Правило пирамиды продукции: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времен, больше, чем на последующем. Пирамиды изображают в виде сужающихся к верху прямоугольников равной высоты, поставленных друг на друга. Длина этих прямоугольников соответствует масштабам продукции на соответствующих трофических уровнях. Для экосистемы Мирового океана пирамида биомасс имеет перевернутый вид, т. е. основание пирамиды уже, чем ее вершина. Основными продуцентами в океане являются одноклеточные водоросли, их годовая продукция может в десятки раз превышать запас биомассы на данный момент времени. Вся чистая первичная продукция быстро вовлекается в цепи питания, и биомасса водорослей накапливается в незначительном количестве, но его хватает для поддержания скорости воссоздания органического вещества. На высших трофических уровнях преобладает тенденция к накоплению биомассы, в результате достаточно большой длительности жизни крупных морских хищников скорость их размножения в отличие от водорослей очень мала и в их телах задерживается значительная часть вещества, поступающего по цепям питания.

Общая чистая первичная продукция биосферы, то есть продукция всех входящих в сообщества организмов земной поверхности, составляет 170X Ю9 т сухого органического вещества в год. Сообщества суши в среднем более продуктивны, чем сообщества океана: около двух третей глобальной продукции производится ими. Поскольку биомасса сообществ суши интенсивно аккумулируется в древесных тканях, различия в биомассе суши и моря еще более разительны: биомасса сообществ суши составляет около 1800 X Ю9 т, то есть более чем в тысячу раз превышает биомассу растений морского планктона. Глобальная эффективность первичной продукции составляет около 0,27% для чистой и 0,6% для валовой первичной продукции по отношению к энергии видимой части солнечного света, поступающего на поверхность Земли. Человек получает ежегодно около 1200ХЮ6 т растительной и 90 X Ю6 т животной пищи из биосферы. Это использование биосферы и высвобождение энергии в процессе промышленного производства пока еще малы по сравнению с продукцией биосферы в целом, однако давление человека на биосферу возрастает по экспоненте.

Биологические ресурсы Мирового океана и сопряженных с ним пресноводных бассейнов, включающие в себя рыб, а также некоторые другие группы животных, являются важнейшим источником питания населения нашей планеты и поставщиком кормовой и технической продукции, а также сырья для медицинских препаратов.

Помимо того, что загрязнение мирового океана опасно для здоровья человека, оно принимает значительный экономический ущерб, выражающийся в потере полезной морской продукции. Оценить ущерб от ежегодного поступления в океаническую среду нефти и продуктов ее переработки практически невозможно, так как не разработана ни общая методика оценки, ни оценка отдельных источников. Загрязненность прибрежных вод в непромышленных зонах, называемых рекреационными, снижает их эстетическую ценность и привлекательность.

Может показаться, что загрязнение Мирового океана промышленными стоками, удобрениями, моющими средствами уже достигло такого уровня, на фоне которого потенциальные загрязнения от только зарождающейся океанской энергетики могут показаться ничтожными. Это не совсем так. Дело в том, что загрязнения не распределены в объеме океана равномерно, а приближены к перенаселенным промышленным прибрежным зонам, эстуариям крупных рек, протекающих через промышленные районы, ко внутренним морям. На всю толщу океанских вод им мешают распространяться естественные барьеры, создаваемые в океане градиентами температуры, плотности, солености, скорости [30]. Развитие же океанской энергетики предусматривает ■как раз возможность воздействия на эти барьеры. Кроме того, вынесение энергоблоков в открытый океан чревато загрязнением на значительном удалении от побережья продукцией последних в зонах, ранее недоступных прямому загрязнению с суши.

Изучение химического состава природных вод суши и Мирового-океана имеет огромное значение для исследования круговорота химических элементов, выяснения эволюции жизни на Земле, использования продукции океанов, морей, озер и рек. В воде присутствуют все элементы, необходимые для развития животной и растительной жизни, сосредоточены колоссальные пищевые и сырьевые ресурсы Земли.

На рис. 48 показаны экологические последствия загрязнения Мирового океана биогенными элементами, абиотическими и биотическими факторами. Отклики морских организмов на воздействие вредных веществ могут иметь негативные морфологические, физиологические, биохимические и этологические (поведенческие) эффекты, а при больших дозах и длительном воздействии даже к гибели гидробионтов. Так, при значительной концентрации нефти в морской воде отмечается уменьшение скорости роста у мидий и двустворчатых моллюсков, снижается плодовитость, сокращается продукция фито- и зоопланктона и пр. Загрязнение морской среды хлорированными углеводородами (пестициды, ДДТ, ПХВ) приводит ко многим заболеваниям морских млекопитающих, а также имеет негативные морфологические последствия (опухоли у рыб, аномалии позвоночника и деформация плавников у рыб, вирусные заболевания устриц, креветок). Увеличивающаяся антропогенная нагрузка на экосистему океана приводит к постепенной деградации морских биоценозов с последующими неблагоприятными медико-гигиеническими последствиями для человека.

