Океаны и производство продуктов питания

  В 1962 г. на каждого жителя земного шара приходилось, по грубым подсчетам, 2,7 акра пахотной земли. Более точный анализ, проведенный в конце 1970-х годов, показал, что этот пока­затель уменьшился до 1,44 акра на душу населения. Деление земной поверхности на географические области схематичес­ки показано на рисунке 1.1. И хотя 1,44 акра (около 0,58 га) — вполне достаточная площадь, чтобы обеспечить жизнь и здоровье одного человека, но вот останется ли эта площадь пригодной для сельского хозяйства в течение длительного времени — зависит от климатических изменений, а в них, как мы увидим, океаны играют большую роль.

  Исходя из диаграммы, показанной на рисунке 1.1, каждому человеку «выделено» также около 20 акров площади океана. Чтобы оценить относительный потенциал суши и океана для производства пищевых продуктов на душу населения, рассмотрим данные о продуктивности растительного мира суши и морей, приведенные в таблице 1.1. Чистая первичная продукция всей суши (109 млрд.т. в год по сухой массе) по сравнению с такой же характеристикой для океана (55 млрд.т.) примерно вдвое выше, несмотря на то, что пло­щадь океанов опять-таки вдвое превышает площадь суши. Иначе говоря, продуктивность растительного мира суши на единицу площади больше продуктивности океана примерно в четыре раза. Из этого можно сразу же заключить, что на­ши 20-акровые «наделы» в океане равноценны по количест­ву растительной продукции 5 акрам земли, что позволяет оценить общую «базу пищевых ресурсов» в 6,4 акра эквива­лентной суши. Но из подобного анализа вытекает и многое другое, что необходимо взять в расчет.

 Таблица 1.1. Сравнение различных областей суши и океана по растительной продукции (по сухой массе)

  Площадь, 106 км2

Чистая первичная продукция
на единицу площади,
г/(м2·год) (интервал для
нормальных условий)

Мировая чистая первичная
продукция, 109т/год
Биомасса на единицу
площади, кг/м2 (в среднем)
 Озера и реки  2  100-1500  1,0  0,02
 Болота и марши  2  800-4000  4,0  12
 Тропические леса  20  1000-5000  40,0  45
 Леса умеренного пояса  18  600-3000  23,4  30
 Бореальные хвойные леса  12  400-2000  9,6  20
 Кустарники и облесенные земли  7  200-1200  4,2  6
 Саванны  15  200-2000  10,5  4
 Луга умеренного пояса  9  150-1500  4,5  1,5
 Тундра и альпийские луга  8  10-400  1,1  0,6
 Сухие кустарники  18  10-250  1,3  0,7
 Песчаные и каменистые пустыни, многолетние льды  24  0-10  0,07  0,02
 Сельскохозяйственные земли  14  100-4000  9,1  1
 Вся суша  149    109  12,5
 Открытый океан  332  2-400  41,5  0,003
 Шельф  27  200-600  9,5  0,01
 Районы прикрепленных водорослей и эстуарии  2  500-4000  4,0  1
 Весь Мировой океан  361    55  0,009
 Вся Земля  510    164  3,6

  Сравнивая потенциалы суши и океана, необходимо учи­тывать такой важнейший фактор, как наши возможности собрать урожай реальной растительной продукции. Обра­тимся к другим цифрам таблицы 1.1. Заметим, что в графе «биомасса» (которая определяется как среднее значение мас­сы сухого растительного материала на единицу площади в данный момент времени) всей суше соответствует значение 12,5 кг/м2. Океаны же дают только 0,009 кг/м2. Соотноше­ние составляет 1389:1 в пользу суши. Это значит, что в каж­дый момент времени поверхность суши по сравнению с рав­ной по площади морской поверхностью содержит расти­тельности более чем в тысячу раз больше.

  В чем причина столь большого различия между соотно­шениями для суши и океана по продуктивности (4:1) и по биомассе (1389:1)? Казалось бы, эти значения должны быть одинаковыми. Ответ на этот вопрос дается в главе Специалисты по изучению моря и междисциплинарные исследования. Здесь мы только отметим, что, поскольку морские растения име­ют микроскопические размеры, воспроизводятся очень быстро и «полностью» поглощаются растительноядными животными, количество растительного материала в воде в любой момент времени бывает очень малым. Другими сло­вами, биомасса мала, и поэтому прямой «сбор урожая» микроскопических морских растений экономически невыго­ден.

  Если океан должен давать нам пропитание, то надо за­бирать его продукцию на первом уровне пищевой цепи жи­вотных, т. е. добывать растительноядные организмы. Но морские растения имеют микроскопические размеры, так что и поедающие их животные должны быть очень малень­кими. Главные морские растительноядные животные — вес­лоногие рачки (копеподы) — имеют длину в среднем около 2 мм. Хотя эти морские животные «пасутся» так же, как и наземный скот, их малые размеры не позволяют вести их промышленную добычу. На деле мы начинаем забирать продукцию океана только на более высоких уровнях пище­вой (трофической) цепи, а именно на уровне рыб — сельдей, анчоусов, менхеденов. Все эти рыбы относятся к подотря­ду сельдеообразных (Clupeoidea); они собираются в большие косяки (что делает их промысел экономически выгодным) и питаются, процеживая морскую воду (что позволяет им пи­таться непосредственно мелкими рачками и даже очень ма­лыми растениями).

