Биологические ресурсы Земли

Размещено на http://www.allbest.ru

Биологические ресурсы Земли

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.

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. биологический ресурс земля

Ниже мы приведём общие оценки биомассы, а далее оценим её человеческую и сельскохозяйственную составляющие.

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.

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. использованию и скорости прироста.

Вероятно, интересно сопоставить, хотя бы по массе, ресурсы воды, воздуха и живого вещества на Земле.

Таблица 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 3Ч1013 кг.

Таблица ниже показывает, насколько неравномерно распределена земная биомасса.

Таблица 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 (3,5Ч108 ) 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.

Это много?

Вероятно, немало. С.П. Капица в работе "Парадоксы роста" отмечает интересный факт - и людей, и разводимого человеком крупного скота сейчас в 100 000 раз больше, чем диких животных, сравнимых по массе, - волков, медведей или крупных обезьян.

Кстати

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.

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.

Таблица 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.

Таблица 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).

Таблица 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. Размещено на Allbest.ru