Аквакультура – это разведение и выращивание водных организмов под контролем человека в пресной или морской воде. Морское направление называют морской аквакультурой или марикультурой , она объединяет разведение и выращивание рыб, моллюсков, ракообразных, водорослей и других гидробионтов в морях, лиманах и других водоемах с соленой водой.

Марикультура бывает экстенсивной и интенсивной.

Пример экстенсивной марикультуры – широко применяемые в России технологии выращивания мидии и морского гребешка, когда на специальные вывешенные коллекторы собирается оседающая из планктона молодь диких гидробионтов и доращивается до взрослых размеров без искусственных подкормок. Для этих же целей конструируют подводные ландшафты, например, искусственные рифы, в которых находят убежища подвижные животные, и специальные неровные поверхности для расселения животных- обрастателей. Также практикуется пересадка гидробионтов в места, более благоприятные для их питания и роста. Такое направление марикультуры имеет многовековую историю.

Интенсивная марикультура – активное искусственное воздействие на один, несколько или на все этапы жизненного цикла объекта разведения. Жизнестойкая молодь воспроизводится при таком способе искусственно и затем подращивается до нужных размеров на специальных заводах или участках акватории. На морские плантации вносятся дополнительные корма и удобрения, выполняется селекционная работа для выведения гидробионтов с заданными качествами.

На практике чаще встречается смешанный тип ведения морского хозяйства.

От древности к современности

Разведение водных обитателей, прежде всего рыб, началось очень давно, не менее 4 тысяч лет тому назад, в Китае. Это были пруды для разведения пресноводной рыбы. 500 лет назад в Поднебесной выращивали не только рыбу, но и устриц, и других моллюсков.

Жители средиземноморских побережий Римской империи разводили кефаль в лагунах.

В XV веке на Гавайских островах существовали бассейны для выращивания морских рыб, которые отгораживались от моря длинными валами и плотинами. К началу прошлого века еще сохранилось более 150 таких древних сооружений.

В Японии уже в XVII веке начали успешно разводить устриц и получать с подводных плантаций по нескольку десятков тысяч тонн водорослей и двустворчатых моллюсков (устриц, гребешков и др.)

В России карповые хозяйства появились в XII–XIII вв., сначала при монастырях, а позже и в помещичьих хозяйствах, и на государственных землях.

В настоящее время ведущие рыболовные страны мира активно развивают отрасль аквакультуры. В чем причина такого внимания к отрасли?

• После установления исключительных двухсотмильных экономических зон большинство ведущих рыболовных держав ощутили ограничение возможностей для развития промышленного рыболовства. Промысловая нагрузка на традиционные объекты лова стала слишком велика, что привело к снижению естественных запасов водных биоресурсов.
• Были разработаны экономически выгодные промышленные технологии культивирования ценных объектов лова. Себестоимость искусственного производства одной тонны рыбной продукции в пересчете на единицу белка меньше себестоимости мяса крупного рогатого скота и свиней примерно в 2,5 раза, птицы – в 1,5 раза. Продуктивность аквакультурных хозяйств, как правило, значительно выше, чем у «сухопутных» сельскохозяйственных земель.
• Население Земли продолжает расти быстрыми темпами, это обостряет проблему обеспечения продовольствием.
• Аквакультурные хозяйства дают много дополнительных рабочих мест, что особенно важно для стран с высокой плотностью и низкой занятостью населения – Китая, Индии, Индонезии, Вьетнама, Японии, Бангладеш, Таиланда, именно они сегодня в группе мировых лидеров развития аквакультуры. В этих азиатских странах используется преимущественно ручной труд.

В рыбных хозяйствах развитых европейских стран – Норвегии, Великобритании, Дании, Нидерландов, Финляндии, все производственные процессы автоматизированы.

В настоящее время непосредственно на производстве рыбной продукции занято около 10 млн. человек, больше 90% из них – в странах Азии. По статистике, одно рабочее место в секторе аквакультуры обеспечивает в среднем по четыре рабочих места в смежных производствах (переработка, перевозки, производство кормов, оборудования и комплектующих материалов, маркетинговые услуги и т.д.). В итоге, число созданных благодаря аквакультуре рабочих мест приближается к 200 миллионам.

Самый высокопродуктивный вид растений, искусственно разводимых на Земле – морская капуста . Ее урожай достигает 200-300 тонн сырой массы с гектара, что соответствует 50-65 тоннам сухой массы. По данным Всемирной пищевой организации ежегодный урожай промышленно культивируемой ламинарии в мире свыше 4,5 миллиона тонн в год.

Марикультура в России

У нашей страны самая протяженная линия морского побережья – около 60 тыс. км, общая площадь мелководий прилегающих морей, пригодная для использования в целях марикультуры, составляет 0,38 млн. км 2 . Все это дает громадные возможности для развития отрасли. Однако, несмотря на имеющиеся потенциальные возможности, аквакультура в России пока развита слабо.

Только потенциал юга Дальнего Востока по выращиванию гидробионтов и моллюсков в морской воде составляет более 3,5 млн тонн. Продуктивность акватории у побережья для развития марикультуры составляет более 1,9 млн тонн, Приморского края – свыше 600 тыс. тонн, Хабаровского края – 700 тыс. тонн.

Все морские акватории российского побережья и юга находятся в благоприятных климатических условиях для культивирования и воспроизводства самых дорогостоящих промысловых гидробионтов. Наиболее перспективными видами для культивирования в Приморье являются , морской гребешок, серый морской еж, тихоокеанские мидии и устрицы, ламинария.

Дальний Восток России считается «Родиной» современной отечественной марикультуры. В Хасанском районе Приморского края в 1972 году было создано первое хозяйство по выращиванию моллюсков, перед которым ставилась задача разработки биотехнологий культивирования приморского гребешка, мидии, тихоокеанской устрицы и ламинарии с учетом опыта Японии и Кореи. Были разработаны и успешно внедрены в производство технологии выращивания этих гидробионтов. Однако в то время не удалось добиться рентабельной работы созданных марикультурных хозяйств. Сейчас эта отрасль постепенно возрождается. К сожалению, пока суммарная продукция всех хозяйств Приморья всего 1000 тонн в год.

Может быть, имеет смысл постепенно сокращать объемы рыболовства и переходить на искусственное разведение рыбы и других гидробионтов? Можно, не рискуя жизнью рыбаков, не отправляя суда на многие месяцы в море, получать ту же самую продукцию. Проблема в том, что дикая и выращенная человеком рыба и моллюски пока совсем не равны по качеству. Почему, расскажем в .

1. Классификация ресурсов Мирового океана.

Великий неизвестный – именно так до сих пор называют Мировой океан ученые-океанологи. Ведь, несмотря на то, что человечество вот уже полвека осваивает космос, океанские глубины остаются, во многом, не изучены. Что же скрывают эти глубины? Попробуем хотя бы приоткрыть эту тайну сегодня на уроке.

Как вы уже поняли, тема урока – “Ресурсы Мирового океана”. (Слайд 1) Запишите её себе в тетради.

На первом уроке по разделу “Мировые природные ресурсы” мы с вами вспомнили, что все природные ресурсы делятся на две группы. Какие?

Верно. (Слайд 2) Объясните же, к какой группе – исчерпаемым или неисчерпаемым – относятся ресурсы Мирового океана?

