Глава 3. Биологическая продуктивность

И биологические ресурсы мирового океана

Мировой океан, особенно его верхние слои, представляют собой исключи-

тельно благоприятную среду для существования организмов. Поэтому жизнь в

океане отличается огромным богатством и разнообразием. Из 33 классов суще-

ствующих на Земле растений в нем обитают 15; они включают свыше 14000 ви-

дов, из них до 10000 - зеленые и диатомовые водоросли. Из 63 классов живот-

ных, объединяемых в 12 типов, в Мировом океане обитает 57, при этом предста-

вители 30 классов живут исключительно в океанах и морях. Эти 57 классов на-

считывают более 160000 видов животных, в том числе почти 100000 видов мол-

люсков и ракообразных, 16000 видов рыб.

По месту обитания все морские организмы делятся на пелагические и бенти-

ческие. Первые населяют толщу воды (пелагиаль) и независимы от дна и берегов

океана. Вторые (бентос) обитают на грунте или в грунте.

Пелагические организмы делятся на планктон и нектон. Организмы планк-

тона (от греческого - блуждающий) лишены способности к активному переме-

щению в толще воды или обладают этой способностью лишь весьма ограничено.

Нектон (от греческого - плавающий) - это группа водных животных, способных к

самостоятельному активному передвижению в воде.

По главнейшему признаку - принадлежности к растениям или животным -

организмы планктона делятся на фитопланктон и зоопланктон. В первых из них

происходит процесс фотосинтеза - образование живых клеток из неживой мате-

рии. Важнейшим условием протекания этого процесса является солнечное осве-

щение при наличии определенного диапазона температур и биогенных веществ.

Воспроизводство жизни, воспроизводство органического вещества - отличи-

тельное естественно-историческое свойство Мирового океана. Оно составляет

суть процесса биологической продуктивности в океане.

Для количественного учета всех организмов, населяющих водную толщу

(планктона, нектона, бентоса), используются понятия “биомасса” и “числен-

ность”. Общая биомасса - это масса всех организмов, содержащаяся в единице

объема воды. Общая биомасса, как и биомасса групп тех или иных организмов,

измеряется в граммах на литр (или в граммах на 1 квадратный метр). Числен-

ность - это количество организмов одной и той же группы или вида, содержа-

щихся в единице объема воды или обитающих в определенном районе.

Под биологической продуктивностью района понимают производительность

(продуцирование) органического вещества всем сообществом организмов данно-

го океана, моря или какой-либо части акватории за определенный период време-

ни. Различают первичную и вторичную продукции. К первичной продукции от-

носят органическое вещество, создаваемое непосредственно из минеральных

биогенных веществ автотрофными (фотосинтезирующими и хемосинтезирую-

щими) организмами, в основном микроскопическим фитопланктоном (рис. 6). В

ходе потребления первичной продукции зоопланктоном и зообентосом (консу-

ментами) создается вторичная продукция. Таким образом, питание большинства

морских организмов зависит от количества и продуцирования фитоплактона.

Пищевые (трофические) взаимоотношения в океане представляют в виде пи-

рамиды, основанием которой служит фитопланктон и другие растения. Трофи-

ческие связи являются основой сбалансированности жизненных циклов в океане.

Существенны также условия размножения, эколого-физиологические, биохими-

ческие и другие биологические процессы, протекающие как индивидуально, так

и в биоценозе.

Если биомасса - общее суммарное количество живых организмов в единице

объема или на единице площади акватории безотносительно к ее пищевой по-

лезности для человека, то с учетом практики промысла и потребления человеком

выделяют определенную ее часть, которая составляет понятие биологические ре-

сурсы. Их величина обусловлена биологической продуктивностью, возможно-

стью возобновления под действием природных и антропогенных факторов. При

оценке зависимости между природной средой и продуктивностью необходимо

учитывать несколько общих положений:

- энергетическая обеспеченность продукционных процессов;

- вещественная обеспеченность продукционных процессов: биогены, орга-

ническое вещество, первичная продукция;

- благоприятные для обитания и воспроизводства организмов физические и

химические условия;

- устойчивые трофические взаимоотношения, включая кормовую базу про-

мысловых объектов;

- оптимальные условия среды для разных групп организмов и стадии их раз-

вития, приспособленность к изменениям этих условий;

- концентрирование организмов под воздействием абиотических и биотиче-

ских факторов;

- природная, техническая и экономическая доступность промысловых объек-

тов.

