1. Классификация ресурсов Мирового океана.
Великий неизвестный – именно так до сих пор называют Мировой океан ученые-океанологи. Ведь, несмотря на то, что человечество вот уже полвека осваивает космос, океанские глубины остаются, во многом, не изучены. Что же скрывают эти глубины? Попробуем хотя бы приоткрыть эту тайну сегодня на уроке.
Как вы уже поняли, тема урока – “Ресурсы Мирового океана”. (Слайд 1) Запишите её себе в тетради.
На первом уроке по разделу “Мировые природные ресурсы” мы с вами вспомнили, что все природные ресурсы делятся на две группы. Какие?
Верно. (Слайд 2) Объясните же, к какой группе – исчерпаемым или неисчерпаемым – относятся ресурсы Мирового океана?
Таким образом, можно сделать вывод, что ресурсы Мирового океана приобрели определённую самостоятельность, и рассматривать их необходимо с точки зрения и исчерпаемости, и неисчерпаемости. Поэтому дополним схему, которую мы начали на прошлом уроке.
Классификацию ресурсов Мирового океана можно представить в виде схемы. (Слайд 4)
Виды ресурсов Мирового океана: биологические, минеральные (морская вода и минеральные ресурсы дна океана), энергетические и рекреационные.
Запишите в свои тетради данную схему, и по ходу моего рассказа вам необходимо будет её дополнить в течение урока.
2. Главный ресурс Мирового океана – морская вода.
- (Слайд 5) Основной ресурс Мирового океана - морская вода, запасы которой на Земле составляют около 1370 млн. км 3 , 96,5%. Она содержит около 80 химических элементов периодической системы Менделеева, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний, кальций, медь, натрий. “И хотя основным продуктом морской воды до сих пор остаётся поваренная соль, в настоящее время всё больше и больше возрастает добыча магния, брома, меди и серебра, запасы которых неуклонно истощаются на суше, тогда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн.”
- “Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение.”
Крупнейшие производители пресной воды - Кувейт, США, Япония.
3. Минеральные ресурсы дна океана.
(Слайд 6) Кроме собственно морской воды минеральные ресурсы Мирового океана представлены и полезными ископаемыми его дна.
На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения - золото, платина; встречаются и драгоценные камни - рубины, алмазы, сапфиры, изумруды.
Посмотрите на карту “Ресурсы Мирового океана” в атласе, в какой его части расположены месторождения фосфоритов?
- “Фосфориты можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет.
Самый же интересный вид минерального сырья Мирового океана - это знаменитые железомарганцевые конкреции, которыми покрыты громадные по площади подводные равнины. Конкреции представляют собой своеобразный “коктейль” из металлов: туда входят медь, кобальт, никель, титан, ванадий, но, конечно же, больше всего железа и марганца, но результаты промышленной разработки железомарганцевых конкреций пока ещё очень скромны.
Зато полным ходом идёт разведка и добыча нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей.”
- (Слайд 7) В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском, Венесуэльском, Мексиканском заливе, в Северном море; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии, Индонезии, в Средиземном и Каспийском морях.
Откройте контурные карты и отметьте на ней основные месторождения нефти, расположенные на шельфе Океана.
4. Энергетические ресурсы Мирового океана.
- (Слайд 8) Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем шестимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной.
Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. С середины 20 века началось изучение энергетических ресурсов океана. Они представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые.
Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.
Приливные электростанции имеются во Франции в устье реки Ранс, в России - Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове, в заливе Фанди (Канада), на побережье Кимберли в Австралии и т.д.
Разрабатываются и частично реализуются проекты использования энергии ветров, волн, течений, тепла, образующегося в недрах океанического дна.
Воды Мирового океана обладают огромными запасами дейтерия - топлива для будущих термоядерных электростанций.
5. Биологические ресурсы Мирового океана.
- (Слайд 9) Главное богатство Мирового океана - это его биологические ресурсы. Под биологическими ресурсами понимаются животные и растения, обитающие в его водах. Биомасса Мирового океана насчитывает около 180 тыс. видов животных и около 20 тыс. видов растений, а ее общий объем оценивается в 40 млрд. т.
Биологические ресурсы Мирового океана многообразны. По масштабам использования и значению, ведущее место среди них занимает нектон, то есть активно плавающие в толще воды животные (рыбы, моллюски, китообразные и др.). Главным образом, ведется добыча рыбы, на которую приходится 85% используемой человеком морской биомассы.
Бентос, то есть донные растения и животные, используется пока недостаточно: в основном двустворчатые моллюски (гребешки, устрицы, мидии и др.), иглокожие (морские ежи), ракообразные (крабы, омары, лангусты). Все большее применение находят водоросли. Миллионы людей употребляют их в пищу. Из водорослей получают лекарства, крахмал, клей, изготавливают бумагу, ткани. Водоросли- отличный корм для домашнего скота и хорошее удобрение.
Ежегодно вылавливается 85-90 млн. т рыбы, моллюсков, водорослей и других продуктов. Это обеспечивает около 20% потребности человечества в белке животного происхождения.
- (Слайд 10) Всё более широкое распространение получает марикультура – искусственное разведение и выращивание на морских плантациях морских организмов (моллюсков, ракообразных, водорослей) – и аквакультура – разведение водных организмов в пресной воде.
