Биологические ресурсы Мирового океана

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Естественно-географический факультет КАФЕДРА ГЕОГРАФИИ

Биологические ресурсы Мирового океана

Курсовая работа

21 000 ГЕОГРАФИЯ

Рекреационная география и туризм

студента третьего курса

Поздеева Антона Александровича

Научный руководитель

кандидат географических наук,

профессор Воробьев Герман Алексеевич

Вологда 2013

Содержание Введение

1. Характеристика Мирового океана

1.1 Мировой океан и его части

1.2 Основные элементы рельефа дна Мирового океана

1.3 Солёность и температура вод Мирового океана

2. Мировой океан как среда обитания жизни

2.1 Экосистема Мирового океана

2.2 Биологическое разнообразие Мирового океана

3. Биологические ресурсы Мирового океана

3.1 Биологические ресурсы, объёмы использования и географическое распространение по океанам

3.2 Мировое рыболовство

3.3 Аквакультура Заключение Список литературы Введение

Объектом изучения курсовой работы являются биологические ресурсы Мирового океана — животные (рыбы, ракообразные, кишечнополостные, моллюски, млекопитающие, беспозвоночные) и растения (водоросли), которые добываются человеком с целью удовлетворения своих потребностей (пищевых, экономических, эстетических и др).

Предметом исследования курсовой работы являются знания о том, что такое биологические ресурсы, их структура и географическое распространение, использование биологических ресурсов человеком (рыболовство и аквакультурая).

Целью данной курсовой работы является получение знаний о биологических ресурсах Мирового океана и определение их значения для человека.

Задачи: получить информацию о биологических ресурсах Мирового океана на основе данных литературных (два учебных пособия для вузов, пять научных изданий) и трех интернет-источников, проанализировать её и дать объективную оценку современному состоянию биологических ресурсов, их возможному использованию и состоянию в будущем.

1. Характеристика Мирового океана

1.1 Мировой океан и его части Само слово «океан» имеет древнегреческое происхождение и переводится как «великая безбрежная река, обтекающая всю сушу». С течением времени по мере накопления данных об океане и их дешифровке само определение океана приобрело более аккуратный вид, а термин «Мировой океан» был введен в 1917 году выдающимся русским океанографом Ю. М. Шокальским, под которым он понимал «совокупность всей непрерывной водной оболочки земного шара». Позднее, другой русский учёный, А. Д. Добровольский, дал более точное определение океана, которое используется и поныне: «Мировым океаном называется непрерывная водная оболочка земного шара, над которой выступают элементы суши — материки и острова, которая обладает общностью солевого состава».

От общей площади планеты (510 млн. км2) Мировой океан занимает 71%

(361 млн км2) и содержит в себе 96,4% всего количества воды (нужно учитывать, что это морская солёная вода), находящегося на Земле. Преобладание воды на Земле определяет её многие особенности как планеты. Несмотря на явное преобладание (в т.ч. океанической) воды на поверхности Земли, её общее количество по сравнению с размерами Земли невелико и составляет 1/800 от её объема. Таким образом, с точки зрения планетарности океан — это сравнительно тонкая оболочка на поверхности Земли, обладающая следующими количественными характеристиками [1]:

Площадь поверхности, млн. км 361,26

Объем воды, млн. км3 1340,74

Средняя глубина, м 3711

Наибольшая глубина, м 11 034

Океанические воды и территория суши распределены неравномерно по поверхности Земли. В Южном полушарии между 7о и 35о ю.ш. океан занимает 95,5% поверхности, а в Северном полушарии между 40о и 70о с.ш. суша занимает 56% площади. Но в целом, и в Южном, и в Северном полушариях, если рассматривать площадь, океан доминирует над сушей.

Весь Мировой океан подразделяется (на основе таких гидрологических характеристик, как температура, солёность, плотность воды, течения и др.) на отдельные океаны — обширные части Мирового океана, расположенные между материками, обладающие самостоятельной системой циркуляции вод и специфическими особенностями гидрологического режима.

Общепринято выделение четырех океанов: Атлантического, Тихого, Индийского и Северного Ледовитого. В последнее время некоторые ученые выделяют еще и пятый — Южный океан, ссылаясь на течение Западных ветров, служащее ему естественной границей, а также на его уникальный ледовый режим, особенности подводного рельефа, биоту и т. д. В данной курсовой работе автор будет придерживаться традиционного подхода к выделению частей Мирового океана.

Рис. 1. Границы частей Мирового океана

(по сайту http://scienceland.info/geography6/ocean)

Атлантический океан с запада ограничен берегами Америки, с востока — берегами Европы и Африки. С севера он ограничен условной линией с Северным Ледовитым океаном, на юге граница с Тихим океаном проходит по проливу Дрейка, а с индийским по меридиану 20о в.д. от мыса Игольный.

Площадь Атлантического океана равна 91,6 млн. км2, средняя глубина составляет 3597, а максимальная (впадина Пуэрто-Рико) 8742 м.

Океан характеризуется расширением в северной и южной частях и сужением у экватора, большим количеством окраинных морей. В Атлантическом океане имеется бесчисленное множество островов и архипелагов, расположенных главным образом вблизи материков.

Морские воды Атлантики омывают берега четырёх континентов, на которых расположено более 90 приморских государств с населением свыше 2 млрд. человек. Поэтому Атлантический океан является самым освоенным и судоходным из океанов Земли.

Тихий океан занимает примерно 1/3 поверхности Земного шара (178,7 млн. км2) и является самым крупным из всех океанов. Восточная граница океана — берега Северной и Южной Америки, на западе это берега Азии. На юге граница океана пролегает условно по 60о ю.ш.

Средняя глубина океана составляет 3976, а максимальная 11 034 м (Марианский желоб).

Размеры Тихого океана поистине колоссальны: его ширина равняется 17 200 км, а с морями — до 20 000 км в низких широтах, что делает его самым тёплым океаном. Охлаждающееся влияние Антарктики на океан ослабляется теплыми широтными потоками воздуха и подводными хребтами, а от холодных вод Северного Ледовитого океана Тихий океан защищен Аляской и Чукоткой, а также подводным хребтом Алеутских островов. Огромная меридиональная протяженность океана (около 16 000 км) обусловливает в нем наличия почти всех природных поясов.

