1. Введение

Сырьевая база рыболовства – это та часть водных биоресурсов, которая уже является, или может быть использована человеком для пищевых или иных целей.

Сырьевая база рыболовства, в отличие от сырьевой базы иных природноресурсных добывающих отраслей, таких как нефтяная, угольная или газовая отрасли, обладает свойствами возобновляемости, динамичности и ранимости.

Свойство возобновляемости обеспечивается механизмами воспроизводства эксплуатируемых человеком природных популяций, свойство динамичности связано с такими явлениями, как флуктуации численности и сезонные изменения в поведении и распределении популяций, свойство ранимости связано с тем фактом, что нерегулируемая эксплуатация может привести, и приводит к резкому падению численности или почти полному уничтожению эксплуатируемых популяций (как, например мраморной нототении в антарктических водах), когда популяция не в состоянии восстановиться в течение многих лет.

В предлагаемом учебном пособии рассматриваются вопросы формирования биологической и промысловой продуктивности в различных районах океанов и морей, состав промысловой ихтиофауны, вылов различных видов и разных стран, потенциальные возможности развития рыболовства.

2. Формирование биологической продуктивности в океанах и морях.

2.1. Общие сведения.

В водной среде, как и в других средах, биогенные и другие необходимых для жизни элементы (углерод, водород, кислород, азот, фосфор и многие другие) и органические вещества (углеводороды, белки, жиры и др.) присутствуют как в абиотической среде, так и в живых организмах и участвуют в процессах обмена веществ между живой и неживой природой.

Практически все атомы основных структур поверхности нашей планеты, в том числе – гидросферы, прошли через стадии живых организмов и участвовали в процессах жизнедеятельности. Биосфера, по академику В.И.Вернадскому, включает всю гидросферу, литосферу до глубин 30-35 км и тропосферу (нижнюю часть атмосферы Земли до озонового экрана). Химический состав гидросферы, атмосферы и литосферы - производные процессов жизнедеятельности бесчисленных поколений животных, растений и микроорганизмов, населявших нашу планету в различные эпохи.

Однако в природе есть вещества, которые могут длительно существовать и функционировать только в живых клетках. Это, например, аденонизинтрифосфат (АТФ), обладающий большим запасом энергии, и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), служащая генетическим материалом клеток (Одум,1975 ). Хлорофилл также относится к веществам, функционирующим в естественных условиях лишь в составе живых клеток.

В целом, формирование зон повышенной и пониженной биологической продуктивности в океанах и морях зависит от процессов динамики вод – интенсивности горизонтальных и вертикальных течений, сезонных климатических изменений, материкового стока, распределения биогенных элементов, формирования первичной продуктивности, развития фито- и зоопланктона, бентоса и нектона.

2.2.Распределение биогенных элементов в океане.

Хотя среди основных биогенных элементов, кроме фосфора и азота, можно назвать и углерод, и кремний,и водород, и кислород, но именно фосфор и азот чрезвычайно вариабельны и являются как бы “лимитирующими”, определяющими развитие биопродукционных процессов в океане факторами.

В морской воде они находятся преимущественно в виде фосфатов (РО₄) и нитратов (NO₃).

Эти неорганические соединения образуются в глубинах океана под действием водных организмов - деструкторов, или биоредукторов, представленных бактериями и другими микроорганизмами, и разлагающих оседающие из верхних слоёв океана в нижние органические остатки (отмершие организмы и продукты их жизнедеятельности). В поверхностных водах океана они используются фитопланктоном в процессе фотосинтеза сложных органических веществ.

Продукционно-деструкционные процессы на 98% определяют годовой круговорот фосфора, связанного азота и кремния, остальная часть поступает в океан вместе с речным и поземным материковым стоком.

