Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesVestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of SciencesВестник Дальневосточного отделения Российской академии наук0869-7698The Russian Academy of Sciences67606310.31857/S0869769824020109lczmjgBiological SciencesБиологические наукиResearch ArticleEvaluation of density and biomass of arctic charr Salvelinus alpines (L.) complex (Salmoniformes, Salmonidae) from two oligotrophic lakes in Krasnoyarsk TerritoryОценка плотности и биомассы арктических гольцов Salvelinus alpines (L.) complex (Salmoniformes, Salmonidae) из двух олиготрофных озер Красноярского краяhttps://orcid.org/0000-0003-4258-8765LobyrevFyodor S.ЛобыревФедор Сергеевич
Russian Federation

Candidate of Sciences in Biology, Researcher

кандидат биологических наук, научный сотрудник

lobyrev@mail.ruLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М. В. Ломоносова15042024210712228022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-7698/article/view/676063

The paper considers the method of fish density estimation by gill net catches of different mesh size. The method is based on the analysis of the number of fish of different size groups approaching the net by simulating the movement of fish resulting in interaction with the net. The method include technical parameters of the net, morphometric features of fish and their behavioral characteristics. The process of interaction between fish and gill net is splitted into a series of sequential stages, each of which has its own probability calculated. The parameters necessary for the calculation are obtained from the primary analysis of catches and partly from literature data. For abundance estimation, its sensitivity to a number of key model parameters is shown. Density estimates were obtained for Arctic charr Salvelinus alpinus (L.) from various locations in Lama and Kapchuk lakes, Krasnoyarsk Territory.

Представлен метод оценки плотности рыб по уловам жаберных сетей разного шага ячеи. Метод основан на анализе количества рыбы разных размерных групп, подходящих к сети, путем моделирования движения рыбы, приводящего к взаимодействию с орудием лова. Метод учитывает технические характеристики сети, морфометрические параметры рыбы и ее поведенческие особенности. Процесс взаимодействия рыбы с орудием лова разбит на ряд последовательных этапов, для каждого из которых рассчитывается своя вероятность. Необходимые для расчета параметры получаются в результате первичного анализа уловов и частично берутся из литературных источников. Для оценки обилия показана ее чувствительность к ряду ключевых параметров модели. Оценка плотности получена для арктических гольцов Salvelinus alpinus (L.) из различных точек озер Лама и Капчук Красноярского края.

arctic charrdensitybiomassgill netsарктический голецплотностьбиомассажаберная сетьThis project was founded by the Russian Foundation for Basic Research (Project No. 17-04-00063)Данный проект финансировался Российским фондом фундаментальных исследований (проект № 17-04-00063)Izmailova A. V., Korneenkova N. Y. Lake area percentage in Russian Federation Territory and its governing factors. Water Resources. 2020;47(1):13–21. DOI 10.1134/S009780782001008X.Измайлова А. В., Корнеенкова Н. Ю. Озерность территории Российской Федерации и определяющие ее факторы // Вод. ресурсы. 