В Тихом океане самое большое количество островов разных размеров и происхождения, большая часть из которых расположена в центральной части океана и именуется Океанией. У западного побережья океана широко представлены островные дуги (Курильская), крупные полуострова (Камчатка, Корейский и др.).

По водам Тихого океана пролегает множество судоходных трасс, а на берегах расположено большое количество портов.

Индийский океан занимает 74,17 млн. км2 и является четвертым по площади океаном на Земле. Его средняя глубина составляет 3711, а максимальная — 7729 (Зондский желоб).

Большей частью Индийский океан расположен в Южном полушарии (он не соединяется с Северным Ледовитым океаном), он как бы зажат между Африкой, Азией, Австралией и Антарктидой. На юго-западе и на юго-востоке границы океана проходят от мыса Игольный вдоль 20о ю.ш. и от южной оконечности острова Тасмания вдоль 147о ю.ш. соответственно. На северо-востоке граница океана довольно сложно «пролегает» по индонезийским островам.

В Индийском, по сравнению с другими океанами, сравнительно немного морей и островов. Последние сосредоточены в основном в западной части океана.

Долгое время океан оставался наименее изученным среди океанов, но сейчас ситуация изменилась. В нем проходят судоходные пути по самым разным направлениям, соединяя крупнейшие порты мира.

Северный Ледовитый океан — самый маленький по площади, его площадь составляет всего 4% от площади Мирового океана (14,75 млн. км2). Характерными чертами океана являются суровость климата, обилие льдов и относительно малые глубины: средняя глубина равна 1225 м, а максимальная — 5527 м.

Северный Ледовитый океана полностью расположен севернее полярного круга, в основном в арктическом поясе. Почти со всех сторон он окружен сушей, влияющей на его климатические, гидрографические и ледовые особенности.

Береговая линия океана сильно разрежена, из-за чего океан образует много заливов и морей. По количеству островов океан Арктики занимает второе место. В океан впадают многочисленные полноводные реки Северной Америки и Евразии (Маккензи, Обь, Енисей и др.).

Сейчас в океане ведутся наблюдения и исследования с целью обеспечения навигации по Северному морскому пути, для прогноза погоды, изучения природы океана и развития в нем рыбной и добывающей промышленности.

1.2 Основные элементы рельефа дна Мирового океана Океаническая земная кора имеет гораздо меньшую мощность (5 — 10 км), чем материковая (до 70 км). К тому же в ней отсутствует гранитный слой, а ложе под осадочной толщей сложено исключительно базальтами океанского типа.

Основными элементами рельефа дна Мирового океана являются:

подводная окраина материков (22% площади дна Мирового океана), в которой выделяют материковую отмель (шельф), материковый склон и материковое подножие;

ложе океана (занимает более 70% общей площади океанов);

океанические желоба (занимают всего 1,3% площади дна).

Материковая отмель (шельф) — верхняя мелководная часть подводной окраины материков (в среднем до 200 м). Большую ширину шельф имеет вдоль северных берегов Евразии, в Атлантическом океане у берегов Северной Америки и Евразии.

Материковый склон отходит от внешней границы шельфа (нередко до 3500 м) и представляет собой боковую грань материковой глыбы, на некоторых участках сильно «изрезанную» подводными каньонами.

Материковое подножие простирается на глубины 2000;2500 м, а кое-где и до 4000 м. По сути, это шлейф осадков, накопленных у материкового склона.

На глубинах более 4000−4500 м располагается ложе океана, основная глубоководная часть Мирового океана, повсеместно пересекаемая подводными хребтами (подводными горными системами) и порогами (незначительными повышениями).

Такие отрицательные формы рельефа дна Мирового океана, как океанические желоба, находятся на глубине более 6000 м и представляют собой узкие и длинные, обычно дугообразные депрессии, располагающиеся вдоль островных дуг. В таких желобах создаются совершенно особые условия для проявления гидрологических, гидрохимических и биологических процессов.

1.3 Солёность и температура вод Мирового океана Соленость морской воды — содержание в граммах всех минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды. Средняя соленость вод Мирового океана равна 35 промилле. В зависимости от гидрологических и климатических условий, среднее значение солености в отдельных регионах Мирового океана может сильно меняться. Соленость на поверхности океана зависит от соотношения величины осадков и испарения. Выпадение осадков уменьшает соленость, а испарение увеличивает её значение. Кроме того, в полярных областях соленость зависит от таяния и образования льдов, а вблизи устьев крупных рек показатели солености коррелируются стоком пресной воды. На основе вышеперечисленных факторов в Мировом океане сложилось следующее широтное (зональное) распределение солености воды на поверхности Мирового океана: показатели солености увеличиваются от полярных широт к тропикам, достигают максимальных значений около 20−25 градусов Цельсия северной и южной широт — к западу от Азорских островов (здесь большую часть года сохраняется ясная погода без осадков с постоянно дующими сильными ветрами, что вызывает сильное испарение), и снова уменьшаются на экваторе (ветры здесь редки, а осадки весьма обильны в течение года). Данная закономерность нарушается лишь течениями, реками и льдами. С глубиной показатели солёности изменяются лишь до глубины в 1500 м. На больших глубинах различия в солёности разных океанов сглаживаются. На картах средняя соленость за временной период (обычно год) показывается с помощью изогалин.

Наиболее солеными считаются воды Атлантического океана (в среднем 35,5 промилле). Чуть менее соленая вода в Тихом и Индийском океане (около 34 промилле). В Северном Ледовитом океане показатели солености составляют 29−34 промилле, а у берегов всего 10 промилле.

Рис. 2. Солёность мирового океана

(по сайту http://gamma-aspirin.narod.ru/Yaroslav/Geografiya/Water.html)

Распределение температуры по поверхности океана в целом определяется законом широтной зональности, так как поступление солнечной энергии зависит от географической широты. Распределение температуры по поверхности Мирового океана показывают на картах с помощью изотерм.

Таким образом, максимальная температура воды в Мировом океане наблюдается у экватора (Персидский залив, +35,6о С) и убывает к полюсам (-2о С в Северном Ледовитом океане). Такое распределение температуры нарушается течениями (несущими теплые океанические воды в высокие широты и холодные в низкие), реками (Великие Сибирские реки оказывают заметное отепляющее воздействие на Северный Ледовитый океан) и льдами (таящие айсберги охлаждают океаническую воду).