По Иваненкову (1985) в Мировом океане содержится 736,6х10⁹ т связанного азота и 101,9х10⁹ т фосфора; доля запасов фосфора и азота в слое 0-200 м составляет в Тихом океане 53%, в Индийском -25% и в Атлантическом - 22% от его запасов в Мировом океане. Таким образом, наиболее потенциально биопродуктивным является Тихий океан, на втором месте - Индийский и на третьем - Атлантический. Кроме биогенных элементов в процессе развития фитопланктона и более высоких структурных уровней океанических экосистем важную роль играют некоторые микроэлементы - катализаторы биохимических и физиологических процессов: железо, медь, магний, кобальт и др.

Значительные пространства океана, особенно центральные зоны крупномасштабных антициклонических круговоротов, содержат ничтожно малые количества биогенных элементов. Максимальные их количества - в зонах дивергенций течений, чаще всего в прибрежной неритической зоне, а также в зонах апвеллинга.

Содержание биогенных элементов в воде соответствует интенсивности происходящих в конкретной экосистеме биологических и физико-химических процессов, в том числе зависит от обмена веществами с сушей, атмосферой и дном океана, от потребления их гидробионтами, от процессов фотосинтеза, метаболизма и деструкции органических веществ организмами - биоредукторами.

Возврат биогенных элементов на сушу может происходить, например, через питание морских птиц и рыболовство.

Круговорот воды в системе “океан-атмосфера - воды суши” осуществляется на основе процессов испарения, осадков, грунтового и поверхностного стока с суши, эвапотранспирации, а также поступления воды из недр планеты через дно океана .

Пространственное распределение биогенных элементов - фосфатов, нитратов и кремния, определяется, в основном, динамикой вод ( Гершанович, Елизаров, Сапожников,1990).

Особенно много биогенных элементов на восточных перифериях Атлантического и Тихого океанов (в зонах пассатного апвеллинга), в полярных районах (следствие зимнего перемешивания) и в экваториальной полосе (в результате процессов экваториальной дивергенции течений и экваториального апвеллинга).

В шельфовых районах биогенными элементами богаты районы вблизи устьев рек, воды которых выносят биогенные элементы с континентов. На западных перифериях океанских круговоротов также имеют места менее выраженные явления апвеллинга, сопровождающиеся соответствующим ростом количества биогенов в поверхностных слоях воды (например, в Мексиканском заливе, юго-восточной части Карибского моря, на шельфах Тринидада и Венесуэлы и др.

Содержание биогенных элементов в водах океанов в ряде районов имеет чётко выраженную сезонную изменчивость. Сезонная динамика особенно хорошо выражена в более продуктивных умеренной, субарктической и арктической зонах. Так, осенью, при снижении солнечной радиации и уменьшении процессов фотосинтеза, в результате ветровой конвекции происходит накопление биогенных элементов в поверхностном слое воды (0-200 м). Зимой осенние процессы достигают максимума, количество биогенных элементов в воде максимальное. Весной увеличивается солнечная радиация, начинается активное развитие фитопланктона, усиливается потребление биогенов фитопланктоном и наступает резкое снижение их содержания в воде. Летом весенние процессы достигают максимума, содержание биогенных элементов в воде минимальное или падает почти до нуля.

В экваториальной, тропической и субтропической зонах сезонная динамика содержания биогенных элементов в воде менее выражена, хотя дважды в году (первый раз в конце весны -начале лета, второй -в начале зимы) наблюдается повышение содержания биогенов, связанное с сезонным усилением апвеллинга в зонах воздействия пассатов или усилением пассатных течений.

Очень важным показателем, своеобразным индикатором биопродуктивности того или иного района океана является отношение содержания азота в воде к содержанию фосфора (N:P). В богатых биогенами эвтрофных областях океана оно достигает 16-25, в обеднённых олиготрофных снижается до 2-3.В Атлантическом океане, например, процессы фотосинтеза в эв- и мезотрофных областях лимитируются содержанием азота, в олиготрофных может иметь значение и недостаток фосфатов.

В целом, первичное биопродуцирование в океане в конечном счёте зависит от двух основных абиотических факторов - солнечной радиации и содержания в воде биогенных элементов.