Способ оценки численности рыб в малых водных объектах средней полосы России с использованием подводной видеокамеры Российский патент 2020 года по МПК A01K61/00 

Изобретение относится к области рыболовства в отрасли рыбного хозяйства и может быть использовано для упрощенной объективной оценки численности, биомассы рыб и видового состава ихтиофауны малого водоема, водотока (пруда, водохранилища, озера, обводненного карьера, ручья, реки).

Традиционно оценка численности рыб проводилась и проводится в крупных водоемах с промысловыми запасами рыб, с целью определения оптимальных квот вылова, где рентабельно осуществление промышленного лова. Напротив, на малых водоемах и водотоках, не представляющих коммерческого интереса для рыбопромышленников, полноценных рыбохозяйственных исследований практически не проводилось.

Однако современное законодательство требует при любом строительстве, капитальном ремонте, другой хозяйственной деятельности, которая оказывает негативное воздействие на водные биоресурсы независимо от размера естественного водоема и водотока принимать меры по их сохранению. В соответствии с Методикой исчисления размера вреда, причиненного водным биоресурсам необходимы сведения по рыбопродуктивности данных водных объектов, состава ихтиофауны, ее численности и биомассы [1]. Также, подобные сведения необходимы в связи с массовой передачей малых водоемов под цели аквакультуры и организации спортивно-любительского рыболовства [2].

В результате, перед исследователями стоит задача в короткие сроки исследовать десятки малых естественных и искусственных водоемов, водотоков, участков водотоков в каждом регионе страны ежегодно.

Существующие в настоящее время методы оценки численности рыб условно делятся на две группы [3, 4].

Первая группа - методы прямого учета особей, находящихся над определенной площадью дна или в единице объема воды. Это производится:

- путем отлова различными орудиями лова икры, молоди, взрослых рыб;

- по данным наблюдения с воздуха и аэрофотосъемки;

- расшифровки записей эхолота и подводного фотографирования;

- подсчетам рыб, проходящих через определенный фиксированный створ реки;

- учета особей, погибших при химической обработке водоема.

Вторая группа представляет расчетно-аналитические методы и методы математического моделирования численности популяций, которые работают при наличии промыслового лова или ежегодного мониторинга численности популяций, что неприемлемо для малых водоемов.

Основные трудности прямого учета заключаются в технической сложности облова значительных участков акватории в короткие сроки и в непостоянстве коэффициентов уловистости существующих орудий лова в связи с пятнистостью распределения скоплений рыбы.

Из методов прямого учета на малых водоемах не приемлемы методы наблюдения с воздуха из-за малой акватории, эхолотирования - из-за мелководности. Подводное фотографирование и подводное телевидение в пресноводных промысловых водоемах не практикуются из-за низкой прозрачности воды и отсутствия высоких концентраций промысловых рыб. Подсчеты рыб, проходящих через определенный фиксированный створ реки, целесообразны при массовых миграциях рыб, что практически не встречается в реках средней полосы России [5, 6]. Эффективный способ учета при химической обработке не используется из соображений экологической безопасности [7].

На практике на малых водоемах для оценки численности рыб преимущественно проводится отлов мелкоячейными неводами и мальковыми бреднями. Для оценки видового состава ихтиофауны используются и другие активные орудия лова - подъемники («пауки»), сачки, спиннинги, удочки [8]. Лов пассивными орудиями - ставными сетями, вершами проводится реже по причине ограниченных времени и средств, выделяемых на исследования малых водоемов, низкими уловами и порчей ставных сетей в водотоках.

Репрезентативный отлов половозрелых, крупных особей рыб в малых водоемах из-за разницы в глубинах, наличия ям и перекатов, коряг и камней, иловых отложений, зарослей высшей и погруженной водной растительности, различных скоростей течения на каждом небольшом по площади участке (биотопе) проводить невозможно. Поэтому лов неводами и бреднями производят на небольших свободных от препятствий участках мелководий, часто вдоль береговой линии. Основную массу уловов неводами и бреднями составляет молодь и представители мелких видов рыб. При этом ловцам необходимо заходить в воду, соответственно обловы проводят в комфортные для них времена года и погоду. На отдельных участках, где позволяют глубины и скорость течения, отлов рыбы производится ставными сетями. При этом, коэффициент уловистости орудий лова на разных участках водоема и в разных водоемах может колебаться от 0,2 до 0,7, давая очень высокую погрешность. Часто он принимается по литературным источникам [9].

