Популяция каспийского тюленя как индикатор динамики природных и антропогенных процессов в Каспийском море

Размещено на http://www.allbest.ru/

Популяция каспийского тюленя как индикатор динамики природных и антропогенных процессов в Каспийском море

Абдуллазаде А.И.

студентка 4 курса, факультета Географии, Бакинский государственный университет (г. Баку, Азербайджанская Республика)

Научный руководитель:

Ракчеева-Актопрак И.Ф.

старший преподаватель кафедры Физической географии Бакинский государственный университет (г. Баку, Азербайджанская Республика)

Аннотация

Статья рассматривает историю и современное состояние популяции Каспийского тюленя - единственного морского млекопитающего на Каспии, уникальный эндемичный вид, который занесен в Красную книгу. Каспийский тюлень находится на вершине трофической пирамиды Каспия и потому является верным индикатором всех процессов, происходящих в экосистеме. В статье анализируются причины критического сокращения популяции, научные программы по изучению вида, а также приводятся рекомендации по повышению эффективности охранных мероприятий, в том числе с помощью БПЛА (дрон) и компьютерных приложений для морской навигации.

Ключевые слова: каспийская нерпа, программы изучения каспийского тюленя, охрана Каспийского тюленя, факторы, влияющие на популяцию тюленя.

Abstract

Abdullazade A.I.

Baku State University (Baku, Republic of Azerbaijan)

Scientific advisor:

Rakcheeva-Aktoprak I.F.

Baku State University (Baku, Republic of Azerbaijan)

POPULATION OF CASPIAN SEAL AS INDICATOR OF DYNAMICS OF NATURAL & ANTHROPOGENIC PROCESSES IN CASPIAN SEA

The article examines the history and current state of the population of the Caspian seal - the only marine mammal in the Caspian Sea, a unique endemic species that is listed in the Red Book. The Caspian seal is located at the top of the trophic pyramid of the Caspian Sea and therefore is a true indicator of all processes occurring in the ecosystem. The article analyzes the reasons for the critical population decline, scientific programs for the study of the species, and also provides recommendations for improving the effectiveness of security measures, including using UAVs (drones) and computer applications for marine navigation.

Keywords: Caspian seal, Caspian seal study programs, Caspian seal conservation, factors affecting the seal population.

Каспийская нерпа (Pusa caspica) типичный представитель семейства Настоящие тюлени (Phocidae) рода Нерпы (Pusa), его отличительной особенностью является то, что животное можно встретить только в Каспийском море; изредка встречается в авандельте, а иногда и в протоках, куда заходит весной, следуя за косяками рыб, идущих на нерест в рукава Волги. Их также можно встретить на Обжоровском и Дамчикском участках Астраханского биосферного заповедника. Для животного характерна сезонная миграция: так, в холодное время года основная популяция сосредоточена в Северном Каспии, а в теплое время года тюлени мигрируют в Средний и Южный Каспий разреженными немногочисленными группами. Каспийская нерпа (Pusa caspica) отличается низкой скоростью размножения, за год самка способна родить только одного детеныша, периодичность размножения составляет 2-3 года, а половой зрелости особи достигают в 5-7 лет, что негативно влияет на самовоспроизведение особей в популяциях [1].

В ХХ веке наблюдалось устойчивое снижение численности каспийского тюленя, обусловленное естественными причинами и техногенными факторами. К таким причинам относятся сокращение кормовых запасов, интенсивный промысел тюленей, болезни, неблагоприятная ледовая обстановка в период размножения, погодные условия в период миграции, попадание в рыбные сети. Этот вид был занесен в Красные книги Азербайджана (1993) и Туркменистана (2011), а по приказу Минприроды РФ от 24.03.2020 г. каспийский тюлень занесён в Красную книгу РФ. Ему была присвоена категория статуса редкости - «редкие», куда относят таксоны с естественной невысокой численностью, встречающиеся на ограниченной территории (или акватории), для выживания которых необходимо принятие специальных мер. Также установлен статус угрозы исчезновения - «уязвимые». Такой охранный статус присваивается биологическим видам, которые находятся под риском стать вымирающими. Они нуждаются в мониторинге численности и темпа размножения, а также в мерах, способствующих сохранению их среды обитания.

Точная статистика поголовья каспийского тюленя в ХХ веке не велась по разным причинам, несмотря на большое промысловое значение. Нам удалось найти некоторые статистические данные, которые отражены на Рисунках 1 и 2.

В начале XX века в Каспийском море обитало до 1 миллиона тюленей. К 1989 году численность сократилась до 400 тысяч особей, в 2005 -- до 110 тысяч, в 2008 -- 100 тысяч, в 2019 -- 43-66 тысяч [4].

