Глава V. Биогидроакустика в промышленном рыболовстве

Большое значение звука в жизни рыб и ряда других водных биологических объектов, сравнительно большая дальность распространения его по сравнению с другими видами физических полей в воде создают благоприятные предпосылки для применения биогидроакустики [15, 34, 37] в различных областях рыбного хозяйства. В настоящее время проводятся работы по двум направлениям использования биогидроакустики в промышленном рыболовстве: поиск, обнаружение промысловых объектов по издаваемым ими звукам и определение их видового состава (посредством анализа этих звуков), а также управление поведением рыб. Однако несмотря на достаточно большой объем проведенных исследований и экспериментальных работ в области биоакустики рыб и ракообразных [34, 37, 40], представляющих наибольший интерес для рыбного хозяйства и промышленного рыболовства (в основном в части анализа и оценки возможностей первого направления), биогидроакустика находит пока еще небольшое практическое применение для повышения эффективности лова.

В связи с большим многообразием водных организмов, значительными изменениями их биоакустической активности в зависимости от ряда факторов (выполненные исследования и эксперименты свидетельствуют о сложности решения задач поиска, обнаружения и определения видового состава скоплений промысловых объектов методами биогидроакустики. Для получения информации о видовом составе скоплений необходимо создание весьма сложной техники [12]. Кроме того, уровень звуков, издаваемых промысловыми рыбами и ракообразными, часто имеет недостаточно большую величину, чтобы превысить уровень шумов и помех, создаваемых движущимся судном, на котором установлена аппаратура. Прослушивание и регистрация звуков рыб и ракообразных в условиях моря обычно возможны лишь в дрейфе судна в режиме "тишины", когда выключается большинство судовых механизмов или почти все, а аппаратура питается от аккумуляторных батарей, что, конечно, неприемлемо для промысловых судов. В то же время в ряде случаев водные организмы издают весьма сильные звуки, по уровню превышающие шумы судна и принимаемые гидроакустической аппаратурой при нахождении объектов на значительном расстоянии от приемной антенны (например, звуки некоторых китообразных принимаются уверенно на дистанциях до объекта в несколько километров). Большие помехи работе рыболокационной аппаратуре на судне очень часто создают акустические колебания высокой интенсивности в широком диапазоне частот, излучаемые дельфинами. В некоторых случаях звуковые сигналы, издаваемые отдельными промысловыми объектами, например креветками, имеют высокую интенсивность и при работе судна на небольших и средних глубинах достаточно четко регистрируются на лентах самописцев и других индикаторах обычных рыболокаторов активного действия.

В связи с этим метод пассивной локации или индикации в ряде случаев может оказаться полезным дополнительным средством обнаружения объектов лова, определения их мест нахождения и количества в районе промысла. Так, например, поиск и обнаружение некоторых видов промысловых объектов (например, тунцовых, акул) обычными рыболокаторами активного действия часто весьма затруднен из-за больших скоростей их перемещения, а также в связи с тем, что многие из них не образуют косяков. Интенсивность эхо-сигналов от таких одиночных, хотя и крупных рыб часто бывает недостаточной для того, чтобы рыболокатор горизонтального действия мог уверенно фиксировать их на больших дистанциях. Вертикальная локация также в данном случае малоэффективна из-за небольшого количества эхо-сигналов, принимаемых от таких рыб в единицу времени (они обычно находятся в зоне действия прибора в течение небольшого промежутка времени).

В некоторые периоды времени техника активной локации неэффективна и при поиске ракообразных, например креветок (из-за низкой их отражательной способности и близкого расположения к грунту, особенно когда они не находятся над дном) и крабов, а также при поиске придонных рыб, обитающих в прибрежных скалистых районах со сложным рельефом дна и др. Комплексное использование методов активного и пассивного поиска при этом позволило бы повысить возможности обнаружения объектов промысла.

