ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ НА ДИНАМИКУ ПОПУЛЯЦИИ ТЮЛЕНЕЙ В РОССИЙСКИЙ ВОДАХ

Аннотация. В данной работе проведен статистический анализ влияния среды обитания на популяцию тюленей России за период 2023–2026 гг. Рассмотрены арктические виды (гренландский тюлень, серый тюлень) и байкальская нерпа, а также тюлени Дальнего Востока (сивуч, ларга) и каспийская нерпа. С использованием t-теста Стьюдента для независимых выборок отвергнута нулевая гипотеза о равенстве средних численностей. Выявлено отрицательное влияние уменьшения ледовитости на Байкале и Каспии, стабилизации на Дальнем Востоке. Предложены рекомендации меры мониторинга ледового режима и состояния популяций.

Ключевые слова: тюлени, популяция, t-тест Стьюдента, корреляция Пирсона, ледовитость, температура воды, климат.

Введение

Экологические исследования тюленей (семейство Phocidae) важны из-за их роли биоиндикаторов: высокая чувствительность к изменениям ледового режима и трофической базы позволяет оценивать состояние всей экосистемы в условиях потепления [1].

В акваториях РФ выделяются четыре ключевых региона. В Арктическом бассейне (Баренцево и Белое моря) численность ластоногих достигает 1,5 млн особей, при этом серый тюлень (Halichoerus grypus) является наиболее массовым видом [2]. В озере Байкал популяция эндемичной нерпы (Pusa sibirica) сохраняет стабильность на уровне 150–160 тыс. особей [3]. На Дальнем Востоке мониторинг сивучей (Eumetopias jubatus) на Камчатке фиксирует рост рождаемости до 100 детенышей за сезон при общей численности до 1500 особей, а популяция ларги в Охотском море остается стабильной – около 140 тыс. особей [4]. Состояние каспийской нерпы (Pusa caspica), занесенной в Красную книгу РФ, оценивается в 260–380 тыс. особей; несмотря на массовую гибель в 2022 г., отмечается долгосрочный тренд на рост с 2012 г. [5]. Несмотря на климатические риски (сокращение ледового покрова в Арктике на 13% ежегодно и уменьшение толщины льда на Байкале на 20–30 см за декаду), данные мониторинга показывают относительное благополучие большинства популяций. Однако антропогенный стресс и раннее таяние льда остаются критическими факторами риска [1, 3].

Целью данной работы является статистический анализ влияния факторов среды обитания на динамику численности популяций тюленей в четырех ключевых регионах: Арктике, на Байкале, Дальнем Востоке и Каспии. В ходе исследования рассчитываются описательные характеристики популяций и доверительные интервалы численности. Проверка гипотез о значимости различий в состоянии популяций проводится с помощью t-теста Стьюдента, а оценка взаимосвязи численности с абиотическими факторами – методом корреляционного анализа. Итогом работы является формулировка практических рекомендаций по сохранению ластоногих в российских водах.

Арктика и Байкал

В ходе исследования проведено сравнение численности популяций тюленей Арктики (гренландский и серый тюлени) и Байкала (байкальская нерпа) за период 2023–2026 гг. (n = 4). Проверка нулевой гипотезы о равенстве средних значений (μ₁ = μ₂) осуществлялась при уровне значимости (α = 0,05). Эмпирической базой послужили данные авиаучетов ПИНРО по методике ICES для арктического региона, а также результаты аэрофотосъемки и наземных маршрутов БайкалНИРО. Для оценки влияния среды учитывались абиотические факторы: данные спутникового мониторинга ледовитости (MODIS) и гидрологических постов Росгидромета для Арктики, а также прямые замеры толщины льда на Байкале. Исходные показатели численности и параметры среды систематизированы в таблице 1.

Таблица 1.

Экспериментальные данные

Анализ описательных характеристик (табл. 2) подтверждает высокую однородность обеих выборок: коэффициенты вариации не превышают 2%, что свидетельствует о стабильности численности популяций в исследуемый период. Средняя численность арктической группировки составила 1512 тыс. особей (s = 24), байкальской нерпы: 158,75 тыс. особей (s = 2,99). Рассчитанные 95%-ные доверительные интервалы ([1484; 1540] для Арктики и [156; 162] для Байкала) позволяют с высокой точностью прогнозировать границы колебаний численности при сохранении текущих экологических условий.

Таблица 2.