Сезонные колебания температуры воды на поверхности Мирового океана обусловлены изменением теплового баланса в течение года, в то время как суточные колебания (они редко превышают 1−2о С.) являются результатом колебаний теплового баланса в течение суток. С глубиной температура воды, как правило, понижается.

Наибольшая среднегодовая температура в Тихом океане (19,4), в Индийском — 17,3, в Атлантическом — 16,5, а в Северном Ледовитом океане — минус 0,8 градусов Цельсия. Средняя годовая температура поверхности Мирового океана составляет 17,5о С.

Рис. 3. Среднегодовая температура мирового океана

(по сайту http://gamma-aspirin.narod.ru/Yaroslav/Geografiya/Water.html)

Температура и соленость наряду с другими характеристиками (баланс соединений фосфора и азота, концентрация растворенного кислорода) вод Мирового океана в значительной степени влияют на развитие и распространение животных и растений, обитающих в океане. В отдельных регионах Мирового океана (акватории, в пределах которых располагаются антициклонические или циклонические циркуляционные системы), различающихся по значениям температуры, солености, концентрации кислорода и другим значениям могут обитать теплолюбивые или холоднолюбивые организмы, галлофилы (организмы, обитающие в условиях высокой солености) или стеногалинные организмы (водные организмы, не выдерживающие значительных колебаний солености воды), знание местообитаний которых важно для рыболовного промысла.

2. Мировой океан как среда обитания жизни

2.1 Экосистема Мирового океана Мировой океан — это экологическая система, единая функциональная совокупность организмов и среды их обитания. Океаническая экосистема обладает физико-химическими особенностями, которые дают определённые преимущества для обитания в ней живых организмов.

Постоянная морская циркуляция приводит к интенсивному перемешиванию океанических вод, в результате чего дефицит кислорода сравнительно редок в океанских глубинах.

Важным фактором в существовании и распределении жизни в толще Мирового океана является количество проникающего света, по которому океан подразделяют на две горизонтальные зоны: эвфотическую (обычно до 100−200 м) и афотическую (простирается до самого дна). Эвфотическая зона — зона первичного продуцирования, она характеризуется поступлением сюда большого количества солнечного света и, как следствие, выгодными условиями для развития первичного источника энергии в морских пищевых цепях — микропланктона, в состав которого входят мельчайшие зеленые водоросли и бактерии. Наиболее продуктивная часть эвфотической зоны — область континентального шельфа (в целом совпадает с сублиторальной зоной). Большое обилие зоопланктона и фитопланктона в данной области в сочетании с высоким содержанием биогенных элементов, вымываемых с суши реками и временными водотоками, а также местами поднятие холодных, богатых кислородом, глубинных вод (зоны апвеллинга) привело к тому, что почти все крупное промысловое рыболовство сосредоточено на континентальном шельфе.

Эвфотическая зона характеризуется меньшей продуктивностью, главным образом из-за того, что сюда поступает меньшее количество солнечного света, и условия для развития первого звена пищевых цепей в океане крайне ограничены.

Другим важным фактором, определяющим существование и распределение жизни в Мировом океане, является концентрация в воде биогенных элементов (особенно фосфора и азота, которые поглощаются одноклеточными водорослями наиболее активно) и растворенного кислорода. Биогенные элементы поступают в воду преимущественно с речным стоком и достигают максимальной концентрации на глубине 800−1000 м [4], но основное потребление биогенных веществ фитопланктоном сосредоточено в поверхностном слое толщиной 100−200 м. Здесь фотосинтезирующие водоросли выделяют кислород, который в процессе вертикальной циркуляции вод уносится в глубины океана, создавая там условия для существования жизни. Таким образом, на глубине (100−200 м) с достаточным количеством содержащихся биогенных элементов и достаточной концентрацией растворенного кислорода создаются условия для существования растительных организмов (фитопланктона), которые обусловливают размножение и распространение зоопланктона, рыб и других животных.

В Мировом океане основная ступень в пирамиде биомассы — одноклеточные водоросли делятся с большой скоростью и дают очень высокую продукцию. Это объясняет то, что биомасса животных в два десятка раз больше растительной биомассы. Общая биомасса Мирового океана составляет примерно 35 млрд. т. При этом на долю животных приходится 32,5 млрд. т., а водорослей — 1,7 млрд. т. Однако общее количество воорослей меняется мало, потому что их достаточно быстро поедает зоопланктон и различные фильтраторы (например, киты). Рыбы, головоногие моллюски, крупные ракообразные растут и размножаются медленнее, но еще медленнее поедаются врагами, поэтому их биомасса успевает накопиться. Пирамида биомасс в океане оказывается, таким образом, перевернутой. В наземных экосистемах скорость поедания растительного прироста ниже и пирамида биомасс в большинстве случаев напоминает пирамиду продукции.

Рис. 4. Перевёрнутая пирамида биомассы в экосистеме Мирового океана (по сайту https://batrachos.com/Экологические_пирамиды) Продукция зоопланктона оказывается в 10 раз меньше, чем у одноклеточных водорослей. Продукция рыб и других представителей нектона по сравнению с планктоном в 3000 раз меньше, что обеспечивает крайне благоприятные условия их развития.

Высокая продуктивность бактерий и водорослей обеспечивает переработку остатков жизнедеятельности большой биомассы океана, что в сочетании с вертикальным перемешиванием вод Мирового океана способствует разложению этих остатков, тем самым происходит образование и сохранение окислительных свойств водной среды, которые создают исключительно благоприятные условия для развития жизни во всей толще Мирового океана. Лишь в отдельных регионах Мирового океана в результате особо резкого расслоения вод в глубинных слоях формируется восстановительная среда.

Условия обитания в океане отличаются высоким постоянством, ввиду чего обитатели океана не нуждаются в специализированных покровах и приспособлениях, которые так необходимы живым организмам на суше, где не редки резкие и интенсивные изменения экологических факторов.

Высокая плотность морской воды обеспечивает физическую поддержку морским организмам, в результате чего организмы с большой массой тела (китообразные) прекрасно сохраняют плавучесть.