Таким образом, можно сделать вывод, что ресурсы Мирового океана приобрели определённую самостоятельность, и рассматривать их необходимо с точки зрения и исчерпаемости, и неисчерпаемости. Поэтому дополним схему, которую мы начали на прошлом уроке.

Классификацию ресурсов Мирового океана можно представить в виде схемы. (Слайд 4)

Виды ресурсов Мирового океана: биологические, минеральные (морская вода и минеральные ресурсы дна океана), энергетические и рекреационные.

Запишите в свои тетради данную схему, и по ходу моего рассказа вам необходимо будет её дополнить в течение урока.

2. Главный ресурс Мирового океана – морская вода.

- (Слайд 5) Основной ресурс Мирового океана - морская вода, запасы которой на Земле составляют около 1370 млн. км 3 , 96,5%. Она содержит около 80 химических элементов периодической системы Менделеева, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний, кальций, медь, натрий. “И хотя основным продуктом морской воды до сих пор остаётся поваренная соль, в настоящее время всё больше и больше возрастает добыча магния, брома, меди и серебра, запасы которых неуклонно истощаются на суше, тогда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн.”

- “Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение.”

Крупнейшие производители пресной воды - Кувейт, США, Япония.

3. Минеральные ресурсы дна океана.

(Слайд 6) Кроме собственно морской воды минеральные ресурсы Мирового океана представлены и полезными ископаемыми его дна.

На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения - золото, платина; встречаются и драгоценные камни - рубины, алмазы, сапфиры, изумруды.

Посмотрите на карту “Ресурсы Мирового океана” в атласе, в какой его части расположены месторождения фосфоритов?

- “Фосфориты можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет.

Самый же интересный вид минерального сырья Мирового океана - это знаменитые железомарганцевые конкреции, которыми покрыты громадные по площади подводные равнины. Конкреции представляют собой своеобразный “коктейль” из металлов: туда входят медь, кобальт, никель, титан, ванадий, но, конечно же, больше всего железа и марганца, но результаты промышленной разработки железомарганцевых конкреций пока ещё очень скромны.

Зато полным ходом идёт разведка и добыча нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей.”

- (Слайд 7) В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском, Венесуэльском, Мексиканском заливе, в Северном море; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии, Индонезии, в Средиземном и Каспийском морях.

Откройте контурные карты и отметьте на ней основные месторождения нефти, расположенные на шельфе Океана.

4. Энергетические ресурсы Мирового океана.

- (Слайд 8) Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем шестимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной.

Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. С середины 20 века началось изучение энергетических ресурсов океана. Они представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые.

Океан – гигантский аккумулятор и трансформатор солнечной энергии, преобразуемой в энергию течений, тепла и ветров. Энергия приливов – результат действия приливообразующих сил Луны и Солнца.

Приливные электростанции имеются во Франции в устье реки Ранс, в России - Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове, в заливе Фанди (Канада), на побережье Кимберли в Австралии и т.д.

Разрабатываются и частично реализуются проекты использования энергии ветров, волн, течений, тепла, образующегося в недрах океанического дна.

Воды Мирового океана обладают огромными запасами дейтерия - топлива для будущих термоядерных электростанций.

5. Биологические ресурсы Мирового океана.

- (Слайд 9) Главное богатство Мирового океана - это его биологические ресурсы. Под биологическими ресурсами понимаются животные и растения, обитающие в его водах. Биомасса Мирового океана насчитывает около 180 тыс. видов животных и около 20 тыс. видов растений, а ее общий объем оценивается в 40 млрд. т.

Биологические ресурсы Мирового океана многообразны. По масштабам использования и значению, ведущее место среди них занимает нектон, то есть активно плавающие в толще воды животные (рыбы, моллюски, китообразные и др.). Главным образом, ведется добыча рыбы, на которую приходится 85% используемой человеком морской биомассы.

Бентос, то есть донные растения и животные, используется пока недостаточно: в основном двустворчатые моллюски (гребешки, устрицы, мидии и др.), иглокожие (морские ежи), ракообразные (крабы, омары, лангусты). Все большее применение находят водоросли. Миллионы людей употребляют их в пищу. Из водорослей получают лекарства, крахмал, клей, изготавливают бумагу, ткани. Водоросли- отличный корм для домашнего скота и хорошее удобрение.

Ежегодно вылавливается 85-90 млн. т рыбы, моллюсков, водорослей и других продуктов. Это обеспечивает около 20% потребности человечества в белке животного происхождения.

- (Слайд 10) Всё более широкое распространение получает марикультура – искусственное разведение и выращивание на морских плантациях морских организмов (моллюсков, ракообразных, водорослей) – и аквакультура – разведение водных организмов в пресной воде.

- (Слайд 11) В Мировом океане есть более или менее продуктивные акватории. К числу наиболее продуктивных принадлежат Норвежское, Северное, Баренцево, Охотское и Японское моря. При этом 63% мирового улова приходится на Тихий океан, Атлантический и Северный Ледовитый океаны обеспечивают около 28% мирового улова, Индийский океан обеспечивает лишь около 9%.

Отметьте на контурной карте наиболее продуктивные акватории Мирового океана.

6. Рекреационные ресурсы Мирового океана.

- (Слайд 12) Мировой океан обладает огромными рекреационными ресурсами. Еще древние греки и римляне высоко ценили морские купания и плавание. Само пребывание у моря и на море благотворно влияет на здоровье и настроение человека.

Наиболее посещаемыми являются Средиземное, Карибское и Красное моря.

Отметьте их на контурной карте.

Океан, будучи кладовой разнообразнейших богатств, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.

7. Проблемы Мирового океана.

Мировой океан может служить переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. Однако человек не сумел сохранить девственность Мирового океана.

- (Слайд 13) При интенсивном использовании ресурсов Океана происходит его загрязнение в результате сброса в реки и моря промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и других отходов, судоходства, добычи полезных ископаемых.

Особую угрозу представляет нефтяное загрязнение и захоронение в глубоководных частях океана токсичных веществ и радиоактивных отходов.

Если посмотреть на карту “Экологические проблемы мира”, можно увидеть, насколько сильно загрязнён Океан.

Приведите примеры наиболее загрязненных районов Мирового океана.

- (Слайд 14) Проблемы Мирового океана требуют согласованных международных мер по координации использования его ресурсов и предотвращению дальнейшего загрязнения, ведь близок день, когда неумолимо растущее население мира, истратившее свои последние ресурсы на суше, обратит свои полные надежды взоры к морю. Море обеспечит и продуктами питания, и даст нашей промышленности минеральное сырьё, и снабдит нас неисчерпаемыми источниками энергии, и станет местом нашего отдыха. Только нужно сберечь его до этого дня!

Марикультура (морская аквакультура) - выращивание полезных водорослей, моллюсков, рыб и других организмов в морях, лагунах, лиманах, эстуариях или в искусственных условиях

Продуктивность этого вида деятель­ности может быть очень высокой. Например, с одного гектара морских плантаций можно собрать до 300 т мидии, до 120 т морской капусты или вырастить до 3 т креветок. Если в 1985 году по данным ФАО мировая продукция марикультуры достигала 12.1 млн. т, то в 1996 году только в одном Китае было выращено на морских фермах 6.3 млн. т животных и водорослей.