Количество выловленной рыбы (молоди), с учетом коэффициента уловистости, пересчитывают по методу площадей [9]. Этот метод основан на осреднении репрезентативных проб уловов рыбы по сетке станций с учетом площади облова. Затем, с учетом видовых коэффициентов смертности, от молоди по видам рыб восстанавливается теоретическая численность рекрутов и половозрелых рыб по участкам облова и пересчитывается на весь водоем. Коэффициенты смертности также носят теоретический характер и в малых водоемах могут значительно отличаться от базовых величин.

Прочие орудия лова дают еще большую погрешность, и они используется в основном для изучения видового состава рыб. Нами предлагается новый, простой в исполнении, экономичный и объективный способ оценки численности рыб.

Поставленная цель достигается путем осуществления съемки подводной видеокамерой на контрольных участках исследуемого водного объекта, при которой учитывается количество рыб единожды отмеченных камерой, что позволяет в отличие от других способов визуально оценивать численность стоящих и движущихся рыб всех возрастов и видов, в любых малых водоемах и водотоках и на всех их участках, без необходимости расчетов уловистости орудий лова и естественной смертности рыб, дающих большие погрешности, в любое доступное для выхода на водоем время года и погоду, с наименьшими временными затратами при исследовании водоема:

N=Σn×πR²×П°/360°×S,

где, N - экспертная оценка численности рыб в исследуемом водном объекте (экз.), п - количество единожды отмеченных рыб (экз.), R - прозрачность воды по диску Секки (м), П° - угол обзора камеры, S - площадь исследуемого водного объекта (м²).

Общая ихтиомасса (биомасса) рыб определяется восстановлением биомассы одноразмерных рыб по видам по архивным материалам и литературным источникам, накопленным в настоящее время в большом объеме и при необходимости дополненными натурными исследованиями (уловами орудий лова, анализом уловов рыболовов-любителей и т.д.).

В отличие от неводного и сетного лова не требуется оценивать коэффициент уловистости и использовать коэффициент естественной смертности. При съемке подводной видеокамерой получаем реальную картину обитателей исследуемого участка.

Работа с видеокамерой ведется одним оператором. Для удобства работы видеокамера за ее видеокабель крепится к раздвижному удилищу, что позволяет оперативно, как удочкой, обследовать любые участки водоема с берега, мостков, мостов, плавсредств, не заходя в воду. Исследования видеокамерой можно проводить фактически в любую погоду и любое время года.

Исследования видеокамерой показали, что представители ихтиофауны в малых водоемах придерживаются небольших участков, постоянно курсируя из одной стороны в другую (плотва, окунь, уклея, верховка), либо по кругу или спирали (сазан, голавль, жерех), представители некоторых видов практически стоят на месте (щука, судак, сом). Поэтому, для определения численности рыб на каждой станции, по нашим наблюдениям, оптимальным временем съемки является 5 мин. Именно данные, полученные за этот промежуток времени, следует использовать для расчетов. Соответственно, чем больше станций наблюдений в водоеме, тем точнее данные по численности рыб. На практике, время съемки колеблется чаще в сторону превышения рекомендуемых 5 мин., поэтому для сравнения результатов с другими участками водоема и другими водоемами целесообразно делать перерасчет результатов наблюдений на 1 мин.

При работе с обычной подводной видеокамерой сложно определяется видовая принадлежность молоди карповых рыб. Подобная видеокамера эффективна для учета рыб по видам с годовалого возраста. При использовании специализированной подводной камеры также возможен видовой учет и молоди рыб.

Результаты исследований по заявляемому способу.

Для исследований на водоемах в 2018 г. нами использовалась стандартная система подводного видеонаблюдения Calypso FDV-1111.

