Реферат: Морские биологические ресурсы Дальнего Востока. Проблемы с их использованием

Климату Земли всегда была свойственна цикличность различной периодичности. В частности, в послеледниковое время имели место продолжительный период климатического оптимума, а позднеее – менее значительная теплая эпоха викингов. Около 150 лет назадзакончился так называемый малый ледниковый период, а XX в. является началом очередной теплой эпохи. Характерно, что и в пределах таких эпох события идут однонаправлено и не повсеместно, а, кроме того, наблюдаются цикличности с более короткой периодичностью. Особое значение придается цикличности в 40-60 лет, которая рассматривалась первоначально как простое чередование теплых (20-30-е,70 - середина 90-х годов) и холодных (40-60-е, конец 90-х годы) периодов. Изменения в биоте, особенно в пелагических сообществах, как будто соответствовали этому, если судить по динамике соотношений биомасс минтай / сельдь Clupeapallasi в северо-бореальных районах Пацифики и сардина-иваси / японский анчоус Engraulisjapo-nicus – в южно-бореальных.

Но наиболее интересно то, что в 20-30 годы температурный фон в целом был ниже, чем в 70 – середине 90-х годов, тем не менее, тогда наблюдалась самая значительная экспансия не только отдельных видов, но и целых комплексов южной биоты в сторону высоких широт. В этом же направлении отступали южные границы холодолюбивых видов и комплексов. А при современном более значительном потеплении аналогичной по масштабу экспансии не было, хотя примеров появления в северных водах южных элементов накопилось много. Например, летом 1985 г. на юге Охотского моря поймали молодую меч-рыбу Xiphiasgladius. Характерно, что значительные перестройки в нектонных сообществах дальневосточных морей начались при еще высоком температурном фоне с начала 90-х годов. В это время в российские воды прекратились массовые миграции сардины-иваси, значительно уменьшилось количество минтая, но возросла численность сельди, японского анчоуса (летом 1998 г. распространился впервые за всю историю изучения охотского моря до его наиболее холодного аяно-ионского района), тихоокеанского кальмара Todarodespacificus. Все это подталкивает к мысли, что решающее значение в таких случаях имеют не абсолютные значения температуры воды (конечно, в определенных пределах), а тенденции и длительность их изменения – повышение или понижение. А последние, в свою очередь, являются индикатором обоих процессов, проявлением изменчивости динамики других, может быть, более важных комплексных показателей: интенсивности водообмена дальневосточных морей с океаном и в целом интенсивности динамики вод, а также преобладающего атмосферного переноса – зонального или меридионального.

В 40-60-е годы в основном не было поступательного глобального роста температуры, а временами имело место ее снижение. Сейчас повышение температуры в очередном 40-60-летнем цикле также прекратилось. Значительные положительные аномалии на части акватории дальневосточных морей сохранялись до 1998 г. на этом фоне выглядит контрастно аномально холодными.

До самого последнего времени реальный ход событий как будто подтверждал, что в теплые эпохи, а они по климато-океанологическим условиям являются более стабильными, био- и рыбопродуктивность дальневосточных морей увеличивается. Но в начале 90-х годов биомасса нектона в российских водах уменьшилась примерно на 15 млн. тонн, а к середине десятилетия – на 25-30 млн. тонн (минтай, сардина-иваси, серебрянка Leuroglossusschmidti). К этому времени примерно на 5 млн. тонн увеличилось количество более холодолюбивых «альтернативных» видов нектона (сельдь, одноперые терпуги Pleurogrammusspp., сайра Cololabissaira, тихоокеанский кальмар). Таким образом, налицо снижение рыбопродуктивности российских вод, и нет никаких оснований, рассчитывать на изменение этой тенденции в ближайшие годы.

