Ricker analysis of dynamics for two populations of walleye pollock in the Japan Sea

Recent changes in reproduction are considered for two populations of walleye pollock which spawn in the Japan Sea at the coasts of Primorye and Hokkaido. Interannual dynamics of reproduction for both populations corresponds to the stock-recruitment dependence described by Ricker curve that determines the maximum recruitment with an optimal value of stock equal to the carrying capacity of the biotope for the species and the lower recruitment if the stock is either lower or higher than this optimal value. However, instability of the Ricker curve parameters is noted, and their recent changes were unfavorable for reproduction of both populations and caused decreasing of their stocks, with sharp decline in the early 1990s. Basing on authors results and cited data, climate change in the Japan Sea region is determined as the reason of this decreasing, in particular weakening of winter monsoon. In spite of a common nature, mechanisms of the climate change influence on two studied populations are completely different: reproduction of the Hokkaido population worsened because of increasing transfer of its eggs and larvae out of the Japan Sea in conditions of the strengthening Tsushima Current, that was explained in the terms of Ricker curve as decreasing of population fecundity, but reproduction of the Primorye population worsened because of unfavorable for pollock reconstructions in the local ecosystem located in the south periphery of the Subarctic zone in conditions of increasing water temperature that was explained in the terms of Ricker curve as shrinkage of carrying capacity for pollock (from approximately 150 -103 t to almost zero level). Note that the carrying capacity did not shrink but slightly extended (to 500 -103 t) for the Hokkaido population located in the north periphery of the Subtropic zone. Features of climate warming influence onto subarctic and subtropic ecosystems are discussed.

walleye pollock Theragra chalcogramma, Ricker curve, carrying capacity, population fecundity, climate warming, Japan Sea

1. Балыкин П.А. 1992. Численность поколений и пополнение у западноберинговоморского минтая Theragra chalcogramma // Вопросы ихтиологии. Т. 32. Вып. 5. С. 185-189.

2. Безлюдный А.М., Чупышева Н.Г. 1979. Влияние условий воспроизводства на численность минтая залива Петра Великого // Исследования по биологии рыб и промысловой океанографии. Вып. 10. С. 123-126.

3. Булатов О.А. 2004. Минтай (Theragra chalcogramma) Берингова моря: размножение, запасы и стратегия управления промыслом. Автореф. дисс.. док. биол. наук. Москва: Изд-во ВНИРО. 48 с.

4. Булатов О.А. 2006. Вопросы прогнозирования ОДУ и промысел минтая Берингова моря // Труды ВНИРО. Т. 146. С. 37-58.

5. Вдовин А.Н., Четырбоцкий А.Н., Нуждин В.А. 2017. Динамика численности приморского минтая Theragra chalcogramma Pallas, 1814 (Gadidae, Gadoformes) (Японское море) // Биология моря. Т. 43. № 5. С. 321-328.

6. Гаврилов Г.М., Безлюдный А.М. 1986. Динамика численности минтая Theragra chalcogramma (Pallas) юго-западной части Японского моря // Тресковые дальневосточных морей. Владивосток: ТИНРО. С. 5-25.

7. Зверькова Л.М. 1981. Влияние естественных факторов и промысла на численность минтая северовосточной части Японского моря // Экология, запасы и промысел минтая. Владивосток: ТИНРО. С. 28-40.

8. Зверькова Л.М. 2003. Минтай: биология, состояние запасов. Владивосток: ТИНРО. 248 с.

9. Золотов О.Г., Балыкин П. А., Антонов Н.П. 1988. О связи родители - потомство у популяций минтая прикамчатских вод // Рыбное хозяйство. № 8. С. 43-45.

10. Зуенко Ю.И. 2008. Промысловая океанология Японского моря. Владивосток: ТИНРО. 228 с.

11. Зуенко Ю.И. 2009. Влияние изменений климата на океанологический режим и экосистему Японского моря. Автореф. дисс. док. геогр. наук. Санкт-Петербург: РГГМУ. 40 с.

12. Зуенко Ю.И., Нуждин В. А. 2018. Влияние современных изменений океанологических условий в Японском море на состояние запасов приморской популяции минтая // Вопросы рыболовства. Т. 19. № 3. С. 377-386.

13. Левасту Т., Ларкинз Г. 1987. Морская промысловая экосистема. Количественная оценка параметров и регулирование рыболовства (перевод с англ. Laevastu T., Larkins H. 1981. Marine Fisheries Ecosystem. Its quantitative evaluation and management). М.: Агропромиздат. 165 с.

14. Надточий В.В., Зуенко Ю.И. 2016. Механизмы транспорта субтропического планктона в прибрежные воды южного Приморья на примере Paracalanus parvus // Известия ТИНРО. Т. 184. С. 241-252.

15. Фадеев Н. С. 2009. Минтай Японского моря: сроки и районы нереста, популяционный состав // Известия ТИНРО. Т. 159. С. 70-100.

16. Фадеев Н. С., Веспестад В. 2001 Обзор промысла минтая // Известия ТИНРО. Т. 128. С. 75-91.

17. Хилборн Р., Уолтерс К. 2001. Количественные методы оценки рыбных запасов. Выбор, динамика и неопределённость. Избранные главы (перевод с англ. Hilborn R., Walters C.J. 1992. Quantitative fisheries stock assessment. Choice: dynamics and uncertainty). СПб.: Политехника. 288 с.

18. Шунтов В.П., Волков А. Ф., Темных О. С., Дулепова Е.П. 1993. Минтай в экосистемах дальневосточных морей. Владивосток: ТИНРО. 426 с.

19. Шунтов В.П., Волков А. Ф., Долганова Н. Т., Заволокин А.В., Темных О. С., Найденко С.В., Волвенко И. В. 2010. К обоснованию экологической ёмкости дальневосточных морей и субарктической Пацифики для пастбищного выращивания тихоокеанских лососей. Сообщение 2. Состав, запасы и динамика зоопланктона и мелкого нектона - кормовой базы тихоокеанских лососей // Известия ТИНРО. Т. 160. С. 185-208.

20. Atmospheric Centers of Action Indices. Accessible via: http://you.stonybrook.edu/coaindices/. 31.01.2020.

21. Funamoto T. 2011. Causes of walleye pollock (Theragra chalcogramma) recruitment decline in the northern Sea of Japan: implications for stock management // Fisheries Oceanography. V. 20. № 2. P. 95-103.

22. Kang Y.S., Jung S., Zuenko Y., Choi I., Dolganova N. 2012. Regional differences in response of mesozooplankton to long-term oceanographic changes (regime shifts) in the northeastern Asian marginal seas // Progress in Oceanography. V. 97100. P. 120-134.

23. Panagiotopoulos F., Shahgedanova M., Hannachi A., Stephenson D.B. 2005. Observed trends and teleconnections of the Siberian High: a recently declining center of action // J. Climate. V. 18. № 1. C. 1411-1422.

24. Ricker W. E. 1954. Stock and recruitment // J. Fish. Res. Educ. Canada. V. 11. P. 559-623.

25. Wespestad V. G., Fritz L. W., Ingraham W J., Megrey B.A. 2000. On relationships between cannibalism, climate variability, physical transport, and recruitment success of Bering Sea walleye pollock (Theragra chalcogramma) // ICES J. of Marine Science. V. 57. № 2. P. 272-278.