Все организмы, обитающие в океане, делятся на три (наиболее крупные) экологические группы (исходя из образа жизни и местообитания): планктон, нектон и бентос. Планктон — совокупность организмов, не способных к самостоятельному передвижению, которые переносятся водами и течениями. Планктон отличается наибольшей биомассой и самым большим видовым разнообразием. В состав планктона входит зоопланктон (животный планктон), населяющий всю толщу океана, и фитопланктон (растительный планктон), обитающий только в поверхностном слое воды (до глубины 100−150 м). Фитопланктон, главным образом мельчайшие одноклеточные водоросли, является кормом для зоопланктона. Нектон — животные, способные к самостоятельному передвижению в толще воды на большие расстояния. К нектону относятся китообразные, ластоногие, рыбы, сиреновые, морские змеи и морские черепахи. Суммарная биомасса нектона составляет примерно 1 млрд. т, половина этой суммы приходится на рыб. Бентос — совокупность организмов, обитающих на дне океана или в донных отложениях. Животный бентос — это все типы беспозвоночных (мидии, устрицы, крабы, омары, лангусты); растительный бентос представлен в основном разнообразными водорослями.

Общая биологическая масса Мирового океана (суммарная масса всех организмов, обитающих в океане) составляет 35−40 млрд. т. Она гораздо меньше биологической массы суши (2420 млрд. т.), несмотря на то, что океан имеет большие размеры. Это объясняется тем, что большая часть площади океана — почти безжизненные водные пространства, и лишь периферия океана и зоны апвеллинга характеризуются наибольшей биологической продуктивностью. Кроме того, на суше фитомасса превосходит зоомассу в 2000 раз, а в Мировом океане биомасса животных больше биомассы растений в 18 раз.

Живые организмы в Мировом океане распространены неравномерно, так как на их формирование и видовое разнообразие влияет целый ряд факторов. Как уже было сказано выше, распространение живых организмов во многом зависит от распределения показателей температуры и солёности в океане по широтам. Так, более теплые воды отличаются более высоким биоразнообразием (в море Лаптевых обитает 400 видов живых организмов, а в Средиземном — 7000 видов), а пределом распространения большинства морских животных в океане является солёность с показателями от 5 до 8 промилле. Прозрачность допускает проникновение благоприятных солнечных лучей лишь до глубины 100−200 м, в результате эта область океана (сублитораль) характеризуется наличием света, большим обилием пищи, активным перемешиванием водных масс — всё это обусловливает создание наиболее благоприятных условий для развития и существования жизни в этой области океана (в верхних слоях океана до глубины 500 м обитает 90% всех рыбных богатств [2]). В течение года природные условия в разных регионах Мирового океана заметно меняются. К этому приспособились многие живые организмы, научившись совершать вертикальные и горизонтальные перемещения (миграции) на дальние расстояния в толще воды. При этом планктонные организмы способны к пассивным миграциям (с помощью течений), а рыбы и млекопитающие — к активным (самостоятельным) в периоды питания и размножения.

2.2 Биологическое разнообразие Мирового океана В Мировом океане, по разным источникам, обитает 10 тыс. видов растений (преимущественно водорослей) и 160−180 тыс. видов животных, в том числе 32 тыс. видов различных рыб, 7,5 тыс. видов ракообразных, более 50 тыс. видов моллюсков, 10 тыс. видов одноклеточных, 7 тыс. видов червей, около 9 тыс. видов кишечнополостных, 5 тыс. видов иглокожих, 3 тыс. видов губок. Такое большое разнообразие живых организмов в океане объясняется благоприятными океаническими условиями для существования и развития жизни.

Из простейших самым обширным отрядом являются фораминиферы (10 тыс. видов), обитающие на всех широтах и на всех глубинах. Самыми примитивными многоклеточными организмами в океане являются губки, ведущие неподвижный образ жизни на дне. К кишечнополостным относятся медузы, актинии, коралловые полипы, сифонофоры. Самой обширной группой являются мадрепоровые кораллы, которые наиболее распространены в тропических водах.

Рис. 4. Морские губки Наибольшим видовым разнообразием среди морских организмов обладают моллюски. В океане широко распространены двустворчатые моллюски (мидии и устрицы, один из самых крупных — гигантская тридакна), многие из которых обитают на мелководье в виде колоний, и головоногие моллюски, к которым относятся осьминоги, каракатицы и кальмары, последние обитают преимущественно в открытых водах.

Типичными водными животными являются ракообразные, наиболее известными из которых являются десятиногие раки: плавающие (креветки) и ползающие (крабы, омары, лангусты). Ракообразные обитают практически во всех океанах от приливно-отливной зоны до глубин 5300 м. Камчатский краб, достигающий массы 5−7 кг, обитает в водах дальневосточных морей. Омары, населяющие воды северной Атлантики и Индийского океана, могут достигать 80 см, а расстояние между вытянутыми ногами японского краба составляет 3 м. Синий краб обитает преимущественно в Беринговом море. Основные районы обитания креветок — теплые тропические воды, но некоторые виды креветок обитают и в более прохладных водах. Лангуст распространен в Индийском океане, у восточного побережья Африки и берегов Чили.

Среди беспозвоночных наиболее развитыми являются иглокожие, обладающие особой водоносной системой. Морские звезды — хищные иглокожие, питающиеся двустворчатыми моллюсками — могут достигать до 1 м в диаметре. Другая форма иглокожих — морские ежи — имеют шарообразную форму тела, которое покрыто иглами, служащими для защиты от хищников и для передвижения. У некоторых иглокожих тело напоминает огурец, поэтому они и называются морскими огурцами.

Рыбы — морские организмы, представляющие наибольший интерес для человека, подразделяются на три класса: круглоротые, хрящевые (600 видов) и костные рыбы (около 20 тыс. видов). К круглоротым, или бесчелюстным, относятся миноги, угреобразные, и др. К хрящевым рыбам (имеют хрящевой скелет, не имеют плавательный сезон) относятся акулы (370 видов), имеющие торпедообразное тело и мощные зубы, а также скаты. Среди акул распространенными являются гигантская акула-молот, гигантская акула, китовая акула и тигровая акула. Многие из акул представляют потенциальную опасность для человека. Самое большое количество акул обитает у берегов Австралии. Скаты, имеющие сильно уплощенное тело и большие грудные плавники, сросшиеся с головой, для движения используют подводные восходящие течения, которые несут большие скопления планктона, являющимся пищей скатов.

