VI.3. Мировой океан. Влияние деятельности человека

VI. 3.1. Основные геоэкологические особенности океанов и морей

Главная особенность Мирового океана - его огромные, подав­ляющие размеры. Широко известно избитое, но тем не менее верное замечание о том, что наша планета должна бы называться не Земля, а Океан. В самом деле, Мировой океан занимает 361 млн. кв. км, или 71 % всей поверхности планеты. Важнейшее глобальное следствие такого соотношения суши и моря - в его влиянии на водный и тепло­вой баланс Земли. Около 10 % солнечной радиации, поглощенной поверхностью океана, расходуется на нагревание воды и турбулент­ный обмен теплом между поверхностными слоями воды и нижними слоями атмосферы, остальные же 90 % затрачиваются на испарение. Таким образом, испарение с поверхности океана является как глав­ным источником воды в глобальном гидрологическом цикле, так и, вследствие высокой скрытой теплоты испарения воды, важным ком­понентом глобального теплового баланса.

Масса океана составляет 94% массы гидросферы. Мировой океан - важнейший регулятор потоков в глобальном гидрологическом цикле: его объем велик по сравнению с любой составляющей цикла, сред­няя продолжительность обмена воды в океане весьма значительна, составляя 3000 лет.

Поверхностная зона океана (глубиной 0-200 м) обладает весьма значительной теплоемкостью и наибольшей среди геосфер тепловой инерцией. Она играет важнейшую роль в формировании текущего климата планеты, его пространственного распределения и изменчи­вости во времени. Воздействие ветра на верхний слой воды опреде­ляет основные черты океанической циркуляции в поверхностной зо­не. Циркуляция океана обеспечивает глобальное перераспределение энергии из экваториальных зон к полюсам. Поверхностная зона океана - важнейший компонент климатической системы, прини­мающий активное участие в формировании среднего годового кли­мата, его изменений от года к году, а также и его колебаний в мас­штабе десятилетий и столетий.

Внешние воздействия на океан осуществляются почти исключи­тельно посредством воздействия на него атмосферы, благодаря потокам тепла, пресной воды и количества движения у поверхности океана. Та­ким образом, эволюция климата и эволюция океана взаимосвязаны.

Глубокие зоны океана в гораздо меньшей степени, чем поверхно­стные зоны, подчиняются закону географической зональности, а ча­ще и вовсе не подчиняются. Основные глубинные и придонные по­токи воды формируются в полярных областях и направлены вначале к противоположным полюсам (рис. 15). Большее или меньшее их участие в природных процессах у поверхности океана и изменение степени этого участия - важнейший фактор изменения основных черт экосферы.

Глубинная (глубиной 2000-4000 м) и придонная (глубже 4000 м) зоны Мирового океана составляют 64% всего его объема. Темпера­тура воды в этих зонах от 3°С и менее. Средняя температура всей массы Мирового океана всего лишь около 4°С благодаря холодным глубинной и придонной толще. Вертикальная циркуляция океаниче­ских вод под влиянием разности плотности воды вследствие разли­чий в ее температуре и солености вызывает перемещение вод с по­верхности в глубинные слои, где она может оказаться изолированной от атмосферных воздействий, сохраняя теплозапас в течение тысяче­летий и более. Высвобождение или, наоборот, накопление такого те- плозапаса может оказаться решающим в долговременных изменени­ях климата.

Низкая температура Мирового океана и его огромная тепловая инерция играют важнейшую палеогеографическую роль. Глубинные слои это не только долгосрочный теплорегулятор системы Земля. Усиление или ослабление теплообмена между глубинными слоями океана и его поверхностью играет, по-видимому, решающую роль в глубоких и долгосрочных преобразованиях климата Земли и, соот­ветственно, в изменениях ее ландшафтов. При этом изменения теп­лообмена глубинных масс океана с поверхностными, а также и рас­пределение поверхностных течений могут изменяться в течение де­сятков лет, то есть чрезвычайно быстро, принимая во внимание раз-

Рис. 15. Основные глубинные течения Мирового океана

меры Мирового океана (рис. 16), что может привести к столь же бы­строму изменению природной обстановки.

Мировой океан это также и огромный аккумулятор веществ, со­держащий их в растворенном виде в количестве около 50-10¹⁵ т. (Напомним, что средняя концентрация растворенных веществ в мор­ской воде, или ее соленость, - 35 г/л.) Соленость воды изменяется в пространстве, но ее химический состав (в %% от целого) остается постоянным. Ежегодный приток солей в океан примерно на семь по­рядков (в 10⁷ раз) меньше их содержания в океане. Это обстоятельст­во играет значительную роль в стабилизации биогеохимических циклов и экосферы в целом.

Океан содержит около 4-10¹² т углерода в растворе, в виде взвесей и в живых формах. На суше, в живых организмах, почвах и распа­дающемся органическом веществе, углерода примерно в 20 раз меньше. Физико-химические условия в океане и взаимодействие с ними морской биоты предопределяют реакцию океана на изменение концентрации углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ из ат­мосферы растворяется в воде или поглощается из нее планктоном в процессе образования первичной продукции (фотосинтеза). Этот

Расположение полярного фронта в Северной Атлантике современное положение границы пакового льда ______ 3 13 ООО -11 ООО лет назад 1 20 ООО-16 ООО лет назад 4 11 ООО-10 000 лет назад 2 16 ООО-13 ООО лет назад

Рис. 16. Изменения в расположении фронта холодных вод в Северной Атлантике

процесс нуждается в солнечном свете, углекислом газе в воде и рас­творенных биогенных веществах (соединениях азота, фосфора и дру­гих химических элементов). Лимитирующим фактором обычно бы­вают биогенные вещества.

