Спосіб оцінки потенційної чисельності риб-бентофагів в континентальних водоймах

Реферат: Спосіб оцінки потенційної чисельності риб-бентофагів в континентальних водоймах включає аналіз кормової бази водойми, аналіз розмірно-вікового стану риб у водоймі, обчислення сумарної біопродукції всього кормового макрозобентосу водойми за вегетаційний період. При цьому враховуються особливості досліджуваних видів риб та коливання факторів середовища їх проживання. UA 87904 U (54) СПОСІБ ОЦІНКИ ПОТЕНЦІЙНОЇ ЧИСЕЛЬНОСТІ РИБ-БЕНТОФАГІВ В КОНТИНЕНТАЛЬНИХ ВОДОЙМАХ UA 87904 U UA 87904 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до іхтіології та рибництва, а саме до обчислювання риб у природних умовах і може використовуватись у рибному господарстві та промисловості. Досягнутий рівень в даній галузі ілюструється наступними прикладами. Відомий "Способ учёта рыб", авт. св. СССР № 1056970, опубл. 30.11.1984 р., бюл. № 44, який полягає в пропуску риби разом з іншими водними об'єктами в потоці води через обліковий канал з електричним полем, регістрації сигналу, що виникає при проходженні каналу риб і водних об'єктів, аналізі сигналів та визначенні кількості риб по розмірам в залежності від амплітуди сигналу. Недоліками відомого способу є громіздкість споруд, неможливість використання у відкритих континентальних водоймах, неможливість визначення кількості риб по видах. Відомий "Способ определения плотности расселения голотурий на исследуемом участке при искусственном воспроизводстве", авт. св. СССР № 984422, опубл. 30.12.1982 р., бюл. № 48 (найближчий аналог), який полягає в тому, що визначають щільність поселення голотурій на еталонній дільниці, вимірюють швидкість пересувань 5-15 голотурій на еталонній та дослідницький дільницях, потім на кожній дільниці цих голотурій збирають, зважують, обчислюють середню вагу одної голотурії, а щільність розселення на досліджуваній дільниці визначають по формулі: V Р , Nрас  Nет  ет V  Pет 2 де Nрас - оптимальна щільність розселення на дослідницький дільниці, екз/м ; 2 Nет - щільність поселення голотурій на еталонній дільниці, екз/м ; V - середня швидкість руху голотурій на дослідницький дільниці, см/г; Vет - середня швидкість руху голотурій на еталонній дільниці, см/г; Р - середня вага одної голотурії на дослідницький дільниці, г; Pет - середня вага одної голотурії на еталонній дільниці, г. Недоліками відомого способу є те, що при його використанні можна підрахувати тільки кількість малорухомих організмів і неможливо визначити кількість риб та їх види. Задача на рішення якої спрямована пропонована корисна модель є визначення з високою точністю як загальної кількості риби так і її окремих видів у відкритих водоймах. Поставлена задача вирішується способом оцінки потенційної чисельності риб-бентофагів в континентальних водоймах, який полягає в аналізі кормової бази водойми, видів та розмірновікового стану риб у водоймі і відрізняється тим, що обчислюється сумарна біопродукція всього кормового макрозобентосу водойми за вегетаційний період, за рахунок якої риби здійснюють енергетичний, пластичний та генеративний обміни, враховуються особливості досліджуваних видів риб та коливання факторів середовища їх проживання, розраховується загальна кількість всіх видів риб водойми за формулою: N=Р/К, де Р - величина біопродукції для кожного таксону водойми; К - добовий раціон необхідний статевозрілій рибі кожного виду водойми, після чого на підставі відносного складу видів риб водойми визначається потенційна чисельність їх окремих видів. Здійснюється