Changes in age, size and growth rate of the Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta (salmonidae) under conditions of global warming

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of the study of annual variability in age composition, body size and growth rate of the Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta in 2011−2023 revealed that the length and body weight of individuals of all age groups in 2016−2023 significantly decreased compared to the previous period, especially in fish aged 0.4. The proportion of fish of the younger age groups increased. Based on the calculated data, in 2012−2022, the growth rate of chum salmon decreased in the first to second years of life, and multidirectional trends were observed in the third to fourth years, with the lowest increase in the body length in 2016 and 2020. The decrease in the production characteristics of Anadyr chum salmon in the modern period occurred simultaneously with a decrease in the abundance of this salmon species throughout its entire marine range in the North Pacific and depended little on the abundance of other salmon species. The data obtained cast doubt on the leading role of the so-called density factor in determining the production characteristics of fish, which is expressed in food shortages due to an increase in the abundance of Pacific salmon. The abnormally high surface temperatures in the northeast Pacific Ocean over the past seven to eight years have had a marked negative impact on the growth of Anadyr chum salmon.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. V. Shestakov

Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: a.v.shestakov@mail.ru
Russian Federation, Magadan

S. I. Grunin

Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: a.v.shestakov@mail.ru
Russian Federation, Magadan

References

  1. Атлас распространения в море различных стад тихоокеанских лососей в период весенне-летнего нагула и преднерестовых миграций. 2002. М.: Изд-во ВНИРО, 190 с.
  2. Бирман И.Б. 1985. Морской период жизни и вопросы динамики стада тихоокеанских лососей. М.: Агропромиздат, 208 с.
  3. Бугаев А.В. 2017. Оценка влияния численности стад и глобальной температурной аномалии на среднюю массу тела тихоокеанских лососей в бассейне Северной Пацифики // Изв. ТИНРО. Т. 191. С. 3–33.
  4. https://doi.org/10.26428/1606-9919-2017-191-3-33
  5. Бугаев А.В., Тепнин О.Б., Радченко В.И. 2018. Климатическая изменчивость и продуктивность тихоокеанских лососей Дальнего Востока России // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 49. С. 5–50. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2018.49.5-50
  6. Бугаев А.В., Фельдман М.Г., Тепнин О.Б., Коваль М.В. 2021. Аномалии температуры поверхности воды в западной части Северной Пацифики — потенциальный климатический предиктор прогнозирования численности тихоокеанских лососей Камчатки // Вопр. рыболовства. Т. 22. № 4. С. 46–62.
  7. https://doi.org/10.36038/0234-2774-2021-22-4-46-62
  8. Дгебуадзе Ю.Ю. 2001. Экологические закономерности изменчивости роста рыб. М.: Наука, 276 с.
  9. Дгебуадзе Ю.Ю., Чернова О.Ф. 2009. Чешуя костистых рыб как диагностическая и регистрирующая структура. М.: Т-во науч. изд. КМК, 315 с.
  10. Заварина Л.О. 2020. Оценка численности нерестовых подходов, промысла и биологического состояния кеты (Oncorhynchus keta) в бассейне реки Большой Воровской (Западная Камчатка) в современный период (2011–2019 гг.) // Исслед. вод. биол. ресурсов Камчатки и сев.-зап. части Тихого океана. Вып. 58. С. 42–50. https://doi.org/10.15853/2072-8212.2020.57.42-50
  11. Заволокин А.В. 2015. Пищевая обеспеченность тихоокеанских лососей в период морского и океанического нагула: Автореф. дис. … докт. биол. наук. Владивосток: ТИНРО-центр, 48 с.
  12. Заволокин А.В., Кулик В.В., Глебов И.И. и др. 2012. Динамика размеров, возраста и внутригодовых темпов роста анадырской кеты Oncorhynchus keta в 1962–2010 гг. // Вопр. ихтиологии. Т. 52. № 2. С. 215–233.