Первичная продукция образуется в верхних, хорошо освещенных слоях воды, куда биогены поступают или из планктона, отмирающе­го на тех же глубинах, или же с суши и атмосферы. При отмирании планктона содержащие углерод остатки опускаются в холодные глу­бинные слои океана и на дно. В конце концов этот углерод на значи­тельной глубине превращается бактериями в растворимую неоргани­ческую форму, а малая его часть отлагается в виде донных осадков.

Этот процесс, иногда называемый "биологический насос", чрез­вычайно сложен. Биологический насос уменьшает концентрацию уг­лекислого газа в верхнем слое океана, а также и в атмосфере, и уве­личивает общее содержание углерода в глубинной и придонной зо­нах океана. Биогеохимические процессы, связанные с поглощением углекислого газа, происходят преимущественно в поверхностной зоне океана, тогда как глубинная и придонная зоны играют важнейшую роль в долгосрочной аккумуляции углерода. Процесс интенсивно изу­чается в настоящее время, но пока все же понят недостаточно.

VI. 3.2. Деятельность человека, влияющая на состояние океанов и морей

Деятельность человека, вызывающая изменение глобального кли­мата, должна влиять как на состояние океанического звена гидро­сферы, так и на его взаимосвязи с другими геосферами. Однако, бла­годаря очень большой консервативности Мирового океана, можно надеяться, что его антропогенные изменения останутся незначитель­ными в течение всего периода перехода к состоянию устойчивого развития. Эта общая, в целом оптимистическая оценка не исключает катастрофических антропогенных ситуаций на отдельных акватори­ях или касающихся специфических вопросов.

Хозяйственная деятельность человека в Мировом океане разнооб­разна. Основная часть громоздких грузов, включая нефть, перевозит­ся морем. Мировой океан - источник рыбных и других биологиче­ских ресурсов. Это также и источник минерального сырья, пока еще мало используемый. Океан также поглощает и преобразует продукты деятельности человека. По мере роста антропогенного давления эта последняя функция становится все более важной.

Основную часть океана, удаленную от берегов, часто сравнивают с пустыней. И действительно, величина первичной продукции в от­крытом океане на порядок меньше, чем на многих прибрежных аква­ториях. Первичная биологическая продукция на глубине 100 м в ос­новной части Мирового океана находится в основном в пределах от 2 1

15 до 60 г С м" год', тогда как встречаются пятна высокой первич­ной продукции (200 до 500 г С м"²год*').

Как правило, чем ближе к побережьям, тем больше антропогенная нагрузка. Внутренние моря и заливы отличаются большей антропо­генной нагрузкой по сравнению с открытым океаном, причем чем больше степень закрытости водоема, то есть чем меньше водообмен с океаном, тем, при прочих равных условиях, выше нагрузка. Нако­нец, прибрежные зоны отличаются наивысшим антропогенным дав­лением вследствие активного рыболовства с переработкой улова, функционирования крупных и мелких портовых сооружений, повы­шенной плотности судоходства, транспортных связей с внутрикон- тинентальными районами, развитой промышленности и энергетики зачастую на привозном сырье и, наконец, многочисленного и быстро растущего населения.

Приоритеты в решении различных морских геоэкологических во­просов определяются, как правило, в зависимости от степени антро­погенного давления. Поэтому сложность проблем и интенсивность геоэкологических процессов, в целом, увеличивается по направле­нию от открытого океана (моря) к побережьям.

Рассмотрим основные виды деятельности человека, влияющие на состояние морей.

Деятельность в бассейнах рек, приводящая к изменениям гидроло­гического режима морей. Деятельность человека в бассейнах рек (расширение площади пашни, строительство оросительных систем, вырубка лесов, применение удобрений и пестицидов, разнообразное строительство и др.) влияет на гидрологический режим рек, а через него и на режим морей, в особенности замкнутых.

В начале XX века, вследствие, главным образом, расширения зем­леделия, антропогенная доля потока наносов с суши в море была больше естественной, в глобальном или континентальном масштабе. В настоящее время плотины на реках и ирригационные системы, по­строенные преимущественно во второй половине этого столетия, пе­рехватывают и значительно снижают сток наносов и адсорбирован­ных на них биогенных веществ, в особенности соединений фосфора.

Антропогенный поток растворенных в воде биогенов с суши в прибрежные зоны морей равен, а иногда и намного больше естест­венного потока. Это одно из проявлений интенсификации глобаль­ного биогеохимического цикла биогенных элементов.

Речной сток в моря также, в целом, несколько ниже вследствие увеличившихся затрат воды на испарение, главным образом, из-за развивающегося орошения. Снижение стока рек приводит к росту солености морских вод в замкнутых морях и заливах, таких как Чер­ное и Азовское моря или залив Сан-Франциско.

Использование земель в береговой полосе. Чем ближе к границе раздела между водой океана и сушей, тем обычно больше плотность использования земли, и, соответственно, выше деградация земель береговой полосы. В этой полосе острее всего также и конкуренция в использовании земли между жилыми кварталами, портовыми и про­мышленными сооружениями. Главная область загрязнения - порты, куда загрязненная вода попадает с судов, стекает с городских терри­торий, как жилых, так и промышленных, поступает вместе с наноса­ми рек. Зачастую акватории портов хуже промываются течениями, где и создается устойчивая зона загрязнения.