спосіб наступним чином. Збирають матеріали по видам риб та їх живленню шляхом вилову об'єктів досліджень різними знаряддями. У різних екологічних умовах живлення видів може суттєво відрізнятися. Тому збір матеріалу для вивчення харчової поведінки риб бажано проводити в усі сезони року на всій площі водойми. Методи збору матеріалу, вказівки відносно необхідної кількості риб у пробі, їх фіксації, етикетуванні проб і ведення польового журналу є в інструкціях і керівництвах щодо вивчення живлення риб. Одночасно з виловом риб у тому ж місці відбирають проби бентосу для вивчення кормової бази риб водойми, або її конкретної ділянки. За загальноприйнятими методиками проводиться лабораторна обробка проб бентосу. Після збору даних визначають продуктивність водойми. Для цього розраховують біомасу організмів (кг/га) за вегетаційний період для кожного таксону водойми, яка досліджується, за формулою: Р=10·k·B·s·C, 2 де В (г/м ) - щільність організмів на одиницю площі; s - коефіцієнт відношення продукції за певний відрізок часу до середньої, за цей же період біомаси; k - коефіцієнт використання продукції, допустимий ступінь утилізації органічної речовини; 1 UA 87904 U 5 10 15 20 С (Дж/г або кДж/кг) - енергетичний еквівалент кожної групи кормових організмів. Множник 10 у формулі з'явився внаслідок того, що щільність організмів водойми 2 вимірюється у г/м , а маса біопродукції - у кг/га. Значення коефіцієнтів для певного виду макрозообентосу знаходимо в іхтіологічній літературі. Далі підсумовуємо енергетичний внесок кожної групи. Таким чином, можемо обчислити сумарну кількість продукції всіх груп кормових організмів водойми на одному гектарі за вегетаційний період. Харчові потреби риб визначаються кількістю енергії, яка необхідна для здійснення життєвих функцій і оптимального росту риб. Таким чином, метод розрахунку раціону заснований на балансі надходження в організм енергії та витрат на життєві функції, приріст маси і відходу незасвоєної частини. Для визначення добового раціону К необхідного дорослій статевозрілій рибі, користуються такою формулою балансу енергії К=R+L+Q+F, де R - витрати на енергетичний обмін; L - витрати енергії на пластичний обмін; Q - витрати енергії на генеративний ріст; F - незасвоєна частина спожитої їжі. Для молоді значення Q можна вважати рівним нулю. Одиниця виміру всіх доданків у цій -1 -1 -1 -1 формулі - г·екз. доба або Дж·екз. доба . Значення всіх величин в правій частині формули обчислюються наступним чином. 1) Енергетичний обмін R. Для розрахунку таких витрат використовують формулу 731,88  a  W k q  Cc де W - середня маса риби даної вікової групи (г); а і k - коефіцієнти з рівняння швидкості споживання кисню даним видом риби; q - температурна поправка, дорівнює співвідношенню швидкості обміну при температурі 2-0,1·T 20 °C і даній температурі q - 2,3 ; -1 Сс - енергетичний еквівалент сирої речовини риби (Дж·г ). Для дорослих риб всіх видів це -1 значення приймають рівним 4184,0 Дж·г . Значення константи 731,88 виходить як добуток 24·1,5·20,33, де 24 - кількість годин у добі, 1,5 - прийняте співвідношення середньої швидкості обміну в природних і стандартних (штучних) умовах, 20,33 - енергетичний еквівалент кисню. Приріст маси риб визначають ретроспективним шляхом - відніманням середньої маси екземпляра даної вікової групи із середньої маси екземпляра старшої вікової групи. При цьому температурну поправку q обчислюють за середньою температурою, при якій відбувалося живлення риби, а період росту зазвичай становить близько 6-8 місяців, тобто 183-244 дні. Точні дані з періоду росту для певного виду риб завжди можна знайти в іхтіологічній літературі. 