Наиболее распространённой группой рыб является группа костных, или костистых рыб, которые имеют парные конечности (плавники) и челюстной рот с зубами. Далее рассмотрим отряды костных рыб, которые представляют наибольший практический (промысловый) интерес для человека.

Сельдеобразные — стайные планктонноядные рыбы, имеющие среднюю длину 30−40 см. Наиболее распространенные виды: сельдь атлантическая, сардина европейская, анчоус. В отряд входит около 300 видов из 3 семейств. Семейства сельдевых и анчоусовых наиболее значимы для человека. Крупные стада сельди (атлантической и тихоокеанской) обитают на шельфах окраинных и внутриматериковых морей (в Балтийском, Северном, Норвежском и др.) умеренного пояса. Сардины и анчоусы предпочитают прибрежные районы субтропических и тропических вод Мирового океана.

Трескообразные. В этот отряд входит 500 видов холодноводных рыб, обитающих в основном в умеренных областях северного полушария. Наиболее ценными являются 60 видов семейства тресковых: треска, пикша, путассу, минтай, навага, сайка, сайда, мерланг, хек и др. Треска и пикша обитают в основном в северной Атлантике, путассу предпочитает воды северо-восточной Атлантики, минтай живет в морях в северо-восточной части Тихого океана.

Окунеобразные. Представители этого отряда в качестве мест обитания предпочитают тропические и субтропические воды Мирового океана. Наиболее массовым в отряде является семейство ставридовых, насчитывающее 100 видов, обитающих на шельфе в Атлантике, в Тихом океане и в западной части Индийского. Другим распространенным семейством в отряде является семейство скумбриевых (такие виды, как скумбрия, тунцы, пеламида), обитающих в пелагиали всего Мирового океана за исключением полярных вод. Помимо видов из этих семейств, в Мировом океане распространены следующие виды отряда: каменный окунь, полосатый горбыль, рыба-сабля, различные виды зубаток

Лососевые. В этом немногочисленном отряде выделяют 36 видов рыб, 13 из которых имеют промысловое значение. Особенностью этого отряда и одноименного семейства является то, что его представители обитают в северной и северо-западной (Лабрадорское море) частях Атлантики и в северной части Тихого океана, а нерестятся в северных реках Евразии. Наиболее ценными являются такие виды, как семга, горбуша, кета, нерка, сима, чавыча и кижуч.

Нототениевые. 100 видов этого семейства, ведущие как придонный, так и пелагический образ жизни, обитают в основном в холодных водах Антарктики. Наиболее распространенные виды — нототения мраморная, клыкач, серебрянка, белокровная (ледяная) шука.

Сарганообразные. Отряд включает 130 видов из 4 семейств, представители которых встречаются повсеместно, в основном предпочитая умеренно теплые субтропические воды. Типичным представителем является сайра, обитающая в северо-западной части Тихого океана. Еще одним представителем отряда является летучая рыба, обладающая способностью к непродолжительному парящему полёту в воздухе.

Камбалообразные — это донные рыбы, имеющие сплющенное тело, глаза расположены на одной стороне тела, плавательного пузыря нет. В отряд входит около 500 видов из 9 семейств. Представители — камбала желтоперая, палтус белокорый и др.

Рис. 5. Промысловые отряды рыб: 1 — сельдеобразные, 2 — лососевые, 3 — скумбриевые, 4 — трескообразные, 5 — окунеобразные, 6 — осетровые, 7 — камбалообразные.

К морским млекопитающим относятся китообразные, сиреновые и ластоногие. Китообразные имеют веретенообразное гладкое тело, передние конечности преобразованы в ласты, задние атрофированы. Толстый подкожный слой жира защищает от переохлаждения. Китообразные являются стадными животными. Киты подразделяются на два подотряда: усатые (беззубые) и зубатые. Первые — самые крупные животные на Земле, питающиеся зоопланктоном при помощи цедильного аппарата в полости рта — китового уса. К ним относятся киты: гренландский, серый, синий, финвал, сейвал, горбач. Зубатые киты — плотоядные китообразные, имеющие на челюстях зубы. К ним относятся кашалот, достигающий 20 м, и дельфиновые, имеющие меньшие размеры, в том числе белуха и косатка, питающаяся не только рыбой, но еще тюленями и детенышами других китов.

Сиреновые — массивные животные с цилиндрообразным телом. Их передние конечности превратились в плавники. Спинного плавника, как у некоторых видов китов, у сирен нет. Хвост преобразился в плоский задний плавник. Кожа очень толстая и со складками, волосяного покрова нет. Морда вытянутая, но приплющенная, не острая. Её окружают твёрдые и чуткие усы, которыми сирены осязают объекты. К сиреновым относятся 4 вида ламантин и один-единственный вид дюгоней.

Рис. 6. Ламантины

Ластоногие — водные млекопитающие с веретенообразным телом, обе пары конечностей превращены в ласты, снабженные пальцами с когтями, которые соединены толстой плавательной перепонкой, полной зубной системой (из резцов, клыков и коренных зубов), одной или двумя парами сосков на брюхе. Кожа ластоногих толстая, с большим слоем подкожного жира. Ластоногие питаются рыбой, ракообразными, моллюсками, обитают во всех морях мира. Среди ластоногих выделяют ушастых тюленей, имеющих заметные ушные раковины и при движении по суше использующие обе пары конечностей. К ним относятся сивучи, морские котики и морские львы. К настоящим тюленям относятся нерпа, морской заяц, гренландский тюлень, морской леопард и др. Они имеют несгибающиеся задние лапы. Наиболее крупными ластоногими являются моржи, для которых характерны большие размеры тела и пара длинных белых клыков на верхней челюсти.

К морским рептилиям относятся морские черепахи, морские игуаны, морские змеи и несколько видов крокодилов. Морские черепахи имеют обтекаемый панцирь и невтягивающиеся конечности, превращенные в ласты. Черепахи всё время живут в воде, и лишь во время кладки яиц они выходят на сушу. Местом обитания черепах являются экваториальные и тропические воды. Самой крупной из морских черепах является кожистая черепаха, ведущая одиночный образ жизни в открытом океане и достигающая веса до 600 кг.