Рекреация - серьезнейший конкурент в использовании земель бе­реговой полосы. Морские побережья - основное место отдыха, при­влекающее около половины всех рекреантов мира, и к 2025 г. про­гнозируется их увеличение вдвое. Только побережья Средиземного моря ежегодно посещают свыше 110 млн. туристов. Приток масс от­дыхающих в береговую полосу неизбежно вызывает ее загрязнение и деградацию, если только не принимаются специальные меры. Для удовлетворительного решения проблемы использования береговой полосы необходим интегрированный подход к планированию ее раз­вития, учитывающий все основные аспекты проблемы.

Сброс в море загрязненных вод побережья. Как и в случае вод су­ши, существуют два основных механизма загрязнения вод: точечное и рассеянное. Основные загрязнители: патогенные микроорганизмы, органические вещества, соединения биогенных элементов, синтети­ческие органические вещества, тяжелые металлы, нефтепродукты, загрязненные взвешенные наносы рек. Иногда заметную роль играет и тепловое загрязнение воды. Основные последствия загрязнения - инфекционные болезни, эвтрофикация прибрежных вод и дефицит кислорода, токсическое воздействие различных химических веществ на людей и природу.

Сброс в море загрязненных наносов. Порты, в особенности распо­ложенные в устьях рек, нуждаются в проведении постоянных земле­черпательных работ с перемещением большого количества наносов. Чистые наносы, хотя и вызывают необходимость землечерпания, особого экологического вреда не приносят. Однако часть землечер­пательного материала (по некоторым оценкам, около 10%) бывает загрязнена тяжелыми металлами, нефтепродуктами, биогенными и хлорорганическими соединениями. Проток дельты Невы, Екатери­новка, содержит около 40 кг свинца на тонну накопленного на дне песка и ила. На морском крае одного из основных рукавов дельты Рейна, проходящего сквозь крупнейший в мире порт г. Роттердама (Нидерланды), намыт искусственный остров из загрязненных нано­сов. Остров непригоден для обитания, но может быть использован для производственных целей, например, складов.

Загрязненными наносами можно в определенной степени управ­лять: сбрасывать на край шельфа, с тем, чтобы они затем перемеща­лись благодаря силам гравитации в более глубокую зону материко­вого склона; покрывать загрязненный материал чистым; аккумули­ровать наносы в специальных зонах ограниченного доступа и др.

Специальной проблемой является сброс промышленных отходов и отстоя очистных сооружений. Эти вещества могут быть чрезвы­чайно токсичными. Такие сбросы в море без обработки нельзя ква­лифицировать иначе, как варварство.

Особая проблема - распространение пластикового мусора на по­верхности морей и в полосе прилива и прибоя. Даже в открытом океане его встречается много. Это брошенные и потерянные сети, поплавки, упаковка товаров, бутылки и пр. Такой мусор практически не разлагается и остается на поверхности воды или на пляжах очень долгое время. Некоторые морские животные и птицы заглатывают пластиковый мусор, что приводит к неблагоприятным последствиям и даже их гибели.

Перевозка опасных веществ — важный фактор загрязнения морей. В особенности это относится к перевозке нефти и нефтепродуктов. Судоходство обеспечивает примерно половину антропогенного по­ступления нефти в Мировой океан. Карты загрязнения океана неф­тью и основных морских линий во многом совпадают. Сбросы за­грязненных веществ с судов полностью запрещены в закрытых мо­рях, таких как Средиземное, Черное, Балтийское, Красное, Персид­ский залив, Аденский залив и др. Во многих местах запрещена про­мывка танкеров. Требования к еще более жесткому контролю сбро­сов с судов постоянно усиливаются.

Очень крупные экологические катастрофы связаны с выливанием нефти из танкеров в результате кораблекрушений. Вероятно, круп­нейшей катастрофой такого типа был сброс в океан у берегов Фран­ции 220 тыс. т нефти из трюмов затонувшего танкера "Амоко Кадис" (1978 г.). В 1989 г. танкер "Эксон Вальдес" сбился с курса и получил пробоину в заливе Принс Уиллиам на Аляске. Вылилось около 39 тыс. т нефти, что привело к загрязнению 550 км побережья в услови­ях, где самоочищение происходит чрезвычайно медленно вследствие низкой температуры воды. Аварии несколько меньших масштабов, но тем не менее катастрофические, происходят ежегодно и неодно­кратно. Российский танкер "Находка", следовавший в Японском мо­ре, во время шторма 2 января 1997 г. раскололся и затонул. В море вылилось 5 тыс. т мазута, но это привело к загрязнению большой части побережья главного острова Японии Хонсю. Был нанесен весьма значительный ущерб добыче рыбы и морепродуктов, загряз­нены пляжи одной из важнейших зон прибрежного отдыха Японии. Десятки тысяч добровольцев в течение недель убирали побережье, буквально вычерпывая ведрами загрязненное море и протирая тряп­ками каждую гальку на пляжах.

В 1985 г. судно "Ариадна" село на камни у входа в порт Могади­шо (Сомали). Судно специализировалось на перевозке опасных ток­сических отходов, и в момент аварии у него на борту было 105 раз­личных химических веществ. Вследствие крайней опасности для со­стояния моря, экспертами ЮНЕП был разработан план постепенной разгрузки судна, которая затем продолжалась 8 месяцев.