2020. Т. 47, № 1. С. 16–25. DOI: 10.31857/S0321059620010083.Timoshkin O. A., Samsonov D. P., Yamamura M. et al. Rapid ecological change in the coastal zone of Lake Baikal (East Siberia): Is the site of the world’s greatest freshwater biodiversity in danger? Journal of Great Lakes Research. 2016;42:487–497. DOI: 10.1016/j.jglr.2016.02.011.Timoshkin O. A., Samsonov D. P., Yamamura M. et al. Rapid ecological change in the coastal zone of Lake Baikal (East Siberia): Is the site of the world’s greatest freshwater biodiversity in danger? // J. Great Lakes Res. 2016. Vol. 42. P. 487–497. DOI: 10.1016/j.jglr.2016.02.011.Volkova N., Kryuchkova G., Mikhaleva T., Polyaeva K., Sharipov R. Biologicheskaya produktivnost’ ozera Hanbalyk i ego rybohozyajstvennoe ispol’zovanie = [Biological productivity of lake Khabalyk and efficiency of its use for fishing]. Vestnik rybokhozyaystvennoy nauki. 2017;4(3):27–36. (In Russ.).Волкова Н. И., Крючкова Г. Н., Михалева Т. В. и др. Биологическая продуктивность озера Ханбалык и его рыбохозяйственное использование // Вестн. рыбохоз. науки. 2017. Т. 4, № 3. С. 27–36.Lukerin A. Yu., Romanenko G. A., Osipov S. A. Produktivnost’ Kasmalinskoj ozernoj sistemy Altajskogo kraya = [Productivity of Kashmala lake system of the altai territory]. In: Ozera Evrazii: problemy i puti ikh resheniya: Materialy II Mezhdunarodnoy konferentsii. Kazan’; 2019. Vol. 2. P. 292–296. (In Russ.).Лукерин А. Ю., Романенко Г. А., Осипов С. А. Продуктивность Касмалинской озерной системы Алтайского края // Озера Евразии: проблемы и пути их решения: материалы II Международ. конф. Казань, 2019. Ч. 2. С. 292–296.Ushakova A. A., Postnov I. E. Rasprostranenie i chislennost’ dvukh vidov ryb (rotana i devyatiigloy kolyushki), yavlyayushchikhsya invazionnymi dlya malykh rek Nizhegorodskoy oblasti. Vestnik Nizhegorodskoy Gosudarstvennoy Sel’skokhozyaystvennoy Akademii. 2019;21(1):21–26. (In Russ.).Ушакова А. А., Постнов И. Е. Распространение и численность двух видов рыб (ротана и девятииглой колюшки), являющихся инвазионными для малых рек Нижегородской области // Вестн. Нижегород. гос. с.-х. акад. 2019. № 1 (21). С. 21–26.Rafikov R. R., Zakharov A. B., Novoselov A. P. Formirovanie rybnogo naseleniya malyh vodohranilishch Respubliki Komi = [Formation of ichthyofauna in the minor reservoirs of the Komi Republiс]. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) Federal’nogo Universiteta. Seriya: Estestvennye Nauki. 2015;(3):59–67. (In Russ.). DOI: 10.17238/issn2227-6572.2015.3.59.Рафиков Р. Р., Захаров А. Б., Новоселов А. П. Формирование рыбного населения малых водохранилищ Республики Коми // Вестн. Сев. (Аркт.) федерал.ун-та. Серия: Естеств. науки. 2015. № 3. С. 59–67. DOI: 10.17238/issn2227–6572.2015.3.59.Seleznev V. A., Selezneva A. V., Rakhuba A. V. et al. Kompleksnaya ocenka ekologicheskogo sostoyaniya malyh rek (na primere reki Podstepnovki) = [Integrated assessment of the small rivers ecological status (the Podstepnovka river as a study case)]. Vodnoe Khozyaystvo Rossii: Problemy, Tekhnologii, Upravlenie. 2018;(6):83–100. (In Russ.).Селезнев В. А., Селезнева А. В., Рахуба А. В. и др. Комплексная оценка экологического состояния малых рек (на примере реки Подстепновки) // Вод. х-во России: пробл., технол., управление. 2018. № 6. С. 83–100.Shibaev S. V., Sokolov A. V. Metod analiza ikhtiotsenozov malykh vodoemov Kaliningradskoy oblasti na osnove kontrol’nykh oblovov setnymi orudiyami lova. Trudy VNIRO. Vodnye Biologicheskie Resursy. 