Поступление биогенов от лососей в экосистему реки Кичиги (Северо-Восточная Камчатка)

Государственный комитет 
Российской Ф едерации по рыболовству

Камчатский государственный технический университет

М АТЕРИ АЛ Ы  К О Н Ф ЕРЕН Ц И Й  

П РО Ф ЕССО РСКО -П РЕП О ДАВАТЕЛ ЬСКО ГО  

СОСТАВА И АСП И РАН ТО В 

1999-2000 гг.

Труды КамчатГТУ 

В ы Л уск 13

И здательство КамчатГТУ 
2001

УДК 378 
ББК 74.58 
М34

Ответственный редактор

кандидат геолого-минералогических наук, 
действительный член Российской академии естественных наук 
Яроцкий Г. П.

М атериалы  
конференций 
профессорско- 
М34 
преподавательского состава и аспирантов 1999-2001 гг.: 
Сборник статей. -  П.-Камч.: КамчатГТУ, 2001. -  182 с.

ISBN 5 -3 2 8 -0 0 0 17-Х

В трудах Камчатского государственного технического университета публикуются материалы научных исследований профессорско- 
преподавательского состава, аспирантов, 
курсантов и студентов, 
а также ученых и специалистов других организаций по проблемам 
фундаментального и прикладного характера в области естественных, 
технических, социально-гуманитарных и др. наук. Настоящий выпуск 
содержит материалы научно-практических конференций КамчатГТУ 
1999 и 2000 гг.
Для научных работников, специалистов и студентов.

УДК 378 
ББК 74.58

ISBN 5-328-00017-Х
О КамчатГТУ, 2001

УДК 595 
ББК 28.693.32

ПОСТУПЛЕНИЕ БИОГЕНОВ ОТ ЛОСОСЕЙ 
В ЭКОСИСТЕМУ ^ЕКИ КИЧИГИ 
(СЕВЕРО-ВОСТОЧНАЯ КАМЧАТКА)

Л.Н. Сметанин, М. В. Ефимова, В.А. Клименко 

ВВЕДЕНИЕ

Биогены -  это химические элементы, постоянно входящие в состав 
организмов и выполняющие определенные биологические функции.
Биогены, как конечный продукт распада (деструкции) органических 
веществ, поступают в речную экосистему от отмерших растений и животных и продуктов их жизнедеятельности. Они постепенно вовлекаются 
в малый и большой круговороты веществ в природе, охватывая как рассматриваемую локальную речную экосистему или экосистему всего бассейна данной лососевой реки, так и всю макроэкосистему Камчатского 
полуострова, камчатский шельф в составе глобальной экосистемы Северной Пацифики -  офомной акватории Мирового океана
Эти органические вещества являются частицами отмерших растений, 
попавших в воду, растительного спада, торфа, трупов птиц и млекопитающих, перьев птиц, фекалий, погибших насекомых и наиболее весомого 
компонента -  отнерестившихся лососей («сненки») и их неоплодотворен- 
ной икры, той части, которая вымыта из нерестовых гнезд.
Главнейшими продуктами распада являются азотистые соединения (нитрит иона N0 2 “, нтрат иона N 03", ион аммония NH-** ), соединения фосфора (оксид фосфора Р2О5), кремния (диоксид кремния Si02). железа (оксид железа Fe20 3 и др.), а также зольные элементы (К20 , Na20 , Са О, Mg О, КС 1).
Процесс поступления этих продуктов распада в экосистему очень 
сложный и зависит от их количества и факторов, способствующих дест
18