Для борьбы с загрязнением моря или его части необходимо дейст­вовать на основе долгосрочной комплексной программы действий. Основная концепция стратегии контроля загрязнения заключается в том, чтобы сбросы не превышали естественную поглотительную способность защищаемой части моря. Устанавливаются желаемые цели состояния морской (и береговой) среды, и, соответственно, до­пустимые уровни сбросов. Простейший и уже не эффективный спо­соб управления качеством морской воды - сброс загрязнений в море в надежде на его самоочищающую способность. Иногда строятся глубоководные сбросы, отнесенные весьма далеко от берега. Однако, как и в случае с водами суши и атмосферным воздухом, разбавление - не эффективное средство борьбы с загрязнением прибрежных зон морей.

Для точечных источников основной путь - перестройка техноло­гии производства таким образом, чтобы сократить объем и суммар­ную токсичность сбросов. Проблема может решаться и менее эффек­тивным способом, посредством очистных сооружений, устанавли­ваемых в заключение технологического процесса, то есть "на конце трубы".

Управление рассеянным загрязнением значительно сложнее. Оно требует понимания путей распространения поллютантов и соответ­ствующего управления территориями и акваториями прибрежной зоны.

Значительными загрязнителями морей выступают реки, что рас­ширяет поле деятельности по регулированию состояния морей, включая целиком речные бассейны.

Приблизительная, с округлением до 10%, оценка доли вклада ос­новных источников загрязнения Мирового океана и его компонентов следующая: сток загрязнений с суши (как по рекам, так и в виде рас­сеянного стока) - 40%, выпадения из атмосферы - менее 40%, и ис­точники на море (судоходство, добыча нефти и др.) - более 20 %. Соответственно источникам загрязнения должна разрабатываться и стратегия его контроля, включая конкретную стратегию по каждому точечному источнику. Терригенное происхождение основной массы загрязнений указывает на приоритетность действий на суше, так же как и на необходимость интегрированного подхода к управлению прибрежными зонами.

Принципиальное отличие морского загрязнения от речного в том, что первое может перемещаться в различных направлениях в преде­лах моря. Это объективно побуждает страны, расположенные у од­ного и того же моря, к международному сотрудничеству для сохра­нения и улучшения состояния моря. Типичная философия незаинте­ресованности в последствиях своей деятельности у стран, располо­женных выше по течению реки, в применении к морской ситуации не действует.

В настоящее время существуют международные соглашения по отдельным морям, регулирующие совместные действия по борьбе с загрязненим, предотвращению и ликвидации экологических катаст­роф, по организации совместных наблюдений за качеством воды, по охраняемым акваториям и территориям и другим разнообразным во­просам, требующим совместных согласованных действий. К ним, в частности, относятся соглашения по Балтийскому, Средиземному, Северному, Карибскому, Черному и другим морям и морским аква­ториям.

Помимо региональных, существуют и другие международные со­глашения, регулирующие различные геоэкологические проблемы морей и океанов. Соглашение по морскому праву (Law of the Sea) рассматривает многие вопросы. В том числе для прибрежных стран устанавливается Исключительная экономическая зона (Exclusive Economic Zone, EEZ) шириной 200 миль от берега, в которой за страной-хозяйкой побережья остается право на исключительное ис­пользование и контроль морских ресурсов. Существует также Лон­донская конвенция по предотвращению загрязнения моря с судов и конкретные протоколы к ней. Имеется ряд конвенций по охране морских млекопитающих и многие другие международные соглаше­ния, касающиеся управления состоянием морей и океанов.

Использование небиологических морских ресурсов. Запасы нефти на дне морей составляют около половины ее запасов на земном ша­ре. К началу 1990-х гг. площадь, перспективная на нефть и газ на континентальном шельфе, в пределах и вблизи прибрежной зоны была равна 13 млн. км², а число обнаруженных там месторождений превышало 700. Уже к 1985 г. на шельфе мира было пробурено свы­ше 200 тыс. поисково-разведочных скважин. Нефть добывают ныне на всех континентальных шельфах мира. Ожидается, что доля миро­вой добычи на шельфе возрастет за 1990-е гг. от 8% до 40%. Загряз­нение воды при этом практически неизбежно. Вопрос в том, на­сколько оно локально, то есть как оно влияет в целом на состояние морей. В Северном море платформы, с которых происходит бурение и добыча нефти и газа, вместе с окружающей акваторией радиусом 3 км, занимают 0,1% площади моря.

Другая проблема - удаление нефтяных платформ с отработанных участков таких акваторий, как Северное море или Мексиканский за­лив. Они исчисляются сотнями и препятствуют судоходству и рыбо­ловству.

Во многих местах на мелководьях производится добыча песка и гравия для строительства. Добывают также металл из морских рос­сыпей и железо-марганцевые конкреции. Эта деятельность отрица­тельно влияет на состояние дна, в том числе на бентос, увеличивает мутность воды и препятствует рыболовству.

Особый вопрос - использование энергии океана. Запасы энергии в нем огромны, но ее концентрация невелика, и потому пока не удает­ся разработать эффективные технологии извлечения энергии. Прово­дились крупные эксперименты по использованию энергии приливов (Франция, СССР). Имеются проекты использования энергии волн, морских течений, разности температур поверхностной и глубинной воды, но, по-видимому, они не вышли за пределы скромных экспе­риментов и проработок на бумаге.