Заметные изменения происходили и в планктонных сообществах. В начале 90-х годов количество хищного планктона резко возросло (до 50-60 % биомассы мезо- и макропланктона), а к 1995 г. вернулось к «нормальному» уровню (20-25 % общей биомассы). К сожалению, в последствии крупномасштабные наблюдения по планктону проводились только в Охотском море. В 1997 и 1998 гг. количество зоопланктона там уменьшилось, и соответствие его количества с биомассами рыбы и кальмаров и их суммарными рационами говорило об ухудшении обеспеченности нектона пищей (табл. 1 ).

Казалось, что сложившаяся ситуация вполне соответствовала выводам о наступлении менее биопродуктивного периода. Но весной 1999 г. количество планктона вновь резко увеличилось до уровня, характерного для 80-х годов. При обильном планктоне интенсивность питания рыб значительно возросла: по сравнению с 1998 г. у минтая – в 3-7 раз, у сельди в 1,5-2. Интересно, что годом раньше аналогичные изменения произошли в наваринско-анадырском районе Берингова моря, где количество зоопланктона увеличилось примерно в 3 раза. Количество минтая за это время, напротив, уменьшилось 3,5 до 1,2 млн. тонн, а годовое потребление пищи осталось приблизительно на одном уровне: 15,5 и 14 млн. тонн. Таким образом, интенсивность питания нектона, как и в Охотском море, значительно возросла. Эти данные говорят о том, что в зависимости от общего продукционного фона эффективность использования потенциала одного трофического уровня другим может значительно различаться, и в самой трофической структуре заложен солидный задел «прочности»

Таблица 1

Межгодовая динамика биомасс нектона и зоопланктона

В пелагическом сообществе северной части Охотского моря

Показатели	1986-1988 гг. (лето)	1997-1998 гг. (лето)	1999 г. (весна)
Биомасса нектона (млн. т)	9-12	7-8	6,5
Биомасса зоопланктона (млн. т)	140-180	73-90	182
Суточный рацион нектона (тыс. т)	500-600	320-475	290
Зоопланктон(2-месячный рацион нектона)	7-9	3,2-3,8	11,7

Сказать пока нельзя, являются ли приведенные данные эпизодом в ряду лет, т.е. обычная ли это межгодовая динамика или какая-то более масштабная тенденция. Но в связи с этим нельзя не коснуться тревожных выводов о кризисной экологической ситуации в Беринговом море, которые делаются в последнее время. Разговор идет о некоторых негативных следствиях, связываемых с аномальным потеплением: обилии кокколитофорид, повышенной смертности птиц и млекопитающих, снижение количества лососей и других рыб. Эти тревоги можно понять, но здесь нет никакого кризиса. Кстати, и количество зоопланктона в Беринговом море в 1998 г. резко возросло. Такие ситуации возникали и раньше, и будут иметь место в будущем. Важнее помнить другое. Природные сообщества не являются жестко интегрированными системами. По этому при многолетней динамике в них легко входят и без чрезвычайных последствий выходят некоторые массовые виды. О гибкости связей в сообществах и экосистемах говорит и неодинаковая цикличность в динамике численности разных популяций и видов, живущих в одних и тех же экосистемах. Поэтому события при появлении какой-либо аномалии не обязательно должны развиваться каскадно по принципу «падающего домино». Здесь более иллюстрирован пример шахмат, когда при ограниченном наборе строгих правил игры существует очень большое количество ситуаций. Задача состоит в том, чтобы не принимать каждую ситуацию за глобальную закономерность, как нередко делается.

Приведенные выше данные об увеличении количества зоопланктона сначала в Беринговом, а затем в Охотском море наталкивают на мысль об очередности событий в Северной Пацифике. Если такая упорядоченность существует, т.е. продвижение событий с востока на запад является правилом, то в качестве примера можно привести следующие сопоставления. Так, последняя волна снижения эффективности воспроизводства и количества минтая, возникнув в конце 80-х годов в зал. Аляска и восточной части Берингова моря, докатилась до западной части Берингова моря и только после этого в середине 90-х годов – до Охотского моря. Аналогично менялась эффективность воспроизводства некоторых морских птиц. В американских водах повышенная их смертность, в частности моевки Rissatridactila была отмечена с 80-х годов, а в азиатских – только в 90-е. С востока на запад прошла и затухла в Охотском море волна повышения в планктонных сообществах доли хищного планктона, о чем сказано выше. Тревожная тенденция снижения запасов лососей в американских водах пока не отмечены в азиатской части ареала. По крайней мере, в 1999 г. лососевая путина была обильной, как и вовсе 90-е годы. Но они появятся в самое ближайшее время.