2) Пластичний обмін. Наступний доданок у формулі балансу енергії - витрати енергії на приріст маси риби за добу L=Cw·W, де W - середня маса риби; Cw - питома швидкість її росту. Значення Cw може бути обчислено таким чином 1 W C w   ln 2 , t W1 де W 1 - маса риби на початку досліджень; W 2 - маса риби наприкінці досліджень; t - тривалість періоду росту у добах. 3) Генеративний обмін Q. Для того щоб розрахувати раціон статевозрілої особини, необхідно мати в своєму розпорядженні дані генеративного росту. Далі середньодобовий приріст маси гонад визначають так само, як приріст маси риб. Якщо під час періоду росту відбувається кілька нерестів, то результат для кожного з них розраховується окремо аналогічним чином. 4) Незасвоєна частина раціону F. При споживанні тваринної їжі її величину приймають рівною 20 %, змішаної їжі у рівній пропорції - 30-35 %, а при споживанні виключно рослинної їжі 40-50 %. Якщо значення добового раціону С ще не визначено, то зручніше замість обчислення величини F, на підставі вищенаведених даних, ввести множники (р) у залежності від типу живлення - 1,25, 1,50 і 2,00 відповідно. Для проміжних значень співвідношення між рослинною і тваринною їжею обчислюють множник р, використовуючи наступну емпіричну формулу R 25 30 35 40 45 50 55 2 UA 87904 U 2 5 10 15 20 25 30 р=0,50·r +0,25·r+1,25, де r - частка рослинної їжі. Далі обчислюється середня величина раціону з урахуванням співвідношення статей, вікового складу та обчислюється середньозважена величина раціону всіх видів риб водойми К (кДж/екз.). Таким чином, потенційна загальна кількість всіх видів риб водойми становить P N . K Розрахована величина визначає максимальну кількість екземплярів популяцій риб при певному співвідношенні їх видів в водоймі, які можуть прогодуватися в даній водній екосистемі. На підставі відносного складу видів риб водойми визначається потенційна чисельність окремих видів. Виконати такий обсяг обчислень досить складно, тому рекомендується для розрахунків використовувати будь-яку, призначену для таких завдань, комп'ютерну програму, наприклад, Excel з пакету Microsoft Office. Спосіб ілюструється наступним прикладом. Приклад. Проводились дослідження по оцінці чисельності риби придунайського озера Кагул. Шляхом вилову риби на різних дільницях озера було встановлено, що основними видами риб, що мешкають в озері є бичок-кругляк, лящ, карась та сазан. Лабораторна обробка проб бентосу взятих на тих же дільницях і обчислення величини біопродукції організмів усіх груп дали наступні результати. Олігохети: 0,5·3,83·5·3910·10=374,4 МДж/га (або 95,8 кг/га). 2 У даному випадку враховується k=0,5, В=3,83 г/м , s=5 та енергетичний еквівалент С=3910 Дж/г. Аналогічно отримуємо значення для інших груп макрозообентосу. Амфіподи: 0,5·1,80·5·2950·10=132,8 МДж/га (або 45,0 кг/га). Мізиди: 0,5·1,00·10·4790·10=239,5 МДж/га (або 50,0 кг/га). Хірономіди: 0,5·4,70·21·4640·10=2289,8 МДж/га (або 493,5 кг/га). Молюски черевоногі: 0,5·4,15·2·2260·10=93,8 МДж/га (або 41,5 кг/га). Молюски двостулкові: 0,5·23,2·2·1990·10=461,7 МДж/га (або 232,0 кг/га). Таким чином, величина біопродукції цих груп макрозообентосу в озері Кагул за сезон дорівнює 3591,9 МДж/га (або 957,8 кг/га). На підставі контрольних виловів були отримані дані вікового складу бичка-кругляка та для кожної вікової групи розраховано величину раціону (таблиця 1). Таблиця 1 Величина раціону Відносна особини даної Вік самців, Вік самок, чисельність