Биологические ресурсы Земли

Реферат

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.

9 стр., 4052 слов

Права и свободы человека и гражданина, защита прав и свобод человека ...

... Внутригосударственные механизмы защиты прав и свобод человека и гражданина дополняются международно-правовыми формами их обеспечения. Поэтому важно изучать систему международно-правовой защиты прав человека, её развитие, ... как термин “право” определяет конкретные действия человека (например, право участвовать в управлении делами государства, право избирать и быть избранным). При этом “право” может ...

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.

Ресурс

Масса, тонн

Вода

1,4Ч1021

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

1,1Ч1014

Воздух

5,0Ч1015

Живое вещество

1,3Ч1012

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

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

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

Объект

Биомасса на единицу площади, ц/га

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

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

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

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

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

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