2014;151:158–164. (In Russ.).Шибаев С. В., Соколов А. В. Метод анализа ихтиоценозов малых водоeмов Калининградской области на основе контрольных обловов сетными орудиями лова // Тр. ВНИРО. Вод. биол. ресурсы. 2014. Т. 151. С. 158–164.Ionas V. A. Ob ulovistosti drifternoy seti. Rybnoe Khozyaystvo. 1966;(7):43–45. (In Russ.).Ионас В. А. Об уловистости дрифтерной сети // Рыб. х-во. 1966. № 7. С. 43–45.Kushnarenko A. I., Lugarev E. S. Otsenka chislennosti ryb po ulovam passivnymi orudiyami. In: Informatsionnoe i matematicheskoe obespechenie issledovaniy syr’evoy bazy. Sbornik nauchnykh trudov VNIRO. M.; 1985. S. 113–121. (In Russ.).Кушнаренко А. И., Лугарев Е. С. Оценка численности рыб по уловам пассивными орудиями // Информационное и математическое обеспечение исследований сырьевой базы: сб. науч. тр. ВНИРО. M., 1985. С. 113–121.Grachev A. A., Mel’nikov V. N. Razrabotka i primenenie matematicheskikh modeley dlya povysheniya effektivnosti lova ryby / EKINAS. M.: VNIERH; 2003. Vyp. 1. 48 s. (In Russ.).Грачев А. А., Мельников В. Н. Разработка и применение математических моделей для повышения эффективности лова рыбы / ЭКИНАС. М.: ВНИЭРХ, 2003. Вып. 1. 48 с.Blinov V. V. O matematicheskikh modelyakh priblizheniya ryby k zhabernoy seti. Trudy po promyshlennomu rybolovstvu. TsNIITEiRKh. 1973;1:31–38. (In Russ.).Блинов В. В. О математических моделях приближения рыбы к жаберной сети // Тр. по промышлен. рыболовству / ЦНИИТЭиРХ. 1973. Т. 1. С. 31–38.Baranov F. I. Tekhnika promyshlennogo rybolovstva. M.: Pishchepromizdat; 1960. 696 s. (In Russ.).Баранов Ф. И. Техника промышленного рыболовства. М.: Пищепромиздат, 1960. 696 с.Hamley J. M., Regier H. A. Direct estimates of gillnet selectivity to walleye (Stizostedion vitreum vitreum). Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 1973;30:817–830. DOI: 10.1139/f73–137.Hamley J. M., Regier H. A. Direct estimates of gillnet selectivity to walleye (Stizostedion vitreum vitreum) // J. Fish. Res. Board of Canada. 1973. Vol. 30. P. 817–830. DOI: 10.1139/f73-137.Millar R., Fryer R. Estimating the size-selection curves of towed gears, traps, nets and hooks. Reviews in Fish Biology and Fisheries. 1999;9:89–116. DOI: 10.1023/A:1008838220001.Millar R., Fryer R. Estimating the size-selection curves of towed gears, traps, nets and hooks // Rev. Fish Biol. Fish. 1999. Vol. 9. P. 89–116. DOI: 10.1023/A:1008838220001.Denisov L. I. Metodika pryamogo ucheta chislennosti ryb na Kakhovskom vodokhranilishche. Izvestiya GosNIORKh. 1977;126:114–125. (In Russ.).Денисов Л. И. Методика прямого учета численности рыб на Каховском водохранилище // Изв. ГосНИОРХ. 1977. Т. 126. С. 114–125.Sechin Yu. T. Otsenka chislennosti ryb po ulovam stavnykh setey. In: Voprosy teorii i praktiki promyshlennogo rybolovstva. Povedenie gidrobiontov v zone deystviya orudiy lova. M.: VNIRO; 1998. S. 115–118. (In Russ.).Сечин Ю. Т. Оценка численности рыб по уловам ставных сетей // Вопросы теории и практики промышленного рыболовства. Поведение гидробионтов в зоне действия орудий лова. М.: ВНИРО, 1998. С. 115–118.Winters G. H., Wheeler J. P. Direct and indirect estimation of gillnet selection curves of Atlantic herring (Clupea harengus harengus). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1990;47:460–470. DOI: 10.1139/f90–050.Winters G. H., Wheeler J. P. Direct and indirect estimation of gillnet selection curves of Atlantic herring (Clupea harengus harengus) // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1990. Vol. 47. P. 460–470. DOI: 10.1139/f90–050.Borgstrøm R. Direct estimation of gill-net selectivity for roach (Rutilus rutilus (L.)) in a small lake. Fisheries Research. 1989;7:289–298. DOI: 10.1016/0165–7836(89)90062–3.Borgstrøm R. Direct estimation of gill-net selectivity for roach (Rutilus rutilus (L.)) in a small lake // Fish. Res. 1989. Vol. 7. P. 289–298. DOI: 10.1016/0165-7836(89)90062-3.Baranov F. I. Teoriya i raschet orudiy rybolovstva. M.: Pishchepromizdat; 1939. 965 s.Баранов Ф. И. Теория и расчет орудий рыболовства. М.: Пищепромиздат, 1939. 965 с.Sechin Yu. T. Matematicheskaya model’ krivoy otnositel’noy ulovistosti zhabernykh setey. Rybnoe Khozyaystvo. 1969;(9):56–58. (In Russ.).Сечин Ю. Т. Математическая модель кривой относительной уловистости жаберных сетей // Рыб. х-во. 1969. № 9. С. 56–58.Mahon R., Khokiattiwong S., Oxenford H. Selectivity of experimental gillnets for fourwing flyingfish, Hirundichthys affinis, off Barbados. Environmental Biology of Fishes. 2000;59;459–463. DOI: 10.1023/A:1026525311594.Mahon R., Khokiattiwong S., Oxenford H. Selectivity of experimental gillnets for fourwing flyingfish, Hirundichthys affinis, off Barbados // Environ. Biol. Fish. 2000. Vol. 59. P. 459–463. DOI: 10.1023/A:1026525311594.Millar R. Untangling the confusion surrounding the estimation of gillnet selectivity. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 2000;55:1328–1337. DOI: 10.1139/f99–275.Millar R. Untangling the confusion surrounding the estimation of gillnet selectivity // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 2000. Vol. 55. P. 1328–1337. DOI: 10.1139/f99-275.Tanaka E. A. Мethod for calculating numerical estimates of gear selectivity curve. Fisheries Science. 2002;68:1081–1087. DOI: DOI: 10.1046/j.1444–2906.2002.00535.x.Tanaka E. A. Мethod for calculating numerical estimates of gear selectivity curve // Fish. Sci. 2002. Vol. 68. P. 1081–1087. DOI: 10.1046/j.1444-2906.2002.00535.x.Santos M., Gaspar M., Monteiro C., Erzini K. Gill net selectivity for European hake Merluccius merluccius from southern Portugal: plications for fishery management. Fisheries Science. 2003;69:873–882. DOI: 10.1046/j.1444–2906.2003.00702.x.Santos M., Gaspar M., Monteiro C., Erzini K. Gill net selectivity for European hake Merluccius merluccius from southern Portugal: plications for fishery management // Fish. Sci. 2003. Vol. 69. P. 873–882. DOI: 10.1046/j.1444-2906.2003.00702.x.György A. I., Tata I., Special A. Relationship between horizontal hydroacoustic stock estimates and gill net catches of surface-oriented fish in shallow Lake Balaton (Hungary). Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. 2002;405:6–23. DOI: 10.1051/kmae/2012012.György A. I., Tata I., Special A. Relationship between horizontal hydroacoustic stock estimates and gill net catches of surface-oriented fish in shallow Lake Balaton (Hungary) // Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems. 2002. Vol. 405. P. 6–23. DOI: 10.1051/kmae/2012012.DuFour M.R., Qian S. S., Mayer C. M., Van der Goot C. S. Evaluating catchability in a large-scale gill net survey using hydroacoustics: making the case for coupled surveys. Fisheries Research. 