- (Слайд 11) В Мировом океане есть более или менее продуктивные акватории. К числу наиболее продуктивных принадлежат Норвежское, Северное, Баренцево, Охотское и Японское моря. При этом 63% мирового улова приходится на Тихий океан, Атлантический и Северный Ледовитый океаны обеспечивают около 28% мирового улова, Индийский океан обеспечивает лишь около 9%.
Отметьте на контурной карте наиболее продуктивные акватории Мирового океана.
6. Рекреационные ресурсы Мирового океана.
- (Слайд 12) Мировой океан обладает огромными рекреационными ресурсами. Еще древние греки и римляне высоко ценили морские купания и плавание. Само пребывание у моря и на море благотворно влияет на здоровье и настроение человека.
Наиболее посещаемыми являются Средиземное, Карибское и Красное моря.
Отметьте их на контурной карте.
Океан, будучи кладовой разнообразнейших богатств, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.
7. Проблемы Мирового океана.
Мировой океан может служить переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. Однако человек не сумел сохранить девственность Мирового океана.
- (Слайд 13) При интенсивном использовании ресурсов Океана происходит его загрязнение в результате сброса в реки и моря промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и других отходов, судоходства, добычи полезных ископаемых.
Особую угрозу представляет нефтяное загрязнение и захоронение в глубоководных частях океана токсичных веществ и радиоактивных отходов.
Если посмотреть на карту “Экологические проблемы мира”, можно увидеть, насколько сильно загрязнён Океан.
Приведите примеры наиболее загрязненных районов Мирового океана.
- (Слайд 14) Проблемы Мирового океана требуют согласованных международных мер по координации использования его ресурсов и предотвращению дальнейшего загрязнения, ведь близок день, когда неумолимо растущее население мира, истратившее свои последние ресурсы на суше, обратит свои полные надежды взоры к морю. Море обеспечит и продуктами питания, и даст нашей промышленности минеральное сырьё, и снабдит нас неисчерпаемыми источниками энергии, и станет местом нашего отдыха. Только нужно сберечь его до этого дня!
Аквакультура – это разведение и выращивание водных организмов под контролем человека в пресной или морской воде. Морское направление называют морской аквакультурой или марикультурой , она объединяет разведение и выращивание рыб, моллюсков, ракообразных, водорослей и других гидробионтов в морях, лиманах и других водоемах с соленой водой.
Марикультура бывает экстенсивной и интенсивной.
Пример экстенсивной марикультуры – широко применяемые в России технологии выращивания мидии и морского гребешка, когда на специальные вывешенные коллекторы собирается оседающая из планктона молодь диких гидробионтов и доращивается до взрослых размеров без искусственных подкормок. Для этих же целей конструируют подводные ландшафты, например, искусственные рифы, в которых находят убежища подвижные животные, и специальные неровные поверхности для расселения животных- обрастателей. Также практикуется пересадка гидробионтов в места, более благоприятные для их питания и роста. Такое направление марикультуры имеет многовековую историю.
Интенсивная марикультура – активное искусственное воздействие на один, несколько или на все этапы жизненного цикла объекта разведения. Жизнестойкая молодь воспроизводится при таком способе искусственно и затем подращивается до нужных размеров на специальных заводах или участках акватории. На морские плантации вносятся дополнительные корма и удобрения, выполняется селекционная работа для выведения гидробионтов с заданными качествами.
На практике чаще встречается смешанный тип ведения морского хозяйства.
От древности к современности
Разведение водных обитателей, прежде всего рыб, началось очень давно, не менее 4 тысяч лет тому назад, в Китае. Это были пруды для разведения пресноводной рыбы. 500 лет назад в Поднебесной выращивали не только рыбу, но и устриц, и других моллюсков.
Жители средиземноморских побережий Римской империи разводили кефаль в лагунах.
В XV веке на Гавайских островах существовали бассейны для выращивания морских рыб, которые отгораживались от моря длинными валами и плотинами. К началу прошлого века еще сохранилось более 150 таких древних сооружений.
В Японии уже в XVII веке начали успешно разводить устриц и получать с подводных плантаций по нескольку десятков тысяч тонн водорослей и двустворчатых моллюсков (устриц, гребешков и др.)
В России карповые хозяйства появились в XII–XIII вв., сначала при монастырях, а позже и в помещичьих хозяйствах, и на государственных землях.
В настоящее время ведущие рыболовные страны мира активно развивают отрасль аквакультуры. В чем причина такого внимания к отрасли?
- После установления исключительных двухсотмильных экономических зон большинство ведущих рыболовных держав ощутили ограничение возможностей для развития промышленного рыболовства. Промысловая нагрузка на традиционные объекты лова стала слишком велика, что привело к снижению естественных запасов водных биоресурсов.
- Были разработаны экономически выгодные промышленные технологии культивирования ценных объектов лова. Себестоимость искусственного производства одной тонны рыбной продукции в пересчете на единицу белка меньше себестоимости мяса крупного рогатого скота и свиней примерно в 2,5 раза, птицы – в 1,5 раза. Продуктивность аквакультурных хозяйств, как правило, значительно выше, чем у «сухопутных» сельскохозяйственных земель.
