Эксплуатация биологических ресурсов

Содержание

Введение ………………………………………………………….………………3

Понятие биоресурсов, их значение и разновидности .….……..……………..4

Как оценить биоресурсы? ………………………………………………….……6

Масса и структура биоресурсов…………………………………..……….…….8

Человек и хозяйство в биомассе Земли ……………………………………….11

Продуктивность биосферы …………………………………………………….13

Обеспеченность человека биоресурсами  …………………………………….15

Состояние биологических ресурсов в России ………………………………..16

Это интересно …………………………………………………………………..17

Список литературы …………………………………………………………….19




Введение

Биоресурсы – понятие не то чтобы незнакомое, но не вполне привычное. Чаще всего словосочетание «природные ресурсы» ассоциируется с минеральным сырьём, хотя что такое леса, луга или рыба знают все и часто говорят, например, о лесных или рыбных ресурсах. Между тем, всю живую природу можно рассматривать и как сложную целостную систему взаимосвязанных биологических ресурсов. Человек в своей физической ипостаси – тоже её часть.

Значение биоресурсов для жизни человека очевидно и вряд ли нуждается в отдельных пояснениях, а оценка их количества, способности к воспроизводству и места человека в системе – жизненно важная и, наконец, просто очень увлекательная задача.




Понятие биоресурсов, их значение и разновидности.

Биологические ресурсы - разновидность природных ресурсов и составная часть национального богатства любой страны.

Под биологическими ресурсами понимают все живые компоненты биосферы, образующие окружающую природную среду.

То есть биологические ресурсы это источники и предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, содержащихся в объектах живой природы.

Биологические ресурсы возобновимы количественно (через размножение, рост и т.п.) но практически не восстановимы качественно, так как потеря какого-либо живого вида, а тем более крупной систематической группы - безвозвратна.

Биологические ресурсы подразделяются на две большие группы:

Растительные ресурсы;

		Ресурсы животного мира.

Иногда выделяют промежуточную группу - почвы, хотя чаще почвы рассматривают как самостоятельный ресурс

В настоящее время на планете существует:

		более 500 тыс. видов растений,

		около 1,5 млн. видов животных, 2/3 из них - насекомые.

Разнообразие растительного и животного мира - одна из важнейших особенностей планеты. Роль и значение растений и животных в жизни и деятельности человека трудно переоценить, но одну их особенность необходимо выделить отдельной строкой:
они важнейший генетический ресурс, используемый человеком для совершенствования различных сфер его жизни и деятельности.

Растения - основа жизни на Земле, необходимая и важнейшая составляющая среды обитания человека и животных. Составляют основную биомассу планеты и обеспечивают круговорот веществ в биосфере. Осуществляют фотосинтез, без которого невозможно существование биосферы: 6СО2 + 6Н2О ’ С6Н12О6 + 6О2 . Способствуют формированию почвенного покрова, влияют на химический состав почв и плодородие. Имеют почвозащитное, климаторегулирующее, санитарно-гигиеническое и культурно-эстетическое значение. Являются основным стабилизатором углеродно-кислородного баланса атмосферы. (Растения ежегодно извлекают из атмосферы 160 млрд.т. углекислого газа и выделяют около 100 млрд.т. кислорода). Являются источником пищевых продуктов для людей и животных. Являются источником технического и лекарственного сырья, предметом эстетического наслаждения и отдыха. Являются источником стройматериалов и других разнообразных и необходимых человеку вещей.

	Среди огромного количества растений выделяют 2 основных типа:

		древесную и травяную растительность (иногда еще кустарниковую).




Как оценить биоресурсы?

Биоресурсы – это живое вещество Земли, главным образом – растительный и животный мир.

Для оценки биоресурсов на самом общем уровне чаще всего используют понятия:

Биомасса – масса всех живых организмов;

Фитомасса – общая масса растений;

Зоомасса – общая масса животных;

Биопродуктивность – прирост биомассы в единицу времени.

Биоресурсы – вероятно, наиболее сложный объект оценки.

Во-первых, биоресурсы принципиально различны по возможностям использования, и оценка общей биомассы сама по себе даёт немного информации (в отличие, например, от оценки запасов нефти или даже углеводородов в целом). Например, лес – это строительный материал, топливо и в то же время источник кислорода и основной естественный очиститель атмосферы. Наконец, это место отдыха, т.е. рекреационный ресурс.