Многовековая практика марикультуры основана на использовании естественной биопродуктивности морских экосистем для культивирования нужных животных и водорослей. Такая марикультура называется экстенсивной. Это широко применяемые у нас в стране технологии выращивания мидии и гребешка: на вывешенные коллекто­ра собирается оседающая из планктона молодь от диких производителей и подращивается до товарных разме­ров без искусственных подкормок на подвесных устройствах или в естественных условиях на дне. Сюда же относится проведение мелиоративных мероприятий - конструирование подводных ландшафтов, таких, напри­мер, как искусственные рифы, образующих систему убежищ для подвижных животных и разноуровенные повер­хности для поселения обрастателей. Здесь естественным путем образуется богатейшее сообщество по био­массе в десятки раз большее, чем в окружающем ландшафте. И, наконец, трансплантация (пересадки) гидробионтов в места более благоприятные для питания и роста.

Современное развитие марикультуры и увеличение ее доли на мировом рынке рыбной продукции обуслов­лено новым, более высоким уровнем ее развития - интенсификацией этой отрасли хозяйства.

Интенсивная марикультура - это активное искусственное воздействие на одну или на все стадии жизненного цикла объекта культивирования. Это искусственное воспроизводство жизнестойкой молоди и ее дальнейшее подращивание до товарных размеров на специальных заводах. Это внесения на морские плантации дополни­тельных кормов или удобрений. Это селекционная работа и выведения гидробионтов с заданными высокими товарными качествами. В практической деятельности чаще встречается смешанный тип ведения морского хозяй­ства, когда для получения в больших количествах жизнестойкой молоди животных или рассады водорослей применяется интенсивная заводская технология, а выращивание до товарных размеров происходит в естествен­ных условиях в море. Целями марикультуры может быть восстановление и увеличение численности и биомассы объектов водных биоресурсов или выращивание животных и водорослей в коммерческих целях. Но у этого вида хозяйственной деятельности может быть еще одна специализация - это санитарная или санитарно-товарная марикультура.

Санитарная марикультура - культивирование гидробионтов для биологической очистки прибрежных вод. Ис­пользуется многократно усиленная средствами марикультуры способность морских экосистем изменять каче­ственные характеристики водных масс, основанная на свойствах ряда организмов накапливать, связывать, либо использовать для своего развития те или иные вещества, изымаемые из окружающей среды. Так, например, на 1 квадратном метре мидиевой банки моллюсками за сутки может быть профильтровано от 50 до 90 м3 воды, причем количество патогенных бактерий содержащихся в воде за один прогон уменьшается в 2 раза.

Биологическое очищение моря происходит за счет биоседиментации и осветления воды животными-фильтраторами, минерализации органического вещества животными детритофагами, фотосинтетической аэрации воды зарослями водорослей и трав и обогащения ее биологически активными метаболитами, инкорпорации поллютантов и билогической детоксикации химических соединений.

В санитарно-товарной марикультуре после специальной очистки многие животные и растения могут быть использованы в пищу или переработаны на технические нужды.

Санитарная марикультура - дело перспективное и необходимое, особенно для побережий с крупными при­морскими городами и большим объемом промышленных и бытовых стоков. Однако, существует опасность обра­зования застойных зон и возникновения вторичного загрязнения, ведь животные и растения концентрируют и накапливают в себе вредные вещества. Поэтому для разработки и реализации каждого проекта санитарной марикультуры требуется проведение индивидуального комплекса исследований состава загрязнений, гидроло­гических условий акватории, возможностей утилизации и очистки выращенной продукции.

Промышленная марикультура на Дальнем Востоке ведет отсчет с конца 70-х годов. На первом этапе стави­лась задача разработки биотехнологий культивирования приморского гребешка, мидии, тихоокеанской устрицы и ламинарии с учетом применяемых методов марикультуры в Японии и Корее. Методическая задача была реше­на - разработаны и успешно внедрены в производство технологии выращивания этих гидробионтов. Однако, в то время в условиях затратной экономики не удалось добиться рентабельного функционирования созданных марикультурных хозяйств и они все пришли в упадок. Исключение составляют лишь несколько ферм, держащих­ся все эти годы на энтузиазме владельцев. В новых социально-экономических условиях начинается возрожде­ние марикультуры и по целому ряду обстоятельств в ближайшее время ожидается ее бурный рост.

Культивирование мидии

Искусственное выращивание мидии освоено с давних времен. В настоя­щее время свыше 80% мидий добывается культивированием. В мировой прак­тике известны три основных способа марикультуры мидий - выращивание на грунте, выращивание на грунте на донных устройствах, выращивание в толще воды на подвесных устройствах.

Выращивание на грунте основано на перемещении мидий с естествен­ных банок на заранее подготовленные участки морского дна. Этот метод имеет существенные недостатки - моллюски доступны хищникам и парази­там, а после добычи требуется очистка мидий от донного ила и содержащих­ся в них мелких минеральных частиц.

Выращивание в толще воды основано на прикреплении планктонных личинок к свободной поверхности - коллектору. После прикрепления личинки начинают расти до товарных размеров. В качестве коллекторов можно ис­пользовать устройства, устанавливаемые непосредственно на дне или же плавающие на поверхности или в толще воды.

При выращивании в толще воды на донных устройствах, особенно рас­пространенном во Франции (метод «бушо»), в качестве коллекторов исполь­зуют колья или сваи, которые параллельными рядами вбивают в грунт. Для увеличения свободной поверхности и предотвращения опадания моллюсков под собственным весом на поверхность кольев наносят дополнительные суб­страты: ветки, веревки, сетчатые мешки. Этот метод применяется в местах с высокими приливо-отливными колебаниями уровня моря. К этому же типу культивирования относится использование портовых свай, между которыми укладывают перекладины с подвешенными коллекторами.

В настоящее время наибольшее распространение получило культивиро­вание мидий на плавучих устройствах. Производственный процесс выращи­вания мидий этим способом включает в себя три этапа: сбор спата, его вы­ращивание на коллекторах до товарных размеров, сбор урожая. Весь период культивирования составляет около 2 лет.

Для сбора спата важно правильно выбрать место для размещения кол­лекторов, выбор которого делается по результатам планктонных съемок.

Коллекторы размещаются на плотовых или ярусных установках. Плоты могут быть разных размеров и конструкций и для них вовсе не требуются дорогостоящие материалы. Плотовые конструкции используют в хорошо защищенных от волн и ветра бухтах. Ярусные установки - это гидробиотехни­ческие установки (ГБТС), аналогичные для культивирования гребешка, лами­нарии и устрицы, собранные из капроновых канатов, плавучестей и якорей, В качестве коллекторов обычно используют канаты, веревки, скрученные сети. Чтобы мидии не «оползали» вниз, на веревках завязывают узлы, делают вставки из дерева, резины, пенопласта или расплетенных обрезков каната. Коллекто­ры нужно выставляет в начале июня задолго до начала нереста, чтобы обрасли микроводорослевой и бактериальной пленками и гидроидами, иначе осе­дания личинок мидии может не произойти.

В сентябре-октрябре, когда спат мидий достигает в среднем 6-15 мм и плотности 6-10 тыс экз. на коллектор, их заключают в сетные рукава, чтобы защитить моллюсков от опадания. В этом состоянии они находятся до дости­жения товарных размеров. Большей эффективности можно достичь, когда мидий годовиков с 1 га ГБТС рассаживает на 3 га выростных ГБТС в таких же, сетных рукавах. При такой технологии можно вырастить урожай до 150 т сыр­ца с 1 га. Средняя же урожайность сырца при двухгодичном цикле принима­ется 50 т/га.