рукции. Из абиотических факторов важнейшим является температура, 
активизирующая микробное разложение органического вещества и скорость химических реакций, в результате которых образуются новые соединения (гидроксиды, оксиды и др.).
Составляющие биоты речной экосистемы описаны в наших работах [4]. 
Важнейшей из них являются лососи.
Камчатка является природным инкубатором лососей. В ее реках нерестятся горбуша, кета, нерка, кижуч, чавыча и другие представители семейства Salmonidae. Мальки лососей с нерестилищ скатываются в море, 
питаются там морскими организмами, набирают массу тела и, превратившись в половозрелых особей, возвращаются в свои реки для икрометания, 
после чего погибают естественной смертью. Таким образом, из глобальной 
экосистемы Мирового океана в реки Камчатки ежегодно поступает огромное количество органического вещества в виде отнерестившихся лососей.
О величине этой биомассы можно судить по цифровым показателям 
учета лососей на нерестилищах -  той ее части, которая не затрагивается 
береговым промыслом, осуществляемым с помощью ставных неводов и 
ставных сетей. На нерестилища пропускается обычно 50% всех подошедших на нерест производителей (с небольшими колебаниями по годам в ту 
или другую сторону в зависимости от состояния популяции каждого вида).
Ввиду многомерности составляющих факторов (сложные биохимические процессы разложения отнерестившихся лососей, непостоянство во 
времени поступления элементов распада в экосистему в течение года, изменяющиеся температурные условия, влияющие на скорость деструкции 
рыбной массы и др.), трудно поддающихся учету и требующих постановки 
серии специальных экспериментов как в природе, так и в лабораторшт, данное сообщение носит лишь постановочный (методологический) характер.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

Рассмотрим поступление биогенов на примере конкретной, хорошо 
изученной реки -  Кичиги, несущей свои воды на северо-востоке Камчатки, впадающей в Берингово море на 59° с.ш. (протяженность русла реки 
69 км, водосборная площадь 525 км2). Река находится вдали от населенных пунктов, антропогенное воздействие в ее бассейне незначительно, и 
поэтому Кичигу можно отнести к эталону экологически чистой нерестовой лососевой реки Камчатки. Рыбная формула: Г68К29Н2Кж1 (горбуши -  68%, кеты -  29%, нерки -  2%, кижуча -  1%). Кроме лососей, в реке 
обычна проходная форма арктического гольца. Суммарная площадь потенциально возможных нерестилищ составляет 206 га. Нерестилища горбуши располагаются по всей этой площади, нерестилища кеты -  на площади 96 га, нерестилища нерки и кижуча разрознены.
На Кичиге организован контрольно-наблюдательный пункт (КНП) 
Камчатрыбвода, где с начала восьмидесятых годов проводится постоян19

ный мониторинг поступления лососей на нерест (1986-1994 гг. -  с участием одного из авторов настоящего сообщения). В период 1980-1990 гг. 
в этой реке отнерестилось 8 млн. производителей лососевых рыб 
(табл. 1). В отдельные годы подходы горбуши доходили до 1,2-1,5 млн., 
кеты -  до 0,4 млн., нерки -  до 4 тыс., кижуча -  до 1 тыс. рыб.

Таблица 1

Заполнение нерестилищ на р. Кичиге 
основными видами лососей (экз.)

Годы
Горбуша
Кета
I9S0
14 835
8 255
I9S1
1 492 970
394 746

I9S2
16 748
21 480

1983
426 157
227 156
1984
198 470
243 210
1985
574 610
422 370
1986
15 000
156460
1987
1 245 000
206 400
1988
176 500
102 500
1989
1 000 000
8 500
1990
740 000
150 000

Используя эти и другие данные, полученные на Кичигинском КНП, 
составим таблицу 2, необходимую для последующих расчетов.

Таблица 2

Биомасса лососей на р. Кичиге за период 1980-1990 гг.

С татистические
показатели
Г орбуш а
Кета
Нерка
Кижуч
Всего

Ср. количество зашедших на нерест 
производителей в 
течение года, экз.

536 390
176 462
3 000
1 000
716 852

Ср. Биомасса 1 зкз 
лосося, г
1 240
3 736
3 796
2 668

Общая биом асса всех 
производителей в 
год, т
665,1
659,3
11.4
2,7
I 338,5

Соотнош ение лососей до биомассе,%
49.7
49.3
0,8
0,2
100,0

Таким образом, ежегодно в Кичигу заходит на нерест в среднем 800 
тыс. производителей, из которых по биомассе выделяются горбуша 
(49,7%) и кета (49,3%), а нерка и кижуч составляют незначительную 
часть (соответственно 0,8% и 0,2%). Общая биомасса лососей, поступающая в речную экосистему, ежегодно составляет 1338,5 т.