Кроме того, в некоторых регионах – и России, и других стран, по-прежнему сохраняется хозяйственное значение охоты, рыболовства, сбора ягод, грибов, лекарственных трав и других промыслов.  Естественная среда продолжает кормить человека. Биоресурсы Мирового океана, прежде всего рыба – тоже, главным образом, источник пищи. Получается, что на 70% поверхности Земли, занятой океаном, господствует «первобытный», «присваивающий» тип хозяйства, хотя и с использованием современных технических средств.

Во-вторых, сложно разграничить био - и агроресурсы. Расширение сельскохозяйственных площадей может идти только за счёт живой природы – лесов, степей, торфяников. В этом случае мы рассматриваем её как биоресурс в том виде, в каком он есть сейчас, или как агроресурс – потенциальный или уже существующий (например, естественное пастбище)? Сейчас более трети поверхности земной суши занято сельскохозяйственными угодьями. Сельскохозяйственные культуры можно считать частью общей фитомассы Земли, а домашних животных – частью её зоомассы.

В-третьих, биоресурсы возобновляемы и в то же время уязвимы.  Их объём изменчив и зависит от множества факторов. Кроме того, соотношение объёма и продуктивности для разных видов биоресурсов резко различается. 

Поэтому для хозяйственной деятельности «интересна» биомасса только в привязке к её качеству, возможному использованию и скорости прироста.




Масса и структура биоресурсов

Общая величина биомассы на Земле в пересчёте на сухое вещество (т.е. без учёта воды, составляющей большую часть массы живых организмов) оценивается в 1,3 трлн. тонн.   При этом с точки зрения статистики (но не экономики, не биологии, не экологии) можно было бы считать, что вся она находится на суше.

Вся биомасса Мирового океана составляет около 35 млрд. тонн (менее 3% биомассы Земли), из них рыба, на которую приходится 85% нашего потребления морепродуктов, – всего 0,5 млрд. тонн. Вероятно, интересно сопоставить, хотя бы по массе, ресурсы воды, воздуха и живого вещества на Земле.



	Ресурс	

Масса, тонн

Вода

1,4×1021

в т.ч. пресная вода без подземных вод, ледников и воды в живых организмах

                         1,1×1014

Воздух

              5,0×1015

Живое вещество

             1,3×1012



Таб. 1

Таким образом, на 1 кг живого вещества приходится почти 4000 куб. м воздуха и более 100 литров только поверхностной воды в жидкой фазе, составляющей, в свою очередь, ничтожную долю от всех водных ресурсов.

И в первом приближении мы можем сказать, что живое вещество на Земле обеспечено необходимым для него воздухом и водой с существенным запасом – естественно, при условии бережного отношения к природным ресурсам.

В структуре биомассы на суше основная часть принадлежит фитомассе, иными словами – растениям. В пересчёте на сухое вещество это почти 1,24 трлн. тонн. Точно так же, с точки зрения «глобальной» статистики (но не реальной жизни, требующей учёта множества деталей), можно сказать, что практически вся биомасса Земли – это фитомасса суши и, главным образом, лесов. На лес приходится 87% фитомассы (65% – собственно лесные зоны, 22% – лесные массивы и насаждения в пределах других природных зон) – более 1 трлн. тонн. На зоомассу суши приходится «всего» 30 млрд. тонн, или 3×1013 кг.

Таблица ниже показывает, насколько неравномерно распределена земная биомасса.



Вид ресурса



Масса, тонн

% к биомассе Земли

Площадь поверхности, га

Биомасса на единицу площади, т/га

Биомасса  Земли в целом

1 300 млрд.

100,0%

51 млрд.

25 ,5

Биомасса земной суши

1 265 млрд.

97,7%

15 млрд.

84 ,4

Фитомасса суши

1 237 млрд.

95,5%

15 млрд.

82,5

в т.ч. леса

1 077 млрд.

83,1%

4,5 млрд.

239,3

в т.ч. остальная суша

160 млрд.

12,4%

10,5 млрд.

15, 2

Зоомасса суши

28 млрд.

2,2%

15 млрд.

1,9

Биомасса мирового океана

35 млрд.

2,7%

36 млрд.

1,0

в т.ч. рыба

0,5 млрд.

0,04%



0,014 (14 кг)



Таб.2. Структура биомассы Земли и её распределение по земной поверхности



Проще говоря, на 1 кг мяса на Земле приходится 50 кг деревьев, травы и листьев. Частный пример с бычком на лугу довольно точно иллюстрирует глобальное соотношение.

Самый «весомый» из биоресурсов – это лес, рассматриваемый чаще всего как источник древесины. Мы отчасти осветили этот вопрос в статье, посвящённой земельным ресурсам.