Стоимость 4 га ГБТС (1 га для сбора спата и подращивания до года и 3 га для товарного выращивания) для выращивания мидий составляет 1760 тыс. рублей, текущие затраты на 1 производственный цикл (2 года) - 1470 тыс. руб. в ценах 2000 года, а урожай с одного цикла не менее 150 т сырца.

Культивирование ламинарии японской

Ламинария японская - основной объект промысла и переработки бурых водорослей на Дальнем Востоке России. Ее огромные запасы распределены на больших площадях зачастую у малонаселенных и удаленных побережий Японского и Охотского морей. Создание плантаций с устойчивым урожаем приближает сырье к базам переработки и стабилизирует его поступление. Только в водах Приморья на плантациях площадью 5 млн. га возможно выращивание 150-350 тыс. т морской капусты ежегодно. Для наших условий наиболее отрабо­таны технологии подвесного выращивания в двухгодичном цикле и одногодичном с выращиванием рассады в цехах.

Плантации для двухгодичного выращивания ламинарии лучше располагать в полузакрытых бухтах, обеспе­ченных хорошим водообменом с открытым морем. Водорослевая плантация состоит из последовательно уста­новленных П-образных элементов параллельными рядами с интервалом 8 м. Длина горизонтальных канатов около 40-50 м.

Биотехнологическая схема выращивания ламинарии японской в 2-х годичном цикле состоит из пяти этапов: получение спор и оспоривание ими субстратов, выращивание рассады на посадочно-выростных субстратах в море, прореживание и пересадка спорофитов на новые выростные поводцы, контроль за выращиванием ламина­рии до товарных размеров, сбор урожая.

Под термином "морская аквакультура" принято подразумевать разведение и выращивание растений, беспозвоночных животных и рыб в морских и солоноватых водах под контролем человека. Управляющее воздействие человека на биологические процессы может распространяться на целые моря либо лишь на отдельные их участки и небольшие солоноватоводные водоемы.

Для повышения продуктивности морских водоемов необходимо прежде всего обеспечить воспроизводство запасов промысловых гидробионтов. Эту проблему можно решить, внедряя широкий комплекс мероприятий, включающих: во-первых, обеспечение процесса размножения промысловых животных и растений путем улучшения естественных условий и при помощи искусственного разведения; во-вторых, улучшение видового состава промысловых организмов в соответствии с особенностями водоема; в-третьих, сохранение и улучшение режима рыбохозяйственных водоемов как среды обитания.

Рыбные запасы в морях могут быть увеличены в результате мер по предотвращению загрязнения морской среды и вод нерестовых рек, в которых размножаются проходные рыбы. На нерестовых реках плотины необходимо сооружать с рыбоходами, на турбинах должны устанавливаться специальные экраны, а мощные поливные насосы надо снабжать сетчатыми фильтрами. В мелководных зонах морей можно строить искусственные рифы, нерестилища и т. д.

Борьба с пищевыми конкурентами и врагами промысловых организмов может значительно повышать численность последних. Далеко не все кормовые ресурсы морей используются хозяйственно ценными гидробионтами. Иногда немаловажную роль играют так называемые "трофические тупики". Научиться перестраивать пищевые цепи в морях таким образом, чтобы все кормовые ресурсы в конечном итоге перерабатывались водными организмами в мясо промысловых объектов, - это важнейший путь повышения продуктивности Мирового океана.

Член-корреспондент АН СССР Г. В. Никольский подчеркивает: "Человек через управление пищевыми отношениями животных может в значительной степени управлять численностью и биомассой их популяций, ограничивая численность вредных и повышая продуктивность полезных видов * .

* (Теория динамики стада рыб. М., 1965, с. 31. )

В процессе эволюции многие виды промысловых рыб, ракообразных, моллюсков и других гидробионтов приобрели способность одновременно образовывать и выметывать огромное количество яиц. Теоретически каждое оплодотворенное яйцо может превратиться в процессе развития и роста в половозрелый организм. Но суровые условия борьбы за существование, сложные переплетения всевозможных природных процессов и явлений, отрицательное воздействие загрязняющих веществ позволяют выживать и достигать промысловых размеров и половозрелого возраста лишь отдельным особям. Выживаемость животных на начальных этапах развития нередко составляет менее 0,01% первоначального количества яиц. Научившись управлять численностью гидробионтов, обеспечивая высокую выживаемость личинок, люди могли бы значительно увеличить запасы промысловых организмов.

Культивируя массовые формы фитопланктона и зоопланктона, потребляемых личинками рыб, ракообразных и моллюсков, регулируя численность популяций полезных человеку водных животных, можно максимально использовать их способность потенциально неограниченно повышать свою численность.

В развитии морской аквакультуры огромное значение имеет солоноватая прибрежная зона, окаймляющая морские берега континентов. Солоноватые воды некоторых морей, предустьевых пространств, эстуариев, лиманов, лагун, мангровых зарослей, содержащие от 3 до 30% солей, являются зоной, в которой в течение более или менее продолжительного периода обитают многие пресноводные, полупроходные и проходные, собственно солоноватоводные и морские рыбы.

Профессор Т. С. Расе подчеркивает: "Именно солоноватоводные и проходные рыбы были ближе и доступнее человеку, чем собственно морские рыбы. Вслед за ловом-охотой были предприняты попытки выращивать съедобные водоросли, устрицы, а затем и молодь рыб в отгораживаемых лагунах и в специально устраиваемых солоноватых прудах. Так в солоноватой зоне у морских берегов зародилось морское фермерство - морская аквакультура" * .

* (Солоноватоводные рыбы, их разведение и акклиматизация. - "Природа", 1975, № 12, с. 59. )

Развивая морскую аквакультуру, человечество делало первые шаги в приливно-отливной и прибрежной зоне, но современное развитие науки и техники позволяет осваивать и открытые воды морей и океанов. С ростом цивилизации и технических возможностей естественное воспроизводство биологических ресурсов Мирового океана все в большей степени дополняется, а в ряде случаев и полностью заменяется искусственным. Интенсивное разведение и выращивание морских гидробионтов становится все более и более доходной отраслью хозяйства.

В различные годы плодовитость гидробионтов испытывает заметные колебания, а искусственное разведение водных животных позволяет их сглаживать и поддерживать оптимальную численность полезных организмов.

Морская аквакультура позволяет восстанавливать подорванные промыслом запасы полезных гидробионтов путем трансплантации, акклиматизации и искусственного воспроизводства. Аквакультура снижает влияние промысла на водные животные и растения, давая дополнительно много пищевых продуктов. При этом удовлетворяется спрос на некоторые ценные виды рыб и беспозвоночных животных, которых невозможно промышлять в большом количестве в Мировом океане. Искусственное культивирование дает возможность поставлять продукцию на рынки в любое время года. Морские фермы и плантации могут быть размещены в территориальных водах.