Использование морских биологических ресурсов. Рыба - один из основных источников питания человека, на ее долю приходится 20% потребляемых белков. В некоторых странах потребление рыбы весь­ма значительно: в Японии - 69 кг/чел. в год, Южной Корее - 51 кг, на Филиппинах - 34 кг. В течение последних десятилетий мировые уловы рыбы заметно выросли, от 22 млн. т в 1950 г. до максимума в 1989 г., равного 100 млн. т. Рост уловов в мире привел к увеличению потребления рыбы на душу среднестатистического жителя Земли от 9 кг в 1950 г. до 19 кг в 1989 г. При этом рост уловов был неуклон­ным, за исключением нескольких лет в конце 1960-х и начале 1970-х гг., когда чрезмерный лов сардины у берегов Перу подорвал запасы этого стада настолько, что последствия сказались на величине обще­мирового улова, а стадо не восстановилось до рих пор.

Похожие ситуации складываются и с другими видами рыб и на других акваториях. Максимально возможный устойчивый улов како­го-либо вида зависит от двух основных факторов: численности стада и ежегодного прироста молоди. Необходимо, чтобы значительное число особей в стаде могло созреть и дать потомство, прежде чем эти, уже взрослые рыбы будут выловлены.

В Северном море ежегодно вылавливается 60% стада трески раз­личного возраста. Треска способна к размножению, начиная с воз­раста четырех лет, и может жить в течение многих лет. Однако в Се­верном море только 4% особей трески в возрасте одного года дожи­вают до четырех лет. Уловы трески росли в 1960-е гг., и достигли максимума в 300 тыс. т в 1972 г., тогда как максимально возможный устойчивый улов был, по-видимому, около 200 тыс. т. Этот уровень уловов удерживался до 1980 г., а затем начал снижаться, составляя в настоящее время менее 100 тыс. т. Очевидно, что даже незначитель­ное превышение фактического улова над максимально возможным устойчивым уловом приводит к катастрофическому ухудшению со­стояния рыбного стада. Поэтому уловы во всех подобных случаях должны быть сокращены до уровня заметно меньшего, чем макси­мально возможный устойчивый улов, чтобы избежать непоправимой ошибки.

В 1990-1993 гг. мировой улов был меньше, чем 100 млн. т. Расче­ты ихтиологов еще за 10-15 лет до пика улова показывали, что годо­вой прирост рыбной биомассы составляет около 100 млн. т. Это мак­симально возможная величина прироста возобновимых ресурсов ры­бы за год, то есть это предел устойчивого рыболовства, превышение которого приведет к катастрофическим последствиям. Во всех 17 главных районах морского рыболовства (или, что то же, в крупных морских экосистемах) вылавливается все, что возможно, или менее прежних возможностей. В девяти районах уловы снижаются.

Похоже, что общемировые уловы рыбы достигли своего пика. Хуже, если они превзошли уровень устойчивого годового прироста, потому что в этом случае можно ожидать снижения рыбных ресур­сов и дальнейшего падения уловов. Прогнозы указывают на то, что к 2030 г. среднее статистическое потребление рыбы упадет до 11 кг/чел, то есть почти вернется к уровню 1950 г.

Достижение предельного уровня мировых уловов сопровождается резким сокращением запасов ценных промысловых видов на различ­ных акваториях мира, например, лосося на Дальнем Востоке и за­падном побережье США и Канады, осетровых в Каспийском море, сельди, камбалы, трески, палтуса в Северной Атлантике, сардины в зоне апвеллинга у берегов Перу и др. Деградировавшее стадо уже не восстанавливается до первоначальной численности и продуктив­ности.

Развивается также разведение рыбы в садках. В 1991 г. оно давало 12,7 млн. т. Однако не обходится без проблем: рыбные особи в сад­ках подвержены эпидемиям, выращивание рыбы требует значитель­ных расходов зерна на ее питание, а конкуренция с другими пользо­вателями земли за место у побережья, где можно заниматься разве­дением рыбы, весьма остра. Поэтому перспективы искусственного рыборазведения вряд ли можно расценивать высоко, и в любом слу­чае они не могут рассматриваться как альтернатива естественному процессу.

По всей видимости, достижение предельно возможного сбора рыбных ресурсов за год это еще один сигнал, говорящий о достиже­нии пределов использования экосферы, о тревожном состоянии од­ного из возобновимых природных ресурсов и одного из важнейших источников продовольствия для растущего населения мира, то есть об еще одном проявлении нарастающего глобального геоэкологиче­ского кризиса.

VI. 3.3. Геоэкологические проблемы морских побережий и внутренних морей

Морские побережья это та часть поверхности Земли, где взаимо­действуют суша, океан и атмосфера в условиях значительного и все увеличивающегося антропогенного давления. Это не только относи­тельно неширокая зона непосредственного взаимодействия трех гео­сфер, но и более широкая полоса, в пределах которой функциониру­ют специфические прибрежные природно-хозяйственные системы.

Под морскими побережьями обычно понимается пространство, ус­ловно ограниченное изогипсой 200 м над уровнем моря и изобатой 200 м ниже уровня моря. Прибрежные природно-хозяйственные сис­темы - очень важный компонент экосферы, влияющий как на миро­вое хозяйство, так и на глобальные природные процессы.

Зона побережья морей, заключенная между изогипсами -200 м и +200 м, отличается следующими основными чертами, ясно указы­вающими на ее весьма важную роль в экосфере:

- В ней проживает около 60% населения мира.