Из табл. 1.3 хорошо видно, что максимально продуктивны экосистемы суши. Хотя площадь суши вдвое меньше, чем площадь, занимаемая океанами, ее экосистемы имеют годовую первичную продукцию углерода, более чем вдвое превышающую таковую Мирового Океана (52,8 млрд. тонн и 24,8 млрд. тонн соответственно) при относительной продуктивности наземных экосистем, в 7 раз превышающей продуктивность экосистем океана. Из этого, в частности, следует, что надежды на то, что полное освоение биологических ресурсов океана позволит человечеству решить продовольственную проблему, не очень обоснованны. По-видимому, возможности в этой области невелики — уже сейчас уровень эксплуатации многих популяций рыб, китообразных, ластоногих близок к критическому, для многих промысловых беспозвоночных — моллюсков, ракообразных и других, в связи со значительным падением их численности в природных популяциях стало экономически выгодным разведение их на специализированных морских фермах, развитие марикулътуры. Примерно таково же и положение со съедобными водорослями, такими как ламинария (морская капуста) и фукус, а также водорослями, используемыми в промышленности для получения агар-агара и многих других ценнейших веществ.

Пищевые связи человека. Эти связи более сложны, в них включено множество энергопотребляющих посредников. В результате такого удлинения энергетическая цена производства каждой калории конечной пищевой продукции повысилась примерно в десять раз. Около 20 тыс. лет назад потребление энергии составляло около 10 тыс. кДж на человека в сутки, в настоящее время около 1 млн. кДж, при тысячекратном уменьшении необходимой для этого площади. В результате общая экологическая (пищевая) емкость среды обитания человечества возросла во много тысяч раз. Все вида на Земле приспосабливаются к среде обитания, только человек приспосабливает среду своего обитания к собственным потребностям. Обрабатываемые земли дают 88 % энергии, получаемой человеком с пищей, около 10 % - естественные луга и пастбища, и 2 % - ресурсы Мирового океана.

Рассматриваемому в данной главе направлению экологического права с каждым годом уделяется все большее внимание международными и национальными законодателями. Причины этого, с одной стороны, заключаются в экологическом значении Мирового океана и глобальном характере угроз, связанных с изменением его уровня, ухудшением качества морских вод, снижением биоразнообразия, ростом экологических катастроф и бедствий на море и т. п. С другой стороны, возрастает роль живых и минеральных ресурсов континентального шельфа и исключительной экономической зоны в обеспечении жизненных потребностей людей. Достаточно привести одну цифру: в настоящее время в России 94% рыбной продукции добывается не во внутренних водоемах, а в водах исключительной экономической зоны.

Пикопланктон состоит из мельчайших фотосинтезирующих одноклеточных организмов, по размерам близких к бактериям. Быстро размножаясь, он дает до 70% биомассы синих вод, которые в итоге по своей первичной продукции (500—1000 мг углерода в сутки под каждым квадратным метром вместо 50—150 мг, как это считалось ранее) приближаются к евтрофным (богатым пищей) прибрежным водам. Если это подтвердится в дальнейшем, то суммарная продукция Мирового океана составит около 187 ■ 109 т углерода в год, что превышает производство органического вещества сушей.

Общая первичная продукция всей экосферы составляет примерно 160 млрд. тонн сухой массы органического вещества в год. Около 25—27% первичной продукции дают водоросли, преимущественно фитопланктон океана, 35—37%—леса, менее 10% — агроценозы, т. е. сообщества растений, возделываемых человеком и потребляемых домашними животными.

Самая верхняя часть океана, куда проникает свет и где создается первичная продукция, называется эвфотической. Ее мощность в открытом океане доходит до 200 м, а в прибрежной части — не более 30 м. По сравнению с километровыми глубинами это зона достаточно тонкая и отделяется компенсационной зоной от значительно большей водной толщи, вплоть до самого дна — афотической зоны.

Из строк 1а—б табл. 6.4 видно, что первичной продукции биомассы растений (выраженной в количестве углерода) в океане приблизительно вдвое меньше, чем на суше. Почти вся эта продукция относится к фитопланктону. Распределение биологической продуктивности океана по различным видам организмов приведено в табл. 6.6 (по данным Института океанологии АН СССР).

Истинные размеры потенциальной продуктивности океана и реальной, продолжают быть темой дисскуссий. Это мельчайшие (0,4-1,0 мкм) фотосинтезирующие организмы, среди которых преобладают цианобактерии, усваивающие молекулярный азот. Пикопланктон способен осуществлять фотосинтез при очень низкой интенсивности солнечного света и, следовательно, зоной его функционирования может быть достаточно значительная толща воды. Из этого сделан предварительный вывод, что от 30 до 80% первичной продукции океана может приходиться на долю пикопланктана. Однако получение достоверной цифры первичной продуктивности океана требует дальнейших исследований.