Общая площадь лесов на Земле оценивается в 4,5 млрд. га (45 млн. кв. км, или 30% площади земной суши), а запасы древесины – в 350 млрд. куб. м, иными словами, в среднем – 75-80 куб. м на 1 га лесной площади.

Зная плотность дерева, можно заметить несоответствие между фитомассой лесов – более 1 трлн. тонн и примерно вчетверо меньшей массой древесины.  В данном случае следует делать поправку на то, что не вся фитомасса леса, не все части дерева и даже не все деревья могут классифицироваться как «древесина», а также на приблизительность всех подобных подсчётов в целом.

Кроме того, площадь леса сложно подсчитать, особенно в условиях активного сведения – прежде всего, в странах Третьего мира. Оценки варьируются в широком диапазоне – от менее 3-4 млрд. до более 5 млрд. га; также говорится о сокращении площади влажных тропических лесов с 1,6 млрд. до 0,9 млрд. за последние 50 лет.  Положение дел с исчезновением и сохранением лесов и других ресурсов мы освещаем отдельно в разделе «Проблемы» .

Кроме того, необходимо обратить внимание на такую важную цифру, как масса неживого органического вещества. Она в биосфере Земли почти втрое выше её биомассы и оценивается в 3,2 трлн. тонн.

Большей частью это органический материал почв. Заметную долю занимают также торфяные массивы, общие запасы которых  на Земле оцениваются в 500-600 млрд. тонн, из них 160-200 млрд. тонн находится на территории России.

Запасы неживой органической материи – необходимое условие для существования, роста и размножения живых организмов, которые, в свою очередь, являются источником его пополнения.




Человек и хозяйство в биомассе Земли

При подобных расчётах и цифрах неизбежно возникает вопрос, который мы задали в самом начале – какова доля человека и его хозяйства в биомассе. Мы можем её выделить, опираясь на общие цифры, а также рассчитав некоторые показатели самостоятельно.

Вся фитомасса суши, кроме леса – это 160 млрд. тонн, или 12% общей величины земной фитомассы. В то же время, «всё, что не лес» покрывает площадь 70% земной суши, причём на сельскохозяйственные угодья приходится чуть более 30% Земли. Остальные же 40% площади – ледники, болота, водоёмы и реки, другие труднодоступные и малопригодные к использованию земли (тундра, пустыни, высокогорья).

Фитомасса там невелика, и мы можем достаточно уверенно утверждать, что большая часть из 160 млрд. тонн «не лесной» фитомассы приходится на антропогенную растительность – созданную человеком или существенно изменённую его деятельностью.

Для расчёта доли человека и живой части его хозяйства в зоомассе нам придётся их «взвесить».

Можно ли «взвесить» человечество? Почему бы и нет, хотя бы приблизительно. При численности населения 7 млрд. человек и средней массе человека, допустим, 50 кг (учитывая людей всех возрастов и рас), общая масса всех людей составит 350 млн. (3,5×108 ) тонн. Иными словами, на человечество приходится всего  0,03% биомассы Земли, но уже более 1% от всей зоомассы земной суши.

А ещё получается, что все люди на Земле весят примерно столько же, сколько вся рыба в океане.

Если говорить о домашних животных, то наиболее «весомую» часть образует крупный рогатый скот, свиньи, козы, овцы, лошади – существа, сопоставимые с человеком по массе или даже существенно превосходящие его. Их примерное количество:

крупный рогатый скот – 2 млрд. голов;

свиньи, овцы и козы – по 1 млрд. голов;

лошади, ослы, мулы, верблюды – около 150 млн. голов;

всего – более 5 млрд. голов.

Вместе с этими и другими крупными и средними домашними животными мы весим, вероятно, уже не менее 1 млрд. тонн, составляя примерно 3%  зоомассы земной суши.

И мы, и крупные животные стоим в верхних частях пищевой пирамиды. Её пропорции внутри животного мира («мелкие животные – крупные животные», «хищник – жертва») повторяют соотношение фито - и зоомассы.

Говоря несколько упрощённо, если волков – десятки тысяч, то численность зайцев измеряется миллионами, биомасса потенциальных жертв в естественных условиях превосходит биомассу хищников в десятки раз, точно так же, как фитомасса в десятки раз больше зоомассы.

Таким образом, вершина пирамиды, в связи с давлением человека, серьёзно «перегружена» и, вероятно, давно «обвалилась» бы, если бы люди не создали, по сути, «вторую природу» со своей пищевой цепочкой, способами и источниками жизнеобеспечения.