риб, вікової групи за роки роки % вегетаційний період, кДж/екз. 1+ 70,9 471,2 1+ 2+ 27,1 556,3 2+ 3+ 2,0 647,5 3+ 35 40 45 Відносна чисельність риб, % 58,4 37,2 4,4 Величина раціону особини даної вікової групи за вегетаційний період, кДж/екз. 414,3 502,4 592,7 Також важливо знати статевий склад риб у популяції. Якщо відомо співвідношення самців і самок за результатом контрольних ловів, то їх відносну чисельність досить легко може бути обчислено. Наприклад, якщо це співвідношення становить 1:1,25, то кількість самців і самок буде відповідно Отже середня величина раціону самців становить (кДж/екз.) 0,709·471,2+0,271·556,3+0,020·647,5=497,9; а раціон самок 0,584·414,3+0,372·502,4+0,044·592,7=454,9. І остаточно, з урахуванням співвідношення статей (44,4 % і 55,6 %), отримали, що середньозважена величина раціону особини бичка-кругляка за період росту становить (кДж/екз.) 497,9·0,444+454,9·0,556=474,0. Аналогічно були проведені розрахунки раціону для інших видів риб водойми, які споживають бентос. Дані наведені у таблиці 2. 3 UA 87904 U Таблиця 2 Вид риби Лящ Карась Сазан Бичок-кругляк 5 10 15 20 Величина раціону особини даного виду риб за вегетаційний період, кДж/екз. 5259,2 4780,7 14675,1 474,0 Відносна чисельність видів для даної водойми, % 11,5 % 55,9 % 0,5 % 32,1 % Отримали середньозважену величину раціону всіх видів риб водойми (кДж/екз.) 0,115·5259,2+0,559·4780,7+0,005·14675,1+0,321·474,0=3502,7. Так як величина біопродукції за сезон дорівнює 3591,9 МДж/га, то потенційна кількість екземплярів на один гектар (щільність) може досягати 3591,9  1000  1025,5 екз. / га 3502,7 Тут множник 1000 з'явився внаслідок того, що продуктивність водойми вимірювалась у МДж/га, а раціон риб - у кДж/га. Отже потенційна кількість для кожного вида із збереженням відносної чисельності видів становить: Лящ - 1025,5·0,115=117,9 екз./га; Карась - 1025,5·0,559=573,3 екз./га; Сазан - 1025,5·0,005=5,1 екз./га; Бичок-кругляк - 1025,5·0,332=329,2 екз./га. На підставі контрольних уловів визначили середню масу екземпляру кожного виду. Для ляща озера Кагул ця величина складає 0,317 кг, загальна біомаса ляща для всієї водойми дорівнює 0,317·117,9=37,4 кг/га. Для карася - 0,274 кг, загальна біомаса - 157,1 кг/га, Для сазана - 1,127 кг, загальна біомаса - 5,7 кг/га, Для бичка-кругляка - 0,053 кг, загальна біомаса - 17,4 кг/га. Запропонована корисна модель пропонується для використання на підприємствах і установах Державного агентства рибного господарства України з метою раціонального використання живих водних ресурсів континентальних водойм країни. Авторами розробляється комп'ютерна програма, що значно спростить обчислювання. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб оцінки потенційної чисельності риб-бентофагів в континентальних водоймах, який полягає в аналізі кормової бази водойми, розмірно-вікового стану риб у водоймі, який відрізняється тим, що обчислюється сумарна біопродукція всього кормового макрозобентосу водойми за вегетаційний період, за рахунок якої риби здійснюють енергетичний, пластичний та генеративний обміни, враховуються особливості досліджуваних видів риб та коливання факторів середовища їх проживання, розраховується загальна кількість всіх видів риб водойми за формулою: N=Р/К, де Р - величина біопродукції для кожного таксону водойми; К - добовий раціон необхідний статевозрілій рибі кожного виду водойми, після чого на підставі відносного складу видів риб водойми визначається потенційна чисельність їх окремих видів. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4