Озеро Сандерка. Оз. Сандерка представляет собой старицу р. Суры вытянутой формы, практически лишенную мелководий, густо поросшей в прибрежье высшей водной и погруженной растительностью [10]. Площадь озера составляет 14 га, длина - около 3 км, ширина - 20-30 м, глубина - 1-4 м, прозрачность - 1,4 м. Таким образом, из орудий лова, позволяющих выйти на численность рыб, здесь можно использовать только ставные сети.

В результате установки порядка исследовательских сетей различной ячеи за сутки выловлено 5 экз. половозрелых рыб, принадлежащих 3 видам, что совершенно недостаточно для оценки численности рыб.

При оценке численности рыб подобного водоема облов мелкоячейным неводом обычно проводится на трех участках. Съемки подводной камерой также проводились на трех участках, по нескольку экспозиций на каждом. В результате съемки с двух мостков и резиновой лодки на трех участках озера в течение двух часов в сумме зафиксировано 248 экз. рыб, принадлежащих 7 видам. Данный материал позволяет выйти на экспертную оценку численности рыб, ихтиомассу и видовой состав обитателей озера.

Необходимо отметить, что для полной картины состава ихтиофауны озера были исследованы любительские уловы, проведен отлов молоди рыб сачком и мальковым подъемником, наблюдение подводной камерой с использованием приманки для рыб. В результате, была получена достаточно достоверная картина численности рыб, ихтиомассы и видового состава.

Река Сура (участок в районе оз. Сандерка). Левый берег реки на участке отбора проб - высокий 6-7 м и обрывистый, поросший древесной и травяной растительностью. Сразу у берега происходит свал глубин более одного метра. Дно каменистое, заиленное, с переплетенными корнями деревьев и кустарников вдоль береговой линии. Прозрачность - 1,1 м, скорость течения - 0,3-0,4 м/с.

Из орудий лова, позволяющих выйти на численность рыб, здесь можно использовать только ставные сети. В результате установки порядка исследовательских сетей различной ячеи за сутки выловлено 4 экз. рыб, что совершенно недостаточно для оценки численности рыб водоема. При этом сети были перекручены течением и испорчены взвешенными наносами.

В результате проведенной съемки подводной камерой с высокого берега на двух участках реки в течение одного часа в целом, в сумме зафиксировано 83 экз. рыб, принадлежащих 8 видам. Данный материал позволяет выйти на численность рыб, ихтиомассу и видовой состав участка реки.

Река Сура (участок в районе пос.Луговой). Левый берег реки на участке отбора проб - невысокий до 1 м. Местами песчаный, местами поросший травяной растительностью с редким кустарником. У берега происходит свал глубин более одного метра, но далее расположен островок. Дно - песчаное, чистое с небольшими древесными остатками кустарника. Прозрачность - 90 см, течение сильное - 0,7-0,8 м/сек. Ближе к правому берегу в русле имеет место выход мергелей, имеющих вид небольших порогов.

Из орудий лова, позволяющих выйти на численность рыб, здесь можно использовать мелкоячейный невод. В результате серии ловов мелкоячейным неводом выловлено 14 экз. молоди рыб, принадлежащих к 6 видам, что недостаточно для объективной оценки численности и ихтиомассы рыб участка реки.

В результате проведенной съемки подводной камерой с берега на участке неводного лова в сумме зафиксировано 33 экз. рыб, принадлежащих к 2 видам рыб и около 40 экз. молоди рыб. Данный материал позволяет выйти на более объективную оценку численности и ихтиомассы участка реки.

Пруд Лесной. Пруд Лесной расположен в лесной зоне. Пруд имеет форму треугольника, площадь пруда - 4,3 га. Средние глубины - 2,0-2,5 м, прозрачность - 1,2 м. Преобладающие грунты песчаные, на пляжах чистые, в лесной зоне заилены и засыпаны древесным мусором, несколько закоряжены. Высшая водная растительность представлена тремя отдельными участками рогоза, погруженная - разреженными островками людвигии, роголистника, кубышки. Подобные условия позволяли проведение ловов на отдельных участках неводами и сетями. Однако, из-за ограниченности времени исследований и отсутствия второго ловца для использования невода, применение указанных орудий лова не было возможным.