2019;211:309–318. DOI: 0.1016/j.fishres.2018.11.009.DuFour M.R., Qian S. S., Mayer C. M., Van der Goot C. S. Evaluating catchability in a large-scale gill net survey using hydroacoustics: making the case for coupled surveys // Fish. Res. 2019. Vol. 211. P. 309–318. DOI: 10.1016/j.fishres.2018.11.009.Millar R. The functional form of hook and gillnet selection curves cannot be determined from comparative catch data alone. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1995;52:883–981. DOI: 10.1139/f95–088.Millar R. The functional form of hook and gillnet selection curves cannot be determined from comparative catch data alone // Can. J. Fish. Aquatic Sci. 1995. Vol. 52. P. 883–981. DOI: 10.1139/f95–088.Iznankin Yu. A. Ulovistost’ zhabernykh setey. Trudy VNIRO. 1959;41:24–135. (In Russ.).Изнанкин Ю. А. Уловистость жаберных сетей // Тр. ВНИРО. 1959. Т. 41. C. 124–135.Nikol’skiy G. V. Teoriya dinamiki stada ryb kak biologicheskaya osnova ratsional’noy ekspluatatsii i vosproizvodstva rybnykh resursov. Moskva: Nauka; 1965. 382 s. (In Russ.).Никольский Г. В. Теория динамики стада рыб как биологическая основа рациональной эксплуатации и воспроизводства рыбных ресурсов. М.: Наука, 1965. 382 с.Treshchev A. I. Intensivnost’ rybolovstva. M.: Legkaya i Pishchevaya Promyshlennost’; 1983. 236 s. (In Russ.).Трещев А. И. Интенсивность рыболовства. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 236 с.Sechin Yu. T. Matematicheskaya model’ krivoy otnositel’noy ulovistosti zhabernykh setey. Rybnoe Khozyaystvo. 1969;(9):56–58. (In Russ.).Сечин Ю. Т. Математическая модель кривой относительной уловистости жаберных сетей // Рыб. х-во. 1969. № 9.С. 56–58.Baranov F. I. O biologicheskikh osnovaniyakh rybnogo khozyaystva. Izvestiya Otdela Rybovodstva i Nauchno-Promyshlennykh Issledovaniy. 1918;1(1). (In Russ.).Баранов Ф. И. О биологических основаниях рыбного хозяйства // Изв. Отд. рыбоводства и науч.-пром. исслед. 1918. Т. 1, вып. 1.Lobyrev F., Hoffman M. J. A morphological and geometric method for estimating the selectivity of gill nets. Reviews in Fish Biology and Fisheries. 2018;28:909–924. DOI: 10.1007/s11160-018-9534-1.Lobyrev F., Hoffman M. J. A morphological and geometric method for estimating the selectivity of gill nets // Rev. Fish Biol. Fisheries. 2018. Vol. 28. P. 909–924. DOI: 10.1007/s11160-018-9534-1.Lobyrev F., Hoffman M. J. A method for estimating fish density through the catches of gill nets. Fisheries Management and Ecology. 2022;30:24–36. DOI: 10.1111/feme.12597.Lobyrev F., Hoffman M. J. A method for estimating fish density through the catches of gill nets // Fish. Management Ecol. 2022. Vol. 30. P. 24–36. DOI: 10.1111/feme.12597.Osinov A. G., Volkov A. A., Pavlov D. A. Secondary contact, hybridization, and diversification in Arctic charr (Salvelinus alpinus (L.) species complex) from lakes of the Norilo-Pyasinskaya water system, Taimyr: how many forms exist there? Hydrobiologia. 2022;849:2521–2547. DOI: 10.1007/s10750-022-04869-x.Osinov A. G., Volkov A. A., Pavlov D. A. Secondary contact, hybridization, and diversification in Arctic charr (Salvelinus alpinus (L.) species complex) from lakes of the Norilo-Pyasinskaya water system, Taimyr: how many forms exist there? // Hydrobiologia. 2022. Vol. 849. P. 2521–2547. DOI: 10.1007/s10750–022–04869-x.Christiansen J. S., Jorgensen E. H., Jobling M. Oxygen consumption in relation to sustained exercise and social stress in Arctic charr Salvelinus alpinus (L.). Journal of Experimental Zoology. 