- Она занимает 18% поверхности Земли.

- В ней расположены две трети городов мира с населением более 1,6 млрд. чел.

- В ней формируется около четверти первичной биологической продукции мира.

- Она дает около 90% мирового улова рыбы.

Прибрежная зона занимает всего лишь 8% площади Мирового океана и составляет менее 0,5% его объема. Однако в ней формиру­ется 18-33% биологической продукции океана. Прибрежная зона по­глощает 75-90% стока наносов рек вместе с загрязняющими их ве­ществами. В ней аккумулируется 90% современных рыхлых отложе­ний мира. В ней накапливается также 80% того органического веще­ства, которое удаляется из активной части глобального цикла угле­рода. Эти данные указывают на важнейшую общемировую роль прибрежной зоны.

В разделе, посвященном изменению климата и его последствиям, уже обсуждались вопросы влияния изменения климата и роста уров­ня океана на прибрежные системы. Ширина прибрежной полосы, на которую будет влиять рост уровня моря, складывается из:

- Зоны прямого затопления вследствие повышения среднемного- летнего уровня моря;

- Величины отступания береговой линии вследствие разрушения берега;

- Зоны затопления при нагонах и штормах.

Напомним, что изменение климата означает изменение не только его средних, но и крайних, то есть катастрофических показателей, включая такие как рост повторяемости и интенсивности штормов и штормовых нагонов воды. Ожидается, что уровень Мирового океана к 2100 г. поднимется на 20-86 см, а в среднем на 50 см, с соответст­вующим неблагоприятным воздействием на прибрежные системы. На песчаных пляжах с установившимся профилем равновесия изме­нение уровня океана на 1 см означает изменение расположения кромки воды в плане приблизительно на 1—1,5 м. Рост уровня на 0,5 м будет означать перемещение кромки воды не менее чем на 50 м. Уже сейчас, вследствие подъема уровня воды в течение XX столе­тия, 70% песчаных берегов мира находятся в состоянии разрушения.

Антропогенные преобразования природно-хозяйственных систем морских побережий относятся к наиболее интенсивным в мире. Чис­ленность населения этих территорий и его плотность не только уже высока, но и продолжает увеличиваться. При этом прирост населе­ния в прибрежных зонах больше, чем прирост на внутриконтинен- тальных территориях вследствие преимущественной миграции лю­дей к побережьям.

Чем ближе к границе раздела между водой океана и сушей, тем обычно больше плотность использования земли, и соответственно выше деградация земель береговой полосы. Конфликтная ситуация на побережьях возникает также вследствие развития туризма, тре­бующего чистой воды и чистого побережья значительной ширины и протяженности.

Мы уже обсуждали в предшествующем разделе вопросы загрязне­ния вод прибрежной зоны. Около 90% загрязнений, поступающих с суши, включая бытовые сточные воды, биогены и токсичные веще­ства, остаются в прибрежных водах. Большая часть плодородных сельскохозяйственных земель располагается в прибрежной зоне, вы­зывая интенсивное их использование с сопутствующими экологиче­скими проблемами, такими как увеличение стока соединений биоге­нов и пестицидов.

Следует напомнить, что за последнее столетие антропогенные преобразования прибрежных систем протекают в условиях медлен­ного, но неуклонного роста уровня океана, что дополнительно вызы­вает значительные хозяйственные проблемы.

Прибрежные экосистемы, находясь среди богатейших в мире, с точки зрения биологического разнообразия, находятся под угрозой существенного нарушения и даже разрушения примерно на половине берегов мира. Оценка риска деградации морских побережий была выполнена в Институте мировых ресурсов в Вашингтоне. Для анали­за были выбраны пять индикаторов: города с населением более 100 тыс. чел.; крупные порты; плотность населения прибрежной зоны;

плотность дорог; плотность нефтяных и газовых трубопроводов. Ин­дикаторы были затем объединены в индекс. Результаты оценки представлены в табл. 11.

Таблица 11. Протяженность берегов мира (в %), находящихся под угрозой риска неблагоприятных последствий антропогенной дея­тельности Регион Малый риск Умеренный риск Высокий риск Африка Азия С. и Ц. Америка Ю. Америка Европа Бывший СССР Океания Мир в целом 49 17 34

В настоящее время основными действующими силами в эволюции прибрежных систем в масштабе от лет до десятилетий являются ан­тропогенные факторы, тогда как более долгосрочные изменения (в масштабе от десятилетий до столетий) вызваны природными факто­рами, хотя, возможно, и спровоцированными действиями человека (изменения климата и уровня моря).

При анализе очень сложных систем широкое применение получа­ют методы интегрированной оценки, объединяющие знания широко­го круга дисциплин с целью глубокой оценки ситуации и разработки соответствующей стратегии. Например, анализ сверхсложной про­блемы изменения климата с выработкой рекомендаций по необходи­мым действиям осуществлялся на основе метода интегрированной оценки. Очень большая сложность структуры прибрежных систем, их взаимосвязей с внешним окружением и значительная степень не­определенности их эволюции также требуют применения методов интегрированной оценки, чтобы на их основе разрабатывать и осу­ществлять стратегию интегрированного управления устойчивым раз­витием этих областей. Этот подход применяется также и для интег­рированной оценки внутренних морей.