- Население Земли продолжает расти быстрыми темпами, это обостряет проблему обеспечения продовольствием.
- Аквакультурные хозяйства дают много дополнительных рабочих мест, что особенно важно для стран с высокой плотностью и низкой занятостью населения – Китая, Индии, Индонезии, Вьетнама, Японии, Бангладеш, Таиланда, именно они сегодня в группе мировых лидеров развития аквакультуры. В этих азиатских странах используется преимущественно ручной труд.
В рыбных хозяйствах развитых европейских стран – Норвегии, Великобритании, Дании, Нидерландов, Финляндии, все производственные процессы автоматизированы.
В настоящее время непосредственно на производстве рыбной продукции занято около 10 млн. человек, больше 90% из них – в странах Азии. По статистике, одно рабочее место в секторе аквакультуры обеспечивает в среднем по четыре рабочих места в смежных производствах (переработка, перевозки, производство кормов, оборудования и комплектующих материалов, маркетинговые услуги и т.д.). В итоге, число созданных благодаря аквакультуре рабочих мест приближается к 200 миллионам.
Самый высокопродуктивный вид растений, искусственно разводимых на Земле – морская капуста . Ее урожай достигает 200-300 тонн сырой массы с гектара, что соответствует 50-65 тоннам сухой массы. По данным Всемирной пищевой организации ежегодный урожай промышленно культивируемой ламинарии в мире свыше 4,5 миллиона тонн в год.
Марикультура в России
У нашей страны самая протяженная линия морского побережья – около 60 тыс. км, общая площадь мелководий прилегающих морей, пригодная для использования в целях марикультуры, составляет 0,38 млн. км 2 . Все это дает громадные возможности для развития отрасли. Однако, несмотря на имеющиеся потенциальные возможности, аквакультура в России пока развита слабо.
Только потенциал юга Дальнего Востока по выращиванию гидробионтов и моллюсков в морской воде составляет более 3,5 млн тонн. Продуктивность акватории у побережья для развития марикультуры составляет более 1,9 млн тонн, Приморского края – свыше 600 тыс. тонн, Хабаровского края – 700 тыс. тонн.
Все морские акватории российского побережья и юга находятся в благоприятных климатических условиях для культивирования и воспроизводства самых дорогостоящих промысловых гидробионтов. Наиболее перспективными видами для культивирования в Приморье являются , морской гребешок, серый морской еж, тихоокеанские мидии и устрицы, ламинария.
Дальний Восток России считается «Родиной» современной отечественной марикультуры. В Хасанском районе Приморского края в 1972 году было создано первое хозяйство по выращиванию моллюсков, перед которым ставилась задача разработки биотехнологий культивирования приморского гребешка, мидии, тихоокеанской устрицы и ламинарии с учетом опыта Японии и Кореи. Были разработаны и успешно внедрены в производство технологии выращивания этих гидробионтов. Однако в то время не удалось добиться рентабельной работы созданных марикультурных хозяйств. Сейчас эта отрасль постепенно возрождается. К сожалению, пока суммарная продукция всех хозяйств Приморья всего 1000 тонн в год.
Может быть, имеет смысл постепенно сокращать объемы рыболовства и переходить на искусственное разведение рыбы и других гидробионтов? Можно, не рискуя жизнью рыбаков, не отправляя суда на многие месяцы в море, получать ту же самую продукцию. Проблема в том, что дикая и выращенная человеком рыба и моллюски пока совсем не равны по качеству. Почему, расскажем в .
Использование человеком природных экологических систем, в том числе и систем океана, можно осуществлять разными способами. Крупнейший эколог Ю. Одум пишет: "...стратегия "наибольшей защиты", т. е. стремление достигнуть максимальной поддержки сложной структуры биомассы, ...часто вступает в противоречие со стремлением получить наивысший возможный урожай" . Сейчас определились два основных направления: многоцелевое использование и стратегия "расчленения", при которой на одних участках искусственно поддерживается высокопродуктивный тип, а на других - охраняемый. При использовании экологических систем суши давно выявились преимущества тактики "расчленения", тогда как при использовании морских экосистем она только начинает развиваться в виде управляемых морских хозяйств и других форм марикультуры.
Под термином марикультура (морская аквакультура) подразумевается разведение и выращивание растений, беспозвоночных животных и рыб в морских и солоноватых водах под контролем человека. Сейчас наметились три главных направления марикультуры: товарное выращивание, получение в искусственных условиях и выпуск в водоемы молоди и мелиорация районов естественного воспроизводства промысловых и других ценных животных и растений. В направлении товарного выращивания можно выделить морские хозяйства пищевого, кормового, технического, фармакологического и других типов. В последние годы все отчетливее проявляется тенденция к организации хозяйств комплексного многоцелевого использования.
Марикультура может осуществляться экстенсивными и интенсивными методами (рис. 4.9). Экстенсивное культивирование, основанное на применении естественных водоемов и естественных пищевых организмов, характеризуется низким уровнем контроля, начальных затрат и технологии, а следовательно, и низкой эффективностью, обусловленной помимо указанных факторов зависимостью от местного климата и качества воды. Для интенсивного культивирования, использующего как естественные, так и искусственные системы, характерны высокий уровень контроля, начальных затрат, технологии . Наиболее распространенной формой марикультуры являются подводные хозяйства, которые можно подразделить на фермы для выращивания беспозвоночных и рыб и плантации для культивирования водорослей.
