Биологические ресурсы и перспективы их использования (стр. 2 из 6)

В океане насчитывается также более 2 тыс. видов планктонных животных среди которых 1200 видов ракообразных. Типичные представители зоопланктона - веслоногие рачки. Их в Мировом океане насчитывается 750 видов. Размеры представителя наиболее массового - калануса, изменяются от 0,3 до 10 мм, а биомасса этого рачка в отдельных районах океана составляет до 70% объема всего зоопланктона.[4,131c].

80 видов криля относятся к подклассу высших ракообразных. Это деликатес и любимая пища китов. Его размеры - 36-60 мм, а запас в антарктических водах Мирового океана до сих пор точно не определен. По различным оценкам он колеблется от десятков миллионов до миллиарда тонн.

В прибрежных водах и в зонах апвеллингов биомасса зоопланктона может превышать 500 мг/м³. В полярных районах и на восточной периферии океанов она снижается до 100-200 мг/м³, в районах океанических «пустынь» - не превышает 25 мг/м³. Суммарная биомасса зоопланктона в Мировом океане составляет 21,5 млрд т - в 15 раз больше, чем фитопланктона. Планктон распространен преимущественно в поверхностных горизонтах океанской толщи (до глубины 100-150 м), причем фитопланктон – главным образом мельчайшие одноклеточные водоросли – служит кормом для многих видов зоопланктона, который по объему биомассы (20-25 млрд т) занимает в Мировом океане первое место.[4,131c]

Ко второму классу морских организмов относят нектон (в переводе с греческого «плавающий»). Он включает в себя всех животных, способных самостоятельно передвигаться в водной толще морей и океанов. Кроме 18 тыс. видов рыб к этой категории морских организмов относятся головоногие моллюски (кальмары, каракатицы, осьминоги), а также 119 видов морских млекопитающих среди которых 81 вид китообразных и 32 вида ластоногих. Характер распределения этого вида организмов в Мировом океане очень изменчив, о чем можно судить по количеству рыбы, вылавливаемой сегодня с единицы площади океана. Этот показатель может колебаться от 1 до 3000 кг/км².

Максимальные величины рыбопродуктивности Мирового океана (1800- 5500 кг/км²) отмечаются в юго-восточных частях Атлантического и Тихого океанов у берегов Юго-Западной Африки и вблизи Перуанско-Чилийского побережья. Ориентировочная оценка суммарной биомассы нектона – 1 млрд т, половина ее приходится на рыб.[6,69c].

Третий класс объединяет морские организмы, обитающие на дне океана или в донных отложениях, - бентос (в переводе с греческого – «прикрепленный ко дну», «глубинный»). Бентос- совокупность растений (фитобентос) и животных (зообентос),обитающих на дне и в донных осадках. Основными представителями фитобентоса Мирового океана являются высшие водоросли - макрофиты, опоясывающие зеленой «изгородью» его береговую линию на глубинах до 40 м (в отдельных районах - до 100-180 м). Их количество здесь оценивается от 0,2 до 0,7 млрд т - около 0,04% общей биомассы водной растительности океана. В качестве представителей зообентоса можно назвать различные виды двухстворчатых моллюсков (мидии, устрицы и др.), ракообразных (крабы, омары, лангусты), иглокожих (морские ежи) и других донных животных. Фитобентос представлен прежде всего разнообразными водорослями. По размерам биомассы зообентос (10 млрд. т) уступает только зоопланктону.[4,131c].

В холодных и умеренно холодных прибрежных водах биомасса бентоса из-за обилия пищи максимальна и может превышать 1000 г/м², в теплых шель-фовых водах она снижается до 1-10 г/м-, так как здесь значительно меньшее количество органического вещества достигает дна. Наибольшая плотность донного населения - в Северном Ледовитом океане. Она в 3 раза выше, чем в Атлантике и в 7 раз превосходит среднюю величину для Мирового океана.[4,133c].

По значению и объему использования ведущее место занимает нектон, в биомассе которого 80— 85 % составляет рыба. Около 10—15 % общей биомассы нектона приходится на головоногие моллюски (кальмары) и ракообразные (креветки), а менее 5 % составляют морские млекопитающие (киты, ластоногие).[11,151c]. Бентос используется пока в небольших объемах. Из представителей зоо-бентоса хозяйственное значение имеют двухстворчатые моллюски (мидии, устрицы, гребешки), ракообразные (крабы, омары, лангусты), иглокожие и другие донные животные. Из всего фитобентоса практическое значение имеют бурые, красные и зеленые водоросли, некоторые цветковые растения. Планктон используется в меньшей степени. Активно осваивается один из видов планктонных ракообразных — криль. Промышленная добыча фитопланктона пока не ведется.

При освоении биологических ресурсов используют оценки их общей сырьевой базы, при прогнозах учитывают промысловый запас. Сырьевая база — часть выявленных биологических ресурсов, использование которых на современном уровне технико-экономического развития является рентабельным и не наносит ущерба их воспроизводству. Промысловый запас - объем максимально допустимого вылова и добычи определенных видов без нарушения процесса их нормального воспроизводства.