Разделить первичную и антропогенную природу уже вряд ли возможно. Они отличаются очень высокой степенью взаимопроникновения,  сложными и неоднозначными отношениями, не вписывающимися в «чёрно-белый» стереотип «истребление природы человеком», хотя нагрузка человека на природную среду – бесспорный факт.

Например, кормовая база, прямо или косвенно создаваемая человеком, используется и дикими животными (что далеко не всегда устраивает человека), а выбросы парниковых газов, в общем, способствуют увеличению фитомассы и, таким образом, росту кормовой базы – для людей и природы.

Одновременно рост объёма фотосинтеза способствует восстановлению прежнего состава атмосферы, изменённого деятельностью человека и, как следствие, сглаживанию антропогенных колебаний климата.

Природа, таким образом, восстанавливает нарушенное человеком равновесие, у неё есть для этого ресурсы и механизмы, хотя они тоже не бесконечны.




Продуктивность биосферы

Наиболее важный показатель для биоресурсов – их продуктивность, без которой говорить о биомассе бессмысленно. Общий ежегодный прирост биомассы (в пересчёте на сухое вещество) составляет:

на Земле в целом –  220 млрд. тонн;

на суше – 130 млрд. тонн;

в Мировом океане – 90 млрд. тонн.

Таким образом, прирост биомассы на суше почти в пять раз превосходит всю её зоомассу.

Средняя же для поверхности Земли (510 млн. кв. км) продуктивность составляет примерно 43 ц/га ежегодно. Для суши она равна 100 ц/га, для океана – 25 ц/га.

В то же время необходимо рассчитать скорость восстановления ресурса, сопоставив биомассу и биопродуктивность.



Объект

Биомасса на единицу площади, ц/га (см. таблицу выше)

Ежегодный прирост биомассы, ц/га

Ежегодный прирост биомассы, % к  общей биомассе

Средний период возобновления ресурса, лет

Вся поверхность Земли

255

43

17%

6

Океан

10

25

250%

0,4 (5 месяцев)

Суша

844

100

12%

8

Таб. 3. Биомасса и продуктивность биосферы

Следует отметить также, что восстановление лесной растительности идёт существенно медленнее, чем любой другой – не только в относительном, но и абсолютном исчислении.

Площадь лесов, млн. га

Запасы древесины, млн. куб. м

То же, куб. м/га

Среднемировой прирост, куб. м/га

То же, млн. куб. м, для всей Земли

Период восстановления запасов древесины, лет

4 500

350 000

80

2

9 000

40

Таб. 4. Прирост запасов древесины

Лес восстанавливается в пять раз медленнее, чем вся фитомасса суши в среднем, и в десятки раз медленнее, чем луговая или степная растительность, обновляющаяся каждый год.

Более того, исходя из плотности древесины (600-700 кг/куб. м), мы можем рассчитать, что её ежегодный прирост составляет примерно 6 млрд. тонн, а в пересчёте на единицу площади – около 13 ц/га. Это менее 5% всего прироста биомассы земной суши и всего 13% от её средней продуктивности.

Основной вклад в прирост живого вещества вносят луговые и степные травы, а также посевы сельскохозяйственных культур.




Обеспеченность человека биоресурсами

Расчёты показывают, что ежегодное воспроизводство биоресурсов в целом многократно перекрывает потребности человека в продовольствии.

И даже общий прирост древесины и торфа, несмотря на медленное восстановление, был бы достаточен для обеспечения теплом и приготовления пищи в случае полного перехода на данные виды топлива (конечно, не принимая в расчёт региональных различий, а также использования для других целей).



Биоресурс

Общая масса/объём

Масса на душу населения

Ежегодный прирост массы/объёма

Прирост на душу населения

Лес (древесина)

350 млрд. куб. м

50 куб. м

9 млрд. куб. м

1,3 куб. м/год

Торф

600 млрд. тонн

85 тонн

3 млрд. тонн

0,4 тонн/год

Биомасса остальной части суши

160 млрд. тонн

23 тонны

>120 млрд. тонн

17 тонн/год

Биомасса Мирового океана

35 млрд. тонн

5 тонн

90 млрд. тонн

13 тонн/год

Таб. 5. Расчёт биоресурсов на душу населения

Вопрос, вероятно, в грамотном управлении биоресурсами. По данным ФАО, на данный момент на Земле постоянно голодает около 1 млрд. человек, что, по меньшей мере, странно, если увидеть реальные объёмы живого вещества на Земле и его прироста.