Выделим самые общие технологические операции, характерные для марикультуры.
Подбор и оценка участков. Участки для искусственного выращивания морских организмов должны отвечать ряду требований, зачастую противоречивых. Важнейшее из них - обеспечение оптимальных условий выращивания. Размеры акваторий, на которых возможно создание тех или иных плантаций, и площади дна с благоприятными условиями для расселения и последующего роста и развития молоди культивируемых объектов определяют потенциальную мощность морских хозяйств . Возможны два принципиально различных подхода к оценке участков. При одном стремятся подобрать среду обитания (биотоп) и донные сообщества, максимально приближающиеся к природным, в которых наиболее высока численность и биомасса интересующих человека видов. При втором подходе как бы абстрагируются от естественного окружения культивируемых организмов и заботятся преимущественно об удовлетворении их биологических потребностей и удобстве проведения технологических операций. Первый подход характерен для хозяйств экстенсивного типа, второй - интенсивного.
Для осуществления отдельных стадий технологического процесса выращивания требуются разные типы участков. Например, при культивировании гребешка необходимо иметь три типа участков: для сбора молоди с помощью искусственных субстратов (коллекторов), временного подращивания или выращивания молоди до товарного размера и товарного выращивания гребешка на дне. На первом участке должна быть обеспечена высокая численность спата (осевшей молоди гребешка) на коллекторах; на втором - соответствующие гидрологические условия в толще воды и на третьем - необходимые глубина, топография и характер грунта. Важное значение имеют и экономические критерии. Так, при выращивании ламинарии глубина в местах размещения установок в принципе не ограничивается, но для экономичного расходования материалов оптимальными следует считать глубины 15-25 м .
Предварительное инженерное обследование участков позволяет провести расчет общего количества выращиваемых организмов на основании учета ряда факторов, из которых важнейшими являются обеспечение животных кислородом и пищей. При этом для разных организмов лимитирующие факторы также различны. Например, для животных-фильтраторов (гребешок, мидии, устрицы) важно, чтобы в воде было достаточное количество взвешенных питательных веществ. В этом случае они могут располагаться почти вплотную друг к другу. При выращивании же дальневосточного трепанга необходима определенная минимальная площадь грунта, при недостатке которой трепанг не будет нормально питаться даже при больших запасах пищи.
В расчетах необходимо учитывать, что сами культивируемые организмы в значительной степени трансформируют среду своего обитания. Так, огромные массы фекалий на дне приводят к уменьшению содержания кислорода и выделению сероводорода, который, растворяясь в воде, повреждает раковины моллюсков.
Подготовка акватории. В зависимости от предполагаемого использования участков степень подготовки дна может варьироваться от весьма незначительной до сложной технической и биологической мелиорации. Наибольший объем мероприятий осуществляется на участках донного выращивания, где удаляются препятствия, мешающие обслуживанию установок и сбору "урожая", производится планирование дна с помощью землечерпательных снарядов и подводных бульдозеров. С этой же целью удаляются макрофиты. В некоторых случаях применяется вспашка дна для полного уничтожения врагов и конкурентов культивируемых организмов. При вспашке вредные организмы погибают под слоем песка и ила толщиной 6 см за 5-50 дней. В необходимых случаях возводятся искусственные сооружения, служащие для общего улучшения гидрологической обстановки - волноломы, плавающие гасители волн, сооружения, регулирующие приливные течения, насосы для откачки донных вод.
Установка технологических сооружений. К технологическим установкам относятся устройства для осаждения личинок (коллекторы), выращивания и содержания взрослых организмов. Конкретные требования к таким устройствам определяются избранной технологией и условиями акватории, но все технологические сооружения должны отвечать таким требованиям, как удобство обслуживания, волно-, ветро- и льдоустойчивость, прочность, долговечность, ремонтоспособность и др. На выполнение этих требований большое влияние оказывают гидрологические условия в месте размещения установок. В связи с этим в несущих конструкциях устройств, предназначенных для культивирования разных организмов, но работающих в сходных гидрологических условиях, могут применяться сходные конструктивные решения .
В качестве примера можно привести установки для выращивания ламинарии и размещения коллекторов и садков для выращивания гребешка (рис. 4.10). Основная структурная единица этих установок - несущий канат с прикрепленной к нему серией поплавков (кухтылей). Концы канатов присоединяются к бетонным якорям или к периферийной раме. Канаты образуют гибкую систему, противостоящую волновому воздействию, поэтому такие установки можно размещать в открытых местах.
Детали конструкции рабочих частей технологических установок и материал, из которого они изготавливаются, в значительной степени определяют успех применения подобных установок.
Уход за установками и контроль процессов выращивания. Технологические операции, осуществляемые в процессе выращивания, чрезвычайно разнообразны и полностью определяются видом культивируемых объектов. При использовании личинок, развивающихся в море, определяющее значение имеют сроки выставления сооружений. При поздней установке коллекторов не произойдет полного оседания личинок, при слишком ранней - на коллекторы осядут личинки конкурирующих непромысловых видов.