Такие примеры говорят о том, что главным фоновым событием их являются характер функционирования Северотихоокеанского Субарктического круговорота. В большой степени и напрямую водообменом с ним связана восточная часть Берингова моря, а далее по цепочке – западная часть Берингова моря, восточнокамчатский и северокурильские районы, Охотское море. В такой очередности могут распространяться и некоторые аномалии. Но, по поводу экологического кризиса в Беринговом море, отклики в биоте не обязательно должны быть однонаправленными во всех районах и иметь сходную амплитуду. С одной стороны, этому должна препятствовать противофазность в ходе климато-океанологических явлений, которая нередко проявляется в смежных регионах и является проявлением закона провинциальности, действие которого пока в целом недооценивается. С другой стороны, биоценологическое окружение того или иного района, т.е. состав и структура обитающих в них сообществ, может или усиливать, или, напротив, гасить ход определенных событий. В этом смысле наглядной представляется табл. 2 .

Из табл. 2 можно заключить, что в различных районах гидрохимические предпосылки при формировании первопищи педализируются по-разному. Неодинаковой оказывается и эффективность использования энергии одних трофических уровней другими. Все это и определяет особенности районов, в ом числе особенности экологической емкости. Этот экосистемный параметр во многом и определяет специфику тех или иных циклических явлений в различных районах. Так как экологическая емкость является важнейшей интегральной характеристикой экосистем, она заслуживает дополнительных комментариев.

Таблица 2

Ранжирование районов по обилию биогенов и группам гидробионтов

Место по объему масс	Биогены	Фитопланктон, бактерии, простейшие	Зоопланктон	Бентос	Рыбы, промысловые беспозвоночные	Млекопитающие, птицы
1	К, КК	О	О	О	Б	Б
2	К, КК	Б	К	К	О	О
3	Б	КК	Б	КК	К	К
4	О	К	КК	Я	Я	КК
5	Я	Я	Я	К	КК	Я

Примечание . К – Курильские воды океана, КК – камчатско-командорские воды океана, Б – Берингово море, О – Охотское море, Я – японское море.

- Экологическая емкость среды – это характеристика природного комплекса, отражающая его способность обеспечить воспроизводство и нормальную жизнедеятельность определенному числу организмов. Ее характеризует биомасса, возможная в данной системе и при которой начинает работать фактор плотности. Вообще термин «экологическая емкость» имеет разные толкования – от весьма общего, когда подразумевается объем биопродуктивности системы, до реализации уровня численности видов и популяций. Здесь ситуация немного похожа по огромному количеству вариантов интерпретации, с самим термином «экология». И в том и в другом случаях сужать рамки применения понятия невозможно и не нужно.

О пределах экологической емкости пока приходится судить в основном по косвенным признакам. Биологи давно обратили внимание на то, что в Беринговом море по сравнению с Охотским на единицу площади меньше планктона, но больше рыбы, и в связи с этим в первом более обостренные конкурентные отношения. Поэтому там четче выражена противофазность в динамике численности минтая и сельди. Пределом численности минтая в Беринговом море является уровень 80-х годов – 25 млн. тонн. И хотя по гидрологическим условиям теплые 80-е годы были благоприятны для размножения минтая, эффективность воспроизводства в связи с фактором плотности снизилась, как и общее количество этой рыбы (примерно в 3 раза).