Аквакультура базируется на достижениях многих научных и инженерных дисциплин. Выбор растений и животных требует изысканий селекционеров и генетиков. Ограничение, содержание, транспортировка, охрана животных требуют внимания инженеров различных специальностей, забота о личинках и молоди - внимания специалистов в области микробиологии и экологии. Вопросы питания решаются специалистами биохимиками и физиологами. Контроль за болезнями должны осуществлять патологи и эпидемиологи.

В настоящее время существуют четыре основных типа морской аквакультуры: во-первых, интенсивное выращивание личинок и молоди водных животных, выловленных в морях, в специальных водоемах; во-вторых, разведение и выращивание молоди гидробионтов для выпуска в моря в расчете на увеличение уловов; в-третьих, получение яиц от производителей, выловленных в естественных водоемах, инкубация яиц и выращивание подученной молоди до товарного размера; в-четвертых, содержание производителей, получение от них потомства и выращивание товарной продукции.

Уже существующие морские хозяйства обычно ориентируются на культивирование одного промыслового объекта или нескольких. Специализированные хозяйства организуются как фермы (устричные, мидиевые, креветочные, лососевые, кефалевые, камбаловые и т. д.) либо как плантации, выращивающие водоросли. Несомненно, в будущем появятся морские хозяйства, культивирующие одновременно и в большом масштабе разнообразных гидробионтов.

Перед морской аквакультурой стоял и стоит ряд важнейших задач. Это, во-первых, подбор наилучших из существующих и выведение новых объектов культивирования; во-вторых, разработка методов промышленного получения, высококачественных живых и искусственных кормов; в-третьих, разработка материалов, конструкций и технологий содержания выращиваемых объектов. Важным направлением в увеличении продукции морских ферм является рациональное использование подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

Теоретически почти все виды морских растений и животных могут выращиваться в искусственных условиях. Опыт работы многих морских аквариумов и океанариумов подтверждает это. Но в морской аквакультуре главное требование к выбранному для культивирования объекту заключается в том, что его реализация должна быть выгодной. В основу аквакультуры положен отбор хозяйственно-ценных растений и животных, которые хорошо переносят условия ограничения, легко размножаются в искусственных условиях и дают достаточное количество потомства. Личинки и молодь их должны быть выносливыми, безболезненно переносить высокую Плотность посадки и питаться сравнительно дешевыми кормами. Такие организмы должны быстро расти и становиться половозрелыми.

Как уже отмечалось выше, морские гидробионты, питающиеся растительными и животными кормами, располагаются на различных трофических уровнях. Организмы, питающиеся растениями, занимают вторую ступень, зоопланктофаги и мелкие зообентофаги - третью, мелкие хищники - четвертую, крупные хищники - пятую и т. д. Обычно при переходе к следующему трофическому уровню общая продуктивность каждого из них уменьшается приблизительно в 10 раз, т. е. теряется 9 / 10 массы живой материи. Выбирая объекты культивирования, приходится учитывать и это обстоятельство.

Применяя кормовые коэффициенты, можно определять расходы кормов на единицу прироста массы организмов. Выразив потребление корма гидробионтами в показателях первого звена пищевой цепи, нетрудно получить данные о сравнительных затратах кормов, необходимых для выращивания тех или иных товарных животных.

Для увеличения веса на 1 кг хищная рыба должна съесть 5-10 кг мирных рыб. Поэтому, если на морской ферме выращиваются хищные рыбы, полученная продукция окажется в 5-10 раз меньше, чем если бы культивировались рыбы-планктонофаги, т. е. при одинаковом расходе кормов, выраженных в показателях первого звена пищевой цепи, будет получено меньшее количество товарной продукции. Кормовые затраты оказываются наименьшими и биологически наиболее дешевыми в коротких пищевых цепях.

Важными критериями при выборе объектов разведения является время, затрачиваемое на прирост единицы массы каждой особи, и продолжительность их созревания.

Скорость оплаты корма, определяемая продолжительностью созревания организмов, составляющих последнее звено пищевой цепи, оказывается наибольшей в коротких пищевых цепях. В то же время морским хищникам требуется меньшее время для прироста единицы массы тела, чем мелким планктоноядным животным.

Известно, что в умеренных водах созревание и удвоение массы клеток фитопланктона происходит за сутки, планктонным рачкам копеподам требуется для этого 35-40 суток, планктоноядным рыбам - 365-730 суток, хищным рыбам - 1000-1500 суток.

В условиях морских культурных хозяйств увеличить продукцию, т. е. биомассу товарных организмов, можно, во-первых, за счет увеличения числа особей небольших размеров, что и достигается при культивировании короткоциклических планктоноядных гидробионтов, во-вторых, за счет интенсивного прироста массы отдельных особей при выращивании крупных хищников. Удлиняя пищевые цепи на морских фермах, часто удается получать хозяйственно-ценные объекты высокого качества.

На морских фермах объекты культивирования обеспечиваются должным количеством кормов, воздействие на них хищников и конкурентов ослабляется либо полностью исключается. Для ликвидации хищников и конкурентов применяются механические, химические, электрические методы, периодическое осушение водоемов и т. п.

Весь процесс искусственного культивирования гидробионтов в современных полносистемных морских хозяйствах распадается на отдельные этапы: 1) получение и сохранение зрелых производителей, 2) отбор половых продуктов и получение оплодотворенных яиц, 3) инкубация яиц, 4) получение и сохранение личинок гидробионтов, 5) выращивание жизнестойкой молоди, 6) получение товарной продукции либо путем выращивания в специальных водоемах и сетных садках, либо путем отлова после нагула в естественных водоемах выпущенной ранее молоди.

История развития морской аквакультуры в некоторых государствах насчитывает много столетий. Например, первые попытки создать устричные хозяйства предпринимались еще древними римлянами.

Наибольших успехов в строительстве морских ферм и в культивировании морских животных и растений достигли японские промышленники и специалисты. Япония занимает первое место как по количеству, так и по разнообразию объектов разведения и выращивания. В настоящее время аквакультура в прибрежных водах Японии дает около 10% по количеству и около 20% по стоимости всего ежегодного улова морепродуктов в стране.

Департаментом рыболовства Японии разработан перспективный план развития прибрежного рыболовства, рассчитанный на 13 лет (1971-1984 гг.). Первый аналогичный план охватывал период с 1961 по 1970 г. Во втором плане намечено развитие культивирования водорослей, беспозвоночных животных, рыб, создание рыбоводных станций, строительство хозяйств, специализирующихся на заготовке и разведении посадочного материала, строительство крупных искусственных рифов и т. д. Предполагается, что осуществление второго перспективного плана позволит довести объем культивируемых гидробионтов с 0,6 млн. т в 1971 г. до 1 млн. т в 1984 г.

По расчетам японских ученых, при использовании шельфовой зоны моря глубиной до 20 м морские фермы и плантации могут быть созданы на площади более 28,5 тыс. км 2 . Их ежегодная продукция может достигать 8-9 млн. т.

Многие японские промышленные компании производят оборудование для центров аквакультуры, в том числе различные типы аэраторов, насосов, контейнеров, бассейнов и садков, сетных заграждений, а также различные искусственные корма.

В Японии культивируются рыбы - желтохвост, угорь, красный и черный тай, судзуки, фугу, морской окунь, терпуг, лосось и др.; моллюски - устрицы, морские гребешки, морское ушко, жемчужницы, осьминоги, каракатицы и кальмары и др.; ракообразные - креветки и лангусты, крабы; водоросли - порфира, ламинария, ундария и др.