Детальный обзор технологических операций культивирования выходит за пределы задач настоящей книги, поэтому здесь лишь отметим, что при эксплуатации технологических установок подводных хозяйств ярко проявляется общая тенденция производственной деятельности человека на малых глубинах - стремление максимально ограничить применение собственно подводной техники и проводить технологические операции с поверхности. Водолазный труд, как труд высококвалифицированный и дорогой, используется только в совершенно необходимых случаях. К таковым относятся осмотр и ремонт подводных установок, периодические наблюдения за развитием культивируемых организмов, операции по борьбе с хищниками и конкурентными организмами. Для борьбы с вредными организмами донные участки обрабатывают различными химическими веществами, для борьбы с морскими звездами используют сети, формалин, электрорешетки и воздушно-пузырьковые завесы. Недавно японские ученые предложили прокладывать по дну микроперфорированные, виниловые трубки, наполненные минерально-гелевой смесью, содержащей 40 % сульфата меди. Морские звезды, переползающие через эти трубки, погибают в течение нескольких суток.
Большой вред при искусственном выращивании водорослей наносят растительноядные организмы. Для предотвращения выедания предлагаются такие меры, как сбор или уничтожение хищников; внесение дополнительной пищи, отвлекающей хищников от культивируемых водорослей; защита искусственных субстратов сетчатыми оградами. В Японии разработана конструкция закрытого сетчатого садка для водорослей, в стенке которого имеется отверстие для водолазов, снабженное застежкой "молния".
Сбор. Сбор товарной продукции производится преимущественно с надводных плавсредств, эстакад и подобных сооружений.
Важнейшим вопросом марикультуры является регулирование поступления питательных веществ. Так, увеличение количества сточных вод вызывает "цветение" фитопланктона, снижает содержание растворенного кислорода и увеличивает концентрацию бактерий. Усиливается также обрастание технологических установок марикультуры. Обрастатели конкурируют за субстрат, корм и кислород с выращиваемыми организмами, понижают их кондицию, забивают сетки садков. С другой стороны, приходится бороться с недостатком питательных веществ. Известны опыты выращивания лангустов и камбалы в садках, вода в которые подавалась насосами с глубины 40 м. На глубине водозабора устанавливались сетчатые контейнеры с органическими остатками (отбросами), способствующими развитию фито- и зоопланктона. Но наибольший интерес представляет использование неисчерпаемых запасов биогенных элементов в глубинах океана. Уже сейчас имеются примеры создания искусственного апвеллинга * и доказывается принципиальная возможность его использования.
* (Апвеллинг - подъем глубинных вод, обогащенных биогенными элементами. )
При традиционных методах марикультуры садки для содержания организмов и другие технологические установки располагают в приповерхностном слое воды в прибрежной зоне. Наряду с достоинством такого размещения - удобством обслуживания - следует отметить и его недостатки: легкую повреждаемость штормами и льдами, забивание стенок садков водорослями и мусором, уязвимость к воздействию загрязнений. Сетки садков, сильно повреждаемые при соприкосновении с дном, приходится менять каждые шесть месяцев. И, тем не менее, в странах, где марикультура развивается особенно интенсивно (например, в Японии), большинство удобных участков мелководья уже заняты и остро встает вопрос о расширении районов культивирования.
Поэтому все активнее разрабатывается технология культивирования организмов на больших глубинах Мирового океана. Несмотря на техническую сложность и высокую стоимость таких устройств, их разработка и опытная эксплуатация уже началась. Установки представляют собой комплекс садков или открытых платформ, автоматических кормораздатчиков и устройств, обеспечивающих регулирование глубины постановки всей системы. Это могут быть либо емкости, продуваемые воздухом (заполняемые водой) по акустическому или радиосигналу, либо специальные лебедки, заглубляющие систему во время шторма и в других необходимых случаях.
Помимо марикультуры, которая, как правило, предполагает изъятие (прямое или косвенное) организмов, полученных в процессе культивирования, в настоящее время все более заметную роль начинает играть технология воспроизводства морских животных и растений, оказывающих полезное воздействие на окружающую среду самим процессом своей жизнедеятельности. Так очень велико значение многих организмов в гидродинамической защите береговой полосы и искусственных сооружений (каналов, морей, водохранилищ).
Сейчас, при катастрофическом росте загрязнения и эвтрофикации водоемов, самое серьезное внимание уделяется изучению деятельности прибрежных организмов-фильтраторов. Во многих районах из-за недостаточного биологического самоочищения складывается напряженная санитарно-гидробиологическая обстановка, заставляющая проводить гидробиологическую мелиорацию. И здесь помимо подводных сооружений целесообразно создавать специальные поверхности на гидротехнических сооружениях (бунах, траверсах, волноломах), способствующие усилению пояса биофильтраторов.
Из способов мелиорации подводных участков с целью воспроизводства морских организмов наиболее широкое распространение получило сооружение искусственных рифов. В странах, имеющих развитое рыболовство, строительство рифов приобретает огромные масштабы. В Японии они протянулись уже на тысячи километров, и это позволило японцам существенно стабилизировать уловы ряда рыб и беспозвоночных животных. Человек уже давно заметил, что затопленные конструкции привлекают к себе рыб и других животных. Существует мнение, что искусственные рифы не увеличивают общую численность рыб в районе их установки, а лишь перераспределяют, концентрируют их. По-видимому, это справедливо только для небольшого отрезка времени после установки рифа: через некоторое время численность рыб, нашедших на рифах надежное убежище, возрастает как из-за увеличения срока жизни взрослых особей, так и благодаря лучшему выживанию молоди.