Будучи массовым потребителем планктона и мелкого нектона, минтай оказывает значительное влияние на другие компоненты сообществ, особенно в пики своей численности. Отчетливо это проявилось, например, в Охотском море, где в 80-е годы минтай ежегодно потреблял 4,5 млн. тонн кальмаров и 12 млн. тонн мелких рыб. Когда биомасса крупного минтая к середине 90-х годов уменьшилась в 3 раза, биомасса мелкого нектона (песчанка Ammodyteshexapterus, серебрянка, мойва Mallotusvillosus), по крайней мере, в эпипелагиали северной половины Охотского моря, возросла в 4-5 раз.

Приведенные примеры лимитирующих экологическую емкость факторов, а их перечисление можно продолжить, имеют прямое отношение к широко обсуждаемой в последнее время проблеме регуляции в экосистемах через «контроль снизу» (ограниченность пищевой базы) и «контроль сверху» (потребление хищниками). Не так давно обсуждалась приоритетность этих двух сторон проблемы, но сейчас как будто стали очевидны как широкое распространение комбинированного влияния пресса хищников и обеспеченности ресурсами, так и их одностороннее воздействие. Возвращаясь в связи с этим к минтаю, надо напомнить некоторые из расчетов по Охотскому и Берингову морям. В 80-е годы, когда суммарный вылов минтая во всей Северной Пацифике составлял 6-7 млн. тонн (из них в Охотском и Беринговом морях около 3,8 млн. тонн), хищники ежегодно потребляли в Охотском море 3,2 млн. тонн минтая, а в Беринговом - 6,9. Это «контроль сверху». С другой стороны, важнейшим доводом в пользу «контроля снизу» можно назвать чередование в многолетнем плане периодов с повышенным и пониженным уровнями биопродуктивности. В конечном счете, оно проявляется на разных трофических уровнях. Но изначально это чередование обусловлено динамикой атмосферных и океанологических процессов с аналогичной периодичностью.

Представления об экологической емкости и ее динамике имеют принципиальное прикладное значение. С ним связано определение масштабов рационального природопользования, в том числе в области аквакультуры в широком смысле этого слова. Введение новых компонентов в естественные сообщества воспринимается как попадание в паутину упругих трофических сетей. Итог же трофических взаимодействий зависит от соотношения параметров экологического потенциала вида и сопротивления среды.

Признание действенности и масштабности «контроля сверху» стимулирует необходимость ответа на вопрос о промысле морских млекопитающих.

Специально говорится об этом в связи с широким распространением «зеленых» взглядов на эту тему. Как известно, промысловое использование низших трофических уровней до зоопланктона и бентоса сложно технически. Использовать же представителей высших уровней сейчас затруднительно по охранным мотивам. Эта «эмоциональная» экология, согласно которой «законным» считается только промысел представителей средних уровней – рыб, кальмаров, крабов и т.д. Вряд ли такая выборочность является примером рационального природопользования. Поэтому промысел морских млекопитающих не только возможен, но и необходим, конечно, с учетом негативных уроков глобального браконьерства недавнего прошлого.

Еще раз, возвращаясь к лимитирующим факторам и регуляции численности и биомассы в экосистемах, надо подчеркнуть, что эта сложная проблема не ограничивается только «контролем снизу и сверху». Имеется достаточно примеров контроля над различными физическими факторами, например температурой воды. Хорошо известно, что восточная часть Охотского моря гораздо теплее западной. Более того, его северо-западный шельф по климато-гидрологическим условиям напоминает арктический водоем. По гидрохимическим условиям биопродуктивности северо-западная и северо-восточная части моря в последнее время не противопоставляются. В этих секторах моря показатели первичной продукции, а также биомассы зоопланктона и бентоса вполне сопоставимы. Низкие температуры в целом не ограничивают их развитие. Что касается более высоких трофических уровней, то, за исключением морских млекопитающих, в более мягкой по температурным условиям северо-восточной части моря биомасса и пелагических, и донных животных в несколько раз выше (табл. 3 ). Основным лимитирующим для них фактором в холодном секторе являются низкие температуры воды, особенно сохраняющиеся все теплое время линзы с отрицательной температурой. Известно, что значительное количество рыб и промысловых беспозвоночных являются по-настоящему холодолюбивыми и в своем распространении тяготеют к холодным водам. Но их экологический потенциал гораздо ниже, чем у видов умеренного (бореального) комплекса, слагающих основу сырьевой базы рыболовства в умеренной Северной Пацифике. Конечно, не случайно в связи с этим то, что наиболее рыбными в Охотском море (а также в Беринговом и Чукотском) являются районы, находящиеся под влиянием океанских вод.