Состояние биологических ресурсов в России

Несколько цифр: на территории России насчитывается 11 400 видов сосудистых растений; 1370 - мохообразных; более 9000 водорослей, около 3000 видов лишайников, более 30 000 - грибов. 1363 вида обладают различными полезными свойствами, из них 1103 вида используются в медицине

Следует отметить, что по некоторым оценкам, объем промысловых запасов дикорастущих растений составляет около 50% от биологических запасов.

Территория России огромна - свыше 17 миллионов квадратных километров. Природные условия - самые разнообразные. Поэтому и значительная часть мирового биологического разнообразия находится в нашей стране. Давайте вдумаемся в цифру - 1513. Именно столько видов позвоночных насчитывается в России, а именно:

320 видов млекопитающих,

732 вида птиц,

80 видов рептилий,

29 видов амфибий,

343 вида пресноводных рыб,

9 видов круглоротых.

Кроме того, в омывающих нашу страну морях обитает около 1500 видов морских рыб.

Что касается фауны беспозвоночных, то она насчитывает до 150 000 видов, из которых 97 процентов - насекомые.

И многие из этих видов существуют только у нас, нигде в мире больше их нет. Ученые называют такие виды эндемиками.




Это интересно

Сложность вопроса оценки биоресурсного потенциала и выбора способа его использования можно пояснить на простом примере.

Бычку на откорме на естественном пастбище нужно в среднем 50 кг зелёной травы в сутки, и для полноценного питания ему в условиях средней полосы России потребуется 0,5-1 га пастбища (при ежегодной биопродуктивности в наших условиях 20-30 ц/га в пересчёте на сухое вещество).

При этом он «нагуливает» за день около 600 г, а за год наберёт 200-250 кг живого веса.

А если эту же площадь засеять пшеницей, то при урожайности всего 20 ц/га она даст в пять-десять раз больше – 1000-2000 кг.

Правда, это будет уже зерно, а не мясо. И у животноводства есть ещё преимущества. Эксплуатация земли в режиме пастбища носит более щадящий характер. Луг каждый год восстанавливается, а скот, поедая траву,  поставляет ему удобрения. Земледелие же истощает землю, само требует удобрений, техники, дополнительных трудовых и других ресурсов.

Величина среднегодового вылова рыбы в мире колеблется и в среднем составляет чуть больше 100 млн. тонн, т.е. человек ежегодно забирает примерно четверть всей рыбы Мирового океана.

Основная же масса океанического живого вещества – это фито- и зоопланктон. Рыба, которую мы ловим, примерно так же «пасётся» на планктонных «пастбищах», как бычок на лугу. И соотношение поглощённой массы «на входе» и прироста веса «на выходе» примерно то же.

В России численность типичных для нас крупных диких животных – волков, лосей, медведей измеряется величинами порядка десятков тысяч для каждого вида. Вместе это «всего» в тысячи (но не в сто тысяч) раз меньше населения страны (142 млн.), но наша плотность населения в пять раз ниже среднемировой и дикая природа у нас сохранилась лучше.

Для сравнения – в Западной Европе с населением более 400 млн. этих животных остались сотни, максимум тысячи, в отдельных анклавах, несмотря на более благоприятные, чем в России, естественные условия.

Фитомасса Земли ежегодно в процессе фотосинтеза, перерабатывая соединения углерода, выделяет 400 млрд. тонн свободного кислорода – это вдвое больше, чем весь годовой прирост растительности, т.е. большей частью растения Земли – прежде всего, лес, «работают» не «на себя», а на всю природу, в том числе и на нас.


Список литературы 

Г.Н. Голубев. «Глобальные изменения в экосфере»/ М., изд-во «Желдориздат», 2002;

В.П. Максаковский. «Географическая картина мира»/ Ярославль, изд-во «Верхняя Волга», 1998

Эффективность деятельности рыбной отрасли, распределение и использование водных биологических ресурсов/ Бюллетень Счётной палаты, №10(46), 2001

ФАО

Панкеев И.А., Рыбальский Н.Г., Думнов А.Д., Снакин В.В., Федоров А.В., Горбатовский В.В. Окружающая среда России на рубеже тысячелетий. Популярный доклад о состоянии окружающей среды в России / Под ред. И.А. Панкеева и Н.Г. Рыбальского - М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2003.

Охотничий информационный портал «Охота и природа»

Образовательный портал «География»

Портал «Беловежская пуща, XXI век»

«Россия в окружающем мире»

http://www.rgo.ru/2010/09/biologicheskie-resursy/

http://sumdu.telesweet.net/doc/lections/Osnovyi-ekologii-i-ekonomiki-prirodopolzovaniya/8347/index.html#t1

http://articles.excelion.ru/





~ 2 ~