20

Некоторую часть из этой биомассы составляет икра, которую самки 
лососей откладывают в грунт реки для воспроизводства вида. Принимая 
соотношение полов 1:1 и зная среднюю плодовитость и среднюю биомассу гонад самок, подсчитаем биомассу отложенной икры (табл. 3).

Таблица 3

Биомасса отложенной икры на нерестилищах р. Кичнги в год

Статистические
показатели
Горбуша
К ста
Н ерка
Кижуч
Всего

С редняя плодовитость, 
икринок/самку
1503
ПН
3410
4702

С редняя масса гонад одной 
сам ки, г
109
543
399
552

К оличество отнерестивш ихся самок, акт.
263 195
8S23I
1 500
500
353 426

М асса отложенной икры, кг
45 325
47 909
598
276
94 108

Годичная биомасса отложенной самками лососей икры на нерестилищах Кичиги, таким образом, составляет 94,1 т. Часть этой икры уносится течением и не попадает в гнезда. Если потери условно принять за 
30,0%, то масса унесенной течением икры составляет 28,2 т. С учетом 
этого, рыбная биомасса отнерестившихся лососей, поступающая ежегодно в речную экосистему Кичиги, выражается логической цепочкой: 
биомасса лососей -  1338,5 т 
масса отложенной икры -  94,1 т 
масса унесенной течением икры -  28,2 т 
биогенны от рыбной массы -  1272,6 ш 
в т. ч. горбуши -  632,5 т 
кеты -6 2 7 ,4  т 
нерки -  10,2 т 
кижуча -  2,5 т

М ЕС ТН Ы Й  П РО М Ы С Е Л

Значительная часть лососей, идущих на нерест и превращающаяся в 
«сненку», а затем в биогены, изымается in экосистемы в результате промысла.
На Кичиге сетевой промысел ведется с 30 годов нашего столетия, 
когда в низовьях реки существовал большой поселок. Речной промысел в 
умеренных количествах проводился Карагинским госпромхозом и коренным населением из пос. Тымлат. За анализируемый период 1980— 
1990 гг. уловы составили (табл. 4):

21

Таблица 4

Промы словые уловы  лососей в низовьях р. К ичпги, ///

Годы
Горбуша
Кета

1980
нет данных
2,8

1981
15,0
21,0

1982
нет данных
нет данных

1983
10,8
15.2

1984
пет данных
нет данных

1985
15,0
20,0

1986
6,0
22,0

1997
28,4
16.3

1988
0,05
23,22

1989
46,53
26,1

1990
22,88
10,23

По этим данным в среднем за год вылавливалось в реке 18,1 т горбуши и 17,4 т кеты. По кижучу и нерке за этот период вылов неизвестен, 
поэтому, привлекая данные 1993 года, можно интерпретировать примерный годичный вылов этих двух видов: кижуча -  1,8 т, неркн -  0,3 т/год. 
С учетом такой поправки, ежегодный объем вылова лососей на Кичиге в 
80-мидесятых годах составлял 37,6 т.
Заметим, что в приморской части Кичиги ведется активный прибрежный промысел. В 1990 г. уловы в них составили -  4747,1 т горбуши и 57,0 т кеты. В 1993 г. на этом участке морского берега взято 
1273,6 т горбуши и 41,9 т кеты. Однако не вся выловленная рыба 
должна была пойти на нерест в р. Кичигу. Какое-то количество производителей следовало бы далее вдоль берега Кичигинского залива, 
стремясь попасть на нерестилища соседних рек -  Паклаваям, Сигаэк- 
тап, расположенных южнее. Поэтому, к сожалению, количество кичи- 
гинских производителей на подходах к реке по статистическим данным 
уловов можно принять лишь как ориентировочные.
На 1998 г. по расчетам КамчатНИРО на Кичигу выделен лимит на 
промысел ставными неводами и в гораздо меньшем объеме — на промысел ставными сетями, неводами, включая и традиционный промысел коренным населением, в размере 750,6 т (табл. 5).