Таблица 3

Плотность концентрации (г/м² ) планктона, бентоса, нектона и нектобентоса на севере Охотского моря (1997 г.)

Группы организмов	Северо-запад	Северо-восток
Зоопланктон	129	124
Зообентос	300	430
Нектон	5,2	17,4
Донные рыбы	1,8	6,6
Промысловые беспозвоночные (крабы, креветки, букциниды и др.)	0,7	1,6

Проблемы использования морских биологических ресурсов ДВ

В настоящее время, неуклонно усиливающееся антропогенное воздействие на живую природу все чаще приводит к локальным разрушениям морских биотопов и полному вымиранию видов живых организмов. Биологические виды как основные составляющие всех морских экосистем способны четко реагировать на любые изменения окружающей среды. В свою очередь, любые изменения биоразнообразия на видовом уровне могут означать разномасштабные нарушения равновесия в существующих экосистемах. Именно поэтому изучение биологического разнообразия может считаться наиболее общим и адекватным методом оценки воздействия человека на окружающую среду.

Проблемы изучения биологического разнообразия неразрывно связаны с проблемами сохранения биоты. На сегодняшний день наукой описано около 2 млн. видов микроорганизмов, простейших, водорослей, грибов и животных. В то же время, по наиболее скромным оценкам специалистов, видовое разнообразие планеты может составлять от 10 до 20 млн. видов. Около половины этого биологического разнообразия приходится на Мировой океан. Если на суше современная наука в лучшем случае обладает знаниями о 10 процентах видов живых организмов, то для морских биотопов эти показатели значительно ниже.

Самой существенной проблемой изучения и сохранения биоразнообразия на сегодняшний день является увеличение темпов вымирания биологических видов под воздействием антропогенных прессов. Большинство вымерших видов так и остались неописанными.

Природоохранные мероприятия, направленные на сохранение биоразнообразия, не справляются с этими проблемами. Так, в Российской Федерации доля заповедников составляет лишь 1,5 процента от территории государства при общих международных стандартах не ниже 7 процентов. Доля единственного в стране дальневосточного морского заповедника ничтожна по отношению к огромным морским акваториям России, нуждающимся в охране от антропогенных воздействии.

Моря Российского Дальнего Востока по богатству природными ресурсами и биологическому разнообразию значительно превосходят моря Арктического сектора и Европейской части России. Несмотря на очень низкую степень изученности биоты на сегодняшний день в ДВ-морях описаны 7000 видов только одних беспозвоночных животных без учета разнообразия микроорганизмов. Около 42 % этого разнообразия приходится на Японское море.

Залив Петра Великого и Южное Приморье - наиболее богатая с точки зрения видового разнообразия акватория не только российского сектора Японского моря, но и всей России. Удивительное сочетание теплых и холодных течений, климатические условия, разнообразные донные и береговые ландшафты, в совокупности своей и определяющие богатство биологическими ресурсами, делают этот район одним из наиболее интересных и многообещающих не только для России, но и для мирового сообщества.

На сегодняшний день в заливе Петра Великого описано около 4000 видов морских организмов. Это существенно превышает подобные показатели не только для аналогичных акваторий, но для отдельных морей Европейской части России, Арктического сектора и морей Дальнего Востока.

Видовой состав биоты в заливе не только многообразен, но и во многом уникален в силу удивительных сочетаний природных условий. Несмотря на незначительные для морских акваторий размеры залива, в нем удивительным образом соседствуют бореально-арктические, бореальные, низкобореальные, субтропические и даже тропические виды морских беспозвоночных и рыб.