3. Биологические ресурсы Мирового океана

3.1 Биологические ресурсы, объемы использования и географическое распространение по океанам Понятие биологические ресурсы можно рассматривать в двух смыслах: широком и узком. В широком смысле это все растения и животные, обитающие в морской и океанической среде. В узком, более точном, смысле под биологическими ресурсами понимают запасы морских животных и растений, которые на современном этапе развития цивилизации целесообразно использовать для удовлетворения потребностей общества без ущерба для их дальнейшего естественного воспроизводствах [2].

По объемам использования в биологических ресурсах существенно выделяется нектон, в биомассе которого 80−85% составляет рыба. Около 10−15% общей биомассы приходится на головоногих моллюсков и ракообразных, менее 5% составляют морские млекопитающие (киты, ластоногие). Бентос используется человеком в небольших количествах. Хозяйственное значение имеют двустворчатые моллюски (мидии, устрицы, гребешки), ракообразные (крабы, омары, лангусты), иглокожие, бурые, красные и зеленые водоросли. Идет освоение добычи планктонных ракообразных (криль), промышленная добыча фитопланктона пока не ведется.

Потенциальные биологические ресурсы, которые можно добывать на современном этапе технического развития, не принося существенного ущерба экосистеме Мирового океана, колеблются от 80 до 240 млн. т в год. Из них сырьевая база мировых уловов рыбы оценивается в 140−150 млн. т в год.

Биологические ресурсы в Мировом океане распространены крайне неравномерно. В его пределах выделяют очень высокопродуктивные, высокопродуктивные, среднепродуктивные, малопродуктивные и самые малопродуктивные области. Наибольший хозяйственный интерес представляют первые две области.

Первое место по общей биомассе и видовому богатству занимает Тихий океан. Это объясняется его огромными размерами, обусловливающими большое разнообразие природных условий в пределах его акватории. Также Тихий океан превосходит другие океаны по показателям биологической продуктивности, особенно в зоне шельфа, где обитает большинство морских животных, являющихся объектами промышленного промысла.

Очень богаты и разнообразны биологические ресурсы Атлантического океана, характеризующегося высокой средней биологической продуктивностью. В его умеренных и холодных водах обитают крупные морские млекопитающие (киты, ластоногие), различные виды промысловых рыб, ракообразные. Между 45о и 75о наблюдается обилие планктонных организмов, а в прибрежных районах распространение получили морские водоросли.

Значительными биологическими ресурсами обладает также и Индийский океан, но они здесь изучены гораздо хуже и используются пока в меньшей степени. В Северном Ледовитом океане биологическая продуктивность имеет высокие показатели лишь в приатлантической части, в зоне влияния Гольфстрима.

3.2 Мировое рыболовство

Рыболовство — один из видов природопользования, включающий в себя добычу рыбы и других морепродуктов (морского зверя, беспозвоночных, водорослей). Рыболовство является одним из древнейших промыслов человечества. В период Древнего Рима им занимались жители европейского побережья Атлантического океана, Средиземноморья, а русские промысловики выходили в Белое море и к берегам Гренландии уже в X—XI вв. В XIX—XX вв., когда произошел переход рыболовного флота от парусных судов к паровым, промышленное рыболовство стало охватывать всю Северную Атлантику, а также Каспийское море. Бурное развитие мирового рыболовства произошло в 1950;1970;х гг. (т.н. «золотой век рыболовства»), что связано с повышением спроса на животные белки в связи с ростом населения мира, модернизацией траулерного флота, развитием дальнего экспедиционного лова, а также естественным восстановлением биологических ресурсов океанов в годы Второй мировой войны. В результате широкого внедрения самых разных способов рыболовства при полном отсутствии ограничительных мер естественное воспроизводство рыб не успевало за их выловом. Рыбу стало ловить труднее. Особенно страдали небольшие страны со слабо развитой промышленностью. В настоящее время в мире принято международное постановление, которое предоставляет каждой стране преимущественное право рыболовства в двухсотмильной зоне вдоль своих берегов. В эту зону попадает наиболее продуктивная в рыбном отношении часть океана — его шельф. Большие глубины Мирового океана небогаты рыбой, и потому рыболовный флот теперь устремился в открытое море, где у поверхности обитают косяки крупных пелагических рыб. Очевидно, что неограниченный их промысел может привести к самыми печальным последствиям. Избежать их можно только принятием охранных мер, которые должны выполняться всеми странами, ведущими промысел в океане.

океан аквакультура рыболовный Рис. 7. Добыча рыбы в море

72−75% всего мирового улова предназначается для питания людей (рыба и рыбопродукты дают человеку около ј белковой пищи животного происхождения), остальная часть идет на переработку в муку, питательные добавки, рыбий жир, используется в качестве корма для скота или в фармацевтики.

Мировой рыболовный промысел обеспечивает занятость более 120 млн. человек, а ежегодный доход от него в начале 1990;х гг. составлял 55 млрд долл. В мире насчитывается более 1 млн. рыболовных судов.

В период «золотого века» рыболовства более 75% уловов приходилось на 10 наиболее ценных семейств рыбы: сельдевые (с 1938 по 1980 год их добывали от 5 до 24 млн. т), тресковые (выловы составляют 3−14 млн. т, и они стоят на втором месте после сельдевых), лососевые (в мире ежегодно добывают около 700 тыс. т), камбаловые (ежегодная мировая добыча составляет до 1,3 млн. т), ставридовые, скумбриевые, анчоусовые, тунцовые, мерлузовые и корюшковые. В результате чрезмерного лова представителей данных семейств их доля в общем улове сильно сократилась, а преобладать стали менее ценные виды рыбы (мойва, минтай, макрель, хек).

Рис. 8. Районы рыбного промысла в мире (по Максаковскому В. П., 2008)

Следует отметить, что со временем изменилось соотношение между морским и пресноводным рыболовством. Доля пресноводного рыболовства, ранее составляющая менее 10%, во второй половине 1990;х гг. увеличилась до 19%. При этом в структуре пресноводного рыбного промысла преобладает семейство карповых, а около ѕ всех пресноводных уловов приходится на страны Азии.

Промысел морепродуктов в Мировом океане дает около 10−12% объемов морских уловов. В структуре улова беспозвоночных, темпы роста улова которых превышают улов рыбы более чем в 2 раза, более 38% составляют двухстворчатые моллюски, около 30% - ракообразные, 33% - головоногие моллюски.