1991;260:149–156. DOI: 10.1002/jez.140260020.Christiansen J. S., Jorgensen E. H., Jobling M. Oxygen consumption in relation to sustained exercise and social stress in Arctic Charr Salvelinus alpinus (L.) // J. Exp. Zool. 1991. Vol. 260. P. 149–156. DOI: 10.1002/jez.140260020.Marchand F., Magnan P., Boisclair D. Water temperature, light intensity and zooplankton density and the feeding activity of juvenile brook charr (Salvelinus fontinalis). Freshwater Biology. 2002;74:2153–2162. DOI: 10.1046/j.1365-2427.2002.00961.x.Marchand F., Magnan P., Boisclair D. Water temperature, light intensity and zooplankton density and the feeding activity of juvenile brook charr (Salvelinus fontinalis) // Freshwater Biol. 2002. Vol. 74. P. 2153–2162. DOI: 10.1046/j.1365-2427.2002.00961.x.Courtney M. B., Scanlo B. S., Rikardsen A. H., Seitz A. C. Marine behavior and dispersal of an important subsistence fish in Arctic Alaska, the Dolly Varden. Environmental Biology of Fishes. 2016;99:209–222. DOI: 10.1007/s10641–015–0468–3.Courtney M. B., Scanlo B. S., Rikardsen A. H., Seitz A. C. Marine behavior and dispersal of an important subsistence fish in Arctic Alaska, the Dolly Varden // Environ. Biol. Fishes. 2016. Vol. 99. P. 209–222. DOI: 10.1007/s10641–015–0468–3.Ware D. M. Bioenergetics of pelagic fish: Theoretical change in swimming speed and ration with body size. Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 1978;35:220–228. DOI: 10.1139/f78–036.Ware D. M. Bioenergetics of pelagic fish: Theoretical change in swimming speed and ration with body size // J. Fish. Res. Board Can. 1978. Vol. 35. P. 220–228. DOI: 10.1139/f78-036.Kasumyan A. O., Pavlov D. S. Stajnoe povedenie ryb = [Schooling behavior in fish]. Moscow: KMC Scientific Publishers Association; 2018. 274 с. (In Russ.).Касумян А. О., Павлов Д. С. Стайное поведение рыб. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2018. 274 с.Cui G., Wardle C. S., Glass C. W., Johnstone A. D.F., Mojsiewicz W. R. Light level thresholds for visual reaction of mackerel, Scomber scombrus L., to coloured monofilament nylon gill net materials. Fisheries Research. 1991;10:255–263. DOI: 10.1016/0165–7836(91)90079-u.Cui G., Wardle C. S., Glass C. W., Johnstone A. D.F., Mojsiewicz W. R. Light level thresholds for visual reaction of mackerel, Scomber scombrus L., to coloured monofilament nylon gill net materials // Fish. Res. 1991. Vol. 10. P. 255–263. DOI: 10.1016/0165-7836(91)90079-u.Wardle C. S., Cui G., Mojsiewicz W. R., Glass C. W. The effect of colour on the appearance of monofilament nylon underwater. Fisheries Research. 1991;10:243–253. DOI: 10.1016/0165-7836(91)90078 -t.Wardle C. S., Cui G., Mojsiewicz W. R., Glass C. W. The effect of colour on the appearance of monofilament nylon underwater // Fish. Res. 1991. Vol. 10. P. 243–253. DOI: 10.1016/0165-7836(91)90078 -t.Lobyrev F. S., Pivovarov E. A., Khokhryakov V. R., Pavlov S. D. Populyacionnye harakteristiki plotvy, gustery i okunya v oz. Ozeryavki (nacional’nyj park «Sebezhskij») = [Population parameters of roach, white bream and perch in the lake Ozeryavki (Sebezhsky national park)]. Trudy VNIRO. 2023;191:37–52. (In Russ.). DOI: 10.36038/2307-3497-2023-191-37-52.Лобырев Ф. С., Пивоваров Е. А., Хохряков В. Р., Павлов С. Д. Популяционные характеристики плотвы, густеры и окуня в оз. Озерявки (национальный парк «Себежский») // Тр. ВНИРО. 2023. Т. 191. С. 37–52. DOI: 10.36038/2307-3497-2023-191-37-52.