Большое количество морских животных и растений культивируется в различных странах Юго-Восточной Азии.

В 1968 г. Конгрессом США был принят специальный закон о развитии морских ресурсов и техники их эксплуатации и учрежден на правах министерства Совет по морским ресурсам. В задачу Совета входит и развитие морской аквакультуры. По оценкам экспертов, в течение 25 лет все удобные прибрежные воды будут превращены в морские управляемые хозяйства. Для искусственного разведения и выращивания гидробионтов намечается использование 40 тыс. км 2 шельфа.

Американская промышленность поставляет морским фермам разнообразное современное оборудование и специализированные искусственные корма.

Уже на протяжении нескольких лет правительство США оказывает финансовую поддержку специальной программе исследовательских работ в области морской аквакультуры. В рамках этой программы совершенствуются методы разведения и товарного выращивания лососей и помпано, морских и солоноватоводных креветок, омаров, мидий, устриц, водорослей и др. Много внимания уделяется использованию сточных вод для культивирования гидробионтов.

Значительных успехов в разведении и выращивании лососей, сельдей, камбал, омаров и моллюсков достигли канадские ученые.

Во Франции учрежден Национальный центр по развитию аквакультуры, главной задачей которого является организация и осуществление исследований, связанных с культивированием моллюсков, ракообразных и рыб. Оснащенные самым современным оборудованием центры по аквакультуре построены в городах Бресте и Сете.

Французские исследователи совершенствуют старые и разрабатывают новые экономически выгодные технологии искусственного разведения и товарного выращивания мидий, устриц, морского гребешка, венуса, морского ушка, креветок, лангустов, омаров, кефалей, камбал, лососей, лаврака и др.

В Англии культивируются камбалы, креветки, моллюски и другие гидробионты.

Во многих государствах мира в морской воде в садках выращивают радужную и ручьевую форели. Хозяйства, специализирующиеся ни культивировании моллюсков и ракообразных, имеются на всех континентах, за исключением Антарктиды.

Исследования в области морской аквакультуры ведутся и в нашей стране. Объектами изучения стали устрицы, мидии, морской гребешок, трепанги, кефали, камбалы, лососи, некоторые виды водорослей.

Ежегодно во всех странах мира на морских фермах и плантациях выращивают более 1 млн. т моллюсков, около 0,5 млн. т рыбы и свыше 0,5 млн. т различных водорослей.

В последние годы в морской аквакультуре стали широко применяться достижения молекулярной биологии и молекулярной генетики.

Весьма важной задачей, стоящей перед рыбоводами при искусственном выращивании морских рыб и других животных, считается получение посадочного материала. В настоящее время для этих целей еще часто используются естественные запасы. Однако многие ученые отмечают, что зависимость получения посадочного материала от естественных источников является большим риском. Этот риск возрастает в связи с растущим загрязнением водоемов промышленными и бытовыми стоками, метеорологическими условиями, естественными колебаниями численности молоди и т. д. По этим причинам некоторые хозяйства не могут получить посадочный материал в требуемом количестве и в требуемые сроки. Считается, что наиболее надежной формой обеспечения морских ферм посадочным материалом должно стать создание специализированных хозяйств по его выращиванию. Такие питомники должны иметь значительное количество производителей, созревающих тогда, когда это необходимо.

Известны два основных способа получения зрелых производителей в искусственных условиях: 1 - экологический, 2 - физиологический. В первом случае для животных создается обстановка и поддерживаются параметры внешней среды (температура, соленость, количество растворенного кислорода, скорость течения, освещенность, рН и т. д.), обеспечивающие созревание половых продуктов. Сущность физиологического метода заключается в воздействии на производителей при благоприятных экологических условиях различных химических соединений, стимулирующих образование зрелых яиц и спермы.

Для ускорения наступления половой зрелости объектов разведения, смещения сроков размножения, перестройки пола рыбоводы разных стран, если это необходимо, используют гонадотропные препараты, иммунологические, электрофоретические и другие методы. Значительным достижением в этой области стало получение очищенного гипофизарного гонадотропина рыб.

Советские и американские ученые практически доказали, что альфа - токоферол-ацетат можно применять для стимулирования обмена веществ и роста рыб и для Ускорения развития эмбрионов в икринках.

Внедрение принципов и методов молекулярной биологии и генетики может в ближайшем будущем позволить: 1) разработать методы управления процессами созревания, размножения и роста рыб, а также повышения продукционных показателей у рыб и других объектов выращивания; 2) создать физиологически и биохимически полноценные и экономически эффективные искусственные корма для рыб, диагностировать и предупреждать заболевания рыб; 3) выводить новые породы ценных рыб.

В нашей стране профессору Н. И. Николюкину удалось получить гибрид белуги со стерлядью, названный бестером. Природные гибриды осетровых известны давно, но советским ученым были разработаны методы их промышленного разведения.

Бестер отличается высокой плодовитостью. Молодь его выносит соленость в диапазоне от 0 до 10-12%. Гибрид растет так же быстро, как и белуга, ему свойственно раннее созревание стерляди. Уже в первый гол бестер достигает полукилограммового веса, а через два-три года вырастает до товарных размеров.

По предложению профессоров Н. И. Николюкина и А. Ф. Карпевич бестер был вселен в низовья Дона и в Таганрогский залив с целью создать в Азовском морс новое стадо осетровых.

Американские ученые вывели гибрид двух видов тиляпий - Tilapia nilotica и Tilapia mossambica. Более 70% гибридов первого поколения и 90% второго оказались самцами. Причем самцы растут в 2-2,5 раза быстрее самок.

В результате скрещивания южной и северной форм двустворчатого моллюска Mercenaria в США был получен продуктивный и быстрорастущий гибрид.

В Лоустофтской рыбоводной лаборатории английские исследователи разработали способ получения диплоидных мальков (все самки) камбал.

В целях получения нового объекта культивирования японские ученые вывели гибрид устриц Crassostrea gigas и Ostrea edulis. В Японии удалось получить гибрид морского ушка. У населения этой страны весьма ценится мясо морского ушка Haliotis discus. К сожалению, этот моллюск медленно растет. Другой вид морского ушка - Haliotis gigantea - растет быстро, но мясо его менее вкусно. В результате скрещивания моллюсков был выведен гибрид с быстрым темпом роста и вкусным мясом.

В КНР в результате селекции была получена новая форма морской капусты, дающая продукции на 20% больше, чем исходная форма.

Пока в области селекции и генетики морских животных и растений имеются лишь отдельные успехи, в будущем, несомненно, появятся новые породы, а может быть и виды полезных для человека беспозвоночных животных и рыб. Ученые считают, что будут получены гибриды морских растений, имеющие вкус привычных для людей фруктов и овощей.

Выведение новых пород гидробионтов будет способствовать увеличению продуктивности морей, но для того чтобы такие работы могли продолжаться, необходимо обеспечить максимально широкое сохранение генетического фонда Мирового океана.