Рис. 1. Динамика численности популяции каспийского тюленя, тыс. (расчет для всей акватории Северного, Среднего и Южного Каспия; составлена Абдуллазаде А.И. по материалам [4])

каспийский тюлень популяция охрана

В начале 80-х годов прошлого века в туркменской части Каспийского моря обитало до 15 тысяч особей, большинство на острове Огурчинский. В 2007 году сотрудники Национального института пустынь, растительного и животного мира Министерства охраны природы Туркменистана по результатам проведенных полевых экспедиций оценили численность тюленя всего в 1 тысячу особей. В 2011 году на острове Огурчинском (где летом сосредоточено большая часть тюленей в туркменском секторе Каспия) - было всего около 500 особей.

Рисунок 2. Динамика численности касинйскг ієни в Туркменской части Каспийского моря. (Составлена Аодуллазаде А.И. [4]).

Комплексные наблюдения на Каспии велись в СССР систематически до 1990-ых годов по обширной программе. После перерыва, связанного с политическими и экономическими изменениями в Каспийском регионе, научные исследования и экспедиции получили новый размах в рамках совместных каспийских проектов. В 2019 году РФ инициирована пятилетняя казахстанско - российская «Программа изучения каспийского тюленя в Северном Каспии». Программа разработана на основе Конвенции о правовом статусе Каспийского моря, подписанной в 2018 года в Актау. Реализация Конвенции, направленная на развитие и расширение сотрудничества между государствами Каспийского региона, способствует мирному использованию Каспийского моря, устойчивому использованию его ресурсов, а также изучению, охране и сохранению его природной среды. Так, в XXI в. в ходе дистанционных исследований 2012, 2020 и 2021 годов были проанализированы размер популяции тюленей и ежегодное количество детенышей [2].

Одной их наиболее обширных и систематических программ является ежегодная, начиная с 2005 года, Программа мониторинга численности каспийского тюленя, проводимая компанией NCOC (North Caspian Operating Company N.V.). В 2021 году наблюдения проводились с ледоколов и при помощи вертолетной аэросъемки. Данные мониторинга отображены в таблице 1 [2].

Таблица 1. Результаты мониторинга популяции каспийского тюленя 2012 - 2021 гг. [2]

Среднегодовая численность щенков тюленей за последнее десятилетие составляет 59 070 особей; средняя общая численность популяции составляет 286 200 видов. Из данных таблицы 1 можно сделать вывод, что наблюдается рост как численности детенышей (с 56,7 тыс. особей в 2012 г. до 62, 260 особей к 2021 г.), так и общей численности популяции (с 274,7 тыс. особей в 2012 г. до 302 тыс. особей в 2021 г.). Среднегодовой прирост каспийского тюленя в последнее десятилетие составляет около 1% [2].

Что касается отдельных конкретных случаев, то, по мнению ученых, причиной массовой гибели тюленей в Каспийском море в 2000 и 2022 г.г мог стать также выброс природного газа, который в основном содержит метан [12]. Природный газ выходит со дна Каспия в результате различных сейсмических подвижек, толчков, приводящих к появлению микротрещин и разломов. Он плохо растворяется в воде и поднимается на поверхность. Если в определенный момент в воздухе его было достаточно много, то это могло привести к острой гипоксии, угнетению ЦНС и летальному параличу респираторного центра животного [5]. Особенно высокая концентрация выходов газа - «газовых труб» - была обнаружена в ходе высокочастотного профилирования вдоль побережья Дагестана и Северного Азербайджана с максимумом плотности в локальном районе юго-восточнее г. Дербент. Наблюдаемые в этом районе серии разрывных нарушений приурочены к оси растяжения Дербентского прогиба. Анализ воды и донных осадков в местах выхода «труб» показал наличие высоких концентраций железа, тяжёлых металлов (Pb, Cu, Cd, Zn и др.), а также нефтепродуктов, что указывает на постоянную флюидную активность этих структур. Однако в случае сейсмических толчков силой свыше 4 баллов эта активность может лавинообразно нарастать, приводя к залповым выбросам природного газа и локальной разгрузке напорных пластовых флюидов [5].

Климатические изменения, в отличие от сейсмических, не такие быстрые по проявлению, но при этом не менее сильные. Наблюдаемое глобальное потепление климата приводит к сокращению ледового покрова, изменению параметров ледостава, что несет угрозу существованию вида и особенно ярко наблюдается в Северном Каспии. Потепление климата (за отрезок времени с 1941 по 1977 гг. температура воздуха над северной частью моря повысилась на 0,6-0,8°С, а зимняя на 2°С) отражается на ледовитости Северного Каспия, которая за период 1941-1982 гг. уменьшилась на 11%, и эта тенденция сохраняется [13].