Конструкции искусственных рифов чрезвычайно разнообразны. Широко распространены рифы из изношенных автомобильных покрышек. Последние либо просто стягивают тросами в группы, либо соединяют шпильками в длинные цилиндры, разрезают пополам и заливают в бетонные плиты, монтируя в сложные пространственные фигуры. Достоинство рифов из покрышек - удобство монтажа и дешевизна. Однако только рифы, сооруженные из специально сконструированных элементов, позволяют удовлетворить сложные и часто противоречивые требования, предъявляемые к таким сооружениям. Основное из них - эффективность привлечения рыб. Подводные наблюдения на искусственных рифах, проведенные японскими учеными, показали, что рыбы разных видов ведут себя здесь неодинаково, одни проникают внутрь рифа, другие скапливаются непосредственно возле него, третьи - над рифом. Такие различия можно объяснить условиями добывания корма и формой рифа, в частности влиянием тени от него. Поэтому форма и конструкция рифов должны быть строго продуманы. За рубежом уже разработаны рифы, конфигурацию которых можно менять применительно к виду рыб и характеру течений. Они сооружаются из панелей в виде равносторонних треугольников семи различных типов со стороной от 2,5 до 10 м, позволяющих создавать объемы до 210 м 3 .
Очень важно, чтобы рифы не мешали другим видам деятельности человека в море, в частности рыболовству. В этом смысле удобна конструкция, выполненная в виде сферы (или полусферы) с проемами. Такое устройство, разработанное японскими специалистами, устойчиво к волнению, не засоряется и не рвет тралы.
Создание искусственных рифов - относительно недорогое и в то же время действенное мероприятие, и масштаб этих работ непрерывно расширяется. Однако магистральный путь освоения морских биологических ресурсов как естественных, так и воспроизведенных при участии человека - это комплексный подход к их использованию. Любой вид биологических ресурсов многосторонен, и, включая его лишь в одноцелевые технологические цепи, общество несет огромные материальные потери.
Комплексное использование биологических ресурсов - технически чрезвычайно сложная задача, здесь пока нет технологических традиций и устоявшихся приемов. Пионерами на этом пути станут, несомненно, хозяйства марикультуры. Именно в таких хозяйствах, где все основные технологические операции контролируются человеком, комплексная технология использования сырья наиболее эффективна .
Последовательное применение принципа комплексности подводной технологии позволит направленно изменять потоки вещества и энергии в отдельных блоках экосистемы Мирового океана для обеспечения максимально полного использования ресурсов биосферы.
Марикультура (морская аквакультура) - выращивание полезных водорослей, моллюсков, рыб и других организмов в морях, лагунах, лиманах, эстуариях или в искусственных условиях
Продуктивность этого вида деятельности может быть очень высокой. Например, с одного гектара морских плантаций можно собрать до 300 т мидии, до 120 т морской капусты или вырастить до 3 т креветок. Если в 1985 году по данным ФАО мировая продукция марикультуры достигала 12.1 млн. т, то в 1996 году только в одном Китае было выращено на морских фермах 6.3 млн. т животных и водорослей.
Многовековая практика марикультуры основана на использовании естественной биопродуктивности морских экосистем для культивирования нужных животных и водорослей. Такая марикультура называется экстенсивной. Это широко применяемые у нас в стране технологии выращивания мидии и гребешка: на вывешенные коллектора собирается оседающая из планктона молодь от диких производителей и подращивается до товарных размеров без искусственных подкормок на подвесных устройствах или в естественных условиях на дне. Сюда же относится проведение мелиоративных мероприятий - конструирование подводных ландшафтов, таких, например, как искусственные рифы, образующих систему убежищ для подвижных животных и разноуровенные поверхности для поселения обрастателей. Здесь естественным путем образуется богатейшее сообщество по биомассе в десятки раз большее, чем в окружающем ландшафте. И, наконец, трансплантация (пересадки) гидробионтов в места более благоприятные для питания и роста.
Современное развитие марикультуры и увеличение ее доли на мировом рынке рыбной продукции обусловлено новым, более высоким уровнем ее развития - интенсификацией этой отрасли хозяйства.
Интенсивная марикультура - это активное искусственное воздействие на одну или на все стадии жизненного цикла объекта культивирования. Это искусственное воспроизводство жизнестойкой молоди и ее дальнейшее подращивание до товарных размеров на специальных заводах. Это внесения на морские плантации дополнительных кормов или удобрений. Это селекционная работа и выведения гидробионтов с заданными высокими товарными качествами. В практической деятельности чаще встречается смешанный тип ведения морского хозяйства, когда для получения в больших количествах жизнестойкой молоди животных или рассады водорослей применяется интенсивная заводская технология, а выращивание до товарных размеров происходит в естественных условиях в море. Целями марикультуры может быть восстановление и увеличение численности и биомассы объектов водных биоресурсов или выращивание животных и водорослей в коммерческих целях. Но у этого вида хозяйственной деятельности может быть еще одна специализация - это санитарная или санитарно-товарная марикультура.