Для более широкого внедрения в рыболовство метода пассивной локации и индикации (в качестве дополнительного средства поиска и обнаружения промысловых объектов) представляется целесообразным четко определить те виды объектов, обнаружение которых с помощью активной локации недостаточно эффективно (и в какие периоды времени), и провести более широкие экспериментальные исследования (по отработанным методикам) для выработки конкретных рекомендаций по его применению в зависимости от биологического состояния объектов, их поведения и других факторов, в том числе от времени года и, возможно, суток. Для этого необходимы накопление и систематизация биоакустических данных от конкретных промысловых объектов в различных районах их обитания, как это делается при проведении биологических, гидрологических и других рыбохозяйственных исследований.

В большом масштабе в последнее время проводятся исследования по использованию звука в процессах управления поведением рыб (для повышения эффективности лова, создания искусственных концентраций рыб, регулирования их движения в рыбопропускных сооружениях и т. д.) путем воспроизведения или имитации в воде в необходимые моменты звуков, вызывающих у рыб реакцию перемещения или дезориентации.

Проведенные работы свидетельствуют о способности рыб анализировать информационную структуру звуков и формировать соответствующее ответное поведение, однако эффективность акустического метода управления поведением рыб в значительной степени определяется наличием (и соответственно их учетом) данных об особенностях ответных реакций объектов на звуковые раздражители - стимулы в данном районе, в данное время года, суток в зависимости от метеорологических, гидрологических факторов и т. д., а также готовностью объектов к формированию соответствующего поведения. Поведение многих видов рыб в звуковом поле, скорость их реакции на воздействие акустических раздражителей зависят от значения звука в их жизни, но определяются не только слуховыми способностями рыбы, а и ее физиологическим состоянием. В связи с этим применение метода может ограничиваться пространственной зоной, временем года и некоторыми другими факторами [5].

Звуки, не похожие на биологические, например тональные, способны .вызвать лишь кратковременную реакцию у рыбы. При длительном воздействии данного звукового раздражителя рыбы адаптируются к нему. Самым коротким является период адаптации к монотонным звукам. К прерывистым звукам и звукам с меняющейся интенсивностью во времени, а также частотой адаптация у рыб происходит медленнее. Наиболее сильная двигательная реакция у различных видов рыб наблюдается на звуки с частотами 20-1000 Гц. Однако и на эти звуки реакция у рыбы 'нечеткая и неустойчивая. Попытки применять звуки, не имеющие биологического значения, часто оказываются малоэффективными, хотя в некоторых случаях хорошие результаты достигаются при воздействии на рыбу чередующихся комплексов звуковых раздражителей различного типа. Это может быть связано с дезориентацией рыбы, с возникновением некоторой ситуации неопределенности, вследствие чего рыба удерживается на месте после привлечения.

Более устойчивые реакции наблюдаются при воздействии на рыбу звуков биологического значения. Положительную реакцию (привлечение) в принципе можно обеспечить путем излучения, например, нерестовых сигналов, сигналов питания; отрицательную реакцию - при использовании сигналов опасности или угрозы, а также ранения или бегства. Необходимо учитывать и физиологическое состояние рыбы. Так, сытые рыбы безразлично относятся к звукам питания; созревшие для икрометания самки отчетливо реагируют на зов самца; сильные самцы не реагируют на звуки угрозы других самцов, слабые при этом уходят [34].

Помимо физиологического состояния рыбы большое влияние на ее реакцию на звуки оказывает интенсивность акустического сигнала. Например, сигнал опасности (звук хищника) большой интенсивности вызывает более сильное отпугивающее воздействие на рыбу и на больших расстояниях, чем сигнал средней интенсивности. Подобная гиперболизация звуков открывает широкие возможности для применения различных типов сигналов биологического значения (однако необходимы исследования влияния гиперболизированных сигналов на поведение рыбы в ближней зоне).

Результаты исследований показывают, что для более эффективного привлечения рыб необходимо плавно регулировать излучаемую мощность акустических колебаний и сохранять ее на таком уровне, чтобы в зоне нахождения рыбы создавался биошумовой фон, близкий к естественному. При этом необходимо учитывать, ч