of origin and genetic diversity of three isolated kokanee populations in Southwest Alaska // Trans. Am. Fish. Soc. 2017. V. 146. № 6. P. 1212–1222.
89. Ricciardi A. Patterns of invasion in the Laurentian Great Lakes in relation to changes in vector activity // Diversity Distributions. 2006. V. 12. № 4. P. 425–433.
90. Richmond M. C., Serkowski J. A., Ebner L. L. et al. Quantifying barotrauma risk to juvenile fish during hydro–turbine passage // Fish. Res. 2014. V. 154. P. 152–164.
91. Ricker W. E. «Residual» and kokanee salmon in Cultus lake // J. Fish. Board Canada. 1938. V. 4. № 3. P. 192–218.
92. Rosagaron R. P. Lake Lanao: Its past and present status. Marawi City: College of Fisheries: Mindanao State Univeristy, 2001. 187 p.
93. Rosenthal H. Implications of transplantations to aquaculture and ecosystems // FAO Tech. Conference on Aquaculture. Kyoto, Japan, 1976. P. 127–136.
94. Ruggles C. P., Murray D. G. A review of fish response to spillways // Can. Tech. Report Fish. Aquatic Sci. 1983. № 1172. 78 p.
95. Ruzycki J. R., Beauchamp D. A., Yule D. L. Effects of introduced lake trout on native cutthroat trout in Yellowstone Lake // Ecol. Application. 2003. № 13. P. 23–37.
96. Schilt C. R. Developing fish passage and protection at hydropower dams // Applied Animal Behavior Sci. 2007. V. 104. № 3. P. 295–325.
97. Taylor E. B., McPhail J. D. Prolonged and burst swimming in anadromous and freshwater three–spine stickleback, Gasterosteus aculeatus // Can. J. Zool. 1986. V. 64. № 2. P. 416–420.
98. Thomson J. A trout trip to St. Ignace Island. Fishing with the fly: sketches by lovers of the art with illustrations of standard flies. Manchester: C. F. Orvis, 1883. 299 p.
99. Tronstad L. M., Hall R. O., Jr., Koel T. M. et al. Introduced lake trout produced a four–level trophic cascade in Yellowstone Lake // Trans. Am. Fish. Soc. 2010. V. 139. № 5. P. 1536–1550.
100. Urawa S., Kaeriyama M. Temporary residence of precocious sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) in the ocean // Bull. Nat. Salmon Res. Center. 1999. V. 2. P. 9–13.
101. Van Kirk R. W., Battle L., Schrader W. C. Modelling competition and hybridization between native cutthroat trout and nonnative rainbow and hybrid trout // J. Biol. Dynamics. 2010. V. 4. № 2. P. 158–175.
102. Verspoor E. Widespread hybridization between native Atlantic salmon, Salmo salar, and introduced brown trout, S. trutta, in eastern Newfoundland // J. Fish Biol. 1988. V. 32. № 3. P. 327–334.
103. Waters T. F. Replacement of brook trout by brown trout over 15 years in a Minnesota stream: production and abundance // Trans. Am. Fish. Soc. 1983.V. 112. № 2A. P. 137–146.
104. Whitney R. R., Calvin L. D., Erho M. W. et al. Downstream passage for salmon at hydroelectric projects in the Columbia River Basin: development, installation, and evaluation // Tech. Report. Independent Sci. Group. 1997. V. 97 (15). Р. 6–9.
105. Wood C. C., Foote C. J. Genetic differences in the early development and growth of sympatric sockeye salmon and kokanee (Oncorhynchus nerka), and their hybrids // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1990. V. 47. № 11. P. 2250–2260.
106. Wood C. C., Foote C. J. Evidence for sympatric genetic divergence of anadromous and nonanadromous morphs of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) // Evolution. 1996. V. 50. № 3. P. 1265–1279.
107. Wurstbaugh W. A., Tapia R. A. Mass mortality of fishes in lake Titicaca (Peru–Bolivia) associated with the protozoan parasite Ichthyophthirius multifiliis // Trans. Am. Fish. Soc. 1988. V. 117. № 2. P. 213–217.
108. Zwirn M. M., Pinsky G. R. Angling ecotourism: Issues, guidelines and experience from Kamchatka // J. Ecotourism. 2005. V. 4. № 1. C. 16–31.
Review
For citations:
Markevich G.N., Esin E.V., Leman V.N., Kuzishin K.V., Shevliakov E.A. FISHERY DEVELOPMENT PROSPECTS IN THE LAKE KRONOTSKOE BASIN, KAMCHATKA PENINSULA. Problems of Fisheries. 2019;20(1):5-22. (In Russ.)