  13. Карпенко В.И., Андриевская Л.Д., Коваль М.В. 2013. Питание и особенности роста тихоокеанских лососей в морских водах. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 303 с.
  14. Кловач Н.В., Ельников А.Н. 2013. Структура нерестового стада кеты Oncorhynchus keta Олюторского залива Берингова моря (Северо-восточная Камчатка) // Вопр. ихтиологии. Т. 53. № 6. С. 707–717. https://doi.org/10.7868/S0042875213060040
  15. Макоедов А.Н., Коротаев Ю.А., Антонов Н.П. 2009. Азиатская кета. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО, 356 с.
  16. Мина М.В., Клевезаль Г.А. 1976. Рост животных. М.: Наука, 291 с.
  17. Правдин И.Ф. 1966. Руководство по изучению рыб. М.: Пищ. пром-сть, 376 с.
  18. Путивкин С.В. 1999. Биология и динамика численности анадырской кеты: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Владивосток: ТИНРО-центр, 24 с.
  19. Темных О.С., Заволокин А.В., Шевляков Е.А. и др. 2011. Особенности межгодовой изменчивости средних размеров и возрастного состава кеты российских стад // Бюл. № 6 изучения тихоокеанских лососей на Дальнем Востоке. C. 228–241.
  20. Черешнев И.А., Волобуев В.В., Шестаков А.В., Фролов С.В. 2002. Лососевидные рыбы Северо-Востока России. Владивосток: Дальнаука, 496 с.
  21. Чугунова Н.И. 1959. Руководство по изучению возраста и роста рыб. М.: Изд-во АН СССР, 164 с.
  22. Шунтов В.П., Темных О.С. 2008. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах. Т. 1. Владивосток: Изд-во ТИНРО-центр, 481 с.
  23. Шунтов В.П., Темных О.С. 2011. Тихоокеанские лососи в морских и океанических экосистемах. Т. 2. Владивосток: Изд-во ТИНРО-центр, 473 с.
  24. Шунтов В.П., Темных О.С., Иванов О.А. 2017. Об устойчивости стереотипов в представлениях о морской экологии тихоокеанских лососей Oncorhynchus spp. // Изв. ТИНРО. Т. 188. С. 3–36.
  25. Barkhordarian A., Nielsen D.M., Baehr J. 2022. Recent marine heatwaves in the North Pacific warming pool can be attributed to rising atmospheric levels of greenhouse gases // Commun. Earth Environ. V. 3. Article 131. https://doi.org/10.1038/s43247-022-00461-2
  26. Bigler B.S., Welch D.W., Helle J.H. 1996. A review of size trends among North Pacific salmon Oncorhynchus spp. // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 53. № 2. P. 455–465. https://doi.org/10.1139/f95-181
  27. Cheung W.W.L., Frölicher T.L. 2020. Marine heatwaves exacerbate climate change impacts for fisheries in the northeast Pacific // Sci. Rep. V. 10. Article 6678. https://doi.org/10.1038/s41598-020-63650-z
  28. Debertin A.J., Irvine J.R., Holt C.A. et al. 2017. Marine growth patterns of southern British Columbia chum salmon explained by interactions between density-dependent competition and changing climate // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 74. № 7. P. 1077–1087. https://doi.org/10.1139/cjfas-2016-0265
  29. Frölicher T.L., Fischer E.M., Gruber N. 2018. Marine heatwaves under global warming // Nature. V. 560. № 7718. P. 360–364. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0383-9
  30. Fukuwaka M., Azumaya T., Nagasawa T. et al. 2007. Trends in abundance and biological characteristics of chum salmon // NPAFC Bull. V. 4. P. 35–43.
  31. Fukuwaka M., Davis N.D., Azumaya T., Nagasawa T. 2009. Bias-corrected size trends in chum salmon in the central Bering Sea and North Pacific Ocean // Ibid. V. 5. P. 173–176.
  32. Hansen J., Ruedy R., Sato M., Lo K. 2010. Global surface temperature change // Rev. Geophys. V 48. № 4. Article RG4004. https://doi.org/10.1029/2010RG000345
  33. Ishida Y., Ito S., Kaeriyama M. et al. 1993. Resent changes in age and size of chum salmon (Oncorhynchus keta) in the North Pacific Ocean and possible causes // Can. J. Fish. Aquat. Sci. V. 50. № 2. P. 290–295. https://doi.org/10.1139/f93-033