Ежегодно в мире добывается около 1,2 млн. т ракообразных с целью консервирования и для употребления в свежем виде. Омары, лангусты, камчатские крабы, которые еще несколько десятилетий назад составляли большую часть улова, сейчас по объемам улова уступили креветкам. В последние годы в мировой доли вылова ракообразных значительную долю стали составлять эвфазии — планктонные рачки, в огромном количестве обитающие в водах Антарктики, где их запасы оцениваются в 0,8−5 млрд. т. Эвфузии и кулинарные изделия из них (паста) поступают в продажу под общим названием криль. Эти рачки в естественной природе являются пищей усатых китов, и если в будущем в результате вылова произойдет сокращение их популяции в антарктических водах, то это может привести к уменьшению численности усатых китов или миграциям их в более плодородные воды, где они легко смогут стать объектом законного и незаконного промысла.

Практически все двухстворчатые моллюски пригодны в пищу, но в промышленных масштабах добываются в основном мидии, устрицы, гребешки и сердцевидки, промысел которых сосредоточен главным образом в у берегов Тихого и Атлантического океанов. Из брюхоногих моллюсков добывают гигантского стромбуса, трубача и литторину. Некоторых моллюсков едят сырыми (устриц), других употребляют в пищу только после термообработки. Моллюсков также вялят и сушат. Раковины моллюсков используются в ювелирной промышленности, производстве различных сувениров. Из головоногих моллюсков промышляют в основном кальмаров и осьминогов, большую часть которых дает Тихий океан.

Из беспозвоночных промысловое значение имеет еще одна группа морских организмов — иглокожие. Траловым, водолазным, ручным способом или с помощью остроги с лодки добывают морских ежей и голотурий — трепангов, которых после вылова сбывают на рынки и в рестораны Юго-Восточной Азии и Океании.

Промысел морских млекопитающих включает добычу китообразных и ластоногих. Китобойный промысел до второй половины XIX века имел локальный характер и не приносил существенного ущерба китовым популяциям. В 1868 г. в США, Исландии, России и Японии зародился судовой китобойный промысел. С тех пор стали совершенствоваться способы добычи китов, добычи производили целыми китобойными флотилиями. С Северной Атлантики промысел китов сместился в воды Антарктики, в северную часть Тихого океана, к берегам Южной Америки, Африки, Австралии. В большинстве случаев добычу китов вели, не заботясь о естественном воспроизводстве китового поголовья.

В результате за весь XX век в мире было добыто примерно 2 млн. китов общей массой 100 млн. т, а их общая численность сократилась с 4,4 млн. до 1 млн. китов.

С 1994 года в мире Международной китобойной комиссией установлен долгосрочный китовый заповедник в южной части Мирового океана (южнее 40о ю.ш.), на акватории которого запрещен промысел синих китов, сейвалов и кашалотов.

Из ластоногих наибольшую долю в промысловой добыче составляют гренландский тюлень (лысун), который добывается в южной части Белого моря и в восточной части Баренцева, и морские котики на дальневосточных островах. Моржи, обитающие на побережьях арктических и дальневосточных морей, добываются лишь для нужд местного населения.

Интенсивная добыча морских водорослей началась с сер. 1970;х гг. (в 1995 г. превысила 7,1 млн. т). 75% добычи приходится на бурые водоросли (в т.ч. ламинарию), 23% - на красные. Морские водоросли потребляют в пищу (морская капуста, порфира), для получения ценных веществе (ценное вещество агар из черномосркой филлофоры применеятся в пищевой, парфюмерной, бумажной промышленности), для медицинских целей. Основной район добычи морских водорослей — Тихий океан с прибрежными морями.

Уже долгое время человек активно использует биологические богатства океана, но только в последнее время он по-настоящему задумался о негативных последствиях для себя и всего Мирового океана, которые могут быть вызваны чрезмерными объемами морского промысла и ненадлежащим вниманием к воспроизводящей функции живых организмов в океане.

На сегодняшний день максимально допустимыми годовыми уловами в объеме могут быть 110−120 млн. т биологических ресурсов Мирового океана. Этот уровень уже достигнут, поэтому единственным путем для получения необходимого количества морепродуктов является переход к управляемым морским подводным хозяйствам, т. е. к аквакультуре.

3.3 Аквакультура

Известный французский ученый и популяризатор науки Жак Ив Кусто говорил, что в будущем рыболовство сможет сохраниться лишь как развлечение, но как промысел оно исчезнет. Сильно ограниченные возможности самовоспроизводства биологических ресурсов вынудят человека искать новые способы обеспечения мирового рынка рыбной продукцией, основным из которых будет аквакультура.

Под аквакультурой понимают комплекс мероприятий по разведению и выращиванию в контролируемых человеком условиях рыб, моллюсков, ракообразных, иглокожих, водорослей, представляющих для него экономический, а иногда и эстетический (аквариумные рыбки) интерес. Другими словами, речь идет о целесообразном искусственном воспроизводстве рыб и морепродуктов с помощью их перенесения, акклиматизации, создания подводных ферм и плантаций. Аквакультура входит в научную компетенцию биологических, экономических и инженерных наук.

Аквакультура резко увеличила темпы своего развития во второй половине XX века. С 1975 года к концу века её продукция (5 млн. т) увеличилась примерно в пять раз. Сейчас аквакультура обеспечивает почти четверть всех потребляемых в мире морепродуктов (рис. 9.). Около Ѕ всей продукции аквакультуры составляет рыба, ј - водоросли, 1/5 моллюски, а остальное приходится на ракообразных.

Рис. 9. Доля аквакультуры в производстве рыбы, моллюсков и ракообразных, % (по Максаковскому В. П., 2008)

Считается, что в мире аквакультурой занимаются в 140 странах. Исключительно велика доля стран Азии в этом занятии — 88%, 6−7% приходится на страны Европы, 2−3% - это страны Центральной Америки, остальные регионы и того меньше. Азия же занимает первое место по разведению рыбы, моллюсков, ракообразных, и водорослей.

Вклад отдельных океанов в мировую аквакультуру в начале 1990;х гг. оценивали следующим образом: Тихий океан — 79%, Атлантический — 18%, Индийский — 2%.