Так, за период исследований 2015 -2020 гг. экстремально теплые для размножения каспийского тюленя зимы повторились через 4 года - зима 20152016 гг. и зима 2019-2020 гг. В зиму 2015-2016 гг. в среднемноголетний период, когда все самки должны были ощениться 15 -25 февраля, максимальная площадь льда составляла всего 37-20 % от площади Северного Каспия, соответственно зона устойчивого ледового покрова при этом сократилась до узкой прибрежной полосы северо-востока моря. Еще более неблагополучный для размножения тюленей ледовый покров отмечался в зиму 2019 -2020 гг. В итоге происходит снижение воспроизводства исчезающего вида, что на фоне увеличения негативного воздействия антропогенных факторов особенно опасно для его существования. [13]

Рисунок 3. Районы размножения каспийского тюленя в различные по состоянию ледового покрова зимы (Norwegian Journal of Development of the International Science #85/2022)

В мягкую зиму тюлени концентрируются на самом востоке Северного Каспия. В умеренную - места размножения тюленей располагаются в районе Уральской Бороздины, к северо-востоку от границы между Северным и Средним Каспием. В более суровые зимы- расширяются в южном и западном направлении, но ограничиваясь в целом Северным Каспием. Таким образом, расположение зимних лежбищ тюленей имеет зависимость от площади ледового покрова, характерного для разных типов зим. Стоит также учесть, что в течение зимы под воздействием ветра происходит многократный взлом припая, подвижка льда, дрейф и образование полыней [13].

В статье Мамедовой Х. были рассмотрены данные результатов замера уровня моря и параметров ледового покрова с 1980 по 2016 гг. Автор приходит к выводу, начиная с 2010 года, в последние годы происходит резкое падение уровня моря и сокращение толщины льда, даты появления первых ледовых явлений и установления устойчивого льда в последние десятилетия отмечаются позже - часто сроком на 1 месяц и более, а очищения моря ото льда раньше, увеличивается повторяемость умеренных и мягких зим в последние десятилетия. Так, если в 1988 г ледообразование началось в конце октября, то в 2015 - в начале января. Изменения температуры воздуха можно принять за основную причину изменения ледового режима [8].

Из антропогенных факторов возможной гибели тюленей можно отметить отравление токсикантами (тяжёлыми металлами, ПХБ, пестицидами, нефтью и т. д.). Особи, наиболее чувствительные ккакому-то токсико-патологическому фактору, в загрязнённых человеком водоёмах отсеиваются. Они меньше других оставляют потомства или совсем его не оставляют. Таким образом, сами по себе хронические токсикозы не приводят к одномоментной массовой гибели в популяции, становясь фактором, снижающим сопротивляемость и устойчивость организма, что в определённой степени повышает вероятность более тяжёлого течения любого заболевания и его летальный исход [5]. Гибель тюленей может быть также вызвана их приловом на рыбных промыслах, например, траловом промысле кильки либо на нелегальном браконьерском промысле осетровых ставными сетями [14].

В ходе геологоразведочных работ или военной деятельности, подводная ударная волна может привести к переломам костей черепа и осевого скелета, отпечаткам рёбер на лёгких, кровоизлиянии в среднем ухе и головном мозге и другим признакам контузии [5].

Каспийские тюлени рождаются и спариваются на зимнем ледяном поле, которое формируется на мелководье северного Каспийского моря в январе- марте. Этот район пересекается с несколькими крупными нефтяными месторождениями, включая Кашаган в казахстанском секторе, который был открыт в 2000 году и введен в эксплуатацию в октябре 2016 года. Морские установки поддерживаются судами, перевозящими припасы и отходы (в основном сточные воды) по маршруту протяженностью 300 км между искусственными островами и портом Баутино. В ледовый сезон суда пересекают участки льда, образующие места размножения каспийского тюленя. Прохождение ледокольных судов зимой может разрушить места рождения, отверстия для доступа к воде, следы тюленей и укрытия для детенышей, и эти элементы заменяются битым льдом или открытой водой. Фрагментированные среды обитания могут представлять для детенышей опасности, вызывающие дезориентацию, стресс, повышенную потребность в энергии, и риск переохлаждения.

Ниже приводятся некоторые результаты большой научно - исследовательской программы на Каспии. Данные, определяющие коридор транзита судов, были получены из записей Agip KCO о местонахождении судов с помощью GPS, а также из местоположений GPS, зарегистрированных исследовательскими группами во время наблюдательных проходов. Эти местоположения GPS использовались для создания минимального выпуклого многоугольника, определяющего протяженность распределения ледоколов в каждый год, с использованием программного обеспечения ArcGIS. Разграничение районов гнездования в каждом году и участков с численностью>5 детенышей/км2 было получено по результатам авиаучетов, проведенных в период пика детенышей с середины-конца февраля 2005-2012 гг. [15].