Биологически активные районы составляют 37 % акватории океана. Средняя биологическая продуктивность Мирового океана составляет 180 кг/км², при этом на шельфе она значительно выше (до 2500 кг/км²), на материко

вом склоне почти в 3 раза ниже (65 кг/км²), а в зоне пелагиали — минимальна (7 кг/км²). Наиболее высокопродуктивные зоны (соответствующие лесам и пахотным землям) занимают всего 17 % площади океана, а малопродуктивные (на уровне пустынь суши) — 63 %. Потенциальные биологические ресурсы океана колеблются от 80 до 240 млн т в год. Сырьевая база мировых уловов рыбы оценивается в 140— 150 млн т в год. Рыба и рыбопродукты дают человечеству около 1/4 белковой пищи животного происхождения.[11,151c].

1.2 Биотический круговорот

Основными источниками создаваемого в океане первичного органического вещества являются фотосинтезирующие растения - автотрофы ( продуценты). Они стоят в начале солнечного излучения, улавливая ее с помощью хлорофилла и других пигментов. Из простых элементов - углерода, водорода, кислорода, а также питательных солей, соединений азота, фосфора биотического круговорота. Растения используют энергию, кремния кальция и др. — автотрофы вырабатывают сложные органические соединения.

Консументы (гетеротрофные животные) питаются готовым органическим веществом - растениями, другими животными, органическими остатками, продуктами жизнедеятельности. Первичная продукция растений используется растениеядными животными (консументами первого порядка) в качестве сырья для построения своего тела, а также как источник энергии жизнедеятельности. Хищники (консументы более высоких порядков) пожирают растениеядных животных, чтобы получить материал и энергию для своих нужд.

Структура пищевых связей в конкретных сообществах океана может быть простой, в виде одного ряда трофических звеньев, и сложной, когда трофические связи организмов переплетаются в сложную сеть. Примером простой цепочки может служить известная своей высокой продуктивностью экосистема области апвеллинга в Тихом океане у берегов Перу. Обильно развивающийся в богатых биогенами водах фитопланктон служит пищей рыбам (анчоусу), которыми в свою очередь кормятся многочисленные птицы, образующие на берегу крупнейшие в мире «птичьи базары». Помет этих птиц, благодаря сухому климату, накапливается в огромных количествах, уплотняется и превращается в гуано - ценное, богатое фосфором сельскохозяйственное удобрение. Промысел анчоусов в этом районе дает самую большую долю в мировом улове рыбы.

Правило 10%. В процессе питания в экосистеме осуществляется передача вещества и энергии с одного трофического уровня на другой. Часть вещества и энергии при этом теряется. В среднем каждое последующее звено в цепи питания содержит вещества и энергии в десять раз меньше, чем предыдущее звено (правило 10% Линдемана). Например, для нагула 1 кг веса крупной океанической рыбе требуется около 10 кг мелких рыб, которыми она питается, 100 кг зоопланктона - корма для мелких рыб и 1000 кг фитопланктона - корма для зоопланктона.

Трофическую структуру можно изобразить в виде экологической пирамиды, основанием которой служит первый уровень (уровень продуцентов), а последующие уровни образуют этажи и вершину пирамиды.

Традиционный способ использования биологических ресурсов океана - рыболовство. Объектом промысла в основном служат крупные хищные рыбы, занимающие верхние звенья пищевой цепи. Теория подсказывает, что такой путь использования биологических ресурсов мало эффективен. Переход на каждую ступень вниз по трофической цепочке сулит увеличение биомассы на порядок. Примером могут служить названный выше анчоус, а также криль - ракообразные планктона приантарктических районов.

Заметим, что в открытом океане перераспределение энергии питания в экосистеме принципиально отличается от такового на суше. В наземных экосистемах господствуют крупные многолетние растения - деревья, травы, кустарники. Их биомасса составляет более 90% общей биомассы сообщества; на долю животных приходятся единицы процентов. Только незначительная часть растений потребляется растениеядными животными; большая часть разлагается грибами и бактериями. В море только на мелководьях, где распространены заросли крупных морских водорослей и трав, распределение энергии подобно наземному. Экосистема открытого океана полностью основана на первичной продукции одноклеточных водорослей, входящих в состав фитопланктона. Почти весь фитопланктон быстро выедается мелкими растениеядными животными, входящими в состав зоопланктона.

Парадокс перевернутой пирамиды объясняется очень высокой продуктивностью фитопланктона, который способен удваивать биомассу путем деления клеток в течение одного-двух дней. Свидетельством тому, что одноклеточные водоросли очень эффективно используют жизненное пространство, является обнаружение их огромных скоплений, способных придавать морской воде зеленый, бурый или даже красный цвет (синий цвет воды всегда свидетельствует о ее высокой прозрачности и бедности жизнью). Благодаря высокой продуктивности автотрофов в Мировом океане производится примерно столько же первичной продукции, сколько ее дают все наземные растения, включая сельскохозяйственные угодья. Годовой урожай фитопланктона составляет 550×10⁹ т.[2,94c].