Филиал ФГОУВПО “РГУТИС”  в г.Самара

 

                                   Факультет   заочного  обучения

                                         Контрольная  работа

                                  

                                                                                    

                                               Биоресурсы                            

                                 

                                 Дисциплина : Экология

              

                                                                          Выполнила: СЭз-201 Крылова Н.И

                                                                               Проверил: Симонов  Ю.В.

              

                                                            Самара 2010

Содержание:
v    Биологические  ресурсы земли

v    Как оценить биоресурсы

v    Масса и структура биоресурсов

v    Человек и хозяйство в биомассе земли

v    Продуктивность биосферы

v    Обеспеченность человека биоресурсами

v    Источники
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.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 использованию и скорости прироста.
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.
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.
Справка

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. 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

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.
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 (3,5×108 ) 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.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.

Биомасса и продуктивность биосферыОбъект	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

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

Прирост запасов древесиныПлощадь 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.
Это интересно

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.

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).

Расчёт биоресурсов на душу населенияБиоресурс	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.

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

С. П. Капица «Парадоксы роста: Законы развития человечества»/М.: изд-во «Альпина нон-фикшн, 2010;

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

Международное торфяное общество

«Биология» (электронный учебник)

Сайт «Словари и энциклопедии на Академике»

Образовательный портал «География»;

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

Экологический словарь