Говоря о биологических ресурсах Мирового океана, используемых челове-

ком, необходимо помнить, что по мере развития техники и технологий, по мере

перехода от рыболовства прибрежного, морского к океаническому человек ос-

ваивает не только новые районы, но и объекты промысла. В настоящее время

имеются два направления в использовании биологических ресурсов океана: 1)

промыслом активно осваиваются виды, ранее не представлявшие большой пи-

щевой ценности (минтай Тихого океана, путассу Атлантики); 2) человек начина-

ет осваивать не только менее ценные в пищевом отношении объекты, но и пред-

принимает попытки вовлечь в технологический процесс по переработке биоло-

гических ресурсов океана организмы, находящиеся на низких трофических

уровнях (криль антарктических вод). Однако до настоящего времени главными

представителями биологических ресурсов, изымаемых из Мирового океана, яв-

ляются рыбы.

Между условиями среды, живыми организмами и промыслом нет и не может

быть простых однозначных связей; является большой ошибкой учет только фи-

зических и химических условий. Роль природных факторов во всех аспектах

продуктивности океана рассматривается в свете широтной, вертикальной и цир-

кумконтинентальной зональности, причем значение последней для рыболовства

особенно существенно. Широтные физико-геогрфические зоны показывают раз-

личия в поступлении света и тепла и, соответственно, в энергетической стороне

процессов в океане, в их воздействии на распределение организмов и продук-

тивность. Циркумконтинентальные зоны дают представление об изменчивости

продуктивности по мере удаления от границ континентов. Именно циркумкон-

тинентальная зональность позволила раскрыть многие особенности сосредото-

чения жизни на периферии океана из-за повышенного воздействия стока с суши,

преобладания малых глубин, интенсивного перемешивания вод, особенностей

прибрежной циркуляции и водообмена.

Общая биомасса животных организмов в Мировом океане почти в 20 раз

превышает биомассу растительных. Это соотношение принципиально отличает-

ся от того, что свойственно суше. Ежегодная продукция морских организмов

превышает их биомассу более чем в 17 раз, причем основу этой продукции - до

90% - составляют мельчайшие организмы фитопланктона - первичное продук-

ционное звено (основа трофической пирамиды).

Первичная продукция, как сказано выше, это продукция главным образом

фитопланктона, выраженная через углерод органического вещества (ОВ), созда-

ваемого за единицу времени в единице объема воды или под единицей площади

акватории. Первые попытки расчета величины первичной продукции Мирового

океана были предприняты в 40-е годы нашего столетия. Х.Свердруп с соавтора-

ми в 1942 году опубликовал работу, где величина первичной продукции опреде-

лена равной (50-130)×109 т Сорг/год. В 1944 году Д.Райли в своей работе приво-

дит цифру (80-155)×109 т Сорг/год. Однако в послевоенные годы в отечественной

литературе появились цифры, определяющие первичную продукцию Мирового

океана в 2, 3 и даже 4 раза меньше приведенных Х.Свердрупом и Д.Райли:

Б.А.Скопинцев (1969, 1979) - 43,3×109 т; О.И.Кобленц-Мишке (1970, 1977) - 25-

30×109 т; В.Г.Богоров (1970, 1974) - 45×109 т; С.В.Бруевич (1971) - 44+5×109 т

Сорг/год. Хотя в эти же годы А.П.Виноградов (1967), оценивая продукцию био-

сферы Земли, считал, что для Мирового океана наиболее реальна величина пер-

вичной продукции, равная 100×109 т Сорг/год. Такая разница в цифрах, оцени-

вающих величину первичной продукции Мирового океана, объясняется разли-

чием методов ее определения. Х.Свердруп и Д.Райли для ее определения поль-

зовались так называемым скляночным кислородным методом, а наши и зару-

бежные исследователи, определявшие первичную продукцию в послевоенные

годы, применяли радиоуглеродный метод, метод определения первичной про-

дукции по С14.

Как показали исследования последних лет (Сорокин,1971; Гершанович и др.,