Режим внутренних морей отличается замедленным водообменом с Мировым океаном, а для морей-озер (Каспийского и Аральского) и его полным отсутствием. Особенности внутренних морей сильно за­висят от процессов, протекающих на обширных пространствах бас­сейнов этих водоемов. Значительный приток речных вод во внутрен­ние моря в сочетании с ослабленным водообменом с Мировым океа­ном вследствие особенностей их морфологии, обусловливают пони­женную соленость вод внутренних морей, в 2-3 раза меньшую, чем океаническая. Вынос загрязнений с водосборов со стоком рек оказы­вает серьезнейшее влияние на геоэкологическое состояние внутрен­них морей. Они испытывают возрастающую антропогенную нагруз­ку на всю акваторию, в особенности на побережья.

Наличие внутренних морей - отличительная особенность России. Они неразрывно связаны с ее внутриконтинентальными территория­ми, и их режим в значительной степени есть следствие природных и, во все усиливающейся степени, антропогенных процессов на терри­ториях речных бассейнов. К ним относятся моря Европейской части страны, испытывающие наибольшую антропогенную нагрузку, - Балтийское, Черное, Азовское, крупнейшее озеро мира Каспийское море, а также Белое море.

Россия не располагает морскими побережьями значительной про­тяженности в густонаселенных районах страны, но все эти побере­жья относятся к внутренним морям. Это часть побережья Финского залива и Балтики и часть Черноморского, Азовского и Каспийского побережий. Ценность их невероятно высока для страны в целом. Тем более необходима разработка стратегии их развития с учетом долго­срочных интересов России. Общероссийской задачей должно стать также интегрированное развитие Тихоокеанских побережий России, в особенности Японского моря. Необходима также разработка стра­тегии устойчивого использования обширнейшей прибрежной зоны морей Северного Ледовитого океана.

В особенности следует иметь в виду влияние ожидаемого подъема уровня Мирового океана. Для этого события имеются три стратегии хозяйственного поведения (П.А.Каплин):

1. Отступление с побережья, если затраты на защитные сооруже­ния превышают стоимость защищаемого имущества.

2. Защита побережья, а для северных и восточных малонаселен­ных побережий защита отдельных городов, в том случае, когда стоимость национального богатства превышает затраты на защиту.

3. Защита уникальных объектов независимо от стоимости затрат на защиту (Санкт-Петербург и др.).

Анализ ожидаемых ситуаций привел к следующим сценариям дей­ствий:

а) Балтийское побережье России необходимо защищать.

б) В Приморском крае, Сахалинской, Камчатской, Мурманской и Архангельской областях необходимо защищать города и другие крупные населенные пункты.

в) На малонаселенных побережьях Карелии, Ненецкого, Ямало- Ненецкого и Таймырского автономных округов, а также Якутии, Чу­котского и Корякского АО целесообразна стратегия "переноса соци­ально-экономического потенциала" с побережья вглубь суши.

Балтийское море

Это крупнейший водоем мира с солоноватой водой. Его площадь 370000 км² и объем 21000 км³. Площадь бассейна Балтики 1,7 млн. км². Общий речной сток в море составляет около 450 км³.

С запада, через Датские проливы, в Балтику поступает высокосо­леная и богатая кислородом вода из Атлантики. Это происходит не­регулярно, в результате сильных западных ветров. За XX столетие было около 90 вторжений соленой воды, но с 1983 до 1992 гг. не бы­ло ни одного. В январе 1993 г. в море поступило из Атлантики 300 км³ весьма соленой воды, половина которой была насыщена кисло­родом. Такие вторжения способствуют улучшению состояния моря, в особенности водных масс, занимающих глубоководные впадины. Впадины имеют глубины до 249-259 м и разделены порогами глуби­ной всего лишь 18-25 м.

Сложный рельеф дна и причудливый контур береговой линии предопределяют разнообразие гидрологических и гидрохимических условий моря, от почти пресноводных Ботнического и Финского зали­вов, до высокосоленых проливов в западной части Балтики, и от при­емлемого состояния воды в центральной части моря у его поверхности до временами заморного состояния (то есть состояния отсутствия рас­творенного кислорода) в некоторых глубоководных впадинах.

В бассейне моря проживает около 120 млн. чел., преимущественно в южной и юго-восточной частях бассейна, из них 80 млн. чел. живут в прибрежной зоне. Вследствие экономической деятельности как на побережье, так и в бассейне увеличивается загрязнение воды моря. Непосредственными причинами являются сбросы бытовых стоков, промышленных стоков и рассеянного сельскохозяйственного загряз­нения. Это приводит к эвтрофикации моря, снижению концентрации кислорода в воде, накоплению токсических веществ в пищевых це­пях, снижению рыбных ресурсов и численности водоплавающей птицы и морских животных.

Состояние Балтики есть отражение сложной комбинации факто­ров, как природных, так и антропогенных.

Единственно правильная стратегия регулирования состояния Бал­тийского моря заключается в развитии сотрудничества между всеми странами бассейна моря. Первое соглашение о сотрудничестве было принято в 1974 г. в Хельсинки. Была создана Комиссия по защите морской среды Балтийского моря, разрабатывающая и координи­рующая осуществление совместных программ. Центральной задачей текущей экологической программы является сокращение нагрузки от точечных источников загрязнения. На 1996 г. идентифицированы 132 "горячих точки" особенно значительных источников загрязнения в пределах бассейна, и ведется работа по сокращению сбросов из них. Есть основания полагать, что состояние моря может быть со­хранено, и даже улучшено, но это требует дальнейших согласован­ных усилий всех стран бассейна.

