Исследование акустической силы цели японской скумбрии в северо-западной части Тихого океана in situ

В 2014 г. в северо-западной части Тихого океана (СЗТО) были обнаружены значительные скопления японской скумбрии (Scomber japonicus), совершающей в летне-осенний период нагульные миграции в прикурильские воды. Начат её массовый промысел. В связи с этим регулярно проводятся поисковые работы и тралово-акустические съёмки масштабов распространения и обилия сардины и скумбрии в СЗТО. Однако, отражательные способности японской скумбрии, необходимые для эхоинтеграционной оценки численности этих рыб в регистрируемых акустическими приборами скоплениях, изучены недостаточно. Используя материалы гидроакустических и биологических измерений, накопленных в периоды съёмок в СЗТО в 2015–2017 гг., в работе исследуются зависимости силы цели одиночных особей японской скумбрии от их зоологической длины в естественных условиях обитания (in situ). Для сбора гидроакустических данных использовался калиброванный научный эхолот ЕК‑60 Simrad с двумя антеннами с расщеплённым лучом 38 и 120 кГц. Измерения силы цели японской скумбрии производились на участках контрольных тралений в слое, равном вертикальному раскрытию трала. Показан процесс отбора эхограмм и фильтрации одиночных целей японской скумбрии, который реализован в программном комплексе «SALTSE» (ТИНРО). Получены эмпирические зависимости между средней силой цели (TS) и средней длиной (L) рыб, пойманных на выбранных фрагментах эхограмм. Нормированные к 20 log(L) уравнения регрессии имеют вид: TS = 20 log(L) — 72,8 (дБ) на частоте 38 кГц, TS = 20 log(L) — 73,6 (дБ) на частоте 120 кГц. Проводится сравнение полученной силы обратного рассеяния японской скумбрии в СЗТО с другими исследованиями отражательных свойств данного вида скумбриевых.

1. Андреева И.Б. 1964. О рассеянии звука газовыми пузырями рыб в глубоководных звукорассеивающих слоях океана // Акустический журнал. Т. 10. № 1. С. 20–24.

2. Андреева И.Б., Самоволькин В.Г. 1986. Рассеяние акустических волн на морских организмах. М.: Агропромиздат. 102 с.

3. Гончаров С.М., Попов С.Б., Бондаренко В.М., Мельник Н.Г., Смирнова Н.С., Ханаев И.В. 2008. Измерение силы цели байкальского омуля для повышения точности оценки его запаса в озере Байкал // Рыбное хозяйство. № 3. С. 87–90.

4. Ермольчев В.А. 2006. Результаты исследований зависимостей силы цели рыб in situ от длины для трески, путассу и мойвы в Баренцевом и Норвежском морях // Рыбное хозяйство. № 1. С. 92–96.

5. Кузнецов М.Ю. 2013. Гидроакустические методы и средства оценки запасов рыб и их промысла. Часть 1. Гидроакустические средства и технологии их использования при проведении биоресурсных исследований ТИНРО-Центра // Известия ТИНРО. Т. 172. С. 20–51.

6. Кузнецов М.Ю., Убарчук И.А. 2013. Формирование библиотеки типовых акустических изображений рыб Охотского и Берингова морей (структура и процедура пополнения) // Известия ТИНРО. Т. 175. С. 182–193.

7. Кузнецов М.Ю., Убарчук И.А., Поляничко В.И., Сыроваткин Е.В. 2021. Программный комплекс для визуализации, многовидовой обработки и хранения данных гидроакустических ресурсных съёмок // Труды ВНИРО. Т. 183. С. 174–190.

8. Мамылов В.С. 1999. Некоторые аспекты оценки плотности рыбных скоплений тралово-акустическими методами // Развитие технических методов рыбохозяйственных исследований. Мурманск: Изд-во ПИНРО. С. 147–163.

9. Урик Р.Д. 1978. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение. 448 с. (Urick, R.J. 1975. Principles of Underwater Sound, 2nd edn. New York: McGraw-Hill Book Company. 384 p.)

10. Шишкова Е.В. 1977. Физические основы промысловой гидроакустики. М.: Пищевая промышленность. 247 с.

11. Юданов К.И. 1992. Гидроакустическая разведка рыбы. СПб.: Судостроение. 186 с.

12. Blaxter, J.H.S., Batty, R.S. 1990. Swimbladder behaviour and target strength // Rapp. P.-v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. V. 189. P. 233–244.

13. Charouki N., Svellingen I. K. 2008. Acoustic target strength of chub mackerel (Scomber japonicus) measured in situ using split beam acoustics // Symp. on Sci. and the Challenge of Managing Small Pelagic Fisheries on Shared Stocks in Northwest Africa. Casablanca, Morocco, 11–14 March 2008. Rome: FAO fisheries and aquaculture proc. P. 295–302.

14. Clay C.S., Heist B.G. 1984. Acoustic scattering by fish: acoustic models and a two-parameter fit // J. Acoustical Society of America. V. 75. P. 1077–1083.