В рамках данной программы также велись полевые исследования с судов. Наблюдения с мостика, который для всех судов находился на высоте ~ 15 м над уровнем льда, по 1-2 наблюдателя с каждого борта.

Рис. 4. Карты, показывающие перекрытие позиций ледокола, зафиксированных во время съемок, и распределение плотности детенышей тюленей в разные годы исследования ледокола. Данные о распределении детенышей по данным аэрофотосъемки (Harkonen et al., 2008, Дмитриева, 2013); данные коридора ледокола из данных GPS, зарегистрированных на борту ледоколов.

Столкновения судов с тюленями и их прохождение через ледовую среду обитания документировались с помощью серий цифровых фотографий, цифровых диктофонов, контрольных листов и записных книжек. Расстояние от тюленей до мостика регистрировали с помощью лазерных дальномеров или оценивали визуально для тюленей на расстоянии <30 м от корабля или в темное время суток. Когда это было возможно, ручные устройства GPS использовались для записи путевых точек столкновения судов и тюленей, траекторий движения судов, скорости и курса судов. Все данные были собраны в электронные таблицы вместе со ссылками на фотографии. Всего зарегистрировано 674 встречи с тюленями были собраны для анализа. Когда судно приближалось к паре мать-детеныш, обычно мать отходила от судна, а детеныш пытался следовать за ним. Места для детенышей обычно располагаются на льду толщиной не менее 20 см, который в естественных условиях должен оставаться неповрежденным до конца лактационного периода. Прохождение судов может разрушить места рождения, отверстия для доступа к воде, следы тюленей и укрытия для детенышей. Теоретически судовые каналы могут принести и пользу тюленям, создавая проходы в ледяное поле и расширяя доступ к местам обитания детенышей. Однако тюлени, на краю таких искусственных путей, уязвимы для столкновений судов, ледохода и повторяющихся волнений.

В период исследования через основной район размножения за сезон проходило как минимум около 100 судов (в среднем 2,4 судна в день). 674 столкновения судов с тюленями за 39 проходов (от 0 до 357 за проход), наблюдаемые в этом исследовании, позволяют предположить, что на этом маршруте каждый сезон потенциально могут подвергаться воздействию от нескольких сотен до 1000 матерей и детенышей, из примерно 34 000 размножающихся самок.

Чтобы свести к минимуму продолжающееся или будущее воздействие на размножающихся каспийских тюленей, можно планировать логистику таким образом, чтобы поставки были на месте до сезона размножения тюленей, и разработаны стратегии, альтернативные вывозу отходов с нефтепромыслов, планирование маршрута избегания тюленей [15].

Мы предполагаем, что, учитывая особенность, требования к квалификации и высокую стоимость аэрофотосъемки, она могла бы быть успешно заменена более дешевой съемкой с БЛА - дронов, управляемых с суши или с ледокол. Данные о расположении и приблизительной плотности колоний тюленей в районе коридора судна можно использовать для прокладывания маршрутов так, чтобы избежать пересечения судов с скоплениями тюленей [16, 5].

Одной из наиболее интересных программ по исследованию каспийского тюленя в последние годы является совместная российско-казахстанская «Программа исследований каспийского тюленя в акватории Северного Каспия на 2019-2023 годы». В рамках этой программы сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН), Научно - производственного центра Микробиологии и Вирусологии Республики Казахстан и Казахстанского Агентства Прикладной Экологии (КАПЭ) проводят экспедиции на Каспии. В октябре -ноябре 2020 г.г. в северо-восточной части Каспийского моря с научно-исследовательского судна велись масштабные комплексные исследования, включающие в том числе здоровье животных, биологии и экологии вида. Для этого животных отлавливали, у них были взяты образцы шерсти, крови, глазные и назальные мазки, а сами животные были тщательно обмеряны и взвешены для различных исследований (токсикологических, гормональных, вирусологических, генетических и т.д.). Ещё одной задачей была установка спутниковых передатчиков. На 11 животных установили метки, которые позволят прослеживать перемещения животных до следующей линьки [17].

Таким образом, большое количество доступных в открытой печати источников, включающих как научные статьи и отчеты, так и публикации в СМИ, позволяют однозначно констатировать тот факт, что популяция эндемичного каспийского тюленя сокращается быстрыми темпами и находится в данный момент под угрозой. Одной из самых эффективных мер, которые можно предпринять для его охраны, являются законодательные (Рис. 6) - это самый действенный регулятор, который позволяет проводить строгий надзор за отловом и загрязнением среды обитания (так, незаконные случаи охоты на тюленя регистрируются достаточно часто, к примеру, проведенные правоохранительными органами рейды, обнаружили незаконную продажу тюленьего жира в частном секторе [18].