Аномалии температуры поверхности воды в западной части северной Пацифики — потенциальный климатический предиктор прогнозирования численности тихоокеанских лососей Камчатки

В работе представлен анализ взаимосвязи изменчивости аномалии температуры поверхности воды (аТПМ/аТПО) в районах осенне-зимних миграций молоди тихоокеанских лососей Восточной и Западной Камчатки с динамикой численности уловов их производителей. Ряды наблюдений включают период 1971–2020 гг. Полигон сбора данных аТПМ/ аТПО охватывает акватории западной части Берингова моря, южной части Охотского моря и северо-западной части Тихого океана. Результаты исследований показали, что в зонах массового нагула молоди горбуши, кеты и нерки показатели аТПМ/аТПО имеют устойчивую взаимосвязь с численностью уловов этих видов. Большинство достоверных связей обозначено умеренными коэффициентами корреляций на уровне r = 0,30–0,60. Закономерность прослеживается для всех видов лососей на значительной части рассматриваемой акватории в осенний период (сентябрь-октябрь). В зимний период взаимосвязь наблюдается значительно реже. Предлагается использовать накопленные ряды аТПМ/аТПО для многомерного моделирования прогнозов возвратов тихоокеанских лососей Камчатки. В качестве основных моделей планируется включение этих данных в базы общей регрессионной модели (ОРМ) и Random Forest. Основным объектом прогнозирования будет горбуша Восточной и Западной Камчатки. Кроме того, оперативно получаемые данные аТПМ/аТПО в осенний период года предшествующего году промысла, позволят использовать этот показатель в качестве индикаторной информации, характеризующей условия нагула молоди лососей.

1. Бирман И.Б. Морской период жизни и вопросы динамики численности стада тихоокеанских лососей: монография. М.: Агропромиздат, 1985. 208 с.

2. Бугаев А.В., Тепнин О.Б. Оценка влияния некоторых климатических факторов на численность азиатских стад горбуши и кеты // Изв. ТИНРО. 2011. Т. 166. С. 67–87.

3. Бугаев А.В., Тепнин О.Б. Продуктивность тихоокеанских лососей: влияние термических условий вод в период первой зимы в бассейне Северной Пацифики // Труды ВНИРО. 2015. Т. 158. С. 89–111.

4. Бугаев А.В., Тепнин О.Б., Рад ченко В.И. Климатическая изменчивость и продуктивность тихоокеанских лососей Дальнего Востока России // Иссл. водн. биол. ресурсов Камчатки и Сев.-Зап. Части Тихого океана. 2018. Вып. 49. С. 5–50.

5. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка (пресноводный период жизни, структура локальных стад, динамика численности): монография. М.: Колос, 1995. 464 с.

6. Бугаев В.Ф. Азиатская нерка — 2 (биологическая структура и динамика численности локальных стад в конце XX — начале XXI вв.): монография. Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2011. 380 с.

7. Заварина Л.О. Биология и динамика численности кеты Oncorhynchus keta северовосточного побережья Камчатки: Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: ВНИРО, 2008. 25 с.

8. Кляшторин Л.Б., Любушин А.А. Циклические изменения климата и рыбопродуктивности: монография. М.: ВНИРО, 2005. 235 с.

9. Котенев Б.Н., Богданов М.А., Кровнин А.С., Мурый Г.П. Изменения климата и динамика вылова дальневосточных лососей // Вопр. промысловой океанологии. 2010. Вып. 7. № 1. С. 60–92.

10. Котенев Б.Н., Кровнин А.С., Кловач Н.В., Мордасова Н.В., Мурый Г.П. Влияние климатоокеанологических факторов на состояние основных запасов горбуши в 1950–2015 гг. // Труды ВНИРО. 2015. Т. 158. С. 143–161.

11. Макоедов А.Н., Коротаев Ю.А., Антонов Н.П. Азиатская кета: монография. Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО, 2009. 356 с.

12. Фельдман М.Г. Использование метода случайных лесов деревьев решений Random Forest в целях прогнозирования подходов восточнокамчатской горбуши // Иссл. водн. биол. ресурсов Камчатки и Сев.-Зап. Части Тихого океана. 2020. Вып. 59. С. 76–96.

13. Фельдман М.Г., Шевляков Е.А. Выживаемость камчатской горбуши как результат совокупного воздействия плотностной регуляции и факторов внешней среды // Изв. ТИНРО. 2015. Т. 182. С. 88–114.

14. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах: монография. Владивосток: ТИНРОЦентр, 2008. Т. 1. 481 с.

15. Шунтов В.П., Темных О.С. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах: монография. Владивосток: ТИНРОЦентр, 2011. Т. 2. 473 с.

16. Beverton R.J.H., Holt S.J. Dynamics of exploited fish population // Fish. Invest. 1957. Ser. II. № 19. 533 p.

17. Breiman L. «Random Forests» // Machine Learning. 2001. № 45 (1). P. 5–32.

18. Bugaev A.V., Tepnin O.B. Estimation of influence of some climatic factors on the abundance of Asian pink and chum salmon // NPAFC, Technical report. 2012. № 8. P. 103–106.

19. Bugaev A.V., Tepnin O.B., Myers K.W. Correlation between winter sea surface temperatures in the north Pacific ocean and continental-scale commercial catches of pacific salmon, 1983–2013 // NPAFC, Bull. 2016. № 6. P. 189–205.

20. Bugaev A.V., Tepnin O.B., Radchenko V.I. Climate Change and Pacific Salmon Productivity on the Russian Far East // NPAFC, Technical report. 2018. № 11. P. 73–79.

21. Kaplan A., Cane M., Kushnir Y., Clement A., Blumenthal M., Rajagopalan B. Analyses of global sea surface temperature 1856–1991 // J. of Geophysical Research. 1998. № 103. P. 18567–18589.

22. Neter J., Wasserman W., Kutner M.H. Applied linear statistical models: regression, analysis of variance, and experimental designs (3rd ed.). Burr Ridge: Irwin, 1990. 1181 с.

23. Parker D.E., Jones P.D., Folland C.K., Bevan A. Interdecadal changes of surface temperature since the late nineteenth century // J. Geophys. Res. 1994. № 99. P. 14373–14399.

24. Peterman R.M. Model of salmon age structure and its use in preseason forecasting and studies of marine survival // Canadian J. of Fisheries and Aquatic Sciences. 1982. № 39. P. 1444– 1452.

25. Reynolds R.W., Smith T.M. Improved global sea surface temperature analyses // J. Climate. 1994. № 7. P. 929–948.

26. Ricker W. Stock and recruitment // J. of the fisheries research board of Canada. 1954. V. 11. № 5. P. 559–623.

27. Shepherd J.G. A family of general production curves for exploited populations // Math. Biosci. 1982. V. 59. P. 77–93.

28. Story of International Year of the Salmon: concept to lunch // NPAFC, Technical report. 2017. № 10. 142 p.

29. The ocean ecology of pacific salmon and trout / Ed. R.J. Beamish. American Fisheries Society, Bethesda, Maryland, 2018. 1147 p.

30. Urawa S., Irvine J.R., Kim J.K. et al. Forecasting Pacific Salmon Production in a Changing Climate: A Review of the 2011–2015 NPAFC Science Plan // NPAFC, Bull. 2016. № 6. P. 501–534.