Описательная статистика

Низкие значения коэффициентов вариации (1,59% для Арктики и 1,88% для Байкала) свидетельствуют о высокой степени стабильности исследуемых популяций и отсутствии резких колебаний численности в анализируемый период. Тот факт, что 95%-ные доверительные интервалы для данных регионов не пересекаются, служит предварительным статистическим подтверждением существенного различия средних уровней численности, что требует дальнейшей верификации с помощью критерия Стьюдента.

Корреляционный анализ (табл. 3) выявил умеренную положительную связь между численностью байкальской нерпы и толщиной льда (r = 0,677), а также среднюю зависимость численности арктических тюленей от ледовитости (r = 0,573).

Таблица 3.

Коэффициенты корреляции Пирсона для остальных абиотических факторов

Несмотря на то, что из-за малого объема выборки (n = 4) данные зависимости статистически не значимы ( > 0,05), их направленность соответствует экологической логике: дефицит ледового покрова ограничивает площади для размножения и линьки. Связь численности с температурой воды в обоих регионах выражена слабо и носит отрицательный характер. Для верификации обнаруженных трендов необходимо расширение временного ряда наблюдений.

Дальний Восток и Каспий

В ходе исследования проведено сравнение численности популяций тюленей Дальнего Востока (сивуч и ларга) и Каспийского моря (каспийская нерпа) за период 2023–2026 гг. (n=4). Проверка нулевой гипотезы о равенстве средних значений (μ₁ = μ₂) осуществлялась при уровне значимости (α = 0,05). Эмпирической базой послужили данные визуальных учетов КамчатНИРО и Кроноцкого заповедника для дальневосточного региона, а также результаты спутникового мониторинга MODIS и наземных обследований Росрыболовства для Каспия. Для оценки влияния среды учитывались абиотические факторы: данные стресса от рыболовных сетей и температуры лежбищ для Дальнего Востока, а также частота выбросов и ледовитость для Каспия (табл. 4).

Таблица 4.

Экспериментальные данные

Анализ описательных характеристик (табл. 5) подтверждает умеренную стабильность обеих выборок: коэффициенты вариации составляют 3,24% для Дальнего Востока и 8,33% для Каспия, что свидетельствует о относительной стабильности популяций сивучей/ларги и выраженной нестабильности каспийской нерпы в исследуемый период. Средняя численность дальневосточной группировки составила 1562,5 тыс. особей (s = 50,6), каспийской нерпы: 310,0 тыс. особей (s = 25,82). Рассчитанные 95%-ные доверительные интервалы ([1482; 1643] для Дальнего Востока и [269; 351] для Каспия) позволяют с высокой точностью прогнозировать границы колебаний численности при сохранении текущих экологических условий.

Таблица 5.

Описательная статистика

Низкие значения коэффициентов вариации (3,24% для Дальнего Востока) свидетельствуют о высокой степени стабильности популяции сивучей/ларги и отсутствии резких колебаний численности в анализируемый период. Умеренно высокий CV Каспия (8,33%) отражает кризисные явления (выбросы, грипп). Тот факт, что 95%-ные доверительные интервалы для данных регионов не пересекаются, служит предварительным статистическим подтверждением существенного различия средних уровней численности, что требует дальнейшей верификации с помощью критерия Стьюдента.

Корреляционный анализ (табл. 6) выявил очень сильную отрицательную связь между численностью сивучей/ларги и стрессом от сетей (r = -0,98), а также очень сильную положительную зависимость смертности каспийской нерпы от частоты выбросов (r = 0,96).

Таблица 6.

Коэффициенты корреляции Пирсона для остальных абиотических факторов

Несмотря на то, что для дополнительных факторов из-за малого объема выборки (n=4) данные зависимости статистически не значимы (p > 0,05), их направленность соответствует экологической логике: дефицит лежбищ и повышение температуры ограничивают условия для размножения сивучей/ларги. Связь смертности каспийской нерпы с частотой выбросов выражены сильно и положительно (r = 0,96). Для верификации обнаруженных трендов необходимо расширение временного ряда наблюдений.

Вывод

Анализ показал, что состояние популяций тюленей в разных морях России сильно отличается. В Арктике и на Байкале численность пока стабильна и во многом зависит от льда — чем его меньше, тем хуже условия для размножения. Самые тревожные тенденции наблюдаются на Каспии, где популяция нерпы заметно сокращается, а также сохраняются риски, связанные с антропогенным стрессом на Дальнем Востоке. Поэтому ключевые меры сохранения должны быть направлены на контроль рыболовных сетей в дальневосточных водах и мониторинг причин массовых выбросов каспийской нерпы.