Санитарная марикультура - культивирование гидробионтов для биологической очистки прибрежных вод. Используется многократно усиленная средствами марикультуры способность морских экосистем изменять качественные характеристики водных масс, основанная на свойствах ряда организмов накапливать, связывать, либо использовать для своего развития те или иные вещества, изымаемые из окружающей среды. Так, например, на 1 квадратном метре мидиевой банки моллюсками за сутки может быть профильтровано от 50 до 90 м3 воды, причем количество патогенных бактерий содержащихся в воде за один прогон уменьшается в 2 раза.
Биологическое очищение моря происходит за счет биоседиментации и осветления воды животными-фильтраторами, минерализации органического вещества животными детритофагами, фотосинтетической аэрации воды зарослями водорослей и трав и обогащения ее биологически активными метаболитами, инкорпорации поллютантов и билогической детоксикации химических соединений.
В санитарно-товарной марикультуре после специальной очистки многие животные и растения могут быть использованы в пищу или переработаны на технические нужды.
Санитарная марикультура - дело перспективное и необходимое, особенно для побережий с крупными приморскими городами и большим объемом промышленных и бытовых стоков. Однако, существует опасность образования застойных зон и возникновения вторичного загрязнения, ведь животные и растения концентрируют и накапливают в себе вредные вещества. Поэтому для разработки и реализации каждого проекта санитарной марикультуры требуется проведение индивидуального комплекса исследований состава загрязнений, гидрологических условий акватории, возможностей утилизации и очистки выращенной продукции.
Промышленная марикультура на Дальнем Востоке ведет отсчет с конца 70-х годов. На первом этапе ставилась задача разработки биотехнологий культивирования приморского гребешка, мидии, тихоокеанской устрицы и ламинарии с учетом применяемых методов марикультуры в Японии и Корее. Методическая задача была решена - разработаны и успешно внедрены в производство технологии выращивания этих гидробионтов. Однако, в то время в условиях затратной экономики не удалось добиться рентабельного функционирования созданных марикультурных хозяйств и они все пришли в упадок. Исключение составляют лишь несколько ферм, держащихся все эти годы на энтузиазме владельцев. В новых социально-экономических условиях начинается возрождение марикультуры и по целому ряду обстоятельств в ближайшее время ожидается ее бурный рост.
Культивирование мидии
Искусственное выращивание
мидии освоено с давних времен. В настоящее время свыше 80% мидий добывается
культивированием. В мировой практике известны три основных способа
.jpg)
марикультуры
мидий - выращивание на грунте, выращивание на грунте на донных устройствах,
выращивание в толще воды на подвесных устройствах.
Выращивание на грунте основано на перемещении мидий с естественных банок на заранее подготовленные участки морского дна. Этот метод имеет существенные недостатки - моллюски доступны хищникам и паразитам, а после добычи требуется очистка мидий от донного ила и содержащихся в них мелких минеральных частиц.
Выращивание в толще воды основано на прикреплении планктонных личинок к свободной поверхности - коллектору. После прикрепления личинки начинают расти до товарных размеров. В качестве коллекторов можно использовать устройства, устанавливаемые непосредственно на дне или же плавающие на поверхности или в толще воды.
При выращивании в толще воды на донных устройствах, особенно распространенном во Франции (метод «бушо»), в качестве коллекторов используют колья или сваи, которые параллельными рядами вбивают в грунт. Для увеличения свободной поверхности и предотвращения опадания моллюсков под собственным весом на поверхность кольев наносят дополнительные субстраты: ветки, веревки, сетчатые мешки. Этот метод применяется в местах с высокими приливо-отливными колебаниями уровня моря. К этому же типу культивирования относится использование портовых свай, между которыми укладывают перекладины с подвешенными коллекторами.
В настоящее время наибольшее распространение получило культивирование мидий на плавучих устройствах. Производственный процесс выращивания мидий этим способом включает в себя три этапа: сбор спата, его выращивание на коллекторах до товарных размеров, сбор урожая. Весь период культивирования составляет около 2 лет.
Для сбора спата важно правильно выбрать место для размещения коллекторов, выбор которого делается по результатам планктонных съемок.
Коллекторы размещаются на плотовых или ярусных установках. Плоты могут быть разных размеров и конструкций и для них вовсе не требуются дорогостоящие материалы. Плотовые конструкции используют в хорошо защищенных от волн и ветра бухтах. Ярусные установки - это гидробиотехнические установки (ГБТС), аналогичные для культивирования гребешка, ламинарии и устрицы, собранные из капроновых канатов, плавучестей и якорей, В качестве коллекторов обычно используют канаты, веревки, скрученные сети. Чтобы мидии не «оползали» вниз, на веревках завязывают узлы, делают вставки из дерева, резины, пенопласта или расплетенных обрезков каната. Коллекторы нужно выставляет в начале июня задолго до начала нереста, чтобы обрасли микроводорослевой и бактериальной пленками и гидроидами, иначе оседания личинок мидии может не произойти.