Использование человеком природных экологических систем, в том числе и систем океана, можно осуществлять разными способами. Крупнейший эколог Ю. Одум пишет: "...стратегия "наибольшей защиты", т. е. стремление достигнуть максимальной поддержки сложной структуры биомассы, ...часто вступает в противоречие со стремлением получить наивысший возможный урожай" . Сейчас определились два основных направления: многоцелевое использование и стратегия "расчленения", при которой на одних участках искусственно поддерживается высокопродуктивный тип, а на других - охраняемый. При использовании экологических систем суши давно выявились преимущества тактики "расчленения", тогда как при использовании морских экосистем она только начинает развиваться в виде управляемых морских хозяйств и других форм марикультуры.

Под термином марикультура (морская аквакультура) подразумевается разведение и выращивание растений, беспозвоночных животных и рыб в морских и солоноватых водах под контролем человека. Сейчас наметились три главных направления марикультуры: товарное выращивание, получение в искусственных условиях и выпуск в водоемы молоди и мелиорация районов естественного воспроизводства промысловых и других ценных животных и растений. В направлении товарного выращивания можно выделить морские хозяйства пищевого, кормового, технического, фармакологического и других типов. В последние годы все отчетливее проявляется тенденция к организации хозяйств комплексного многоцелевого использования.

Марикультура может осуществляться экстенсивными и интенсивными методами (рис. 4.9). Экстенсивное культивирование, основанное на применении естественных водоемов и естественных пищевых организмов, характеризуется низким уровнем контроля, начальных затрат и технологии, а следовательно, и низкой эффективностью, обусловленной помимо указанных факторов зависимостью от местного климата и качества воды. Для интенсивного культивирования, использующего как естественные, так и искусственные системы, характерны высокий уровень контроля, начальных затрат, технологии . Наиболее распространенной формой марикультуры являются подводные хозяйства, которые можно подразделить на фермы для выращивания беспозвоночных и рыб и плантации для культивирования водорослей.

Выделим самые общие технологические операции, характерные для марикультуры.

Подбор и оценка участков. Участки для искусственного выращивания морских организмов должны отвечать ряду требований, зачастую противоречивых. Важнейшее из них - обеспечение оптимальных условий выращивания. Размеры акваторий, на которых возможно создание тех или иных плантаций, и площади дна с благоприятными условиями для расселения и последующего роста и развития молоди культивируемых объектов определяют потенциальную мощность морских хозяйств . Возможны два принципиально различных подхода к оценке участков. При одном стремятся подобрать среду обитания (биотоп) и донные сообщества, максимально приближающиеся к природным, в которых наиболее высока численность и биомасса интересующих человека видов. При втором подходе как бы абстрагируются от естественного окружения культивируемых организмов и заботятся преимущественно об удовлетворении их биологических потребностей и удобстве проведения технологических операций. Первый подход характерен для хозяйств экстенсивного типа, второй - интенсивного.

Для осуществления отдельных стадий технологического процесса выращивания требуются разные типы участков. Например, при культивировании гребешка необходимо иметь три типа участков: для сбора молоди с помощью искусственных субстратов (коллекторов), временного подращивания или выращивания молоди до товарного размера и товарного выращивания гребешка на дне. На первом участке должна быть обеспечена высокая численность спата (осевшей молоди гребешка) на коллекторах; на втором - соответствующие гидрологические условия в толще воды и на третьем - необходимые глубина, топография и характер грунта. Важное значение имеют и экономические критерии. Так, при выращивании ламинарии глубина в местах размещения установок в принципе не ограничивается, но для экономичного расходования материалов оптимальными следует считать глубины 15-25 м .

Предварительное инженерное обследование участков позволяет провести расчет общего количества выращиваемых организмов на основании учета ряда факторов, из которых важнейшими являются обеспечение животных кислородом и пищей. При этом для разных организмов лимитирующие факторы также различны. Например, для животных-фильтраторов (гребешок, мидии, устрицы) важно, чтобы в воде было достаточное количество взвешенных питательных веществ. В этом случае они могут располагаться почти вплотную друг к другу. При выращивании же дальневосточного трепанга необходима определенная минимальная площадь грунта, при недостатке которой трепанг не будет нормально питаться даже при больших запасах пищи.

В расчетах необходимо учитывать, что сами культивируемые организмы в значительной степени трансформируют среду своего обитания. Так, огромные массы фекалий на дне приводят к уменьшению содержания кислорода и выделению сероводорода, который, растворяясь в воде, повреждает раковины моллюсков.

Подготовка акватории. В зависимости от предполагаемого использования участков степень подготовки дна может варьироваться от весьма незначительной до сложной технической и биологической мелиорации. Наибольший объем мероприятий осуществляется на участках донного выращивания, где удаляются препятствия, мешающие обслуживанию установок и сбору "урожая", производится планирование дна с помощью землечерпательных снарядов и подводных бульдозеров. С этой же целью удаляются макрофиты. В некоторых случаях применяется вспашка дна для полного уничтожения врагов и конкурентов культивируемых организмов. При вспашке вредные организмы погибают под слоем песка и ила толщиной 6 см за 5-50 дней. В необходимых случаях возводятся искусственные сооружения, служащие для общего улучшения гидрологической обстановки - волноломы, плавающие гасители волн, сооружения, регулирующие приливные течения, насосы для откачки донных вод.

Установка технологических сооружений. К технологическим установкам относятся устройства для осаждения личинок (коллекторы), выращивания и содержания взрослых организмов. Конкретные требования к таким устройствам определяются избранной технологией и условиями акватории, но все технологические сооружения должны отвечать таким требованиям, как удобство обслуживания, волно-, ветро- и льдоустойчивость, прочность, долговечность, ремонтоспособность и др. На выполнение этих требований большое влияние оказывают гидрологические условия в месте размещения установок. В связи с этим в несущих конструкциях устройств, предназначенных для культивирования разных организмов, но работающих в сходных гидрологических условиях, могут применяться сходные конструктивные решения .

В качестве примера можно привести установки для выращивания ламинарии и размещения коллекторов и садков для выращивания гребешка (рис. 4.10). Основная структурная единица этих установок - несущий канат с прикрепленной к нему серией поплавков (кухтылей). Концы канатов присоединяются к бетонным якорям или к периферийной раме. Канаты образуют гибкую систему, противостоящую волновому воздействию, поэтому такие установки можно размещать в открытых местах.

Детали конструкции рабочих частей технологических установок и материал, из которого они изготавливаются, в значительной степени определяют успех применения подобных установок.

Уход за установками и контроль процессов выращивания. Технологические операции, осуществляемые в процессе выращивания, чрезвычайно разнообразны и полностью определяются видом культивируемых объектов. При использовании личинок, развивающихся в море, определяющее значение имеют сроки выставления сооружений. При поздней установке коллекторов не произойдет полного оседания личинок, при слишком ранней - на коллекторы осядут личинки конкурирующих непромысловых видов.

Детальный обзор технологических операций культивирования выходит за пределы задач настоящей книги, поэтому здесь лишь отметим, что при эксплуатации технологических установок подводных хозяйств ярко проявляется общая тенденция производственной деятельности человека на малых глубинах - стремление максимально ограничить применение собственно подводной техники и проводить технологические операции с поверхности. Водолазный труд, как труд высококвалифицированный и дорогой, используется только в совершенно необходимых случаях. К таковым относятся осмотр и ремонт подводных установок, периодические наблюдения за развитием культивируемых организмов, операции по борьбе с хищниками и конкурентными организмами. Для борьбы с вредными организмами донные участки обрабатывают различными химическими веществами, для борьбы с морскими звездами используют сети, формалин, электрорешетки и воздушно-пузырьковые завесы. Недавно японские ученые предложили прокладывать по дну микроперфорированные, виниловые трубки, наполненные минерально-гелевой смесью, содержащей 40 % сульфата меди. Морские звезды, переползающие через эти трубки, погибают в течение нескольких суток.