В структурном плане аквакультуру подразделяют на пресноводную и морскую. Пресноводная аквакультура занимается увеличением и улучшением рыбных запасов в естественных и искусственных водоёмах. Число видов выращиваемых таким образом рыб составляет несколько десятков, но наибольшее значение имеют карпы, речные угри, и лососевые.

Морская аквакультура (марикультура) — это товарное выращивание морских организмов на естественных или искусственных кормах в отгороженных заливах или специальных садках. Наибольшее развитие марикультура (как крупные хозяйства, так и мелкие) получила в странах Азии: Китай, Япония и Республика Корея. В Западной Европе сложилась специализация марикультуры на двух группах моллюсков — устрицах и мидиях.

Успешные примеры акклиматизации промысловых рыб в СССР говорят о больших надеждах государства на данную форму аквакультурной деятельности. В начале 30-х годов из Черного моря в Каспийское были успешно переселены два вида кефали и червь нереис, служащий для них естественной пищей. В Аральское море была перевезена икра балтийской салаки. Из дальневосточных морей в моря, омывающие северо-запад Европы, был переселен ценнейший вид лососевых — горбуша.

Из зарубежных опытов акклиматизации рыб можно указать переселение атлантической сельди-шед в Тихий океан; в воды, омывающие Новую Зеландию, была перевезена чавыча; из северных морей Атлантического и Тихого океанов лососи были переселены в воды Южного океана.

Акклиматизация моллюсков, ракообразных, водорослей и других промысловых объектов требует значительно меньше усилий. Примером является успешное переселение огромного камчатского краба в Баренцево море.

В будущем работы по перестройке фауны Мирового океана должны дать значительный эффект в увеличении морепродуктов в пищевом рационе человека.

Организация морских ферм положила начало созданию морского животноводства и растениеводства. Однако пока такие хозяйства занимаются выращиванием диких видов. Создание морских ферм требует изменений естественных условий обитания объектов разведения, разведение кормовых ресурсов, искусственное удобрение вод и грунтов, уничтожение вредных организмов, совершенствование разводимого вида, а в некоторых случаях и гидротехнических мероприятий. Как видно, создание морских «плантаций» требует значительных усилий, но уже после создания подводного хозяйства в скором будущем оно в несколько раз оправдает все воженные в него усилия и средства.

Культурное выращивание водорослей ведется в Белом море, у берегов Японии и Юго-Восточной Азии, а также в некоторых местах атлантического побережья. С подводных лугов можно добывать 15−20 т и более зеленой массы. Водоросли во много раз быстрее культивируемых растений на суше восстанавливают свои запасы. Один килограмм высушенных водорослей заменяет 1 кг концентрированных кормов. В них в 2−4 раза больше белков, чем у хорошего сена.

На морских фермах можно выращивать моллюсков, ракообразных, обладающих высокими пищевыми качествами, а также иглокожих, губок и других видов беспозвоночных. Продукция на таких фермах гораздо выше промыслов. При создании хозяйств на мелководьях получают в 1,5−3 раза и даже 7 раз больше того, что можно собрать в море.

Рис. 10. Рыбная ферма в Юго-Восточной Азии На основе имеющегося опыта можно говорить о двух типах подводных ферм по выращиванию рыбы. В первом типе на фермах создаются благоприятные условия для вызревания икры и сохранения мальков. На рыборазводных предприятиях (рыбзаводах) икру, взятую у выловленных зрелых особей, помещают в специальные бассейны с благоприятным температурным, кислородным и световым режимом. В других водоемах мальков подкармливают и выращивают до тех пор, пока они не окрепнут и не будут готовы вести самостоятельный образ жизни.

Второй тип подводных ферм создается не столько с целью выращивания мальков, сколько с целью содержания выращенных стад, с тем чтобы отлавливать нужное количество товарной продукции. Организация таких хозяйств бывает затруднена из-за миграций рыб, истребительского влияния различных хищников и др. Для создания кормовой базы для рыб ведется искусственное разведение планктона.

По мнению ученых, за счет разведения рыб уловы её можно увеличить в 5 раз. В результате в недалеком будущем появится возможность удовлетворить растущее население Земли в животных белках.

Заключение

В ходе данной курсовой работы были изучены биологические ресурсы Мирового океана, их структура и географическое распространение, значение биологических ресурсов для человека. Было выяснено, что сочетание определённых гидрологических условий (соленость, температура, освещенность и др.) в некоторых регионах Мирового океана способствует образованию крупных «сгущений жизни», знание о местоположении которых очень важно для рыбной промышленности.

Мировой океан является экосистемой, свойства которой создают определенные преимущества для развития и существования живых организмов, характеризующихся невероятным разнообразием.

Морские организмы на протяжении многих веков использовались человеком в своем хозяйстве для удовлетворения собственных потребностей, но лишь в последнее время, когда были достигнуты максимально возможные объемы вылова биологических ресурсов, человек осознал негативные последствия хищнического изымания ресурсов из Мирового океана и то, что единственным путем для получения необходимого количества морепродуктов является аквакультура.

1. Михайлов В. Н. Гидрология. / В. Н. Михайлов, А. Д. Добровольский и др.- М: Высшая школа, 2007. — 463 с.

2. Пирожник И. И. География Мирового океана: учебное пособие для студентов вузов. / И. И. Пирожник, Г. Я. Рылюк и др. — Мн.: ТетраСистемс, 2006. — 320 с.

3. Фащук Д. Я. Мировой океан: История, география, природа. / Д. Я. Фащук — М.: «Академкнига», 2002. — 282 с.

4. Степанов В. Н. Природа Мирового океана: Пособие для учителей. / В. Н. Степанов — М.: Просвещение, 1982. — 192 с.

5. Максаковский В. П. Географическая картина мира: пособие для вузов. Кн. I / В. П. Максаковский — М.: «Дрофа», 2008. — 495 с.

6. Улицкий Ю. А. Океан надежд / Ю. А. Улицкий — М.: Просвещение, 1983. — 193 с.

7. Одум Ю. Экология: в 2-х т. Т. 2. / Ю. Одум — М.:Мир, 1986. — 376 с.

8. http://www.seapeace.ru

9. http://znaniya-sila.narod.ru

10. http://www.grandars.ru