The impact of oceanologocal factors on the baleen whale (Mysticeti) distribution in the Sea of Okhotsk

Abstract

Объект исследования-влияние океанологических факторов на распространение китообразных. Предмет исследования-Распространение усатых китов в Охотском море, связь с океанологическими факторами, в частности, с пространственно-временной изменчивостью полей концентрации хлорофилла-а. Усатые киты отличаются привязанностью к кормовым базам-местам, богатым пищей, куда киты, словно птицы, возвращаются после зимней миграции. Например, большая часть из наблюдаемых серых китов возвращается на северо-восточный шельф о. Сахалин каждый год. Через трофическую цепь можно выявить связь между пространственно-временной изменчивостью концентрации хлорофилла-а, которая отражает концентрацию фитопланктона, и встречаемостью усатых китов. Целью данного исследования является изучение влияния пространственно-временной изменчивости океанологических факторов на распространение усатых китов. Для этого реализованы следующие задачи: 1. Рассмотрены ареалы распространения китообразных в Охотском море, в зависимости от сезона, а также их связь с пространственным распределением полей температуры и концентрации хлорофилла-а в период с 1999 по 2020 гг.. 2. Рассмотрено влияние изменчивости индекса PDO (Pacific Decadal Oscillation), представляющего устойчивую, периодически повторяющуюся изменчивость климата океана и атмосферы, сосредоточенную в среднеширотном Тихоокеанском бассейне, на изменчивость концентрации хлорофилла-а и на встречаемость серых китов (Eschrichtius Robustus), являющихся разновидностью усатых китов, на северо-восточном шельфе о. Сахалин в период с 2002 по 2010 гг. 3. Рассмотрена связь хлорофилла-а со встречаемостью E. robustus. Для этого использованы данные по встречаемости усатых китов в Охотском море по отчетам и статьям, посвященным экспедициям в период с 1999 по 2020 гг, данные по встречаемости китов из сводного отчета по программе мониторинга Охотско-Корейской популяции серого кита у северо-восточного побережья о. Сахалин за 2002-2010 гг., данные PDO (NOAA), а также спутниковые данные концентрации хлорофилла-а из базы данных NASA’s OceanColorWeb со спектрорадиометра MODIS-Aqua (среднемесячные с пространственной изменчивостью 4х4 км). В результате исследования выявлена связь между распространением усатых китов и концентрацией хлорофилла-а, также выявлено, что месяцы интенсивных апвеллингов около побережья о. Сахалин совпадают с пиком встречаемости серых китов. К тому же, можно проследить связь между количеством особей серых китов и данными годового стока Амура, через влияние Амура на изменчивость полей концентрации хлорофилла-а. Данное исследование представляется важным для дальнейшего изучения усатых китов и их распространения в Охотском море. К тому же, данные о миграциях китообразных можно использовать для изучения широкомасштабных сдвигов в экосистемах, ведь киты невероятно чувствительны к изменениям окружающей среды. Работа содержит 2 главы: теоретическую и результативную, введение, заключение и список литературы, состоящий из 30 источников, 8 из которых на английском языке. Объем работы: 52 страницы текста, содержит 52 рисунка, 5 таблиц и 2 приложения.

The object of the study is the influence of oceanological factors on the distribution of cetaceans. The subject of the study is the distribution of baleen whales in the Sea of Okhotsk, the relationship with oceanological factors, in particular, with the spatial and temporal variability of the chlorophyll-a concentration fields. Baleen whales are noted for their attachment to food bases-places rich in food, where whales, like birds, return after winter migration. For example, most of the observed gray whales return to the northeast shelf of Sakhalin island every year. Through the trophic chain, it is possible to identify the relationship between the spatio-temporal variability of the chlorophyll-a concentration, which reflects the concentration of phytoplankton, and the occurrence of baleen whales. The aim of this study is to study the influence of spatio-temporal variability of oceanological factors on the distribution of baleen whales. To do this, the following tasks was implemented:: 1. The distribution ranges of cetaceans in the Sea of Okhotsk, depending on the season, as well as their relationship to the spatial distribution of temperature and chlorophyll-a concentration fields in the period from 1999 to 2020 are considered. 2. The influence of the variability of the PDO index (Pacific Decadal Oscillation), which represents a stable, periodically recurring variability of the ocean climate and atmosphere, concentrated in the mid-latitude Pacific basin, on the variability of the concentration of chlorophyll-a and on the occurrence of gray whales (Eschrichtius Robustus), which are a variety of baleen whales, on the north-eastern shelf of the Sakhalin island in the period from 2002 to 2010. 3.The relationship of chlorophyll-a with the occurrence of E. robustus is considered. For this purpose, used data on the occurrence of baleen whales in the Sea of Okhotsk from reports and articles devoted to expeditions in the period from 1999 to 2020, data on the occurrence of whales from the summary report on the monitoring program of the Okhotsk-Korean gray whale population off the north-eastern coast of the island. Sakhalin for 2002-2010, PDO (NOAA) data, as well as satellite data on the concentration of chlorophyll-a from the NASA's OceanColorWeb database from the MODIS-Aqua spectroradiometer (monthly average with spatial variability of 4x4km). The study revealed a link between the distribution of baleen whales and the concentration of chlorophyll-a, and also revealed that months of intense upwelling near the coast of Sakhalin island coincides with the peak occurrence of gray whales. In addition, it is possible to trace the relationship between the number of individuals of gray whales and the data of the annual runoff of the Amur river, through the influence of the Amur river on the variability of the chlorophyll-a concentration fields. This study is important for further study of baleen whales and their distribution in the Sea of Okhotsk. In addition, data on cetacean migrations can be used to study large-scale shifts in ecosystems, because whales are incredibly sensitive to environmental changes. The work contains 2 chapters: theoretical and results, introduction, conclusion and a list of references consisting of 30 sources, 8 of which are in English. Volume of work: 52 pages of text, contains 52 figures, 5 tables and 2 appendices.