В результате проведенной съемки подводной камерой на четырех участках пруда в течение двух часов в сумме зафиксировано 74 экз. рыб, принадлежащих 4 видам рыб и половозрелый рак. Данный материал позволяет выйти на экспертную оценку численности рыб, ихтиомассы и видовой состав ихтиофауны пруда.

Таким образом, использование подводной видеокамеры для оценки численности, ихтиомассы и видового состава ихтиофауны позволяет вести работу на любых малых водоемах и водотоках и практически на любом участке водного объекта, в любое время года и любую погоду. Получать более достоверные данные стандартной видеокамерой по рыбе старше одного года, специализированной - с малькового возраста. Работу проводить одним оператором в более сжатые сроки без лишнего оборудования и специализированного транспорта для перевозки орудий лова. Это позволит с большей достоверностью обследовать значительно большее количество водоемов и расширить спектр услуг. А в сочетании с другими методами исследований даст исчерпывающие сведения по состоянию водных биоресурсов малых водоемов и водотоков.

Источники информации:

1. Методика исчисления размера вреда, причиненного водным биологическим ресурсам. М.: «ВНИРО», 2011. - стр. 14.

2. Асанов А.Ю., Скляров В.Я. Перспективы использования водоемов комплексного назначения Пензенской области в целях аквакультуры. Труды КубГау, 2015, №56. - стр. 61.

3. Журавлев В.Б. Методы ихтиологических исследований на малых водоемах: монография. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2014. - стр. 111.

4. Сечин Ю.Т. Биоресурсные исследования на внутренних водоемах. Калуга: Изд-во науч. лит.«ЭЙДОС», 2010. - стр. 107.

5. Савенкова Т.П., Асанов А.Ю. Наблюдение за скатом молоди рыб в низовьях реки Атрек. Вопр. Ихтиологии, 1988, 28, вып. 4. - стр. 649.

6. Асанов А.Ю. Особенности воспроизводства молоди промысловых рыб малых рек регионов Приволжья. Вопр. Рыболовства, 2016, №2 - стр. 233.

7. Руденко Г.П. Методика определения численности рыб, ихтиомассы и рыбопродукции в малых озерах, обработанных ихтиоцидом. Типовые методики исследования продуктивности видов рыб в пределах их ареалов. Часть 2. Вильнюс, 1976. - стр. 15.

8. Асанов А.Ю. Водные биологические ресурсы Пензенской области. Река Сура. Вестн. АГТУ. Сер. Рыб. хоз-во, 2016, №1. - стр. 8.

9. Патент Российской Федерации: RU 2525723, К61 (Иванов Д.И., Руденко Г.П.), 20.08.14, A01K 61/00.

10. Асанов А.Ю. Особенности ихтиофауны озера Сандерка в пойме р. Сура в пределах Пензенской области. Нива Поволжья, 2019, №1 (50). - с. 57.

Способ характеризуется тем, что на контрольных участках исследуемого водного объекта с помощью подводной видеокамеры визуально учитывают количество единожды отмеченных рыб. Экспертная оценка численности рыб в исследуемом водном объекте устанавливается по определенной математической зависимости, учитывающей количество единожды отмеченных рыб, прозрачность воды, угол обзора камеры и площадь исследуемого водного объекта. Способ позволяет оценивать численность рыб всех возрастов и видов в любых водоемах и водотоках, без применения орудий лова. 1 табл.

Способ экспертной оценки численности рыб в малых водных объектах, характеризующийся тем, что на контрольных участках исследуемого водного объекта с помощью подводной видеокамеры визуально учитывают количество единожды отмеченных рыб, при этом численность рыб в исследуемом водном объекте рассчитывают по зависимости:

N=Σn×πR²×П°/360°×S,

где N - экспертная оценка численности рыб в исследуемом водном объекте (экз.), n - количество единожды отмеченных рыб (экз.), R - прозрачность воды по диску Секки (м), П° - угол обзора камеры, S - площадь исследуемого водного объекта (м²).