22

Таблица 5

Вы деленны й лимит на вылов лососей на р. Кичиге в 1998 г.

Вилы
лососей
Биомасса.
т
Количество. 
тыс. экт.

Горбуша
731,4
589.8

Кета
16.4
4.S

Нерка
1.2
0.5

Кижуч
1.5
0,5

Следовательно, цифры в таблице 5 -  это прогнозируемая часть 
биогенов от лососевых рыб, которая заведомо изымается человеком из 
экосистемы Кичиги.

ПОСТУПЛЕНИЕБПОГЕПОВ

В рыбе содержится более 60 химических веществ [5]. В их числе 
белки, небелковые азотистые вещества, углеводы, липиды, ферменты, 
витамины, минеральные вещества (зола). Макроэлементы (от 0.01%) -  
это кислород, водород, углевод, азот, кальций, фосфор, сера; микроэлементы (до 0,0 1 %) от массы рыбы -  железо, магний, марганец, кобальт, 
цинк, молибден, йод, бром, фтор и др. Количество минеральных веществ 
(К, Na, Са, Mg, Р, Cl, S) в мясе рыбы до 4,0%. Свободной фосфорной кислоты в мясе рыбы небольшое количество, в основном она накапливается 
после смерти рыбы как продукт распада фосфоросодержащих органических веществ. Общее количество фосфора в мясе рыбы 0,2-0,25% .
Кости рыбы, по тем же данным, содержат фосфаты кальция и магния. Костей в теле рыбы, за исключением костей головы, 10,0%.
Имеются и другие данные о технохимических свойствах лососевых 
рыб. [2, 3]. Однако все эти вещества, освобождающиеся из рыбной массы 
в результате посленерестовой гибели лососей, трудно измеримы. Наиболее просто поддаются учету' зольные элементы.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ БАЛ АН С

В результате деструкции органической массы отнерестившихся 
погибших лососей в Кичигу поступает калий, кальций, магний, фосфор 
и другие химические элементы. По данным И.В. Кизеветтера (1942), 
количество зольных элементов, содержащихся в лососях, составляет 
3,22% от массы рыбы. При этом, в составе золы содержится калия 
(К2 О) -  24,4% , натрия (Na2 О) -  13.7%, кальция (СаО) -  8,6%, фосфора 
(Р2 0 3) -  20,3% и др. Руководствуясь этими данными, можно подсчитать количество этих химических элементов, поступающих от «сненки» 
в экосистему Кичиги в течение года (табл. 6).

23

Таблица б

Поступление зольных элементов от «сненкн» 
в экосистему Кнчиги, (т/год)

Биомасса
«спснки»
В лага,0,о

У словносухая
масса
«снепки»

К:0
(24.4% )
Na;0
(13.7% )
СаО
(8.6% )
M gO
(9.5% )
Р А
(20,3% )

Горбуша
632,5
69,3
6.25
1.52
0,86
0,54
0,59
. 
1,27

Кета
627,4
69,0
6,26
1.53
0,86
0,54
0,59
1,27

Нерка
10,2
67.2
0,11
0.03
0,02
0,01
0.01
0.02
Кижуч
2,5
68.0
0.03
0,01
0,004
0.002
0,003
0,01

