Уникальной особенностью пресноводной экосистемы Байкала является наличие в ней эндемичного байкальского тюленя – нерпы (Phoca sibirica), высшего звена пищевой цепи.
Байкальская нерпа играет большую роль в экосистеме озера, являясь крупным и наиболее высокоорганизованным животным, она служит своеобразным регулятором трофических связей биогидроценоза озера Байкал.
Популяция нерпы в систематической схеме пищевых отношений открытых вод Байкала занимает важное место. Байкальская нерпа является основным потребителем голомянок малой и большой (Comephorus dybowskii, C. baicalensis), желтокрылой и длиннокрылой широколобок (Cottocomephorus grewinki, C. inermis), и поэтому популяция нерпы выступает регулятором всей трофической цепи. При увеличении популяции нерпы происходит рост потребления пищи, а значит, численность голомянко-бычковых рыб, являясь потребителем эпишуры, будет снижаться, а биомасса эпишуры увеличиваться, что способствует увеличению популяции байкальского омуля. Если произойдет исчезновение даже одного участника цепи, могут произойти непредсказуемые и необратимые последствия.
Поэтому байкальская нерпа является объектом биомониторинга, который на протяжении уже почти 50 лет проводят научные сотрудники Лимнологического института СО РАН и ФГУП «Востсибрыбцентр».
Детальный отчет численности возрастной и половой структуры байкальской нерпы выполнен и обобщен в работах В.Д. Пастухова, Е.А. Петрова и отчете по экспедиционным работам Greenpeace. Основываясь на этих фундаментальных материалах, я попыталась в рамках простого моделирования провести дальнейшее исследование популяционных параметров нерпы.
Трудность составления когортных таблиц для популяции байкальской нерпы заключается в том, что (по условно принятой методике подсчета), возраст особей указывается не дискретно, а виде интервала от 2–3 до 9 лет.
Поскольку мои расчеты носят модельный характер, я восстановила дискретную структуру интерполяцией, основанной на экспоненциальной зависимости, весьма распространенной в биологии.
В итоге получены таблицы 1 и 2 когорт выживания нерпы в 1995 и 2000 гг., где:
х – возраст особи;
Ax – число особей в начале стадий;
Lx – часть когорты доживающая до начала следующей стадий;
Dx – часть погибших животных на начале стадий;
Gx – коэффициент смертности;
Fx – число потомков на каждой стадий.
Из таблиц видно, что более 20 % численности популяции составляют новорожденные особи, смертность которых на первом году жизни очень высока (коэффициент смертности для 1995 г. – 0,432, для 2000 г. – 0,441). В ходе анализа графиков численности нерпы прослеживается постепенное сглаживание разницы между двумя исследуемыми периодами с увеличением возрастной группы. Это говорит о постепенном увеличении смертности среди молодых особей. Вероятнее всего, это связано с постепенным увеличением незаконного отлова нерпы.
Так как график процентной численности за 1995 год на всем промежутке от 0 до 18 лет находится выше графика за 2000 год, то, очевидно значительное увеличение количества особей старше 18 лет к 2000 году. Это говорит о постарении популяции.
Таким образом, анализ численности позволяет выявить общие ее закономерности.
Таблица 1
Когорты выживания нерпы (отчет Greenpeace, 2000 г.)
| Возраст, годы, стадия | Число особей в начале стадий (%) | Часть когорты доживающей до начала стадий | Часть погибающих особей | Коэффициент смертности | Число потомков на каждой стадий (%) |
| X | ах | Lх | Dх | Gx = Dx/Lх | Fх |
| 0 | 21,0 | 1 | 0,443 | 0,443 | 0 |
| 1 | 11,7 | 0,557 | 0,138 | 0,248 | 0 |
| 2 | 8,8 | 0,419 | 0,167 | 0,399 | 0 |
| 3 | 5,3 | 0,252 | 0,019 | 0,075 | 0 |
| 4 | 4,9 | 0,233 | 0,038 | 0,163 | 2,95 |
| 5 | 4,1 | 0,195 | 0,009 | 0,046 | 2,05 |
| 6 | 3,9 | 0,186 | 0,010 | 0,054 | 1,95 |
| 7 | 3,7 | 0,176 | 0,009 | 0,051 | 1,85 |
| 8 | 3,5 | 0,167 | 0,010 | 0,060 | 1,75 |
| 9 | 3,3 | 0,157 | 0,014 | 0,090 | 1,65 |
| 10 | 3,0 | 0,143 | 0,010 | 0,070 | 1,50 |
| 11 | 2,8 | 0,133 | 0,004 | 0,030 | 1,40 |
| 12 | 2,7 | 0,129 | 0,005 | 0,039 | 1,35 |
| 13 | 2,6 | 0,124 | 0,029 | 0,233 | 1,30 |
| 14 | 2,0 | 0,095 | 0,005 | 0,052 | 1,00 |
| 15 | 1,9 | 0,090 | 0,014 | 0,156 | 0,95 |
| 16 | 1,6 | 0,076 | 0,005 | 0,065 | 0,80 |
| 17 | 1,5 | 0,071 | 0,004 | 0,056 | 0,75 |
| 18 | 1,4 | 0,067 | 0,004 | 0,060 | 0,70 |
Таблица 2
Когорты выживания нерпы (Петров Е.А., 1995 г.)
| Возраст, годы, стадия | Число особей в начале стадий (%) | Часть когорты доживающей до начала стадий | Часть погибающих особей | Коэффициент смертности | Число потомков на каждой стадий (%) |
| X | ах | Lх | Dх | Gx = Dx/Lх | Fх |
| 0 | 22,0 | 1 | 0,432 | 0,432 | 0 |
| 1 | 12,5 | 0,568 | 0,145 | 0,255 | 0 |
| 2 | 9,3 | 0,423 | 0,155 | 0,366 | 0 |
| 3 | 5,9 | 0,268 | 0,027 | 0,101 | 0 |
| 4 | 5,3 | 0,241 | 0,032 | 0,133 | 2,65 |
| 5 | 4,6 | 0,209 | 0,014 | 0,067 | 2,30 |
| 6 | 4,3 | 0,195 | 0,013 | 0,066 | 2,15 |
| 7 | 4,0 | 0,182 | 0,009 | 0,049 | 2,00 |
| 8 | 3,8 | 0,173 | 0,014 | 0,081 | 1,90 |
| 9 | 3,5 | 0,159 | 0,014 | 0,088 | 1,75 |
| 10 | 3,2 | 0,145 | 0,009 | 0,062 | 1,60 |
| 11 | 3,0 | 0,136 | 0,009 | 0,066 | 1,50 |
| 12 | 2,8 | 0,127 | 0,009 | 0,071 | 1,40 |
| 13 | 2,6 | 0,118 | 0,013 | 0,110 | 1,30 |
| 14 | 2,3 | 0,105 | 0,005 | 0,048 | 1,15 |
| 15 | 2,2 | 0,100 | 0,014 | 0,140 | 1,10 |
| 16 | 1,9 | 0,086 | 0,009 | 0,105 | 0,95 |
| 17 | 1,7 | 0,077 | 0,005 | 0,117 | 0,85 |
| 18 | 1,5 | 0,068 | 0,009 | 0,132 | 0,75 |
А.В. Плаксина