15. Clay C.S., Horne J. K. 1994. Acoustic models of fish: the Atlantic cod (Gadus morhua) // J. Acoustical Society of America. V. 96. P. 1661–1668.

16. Conti S.G., Demer D.A., Soule M.A., Conti J.H. E. 2005. An improved multiple-frequency method for measuring in situ target strengths // ICES J. of Marine Science. V. 62. P. 1636–1646.

17. Demer D.A., Soule M.A., Hewitt R.P. 1999. A multifrequency method for improved accuracy and precision of in-situ target strength measurements // J. Acoustical Society of America. V. 105. P. 2359–2376.

18. Demer D.A., Berger L., Bernasconi M., Bethke E., Boswell K., Chu D., Domokos R., et al. 2015. Calibration of acoustic instruments. ICES Cooperative Research Report № . 326. P. 133.

19. Foote K.G. 1980. Averaging of fish target strength functions // J. Acoustical Society of America. V. 67. P. 504–515.

20. Foote K.G. 1985. Rather-high-frequency sound scattering by swimbladdered fish // J. Acoustical Society of America. V. 68. P. 688–700.

21. Foote K.G. 1987. Fish target strength for use in echo integrator surveys // J. Acoustical Society of America V. 82. P. 981–987.

22. Foote K.G. 1997. Target strength of fish. Encyclopedia of Acoustics. // Encyclopedia of acoustics. V. 1. New York: Wiley. P. 493–500.

23. Furusawa M. 1988. Prolate spheroidal models for predicting general trends of fish target strength // J. Acoustical Society of Japan (E). V. 9. P. 13–24.

24. Guttierez M., MacLennan D. 1998. Preliminary results of determination of in situ target strength of main pelagic species: Cruise of RV Humboldt 9803–05 from Tumbes to Tacna // Inf. Inst. Mar. Peru. V. 135. P. 16–19.

25. Jorgensen R. 2003. The effects of swimbladder size, condition and gonads on the acoustic target strength 351 of mature capelin // ICES J. of Marine Science. V. 60. P. 1056–1062.

26. Lee D.J., Shin H.H. 2005. Construction of a data bank for acoustic target strength with fish species, length and acoustic frequency for measuring fish size distribution // Korean J. Fisheries and Aquatic Sciences. V. 38. № 4. P265–275.

27. Liu J.M., Wu C.L., Chang Y. 2005. In situ target strength versus fork length relationships of Scomber japonicus and Scomber australasicus in waters off Northeastern Taiwan // J. Taiwan Fisheries Research. V. 13. № 2. P. 1–9.

28. Love R.H. 1971. Dorsal-aspect target strengths of an individual fish // J. Acoustical Society of America. V. 49. P. 816–823.

29. MacLennan D.N., Fernandes P.G., Dalen J. 2002. A consistent approach to definitions and symbols in fisheries acoustics // ICES J. of Marine Science. V. 59. P. 365–369.

30. Midttun L. 1984. Fish and other organisms as acoustic targets // Rapp. P.-v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. V. 184. P. 25–33.

31. Mukai T., Sano N., Iida K., Sasaki S. 1993. Studies on dorsal aspect target strength of ten species of fish collected in the East China Sea // Nippon Suisan Gakkaishi J.V. 59. P. 1515–1525.

32. Nakken O., Olsen K. 1977. Target strength measurements of fish // Rapp. P.-v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. V. 170. P. 52–69.

33. Ona E. 1990. Physiological factors causing natural variations in acoustic target strength of fish // J. Marine Biological Association of the United Kingdom. V. 70. P. 107–127.

34. Ona E . 1999. Methodology for Target Strength Measurements. ICES Cooperative Research Report № 235. P. 65.

35. Ona, E. 2001. Herring tilt angles, measured through target tracking. // Herring: Expectations For a New Millenium (eds F. Funk et al.). Anchorage: Alaska Sea Grant College Program. P. 509–520.

36. Ricker W.E. 1973. Linear regressions in fishery research // J. Fisheries Research Board of Canada. V. 30. P. 409–434.

37. Scoulding B., Gastauer S., MacLennan D.N, Fässler S. M.M., Copland P., Fernandes P. G. 2017. Effects of variable mean target strength on estimates of abundance: the case of Atlantic mackerel (Scomber scombrus) // ICES J. Marine Science. V. 74. № 3. P. 822–831.

38. Simmonds E.J., MacLennan D.N. 2005. Fisheries acoustics: theory and practice. Oxford, UK: Blackwell Science published. 437 p.

39. Soule M., Barange M., Hampton J. 1995. Evidence of bias in estimates of target strength obtained with a splitbeam echosounder // ICES J. of Marine Science. V. 52. P 139–144.

40. Svellingen I.K, Charouki N., Benchrifi S. 2008. Target strength of chub mackerel (Scomber japonicus) in Moroccan waters measured in situ // Symp. on Sci. and the Challenge of Managing Small Pelagic Fisheries on Shared Stocks in Northwest Africa. Presentation — Casablanca, Morocco, 11–14 March 2008. P. 16.