Большой вред при искусственном выращивании водорослей наносят растительноядные организмы. Для предотвращения выедания предлагаются такие меры, как сбор или уничтожение хищников; внесение дополнительной пищи, отвлекающей хищников от культивируемых водорослей; защита искусственных субстратов сетчатыми оградами. В Японии разработана конструкция закрытого сетчатого садка для водорослей, в стенке которого имеется отверстие для водолазов, снабженное застежкой "молния".

Сбор. Сбор товарной продукции производится преимущественно с надводных плавсредств, эстакад и подобных сооружений.

Важнейшим вопросом марикультуры является регулирование поступления питательных веществ. Так, увеличение количества сточных вод вызывает "цветение" фитопланктона, снижает содержание растворенного кислорода и увеличивает концентрацию бактерий. Усиливается также обрастание технологических установок марикультуры. Обрастатели конкурируют за субстрат, корм и кислород с выращиваемыми организмами, понижают их кондицию, забивают сетки садков. С другой стороны, приходится бороться с недостатком питательных веществ. Известны опыты выращивания лангустов и камбалы в садках, вода в которые подавалась насосами с глубины 40 м. На глубине водозабора устанавливались сетчатые контейнеры с органическими остатками (отбросами), способствующими развитию фито- и зоопланктона. Но наибольший интерес представляет использование неисчерпаемых запасов биогенных элементов в глубинах океана. Уже сейчас имеются примеры создания искусственного апвеллинга * и доказывается принципиальная возможность его использования.

* (Апвеллинг - подъем глубинных вод, обогащенных биогенными элементами. )

При традиционных методах марикультуры садки для содержания организмов и другие технологические установки располагают в приповерхностном слое воды в прибрежной зоне. Наряду с достоинством такого размещения - удобством обслуживания - следует отметить и его недостатки: легкую повреждаемость штормами и льдами, забивание стенок садков водорослями и мусором, уязвимость к воздействию загрязнений. Сетки садков, сильно повреждаемые при соприкосновении с дном, приходится менять каждые шесть месяцев. И, тем не менее, в странах, где марикультура развивается особенно интенсивно (например, в Японии), большинство удобных участков мелководья уже заняты и остро встает вопрос о расширении районов культивирования.

Поэтому все активнее разрабатывается технология культивирования организмов на больших глубинах Мирового океана. Несмотря на техническую сложность и высокую стоимость таких устройств, их разработка и опытная эксплуатация уже началась. Установки представляют собой комплекс садков или открытых платформ, автоматических кормораздатчиков и устройств, обеспечивающих регулирование глубины постановки всей системы. Это могут быть либо емкости, продуваемые воздухом (заполняемые водой) по акустическому или радиосигналу, либо специальные лебедки, заглубляющие систему во время шторма и в других необходимых случаях.

Помимо марикультуры, которая, как правило, предполагает изъятие (прямое или косвенное) организмов, полученных в процессе культивирования, в настоящее время все более заметную роль начинает играть технология воспроизводства морских животных и растений, оказывающих полезное воздействие на окружающую среду самим процессом своей жизнедеятельности. Так очень велико значение многих организмов в гидродинамической защите береговой полосы и искусственных сооружений (каналов, морей, водохранилищ).

Сейчас, при катастрофическом росте загрязнения и эвтрофикации водоемов, самое серьезное внимание уделяется изучению деятельности прибрежных организмов-фильтраторов. Во многих районах из-за недостаточного биологического самоочищения складывается напряженная санитарно-гидробиологическая обстановка, заставляющая проводить гидробиологическую мелиорацию. И здесь помимо подводных сооружений целесообразно создавать специальные поверхности на гидротехнических сооружениях (бунах, траверсах, волноломах), способствующие усилению пояса биофильтраторов.

Из способов мелиорации подводных участков с целью воспроизводства морских организмов наиболее широкое распространение получило сооружение искусственных рифов. В странах, имеющих развитое рыболовство, строительство рифов приобретает огромные масштабы. В Японии они протянулись уже на тысячи километров, и это позволило японцам существенно стабилизировать уловы ряда рыб и беспозвоночных животных. Человек уже давно заметил, что затопленные конструкции привлекают к себе рыб и других животных. Существует мнение, что искусственные рифы не увеличивают общую численность рыб в районе их установки, а лишь перераспределяют, концентрируют их. По-видимому, это справедливо только для небольшого отрезка времени после установки рифа: через некоторое время численность рыб, нашедших на рифах надежное убежище, возрастает как из-за увеличения срока жизни взрослых особей, так и благодаря лучшему выживанию молоди.

Конструкции искусственных рифов чрезвычайно разнообразны. Широко распространены рифы из изношенных автомобильных покрышек. Последние либо просто стягивают тросами в группы, либо соединяют шпильками в длинные цилиндры, разрезают пополам и заливают в бетонные плиты, монтируя в сложные пространственные фигуры. Достоинство рифов из покрышек - удобство монтажа и дешевизна. Однако только рифы, сооруженные из специально сконструированных элементов, позволяют удовлетворить сложные и часто противоречивые требования, предъявляемые к таким сооружениям. Основное из них - эффективность привлечения рыб. Подводные наблюдения на искусственных рифах, проведенные японскими учеными, показали, что рыбы разных видов ведут себя здесь неодинаково, одни проникают внутрь рифа, другие скапливаются непосредственно возле него, третьи - над рифом. Такие различия можно объяснить условиями добывания корма и формой рифа, в частности влиянием тени от него. Поэтому форма и конструкция рифов должны быть строго продуманы. За рубежом уже разработаны рифы, конфигурацию которых можно менять применительно к виду рыб и характеру течений. Они сооружаются из панелей в виде равносторонних треугольников семи различных типов со стороной от 2,5 до 10 м, позволяющих создавать объемы до 210 м 3 .

Очень важно, чтобы рифы не мешали другим видам деятельности человека в море, в частности рыболовству. В этом смысле удобна конструкция, выполненная в виде сферы (или полусферы) с проемами. Такое устройство, разработанное японскими специалистами, устойчиво к волнению, не засоряется и не рвет тралы.

Создание искусственных рифов - относительно недорогое и в то же время действенное мероприятие, и масштаб этих работ непрерывно расширяется. Однако магистральный путь освоения морских биологических ресурсов как естественных, так и воспроизведенных при участии человека - это комплексный подход к их использованию. Любой вид биологических ресурсов многосторонен, и, включая его лишь в одноцелевые технологические цепи, общество несет огромные материальные потери.

Комплексное использование биологических ресурсов - технически чрезвычайно сложная задача, здесь пока нет технологических традиций и устоявшихся приемов. Пионерами на этом пути станут, несомненно, хозяйства марикультуры. Именно в таких хозяйствах, где все основные технологические операции контролируются человеком, комплексная технология использования сырья наиболее эффективна .

Последовательное применение принципа комплексности подводной технологии позволит направленно изменять потоки вещества и энергии в отдельных блоках экосистемы Мирового океана для обеспечения максимально полного использования ресурсов биосферы.