  Сколько рыбы могут дать океаны? Райтер (Ruther J.H.) оценил как первичную продуктивность, так и рыбную продукцию для трех категорий океанских вод и сделал поразительные обоб­щения, приведенные в табл. 1.2: общая рыбная продукция океана составляет 241,6 млн. т/год (по сырой массе), из ко­торых 99% приходится на прибрежные районы океана и заключенные в них зоны апвеллинга. Мы определяем при­брежные воды как те районы океана, которые находятся над затопленными окраинами континентов, т. е. в основном над шельфом, и занимают в совокупности около 10% всей площади Мирового океана. Зоны апвеллинга — это особые участки прибрежной акватории океанов, расположенные обычно вблизи берегов. Здесь воды с больших глубин под­нимаются в поверхностный слой, куда проникают солнеч­ные лучи. Площадь зон апвеллинга составляет около 1% от площади районов прибрежных вод, т. е. лишь 0,1% от всей поверхности Мирового океана, но эти зоны дают половину всей его рыбной продукции. Напротив, 90% площади Миро­вого океана, обозначаемые как «открытый океан», произво­дят только —0,7% всей рыбы. Почему же открытый океан так беден рыбой? Означает ли это, что первичная продук­тивность в открытом океане также низка и может поддер­живать только очень непрочную трофическую цепь? Ответы на эти вопросы вам предстоит найти в последующих главах.

 Таблица 1.2. Оценки первичной продуктивности и рыбной продукции для главных провинций Мирового океана

Провинция

Площадь, %

Первичная продуктивность (углерод) Рыбная продукция (по сырой массе), 106т/год 
 г/(м2·год)  109т/год
 Открытый океан  90,0  50  16,3  1,6
 Прибрежные воды (исключая зоны апвеллинга)  9,9  100  3,6  120
 Зоны апвеллинга  0,1  300  0,1  120
 Вся рыбная продукция  241,6

  Числа, представленные в таблице 1.2, относятся к общей рыбной продукции. Они не говорят о максимально допу­стимом вылове рыбы из моря. В настоящее время мировой промысел рыбы составляет около 70 млн.т (по сырой мас­се) в год. Для сравнения отметим, что, по оценке Райтера, только 100 из 240 млн.т всей рыбной продукции можно вы­лавливать без ущерба для животного мира. Остальное дол­жно сохраняться для воспроизводства, а также для питания других плотоядных животных — морских птиц (производи­телей гуано), тюленей, пингвинов, лососей и китов.

  Попробуем продвинуться еще на один шаг. В 1970 г. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) оценила ежегодный мировой дефицит в белко­вом питании людей примерно в 10 млн.т. Если учесть, что белки составляют только 10% веса свежей рыбы, то, зна­чит, максимально допустимый ежегодный улов 100 млн.т дает лишь 10 млн.т белков, т. е. как раз то, что было необ­ходимо для покрытия белкового дефицита в мире в 1970 г. Ясно, что добыча продовольствия из океанов не может быть для человека панацеей от голода. В наше время нару­шение равновесия еще больше усилилось, так как примерно

  40% мирового улова рыбы перерабатывается в рыбную му­ку, используемую для откорма цыплят, свиней, а также более экзотических и ценимых на рынке видов рыбы, таких как ло­сось (север США), сом (юг США) и карп (страны Востока).

  Проанализированные здесь величины относятся к «при­родной» продукции рыбы, добываемой посредством «охо­ты» на нее. Какова современная и потенциальная роль марикультуры, т. е. искусственного разведения рыб и моллю­сков в морской воде? Часто говорят, что марикультура — это средство создать новые источники продовольствия, ко­торые могли бы возместить недостаток белков в нашей пи­ще. Однако в действительности это нечто иное. Производ­ство почти всех существующих предприятий марикультуры нацелено на клиентуру среднего и высшего класса; продук­ция продается в ресторанах и дорогих кулинарных магази­нах. Лосось и форель, выращиваемые в проточной воде до веса в один фунт, предназначены исключительно для ресто­ранов, так же как и разведение креветок в районах тропиче­ского побережья. Недавно на острове Санта-Крус (Виргин­ские острова) проводились эксперименты по накачиванию в наземные пруды богатой питательными веществами воды из океанских глубин. В прудах выращиваются водоросли, которые идут на откорм устриц и других фильтрующих моллюсков. Эта процедура задумана как отрасль промыш­ленности для развивающихся стран, не имеющих других то­варов для продажи. Продвижение на рынок дорогостоящих рыбопродуктов должно увеличить экспортные доходы этих стран. Но такие хозяйства вряд ли помогут голодающим на­родам развивающихся стран преодолеть белковый дефицит.

  Однако и в этом случае у марикультуры немалые воз­можности. Я посетил далекие районы очень слабо населен­ного архипелага Чонос на юге побережья Чили, чтобы свои­ми глазами увидеть эксперимент, доказывающий возмож­ность выращивания двустворчатых моллюсков мидий (Mytilus edulis) до товарных размеров всего за девять месяцев! Но перевод этого эксперимента в действительное производ­ство — громадная социальная и техническая проблема. Не­сколько лет назад одна крупная зерновая фирма в США фи­нансировала исследования по оценке осуществимости строи­тельства и эксплуатации морских ферм для выращивания бурых водорослей. По проекту каждая ферма должна была представлять собой свободно плавающее сооружение пло­щадью 100 тыс. акров (около 400 км2) с собственным энер­госнабжением и предназначалась для производства широко­го ассортимента пищевых продуктов и химикалиев. Было начато много других работ по созданию ферм бурых водорос­лей, но до сих пор ни одной фермы реально не существует.

  В предстоящие десятилетия нам все чаше надо будет да­вать количественную оценку всех видов пищевой продукции моря — как «природной» (рыболовства), так и «искусствен­ной», получаемой путем создания морских ферм. Содержа­ние этой книги скомпоновано так, чтобы читатель приобрел необходимый кругозор в тех вопросах океанологии, кото­рые неизбежно встретятся при получении обоснованных оценок такого рода.