Всего
1272,6
12.65
3,09
1.74
1.09
1,19
2.57

Некоторое количество биогенов дает Кичигинской экосистеме выметанная и не попавшая в нерестовые гнезда икра лососей. Как отмечалось, условно ее можно принять за 30% от массы всей икры, выметанной 
самками, что составляет 28,2 т. Руководствуясь данными А.А. Лазаревского (1931) и И.Я. Клейменова (1971), что лососевая икра содержит калия -  0,239%, кальция -  0,103%, магния -  0,045%, фосфора -  0,340% от 
массы рыб, можно подсчитать количество этих химических элементов от 
той части выметанной икры, которая не попала в нерестовые гнезда и 
рассеялась по течению реки ниже нерестилищ (К2 О -  0,067 т, С а О -  
0,029 т, Mg2 0 - 0 ,0 1 3  т, Р2 0 5 -  0,096 /;;).
Общее количество биогенов в период 1980-1990 гг., ежегодно поступающих в речную экосистему Кичиги от лососей без учета выметанных молок самцов, большей частью уносимых течением, составляет 
суммарное значение итоговых данных таблицы 6 и расчетов по вымытой 
икре лососей: калия -  3,16 т, натрия -  1,74 т, кальция -  1,12 т, магния -  
1,20 т, фосфора -  2,67 т.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ БАЛАНС

По цифровым показателям таблицы 4 и 5 видно, что значительная часть 
лососей изымается в результате промысла, а следовательно, изымается и 
биогенный материал из природной экосистемы Кичиги. Ежегодные потери в 
период 1980-1990 гг. по зольным элементам следующие: калий -  2,87 т, 
натрий -  1,59 т, кальций -  1,00 т, магний -  1,11 т, фосфор -  2,27 т (табл. 7).
К этому количеству минеральных веществ надо добавить биогены от 
выловленных лососей на путях подхода производителей к Кичиге. Эта 
цифра будет довольно внушительной. Если только в расчеты возьмем 
лишь 50% уловов, то, например, в 1998 г. только по горбуше (ее вылов 
намечался в размере 731,4 т) потеря зольных элементов должна была 
составить: калия -  27,30 т, натрия -  15,30 т, кальция -  9,65 т, магния -  
10.65 т, фосфора -  22,75 т.

24

Таблица 7

Изъятие зольных элементов из Кичигннской экосистемы 
в результате местного промысла в период 1980-1990 гг. (т/год)

Виды
лососей
Биомасса
вы лова
Влага.
о/
/О
Условно-сухая 
масса вылова
К20
(24,4% )
Na20
(13,7% )
СаО
(8 -6 % )
M g20
(9,5% )
рго 5
(20,3%)

Г орбуш а
18,1
69.3
5,56
1,36
0,76
0,48
0,53
1.13
Кета
П .4
69,0
5,39
1,35
0,74
046
0,51
1,09
Нерка
0,3
67,2
0,10
0,02
0,01
0,01
0,01
0,02

К и ж уч
1,8
6S.0
0,58
0,14
0,08
0,5
0,06
0,12
Всего
37,6
6,63
2,87
1,59
1,00
1,11
2,27

ОБЩИЙ БАЛАНС

Поступление биогенов в экосистемы лососевых рек Камчатки, как 
мы видим на примере Кичиги, зависит от прихода (положительный баланс) и изъятия (отрицательный баланс) химических элементов от лососей. Если условно исключить влияние промысла, то Кичигинская экосистема получила бы все эти элементы (что происходило на этой и других 
реках Камчатки не одну сотню и тысячу лет до начала активного промысла в последние 70 лет нашего столетия).
Количество зольных элементов по Кичиге составило бы: калия -  
33,33 т, натрия -  18,63 т, кальция -  11,77 т, магния -  12,96 т, фосфора -  27,69 т (табл. 8).

Таблица 8

Гипотетическое поступление химических элементов от лососей 
в экосистему Кичиги, (т/год)

Д инам ические
показатели
к 2о
Na20
СаО
MgO
р2о 5

О бщ ее поступление 
в т.ч :
33,33
18,63
1 1,77
12,96
27,69

на 1 км р> ела реки
0,48
0,27
0,17
0,19
0,40

на 1 км 3 водосборной 
площ ади
0.063
0,035
0,022
0,025
0.053

на 1 га н ерести лищ
0,160
0,090
0,057
0,063
0,133

ДЕСТРУКЦИЯ

Освобождение биогенов из рыбной массы лососей проходит в несколько стадий.
На первой механической стадии активно участвуют птицы -  чайки, 
вороны и т.д., расклевывающие «сненку». Этот фактор очень мощный, так 
как стаи чаек на реках во время нереста лососей очень многочисленные.

25