В сентябре-октрябре, когда спат мидий достигает в среднем 6-15 мм и плотности 6-10 тыс экз. на коллектор, их заключают в сетные рукава, чтобы защитить моллюсков от опадания. В этом состоянии они находятся до достижения товарных размеров. Большей эффективности можно достичь, когда мидий годовиков с 1 га ГБТС рассаживает на 3 га выростных ГБТС в таких же, сетных рукавах. При такой технологии можно вырастить урожай до 150 т сырца с 1 га. Средняя же урожайность сырца при двухгодичном цикле принимается 50 т/га.
Стоимость 4 га ГБТС (1 га для сбора спата и подращивания до года и 3 га для товарного выращивания) для выращивания мидий составляет 1760 тыс. рублей, текущие затраты на 1 производственный цикл (2 года) - 1470 тыс. руб. в ценах 2000 года, а урожай с одного цикла не менее 150 т сырца.
Культивирование ламинарии японской
Ламинария японская - основной объект промысла и переработки бурых водорослей на Дальнем Востоке России. Ее огромные запасы распределены на больших площадях зачастую у малонаселенных и удаленных побережий Японского и Охотского морей. Создание плантаций с устойчивым урожаем приближает сырье к базам переработки и стабилизирует его поступление. Только в водах Приморья на плантациях площадью 5 млн. га возможно выращивание 150-350 тыс. т морской капусты ежегодно. Для наших условий наиболее отработаны технологии подвесного выращивания в двухгодичном цикле и одногодичном с выращиванием рассады в цехах.
Плантации для двухгодичного выращивания ламинарии лучше располагать в полузакрытых бухтах, обеспеченных хорошим водообменом с открытым морем. Водорослевая плантация состоит из последовательно установленных П-образных элементов параллельными рядами с интервалом 8 м. Длина горизонтальных канатов около 40-50 м.
Биотехнологическая схема выращивания ламинарии японской в 2-х годичном цикле состоит из пяти этапов: получение спор и оспоривание ими субстратов, выращивание рассады на посадочно-выростных субстратах в море, прореживание и пересадка спорофитов на новые выростные поводцы, контроль за выращиванием ламинарии до товарных размеров, сбор урожая.
ДАЮ 40 БАЛЛОВ, РЕШИТЕ ВСЕ
1 вариант В чем заключается различие понятий «природные ресурсы» и «экономические
ресурсы»?
а) Природные ресурсы меньше по запасам, чем экономические.
б) Экономические ресурсы дороже и ценнее, чем природные.
в) Экономические ресурсы - это совокупность различных элементов производства,
которые могут быть использованы в процессе создания материальных и духовных благ и
услуг.
г) Природные ресурсы распространены повсеместно, а экономические – нет.
2.Выберите верные ответы.
1.Минеральные ресурсы относятся к категории исчерпаемых, но возобновимых.
2.Практически всеми видами природных ресурсов обеспечены данные три страны –
Китай, Россия, США.
3.Самыми большими запасами нефти и газа в мире обладает США.
4.Опустывание характерно для засушливых регионов мира, особенно Северной Африки и
Юго-Западной Азии.
5.Около половины всех обрабатываемых земель мира приходятся на страны: Россия,
США, Индия, Китай, Канада, Бразилия.
6.Доля пресной воды в мировых водных ресурсах составляет менее 3%.
7.К странам северного хвойного лесного пояса относятся Мексика, Китай и Индия.
8.Аквакультурой называется добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов.
9.Геотермальная энергетика уже развивается в Исландии, Италии и Новой Зеландии.
10.Ресурсообеспеченность – это соотношение между величиной природных ресурсов и
размерами их использования.
3.Подберите пару: страна – характерное для нее сочетание природных ресурсов.
1.Алмазы и золото а) ЮАР
2.Бокситы и железная руда б) Камерун
3.Железная руда и каменный уголь в) Перу
4.Золото и полиметаллические руды г) Кувейт
5.Калийные соли и железная руда д)Канада
6.Каменный уголь и нефть е) Германия
7.Медные и железные руды ж) Китай
8.Нефть и природный газ з) Венесуэла
9.Нефть и медные руды и) Замбия
10.Фосфаты, медные руды к) Заир
4. В структуре мирового земельного фонда наиболее важны для человечества:
А) пашни Б) пастбища и луга В) леса
5. Основную часть гидросфферы составляют воды:
А) рек б) подземные воды в) Мировой океан
6. Наиболее обеспечены лесными ресурсами страны:
А) США, Египет Б) Россия, Бразилия В) Канада, Финляндия
7.Наиболее обеспечены ресурсами пресной воды:
А) Канада, Бразилия Б) Индия, Австралия В) ФРГ, ЮАР
8. Страны с наиболее высоким гидроэнергетическим потенциалом:
А) Китай, Россия, США Б) Конго, Египет, Мали В) ФРГ, Бразилия, ЮАР
9. Главный путь решения проблемы чистой воды:
А) транспортировка айсбергов б) переброска рек в) оборотное водоснабжение.
10. Примерно половина всей заготавливаемой древесины используется:
А) в химической промышленности б) в строительстве в) в целлюлозно-бумажной пром-
ти г) сжигается в виде топлива.
11. Искусственное разведение и выращивание на морских плантациях морских
организмов-это