Черное море

Площадь Черного моря 420 тыс. км², его средняя глубина 1300 м, а наибольшая - 2212 м; объем воды моря составляет 547 тыс. км³. Средняя величина речного стока в Черное море - 346 км³ в год, из них Дунай дает 200 км³. Черное море занимает глубокую тектониче­скую впадину с континентальным шельфом, развитым лишь в севе- ро-западной части моря. Через пролив Босфор происходит обмен вод: более пресная черноморская вода уходит по поверхности в Мраморное и далее в Средиземное море, а у дна пролива в Черное море втекает более соленая и, следовательно, более плотная вода Мраморного моря. Босфор играет роль порога, вызывающего разде­ление вод Черного моря по вертикали.

Поверхностные воды Черного моря отделены от основной толщи слоем с повышенным градиентом плотности. Вследствие этого воды глубоководной части моря практически лишены возможности обме­на с верхними слоями. На большие глубины не поступает кислород, а тот, что был, полностью израсходован на окисление органического вещества. Под действием силы тяжести на дно осаждается органиче­ское вещество, продуцируемое в верхнем аэробном слое. В бески­слородной среде под действием бактерий происходит разложение органики с образованием сероводорода. В результате около 90% массы моря занимает зона без кислорода, а из жизненных форм в ней развиты анаэробные бактерии. Средняя глубина верхней границы се­роводородной зоны составляет 120-130 м с колебаниями от 60 до 210 м. Это важнейшая геоэкологическая граница Черного моря.

В научной и популярной печати появлялись предположения о воз­можности выхода значительных масс сероводорода на поверхность моря и в атмосферу. Такое событие действительно грозило бы серь­езными экологическими неприятностями и даже катастрофой. Одна­ко исследования показали, что со стороны основной сероводородной зоны опасность Черному морю не грозит. Природные процессы в нем находятся в определенном динамическом равновесии. Препятст­вием для подъема верхней границы сероводородной зоны является слой повышенного градиента плотности. Для его разрушения необ­ходимо, чтобы соленость поверхностного слоя моря возросла на 2- 3%о, что в настоящее время маловероятно.

Воды Дуная - важнейший источник эвтрофирования и загрязнения Черного моря. Огромное количество и широкий спектр промышлен­ных, сельскохозяйственных и бытовых загрязняющих веществ, в том числе биогенов, органики, нефтепродуктов, солей тяжелых металлов, пестицидов и других загрязняющих веществ, приходящих со стоком или абсорбируемых на взвешенных наносах, осаждается в устье Дуная и на всем шельфе. Там же весьма высоко и бактериальное загрязнение.

Вследствие превышения скорости потребления кислорода над скоростью его поступления в водную толщу на шельфе северо­западной части моря возникают анаэробные очаги сероводородного заражения на глубинах от 8-10 м до 35-38 м. Они не связаны с ос­новной сероводородной зоной открытой части моря. Во время сгон­ных ветров зараженные сероводородом воды направляются к берегу и, достигнув участков с глубинами менее 3 м, выходят на поверх­ность, что ведет к массовой гибели рыбы. Именно загрязнение вод Черного моря, а не их сероводородное заражение, представляет наи­большую опасность для геоэкологического состояния моря.

Азовское море

Это мелководное море со средней глубиной 8 м и наибольшей 14 м. Площадь моря 38 тыс. км². Его объем, равный 300 км³, соответствует речному стоку в море всего лишь за 8 лет. Этот показатель столь бы­строго водообмена указывает на чрезвычайно значительную роль во­досбора в геоэкологическом состоянии моря. При малой антропо­генной нагрузке это было море с наивысшей биологической продук­тивностью вследствие значительного выноса биогенов с водосбора и, поэтому, интенсивного синтеза в море первичного органического вещества. Однако к 1990-ым гг. в бассейне Азовского моря произво­дилось 17% промышленной и 22% сельскохозяйственной продукции бывшего СССР, с соответствующим влиянием на водоем. Были со­оружены водохранилища на основных реках, Дону и Кубани. Антро­погенная нагрузка на море оказалось весьма высокой, что привело к его значительной трансформации.

В недавнем прошлом Азовское море по уловам рыбы на единицу площади занимало первое место в мире среди морских водоемов. Его высокая рыбопродуктивность определялась масштабами воспроиз­водства рыбных запасов, обилием нерестилищ (на 10 км² акватории было 1,3 км² нерестилищ), низкой соленостью (10,5%о), большим притоком чистой пресной воды (41-59 км³ в год), высокой трофно- стью мелководий.

По мере развития экономической деятельности в бассейне моря увеличились безвозвратные заборы воды, преимущественно на оро­шение. В Азовское море стало поступать большее количество чер­номорской воды. Это привело к увеличению солености, что для Азо- ва вызывает особенно быстрые и глубокие деформации биотических и абиотических компонентов экосистемы моря.

В море с речным стоком начали поступать в больших количествах соли тяжелых металлов, остатки пестицидов, органические вещества, нефтепродукты и др. С другой стороны, приток биогенов сократился вследствие перехвата этих элементов, особенно фосфора, водохра­нилищами. Экологическая система моря оказалась в условиях силь­нейшего антропогенного стресса. Биологическая продуктивность со­кратилась почти в два раза. Улов рыбы в 1976-1984 гг. был в 2-3 раза меньше, чем в 1936 г. Добыча проходных рыб сократилась за то же время в 5-15 раз, в том числе осетровых в 4-9 раз.