  34. Kaeriyama M., Yatsu A., Noto M., Saitoh S. 2007. Spatial and temporal changes in the growth patterns and survival of Hokkaido chum salmon populations in 1970–2001 // NPAFC Bull. V. 4. P. 251–256.
  35. Kennedy J.J., Rayner N.A., Atkinson C.P., Killick R.E. 2019. An ensemble data set of sea surface temperature change from 1850: the Met Office Hadley Centre HadSST.4.0.0.0 data set // J. Geophys. Res. Atmos. V. 124. № 14. P. 7719–7763.
  36. https://doi.org/10.1029/2018JD029867
  37. Kishi M.J., Kaeriyama M., Ueno H., Kamezawa Y. 2010. The effect of climate change on the growth of Japanese chum salmon (Oncorhynchus keta) using a bioenergetics model coupled with a three-dimensional lower trophic ecosystem model (NEMURO) // Deep Sea Res. Pt. II. Top. Stud. Oceanogr. V. 57. № 13–14. P. 1257–1265. https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2009.12.013
  38. Laufkotter C., Zscheischler J., Frolicher T.L. 2020. High-impact marine heatwaves attributable to human-induced global warming // Science. V. 369. № 6511. P. 1621–1625. https://doi.org/10.1126/science.aba0690
  39. Myers K.W., Klovach N.V., Gritsenko O.F. et al. 2007. Stock-specific distributions of Asian and North American salmon in the open ocean, interannual changes, and oceanographic conditions // NPAFC Bull. V. 4. P. 159–177.
  40. Ogura M. 1994. Migratory behavior of Pacific salmon (Oncorhynchus sp.) in the open sea // Bull. Natl. Res. Inst. Far Seas Fish. V. 31. P. 1–141.
  41. Oliver E.C.J., Donat M.G., Burrows M.T. et al. 2018. Longer and more frequent marine heatwaves over the past century // Nat. Commun. V. 9. Article 1324. https://doi.org/10.1038/s41467-018-03732-9
  42. Ruggerone G.T., Irvine J.R. 2018. Numbers and biomass of natural- and hatchery-origin pink salmon, chum salmon, and sockeye salmon in the North Pacific Ocean, 1925–2015 // Mar. Coast. Fish. V. 10. № 2. P. 152–168. https://doi.org/10.1002/mcf2.10023
  43. Ruggerone G.T., Springer A.M., van Vliet G.B. et al. 2023. From diatoms to killer whales: impacts of pink salmon on North Pacific ecosystems // Mar. Ecol. Prog. Ser. V. 719. P. 1–40. https://doi.org/10.3354/meps14402
  44. Salo E.O. 1991. Life history of Chum Salmon (Oncorhynchus keta) // Pacific salmon life histories. Vancouver: UBC Press. P. 231–310.
  45. Seo H., Kudo H., Kaeriyama M. 2009. Spatiotemporal change in growth of two populations of Asian chum salmon in relation to intraspecific interaction // Fish. Sci. V. 75. № 4. P. 957–966. https://doi.org/10.1007/s12562-009-0126-9
  46. Smale D.A., Wernberg T., Oliver E.C.J. et al. 2019. Marine heatwaves threaten global biodiversity and the provision of ecosystem services // Nat. Clim. Chang. V. 9. № 4. P. 306–312. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0412-1

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scales of the Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta: a – female FL 51.0 cm, age 0.3; b – male FL 55.5 cm, age 0.3; c – female FL 55.4 cm, age 0.4; d – male FL 60.0 cm, age 0.4. R – largest radius of scale; 1–4 – radii of corresponding annual zones.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Age composition of Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta in catches from 2011 to 2023: ( ) — 0.2, ( ) — 0.3, ( ) — 0.4, ( ) — 0.5. (–●–) — average age.

Download (209KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Linear growth rate of Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta based on calculated data in 2012–2023: (--♦--) — females, (∙∙●∙∙) — males. Here and in Fig. 4: (⌶) — 95% confidence intervals.

Download (129KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Interannual changes in the calculated body length increments of Anadyr chum salmon Oncorhynchus keta at ages 0.3 and 0.4 (a) and the Northern Hemisphere Global Temperature Anomaly Index (N.HEMI + dSST) (b) in 2012–2022.

Download (179KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences