Tài nguyên sinh vật khoáng vạt và năng lượng của đại dương

299 300 Ch−¬ng 4 - Tμi nguyªn sinh vËt, kho¸ng vËt vμ n¨ng l−îng cña ®¹i d−¬ng Tμi nguyªn ®¹i d−¬ng th−êng ®−îc hiÓu lμ tÊt c¶ nh÷ng yÕu tè cña nã ®ang ®−îc sö dông hoÆc cã thÓ ®−îc sö dông trong t−¬ng lai trong c¸c ngμnh s¶n xuÊt vμ ho¹t ®éng phi s¶n xuÊt cña con ng−êi. Kh¸i niÖm nμy kh¸ réng vμ ph¶n ¸nh toμn bé c¬ cÊu tμi nguyªn cña ®¹i d−¬ng rÊt phøc t¹p. Tr−íc hÕt chóng ta sÏ xem xÐt nh÷ng tμi nguyªn sinh vËt cña ®¹i d−¬ng ®· ®−îc sö dông réng r·i tõ l©u. Sù quan t©m ®èi víi nh÷ng tμi nguyªn kho¸ng vËt t¨ng m¹nh trong nh÷ng thËp kØ gÇn ®©y ®ßi hái còng ph¶i xem xÐt chóng tuy chØ lμ mét c¸ch ng¾n gän. Vμ cuèi cïng chóng ta sÏ xem xÐt nh÷ng tμi nguyªn n¨ng l−îng tiÒm tμng cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi mμ theo −íc l−îng cña c¸c chuyªn gia lμ rÊt to lín vμ cã kh¶ n¨ng gi¶m thiÓu râ rÖt nh÷ng hËu qu¶ sinh th¸i cña ngμnh n¨ng l−îng hiÖn ®¹i ®ang ph¸t triÓn nh− vò b·o. 4.1. Tμi nguyªn sinh vËt cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi Tμi nguyªn sinh vËt ®−îc hiÓu lμ nh÷ng nguån dù tr÷ ®éng vËt vμ thùc vËt sèng trong n−íc biÓn vμ ®−îc sö ông hay cã thÓ ® n nh÷ng nhu ®¸nh gi¸ tØ phÇn s¶n phÈm biÓn trong tæng c¸n c©n thøc ¨n vÒ trung b×nh cña nh©n nu«i th× sÏ kh¸ khã kh¨n. V× vËy ng−êi ta ngμy cμng chó ý tíi t i nguyªn sinh vËt ®¹i d−¬ng. C¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn g¾n liÒn kú väng kh¾c phôc n¹n ®ãi ®¹m cña hä víi viÖc khai th¸c tμi nguyªn sinh vËt cña ®¹i d−¬ng. HiÖn nay, ®èi víi giμ nöa d©n c− c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn, tμi nguyªn biÓn ®¶m b¶o gÇn 30 % khÈu phÇn ®¹m ®éng vËt khiªm tèn d − m·îc sö dông trong t−¬ng lai ®Ó tháa cÇu cña con ng−êi mμ kh«ng tæn h¹i tíi sù t¸i sinh tù nhiªn cña chóng. Tμi nguyªn sinh vËt cña ®¹i d−¬ng ®−îc con ng−êi sö dông tõ l©u vμ chñ yÕu ®Ó tháa m·n nh÷ng nhu cÇu vÒ thùc phÈm, tøc vÒ chÊt ®¹m ®éng vËt. Sù quan t©m sö dông tμi nguyªn sinh vËt ®¹i d−¬ng kh«ng ngõng t¨ng lªn do ch−a ®¶m b¶o ®ñ thùc phÈm ®¹m ®éng vËt cho d©n c− t¨ng nhanh cña Tr¸i §Êt. D©n sè vμ khèi l−îng ®¸nh b¾t ®· biÕn ®æi thùc tÕ nh− nhau trong hai thÕ kØ gÇn ®©y (h×nh 4.1). Tuy nhiªn, nÕu lo¹i, th× tØ phÇn ®ã cßn rÊt nhá bÐ vμ kh«ng lín h¬n 2 %. GÇn 98 % toμn bé khèi l−îng thùc phÈm lμ do n«ng nghiÖp s¶n xuÊt. Tuy nhiªn gi¸ trÞ s¶n phÈm biÓn trong viÖc ®¶m b¶o ®¹m ®éng vËt cho loμi ng−êi ®ang t¨ng. Nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kØ 20 ng−êi ta nhËn tõ ®¹i d−¬ng gÇn 6 % ®¹m ®éng vËt. Tíi n¨m 2000 nhu cÇu ®¹m nguån gèc ®éng vËt cßn t¨ng h¬n n÷a vμ gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nμy chØ dùa trªn c¬ së gia t¨ng s¶n xuÊt ngò cèc vμ t¨ng t−¬ng xøng sè ®Çu vËt μ 301 302 cña hä. Theo −íc l−îng cña c¸c chuyªn gia, nÕu xem r»ng c¸c s¶n phÈm bi m ch n 90− m thøc ¨n Nh− vËy lμ nh©n lo¹i dù ®Þnh t¨ng m¹nh viÖc sö dông ng nh÷ng n¨m s¾p tíi. Tμi nguyªn sinh vËt ®¹i d−¬ng, gièng nh− b¶n th©n n Ón ph¶i cung cÊp gÇn 25 % ®¶m b¶o ®¹ o con ng−êi, th× trong n¨m 2000 cÇn ph¶i ®¸nh b¾t gÇ 100 triÖu tÊn ®éng vËt tõ ®¹i d−¬ng chØ riªng lμ trùc tiÕp. Gi÷a nh÷ng n¨m 80, ®· ®¸nh b¾t gÇn 60 triÖu tÊn trùc tiÕp cho môc ®Ých thùc phÈm. NÕu xem xÐt tíi triÓn väng xa h¬n, th× trong 10−20 n¨m tíi cÇn ph¶i t¨ng khèi l−îng ®¸nh b¾t tõ ®¹i d−¬ng ®Õn 150−160 triÖu tÊn ®Ó ®¶m b¶o ®ñ thùc phÇm cho nh©n lo¹i. ë ®©y ph¶i nhí r»ng thÞt c¸c lo¹i c¸ chøa nhiÒu lo¹i chÊt ®¹m gi¸ trÞ cao, c¸c nguyªn tè vi l−îng c¬ thÓ con ng−êi dÔ hÊp thô vμ tËp hîp nhiÒu sinh tè. Nh− c¸c chuyªn gia cho biÕt, nhiÒu thùc phÈm tõ ®éng vËt, thùc vËt biÓn cã gi¸ trÞ y häc lín, v× nã lμm t¨ng sinh lùc vμ trî gióp ph¸t triÓn b×nh th−êng c¬ thÓ con ng−êi. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y ®· x©y dùng vμ ph¸t triÓn m¹nh mét h−íng y häc rÊt ®¸ng chó ý liªn quan tíi thu nhËn vμ sö dông nh÷ng chÕ phÈm ch÷a trÞ hiÖu qu¶ cao tõ ®éng vËt vμ thùc vËt biÓn. tμi nguyªn sinh vËt cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi tro −íc ®¹i d−¬ng, thuéc lo¹i tμi nguyªn t¸i t¹o. Song ®iÒu nμy kh«ng cã nghÜa con ng−êi cã thÓ sö dông nã víi khèi l−îng bÊt kú. §¹i d−¬ng ThÕ giíi cã ®ñ nh÷ng tμi nguyªn sinh vËt tiÒm tμng mμ con ng−êi cã thÓ sö dông kh«ng lμm tæn h¹i sù t¸i s¶n xuÊt chóng hay kh«ng? Trong viÖc ®¸nh gi¸ tμi nguyªn sinh vËt ®¹i d−¬ng ®«i khi gÆp hai h−íng th¸i cùc ®èi lËp nhau. Mét mÆt, vÉn cßn cã ý kiÕn vÒ sù v« tËn tμi nguyªn, ®iÒu ®· vμ ®ang kh«ng ph¶i mét lÇn dÉn tíi lμm suy kiÖt t¹m thêi mét ®èi t−îng khai th¸c, ®«i khi c¹n kiÖt h¼n c¶ mét loμi. MÆt kh¸c, rÊt th−êng hay cã nh÷ng dù b¸o r»ng chóng ta ®· ®¹t tíi hoÆc thËm chÝ ®· v−ît qu¸ giíi h¹n ®¸nh b¾t cã thÓ. V× vËy, mét trong nh÷ng vÊn ®Ò c¬ b¶n lμ vÊn ®Ò gi¸ trÞ s¶n xuÊt sinh häc thùc tÕ cña ®¹i d−¬ng vμ ¶nh h−ëng cña nh÷ng nh©n tè m«i tr−êng biÕn ®æi tíi s¶n xuÊt sinh häc ®¹i d−¬ng. Chóng ta sÏ xem xÐt sù s¶n xuÊt tμi nguyªn sinh vËt trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi nh− P. A. Moiseev (n¨m 1989) ®· tr×nh bμy. PhÇn lín c¸c hîp chÊt h÷u c¬ mμ ®éng vËt vμ vi khuÈn biÓn sö dông lμm thøc ¨n ®−îc t¹o ra trong qu¸ tr×nh quang hîp cña thùc vËt, tøc tr−íc hÕt lμ kÕt qu¶ ho¹t ®éng sèng cña thùc vËt phï du vμ ë møc ®é Ýt h¬n, cña c¸c lo¹i t¶o biÓn lín. 303 304 H×nh 4.1. BiÕn ®æi d©n sè (1), khèi l−îng ®¸nh b¾t thñy s¶n (2) vμ khèi l−îng ®¸nh b¾t trªn ®Çu ng−êi (3) (theo P. A. Moiseev) 4.1.1. S¶n phÈm s¬ cÊp Sö dông n¨ng l−îng MÆt Trêi vμ kho¸ng chÊt, c¸c c¬ thÓ thùc vËt chuyÓn hãa chóng thμnh m« cña c¬ thÓ thùc vËt d−íi sù hiÖn diÖn cña nh÷ng ®iÒu kiÖn v« c¬ vμ h÷u c¬ cÇn thiÕt. Trong qu¸ tr×nh nh÷ng biÕn ®æi n¨ng l−îng tiÕp theo rÊt phøc t¹p vμ ®a d¹ng sÏ t¹o ra nh÷ng m¾t xÝch trung gian vμ m¾t xÝch cuèi cïng cña chuçi s¶n phÈm, trong ®ã cã c¸, ®éng vËt kh«ng x−¬ng sèng lín vμ ®éng vËt d¹ng c¸ voi, tøc lμ chÝnh nh÷ng tμi nguyªn khai th¸c mμ loμi ng−êi quan t©m sö dông hiÖu qu¶. Qu¸ tr×nh t¹o ra nh÷ng c¬ thÓ thùc vËt ®· nªu trªn gäi lμ sù s¶n xuÊt vËt chÊt h÷u c¬ s¬ cÊp, cßn toμn bé tËp hîp c¸c chÊt ®ã gäi lμ s¶n phÈm s¬ cÊp. Cã thÓ biÓu diÔn qu¸ tr×nh ho¹t ®éng sèng, b¾t ®Çu tõ viÖc t¹o ra s¶n phÈm h÷u c¬ s¬ cÊp b»ng con ®−êng ®ång hãa − lμ c¬ së cho tÊt c¶ nh÷ng biÕn ®æi tiÕp theo tõ chÊt h÷u c¬ thμnh nh÷ng cÊu tróc phøc t¹p h¬n, d−íi d¹ng mét dßng n¨ng l−îng, dßng n¨ng l−îng nμy tr¶i qua mét lo¹t c¸c bËc dinh d−ìng vμ sö dông nh÷ng tÝnh chÊt cña c¸c c¬ thÓ c¬ thÓ sèng bÞ chÕt vμ sù ph©n hñy c¸c chÊt h÷u c¬ ng vμ chuyÓn tõ mét bËc dinh d−ìng nμy sang bËc kh¸c. Khèi l−îng nh÷ng tæn thÊt ®ã cã ý nghÜa quan träng ®Ó hiÓu ®−îc nh÷ng kh¶ n¨ng tiÒm tμng cña ®¹i sèng chuyÓn hãa c¸c d¹ng n¨ng l−îng kh¸c nhau, nã t¹o ra c¸c lo¹i s¶n phÈm sinh häc kh¸c nhau. TiÕp sau, do kÕt qu¶ c¸c mμ chu tr×nh c¸c qu¸ tr×nh sinh häc ®−îc khÐp kÝn vμ quay trë l¹i c¸c d¹ng v« c¬ ban ®Çu vμ nhiÖt n¨ng. Con ®−êng nμy kÌm theo nh÷ng tæn thÊt n¨ng l−îng rÊt lín, t¨ng lªn nhiÒu lÇn tïy theo møc ®é ph¸t triÓn cña qu¸ tr×nh ho¹t ®éng sè 305 306 d−¬ng s¶n xuÊt ra tμi nguyªn sinh vËt vμ x©y dùng nh÷ng ph−¬ng ph¸p sö dông chóng hîp lý nhÊt. H×nh 4.2. S¬ ®å c¸c dßng n¨ng l−îng trong quÇn x· sinh vËt (theo P. A. Moiseev, 1989) 1− n¨ng l−îng MÆt Trêi; 2− c¸c nguyªn tè dinh d−ìng; 3− s¶n phÈm s¬ cÊp tæng céng; 4− s¶n phÈm s¬ cÊp rßng; 5−7− s¶n · lËp ra mét s¬ ®å gÇn ®óng vÒ dßng n¨ng l−îng trong ph¹m vi mét quÇn x· bÊt k×, víi gåm chÊt h÷u c¬ bÞ tiªu phÝ khi h« hÊp. Nhê kÕt qu¶ quang hîp, s¶n phÈm s¬ cÊp phÈm d¹ng ¨n thùc vËt (5), d¹ng ¨n ®éng vËt (6) vμ ®éng vËt s¨n måi (7); 8− chÊt ph©n kho¸ng; 9− chÊt h÷u c¬ chÕt; 10− táa nhiÖt Vμo thêi m×nh, O®um ® nh÷ng biÕn ®æi chót Ýt th× s¬ ®å nμy còng cã thÓ dïng cho c¸c thñy vùc ®¹i d−¬ng. Tuy nhiªn, ph¶i l−u ý r»ng c¸c t−¬ng quan vÒ kÝch th−íc c¸c thμnh phÇn cña s¬ ®å nμy trªn ®å thÞ kh«ng t−¬ng øng víi c¸c quy m« thùc vμ t−¬ng quan cña c¸c dßng n¨ng l−îng, quy m« tæn thÊt, khèi l−îng so s¸nh cña s¶n phÈm t¹i c¸c bËc dinh d−ìng kh¸c nhau, tøc s¬ ®å chØ cho ta mét kh¸i niÖm vÒ tiÕn tr×nh vμ tuÇn tù cña c¸c qu¸ tr×nh mμ th«i. Sö dông n¨ng l−îng MÆt Trêi (1) vμ c¸c nguyªn tè dinh d−ìng (2), c¸c thùc vËt trong qu¸ tr×nh quang hîp sÏ t¹o ra s¶n phÈm s¬ cÊp tæng céng (3) bao rßng (4) d−íi d¹ng chÊt h÷u c¬ tÝch lòy ®−îc sö dông trong hÖ sinh th¸i b»ng nh÷ng con ®−êng kh¸c nhau. Mét bé phËn lín bÞ ph©n hñy hoÆc kho¸ng hãa (8), mét bé phËn kh¸c tham gia vμo chuçi thøc ¨n vμ sÏ cho ra s¶n phÈm Ýt h¬n vÒ khèi l−îng d−íi d¹ng c¸c ®éng vËt ¨n thùc vËt (5), c¸c ®éng vËt bÞ ¨n (6−7), khèi l−îng s¶n phÈm ®· bÞ Ýt ®i nhiÒu lÇn so víi ë c¸c bËc dinh d−ìng tr−íc. Trong thêi gian tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh ®ã diÔn ra sù táa nhiÖt (10) vμ chÊt h÷u c¬ chÕt (9) mét phÇn bÞ mang ra khái ph¹m vi hÖ sinh th¸i. MÆc dï s¬ ®å nμy mang tÝnh quy −íc, thÝ dô, ch−a l−êng hÕt nhiÒu kh©u bÕ t¾c vÒ thøc ¨n ë c¸c bËc dinh d−ìng kh¸c nhau, song nã kh¸ ®iÓn h×nh. Nh− sau nμy ng−êi ta ®−îc biÕt, ngoμi thùc vËt phï du vμ c¸c thùc vËt lín, vi thùc vËt vμ tr−íc hÕt lμ c¸c vi khuÈn t¹p d−ìng còng tham gia rÊt tÝch cùc vμ rÊt quy m« vμo c¸c 307 308 óng chiÕm h¬n 60 % (®Õn 80 %) dßng n¨ng l−îng tæng céng ®i qua bé phËn t¹p d−ìng cña quÇn x·, vμ h¬n 50 % chi phÝ trao ®æi cña toμn quÇn x·. Khi ®¸nh gi¸ n¨ng l−îng cña c¸c hÖ sinh th¸i ®¹i d−¬ng, s¶n phÈm vi khuÈn cÇn ®−îc tÝnh ®Õn nh− lμ s¶n phÈm s¬ cÊp, bëi v× nã cã gi¸ trÞ to lín ®èi víi tÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt sinh häc trong ®¹i d−¬ng vμ ®Æc biÖt ®èi víi s¶n xuÊt c¸c ®èi t−îng bËc dinh d−ìng bËc thÊp − ®éng vËt phï du (trong ®ã cã tÐp phï du) vμ c¸c chñng lo¹i c¸ næi nhá ®«ng ®óc sèng trong ë d−íi c¸c tÇng n−íc biÓn. S¬ ®å tæng qu¸t c¸c dßng n¨ng l−îng trong hÖ sinh th¸i §¹i d− íi mét d¹ng gi¶n n¨ng l−îng −îng lín (h qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. Vi thùc vËt − mét hîp phÇn quan träng cña c¸c hÖ sinh th¸i biÓn, tØ phÇn cña ch ¬ng ThÕ giíi rÊt phøc t¹p vμ thËm chÝ d− −íc nhÊt th× nã ®· cã rÊt nhiÒu kh©u chuyÓn ®æi liªn quan lÉn nhau vμ víi nh÷ng tæn thÊt n¨ng l ×nh 4.3). Sù biÓu diÔn c¸c dßng nh− vËy trªn s¬ ®å cho thÊy r»ng víi con sè −íc l−îng s¶n phÈm thùc vËt vμ vi khuÈn 21106,40 ⋅ J/n¨m ( 1815 105,710970 ⋅−⋅ Kcal/n¨m) sau rÊt nhiÒu chuyÓn hãa chØ t¹o ra cã 320−350 triÖu tÊn ®èi t−îng ®¸nh b¾t truyÒn thèng, tøc t−¬ng øng víi 18105,7 ⋅ J/n¨m ( 181018,1 ⋅ Kcal/n¨m). H×nh 4.3. S¬ ®å c¸c dßng n¨ng l−îng (1015 J/n¨m) trong hÖ sinh th¸i §¹i d−¬ng ThÕ giíi (theo Iu. I. Sorokin) P − s¶n phÈm; sè trong h×nh vu«ng − tiªu thô bëi c¸c c¬ thÓ bËc dinh d−ìng tiÕp sau; sè trong vßng trßn − thøc ¨nn kh«ng sö dông; sè trong h×nh tam gi¸c − s¶n phÈm kh«ng tiªu thô; POB − chÊt h÷u c¬ hßa tan 309 310 i t−îng thñy s¶n kh¸c ( thÊ Nh− vËy, khèi l−îng s¶n phÈm c¸c ®èi t−îng thñy s¶n biÓu diÔn b»ng n¨ng l−îng mμ con ng−êi khai th¸c ®¸nh b¾t nhá h¬n s¶n phÇm s¬ cÊp 540 lÇn. Cßn nÕu nh− phÐp so s¸nh nμy thùc hiÖn ®èi víi khèi l−îng c¸ khai th¸c thùc tÕ vμ c¸c ®è 151009,0 ⋅ Kcal/n¨m), th× y r»ng nh©n lo¹i hiÖn míi chØ sö dông cã 0,018 % n¨ng l−îng mμ s¶n phÈm s¬ cÊp (+ vi khuÈn) cña ®¹i d−¬ng cã ®−îc. B¶ng 4.1. Ph©n bè c¸c hÖ sinh th¸i theo n¨ng suÊt N¨ng suÊt trung b×nh, g/m2 KiÓu hÖ sinh th¸i mét ngμy mét n¨m C¸c vïng xa m¹c vμ b¸n xa m¹c cã th¶m cá 0,5 150 N−íc vïng kh¬i c¸c ®¹i d−¬ng vμ hå s©u 1,0 300 ThÒm n−íc ®¹i d−¬ng, hå vμ ®Çm n−íc n«ng, ®ång cá Èm vμ n«ng tr¹i b×nh th−êng 0,5−5,0 R¹n san h«, cöa s«ng, suèi kho¸ng, quÇn x· ®Êt ngËp n−íc vμ ®Êt liÒn trªn nÒn ®Êt mÇu båi tô, rõng xanh vÜnh c 5,0−20,0 1800−7000 öu vμ c¸c hÖ sinh th¸i n«ng nghiÖp trång trät C− ®Êt tù nhi Êt nhÊt êng ®é cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®−îc trong nh÷ng thêi kú ng¾n ë c¸c hÖ sinh th¸i ®Êt canh t¸c vμ ªn n¨ng su ®Õn 60,0 ®Õn 20 000 giíi, O®um ®· ®i ®Õn kÕt luËn vÒ n¨ng suÊt rÊt thÊp cña nhiÒu vïng ®¹i d−¬ng cã thÓ s¸nh ngang b»ng víi nh÷ng hÖ sinh th¸i n¨ng suÊt rÊt thÊp trªn ®Êt liÒn (b¶ng 4.1). N¨ng suÊt cña c¸c vïng kh¬i ®¹i d−¬ng réng lín nhÊt nhá tíi møc kh«ng kh¸c g× nh÷ng vïng c¶nh quan hoang m¹c vμ b¸n hoang m¹c trªn ®Êt liÒn (chØ kho¶ng 0,1 g/m2 mét ngμy), cßn c¸c vïng n−íc thÒm lôc ®Þa n¨ng suÊt t−¬ng ®èi cao vÉn thua kÐm nhiÒu kh«ng chØ so víi c¸c n«ng tr¹i, mμ cßn so víi nhiÒu quÇn x· thùc vËt tù nhiªn trªn ®Êt liÒn: rõng xanh vÜnh cöu vμ th¶m thùc vËt trªn c¸c vïng ®Êt mÇu trï phó. Khã cã thÓ t−ëng t−îng cã mét hÖ sinh th¸i nμo ®ã duy tr× ®−îc møc n¨ng suÊt cao h¬n 25 g/m2 mét ngμy trong kho¶ng mét sè n¨m liÒn. O®um nhËn xÐt r»ng phÇn lín bÒ mÆt hμnh tinh cña chóng ta − c¸c vïng kh¬i ®¹i d−¬ng, c¸c vïng ®Êt hoang m¹c vμ b¸n hoang m¹c còng nh− nh÷ng l·nh thæ tuyÕt vμ b¨ng phñ − thuéc lo¹i n¨ng suÊt thÊp. Trong khi ®ã nhiÒu vïng ®¹i d−¬ng cã n¨ng suÊt cùc kú cao. ThÝ dô, ë c¸c ®íi r¹n san h«, nh÷ng ®éng vËt v thùc vËt cã c¸c c¬ chÕ tuÇn hoμn d−ìng chÊt hiÖu qu¶ ®¶m b¶o mét møc íi uÊt n«ng ngh thÞ Kh¸i qu¸t hãa nh÷ng d÷ liÖu vÒ n¨ng suÊt cña c¸c quÇn x· sinh häc kh¸c nhau ë nh÷ng vïng chÝnh cña thÕ μ n¨ng suÊt cao v−ît tréi so v n¨ng s iÖp. LuËn ®iÓm nμy ®−îc kh¼ng ®Þnh b»ng c¸ch biÓu mø H×nh 4.4. HiÖ l−îng MÆt Trêi trong quang hîp cña thùc vËt trªn c¹n (I) vμ t¶o biÓn (II) 1 − xa m¹c vμ b¨n «i gia sóc; 3 − ®Êt trång trät; 4 − rõng; n lo 311 312 c hiÖu qu¶ sö dông n¨ng l−îng MÆt Trêi trong qu¸ tr×nh quang hîp cña thùc vËt trªn c¹n vμ t¶o biÓn cã tÝnh ®Õn diÖn tÝch mμ c¸c hÖ sinh th¸i kh¸c nhau chiÕm chç (h×nh 4.4). u qu¶ sö dông n¨ng g; 2 − ®ång cá nu −íc: 5 − nghÌo d−ìng chÊt; 6 − 8 − ¹i chuyÓn tiÕp; 9 − giÇu d−ìng chÊt Trong c¶ hai tr−êng hîp, cùc ®¹i sö dông kh«ng v−ît q g l Ò m (h¬n 0,1 %) v−ît tréi h diÖn tÝch), trong khi ë ®¹i d−¬ng chØ lμ 5 %. giíi (Koblenz-Mishke, 1985). Khi sö dông b¶n ®å nμy, nh− P. A. Moiseev cho biÕt, c¸c chØ sè s¶n ù ph¸t triÓ ont cùc, r×a cña c¸c khu vùc g n−íc ven bê vμ n«ng trong ®ã s¶n phÈm c¸c u¸ 0,3 % n¨ng l−îng MÆt Trêi, son Æt víi møc sö dông n¨ng l−îng cao ¼n (trªn 50% trªn ®Êt iÒn c¸c b N¨m 1985 ®· c«ng bè b¶n ®å s¶n phÈm s¬ cÊp phï du sinh vËt §¹i d−¬ng ThÕ phÈm c¸c bon ph¶i ®−îc nh©n lªn 2,5−3,0 lÇn, tuy nhiªn b¶n ®å ®· kh¸i qu¸t nh÷ng quy luËt chung ph©n bè s¶n phÈm s¬ cÊp trong ®¹i d−¬ng mét c¸ch kh¸ kh¸ch quan (h×nh 4.5). B¶n ®å nμy chøng tá r»ng: thuËn lîi nhÊt cho s n thùc vËt phï du lμ nh÷ng khu vùc ®¹i d−¬ng ven bê vμ mét sè vïng kh¬i cã n−íc tråi lªn v−ît tréi so víi n−íc ch×m xuèng. ë Th¸i B×nh D−¬ng tr−íc hÕt ®ã lμ c¸c vïng gÇn bê Trung vμ Nam Mü, NhËt B¶n, c¸c quÇn ®¶o Kurin vμ Kamchatka, däc bê Cana®a − Mü. ë §¹i T©y D−¬ng cã c¸c vïng l©n cËn bê T©y Phi vμ tr−íc hÕt tËp trung vμo vïng ven bê phÝa t©y nam cña lôc ®Þa nμy, c¸c vïng däc bê phÝa ®«ng cña Nam Mü. ë Ên §é D−¬ng, nh÷ng n¬i cã n¨ng suÊt cao nhÊt lμ c¸c vïng t¸c ®éng cña giã mïa ë phÇn t©y b¾c, vÞnh Bengan vμ c¸c vïng n−íc bao quanh quÇn ®¶o In®«nªxia. ë ngoμi kh¬i ®¹i d−¬ng, c¸c vïng víi møc s¶n phÈm s¬ cÊp cao h¬n lμ nh÷ng vïng cã n−íc líp s©u n©ng lªn m¹nh vμ tr−íc hÕt lμ vïng ph©n kú xÝch ®¹o vμ vïng ph©n kú Nam Cùc, c¸c tuyÕn fr xo¸y thuËn, c¸c vïng x¸o trén ®èi l−u mïa ®«ng m¹nh. Trong khi ®ã, ë nh÷ng vïng ®¹i d−¬ng víi xo¸y nghÞch, n¬i n−íc líp mÆt bÞ ch×m xuèng, quan s¸t thÊy møc s¶n phÈm s¬ cÊp thÊp. C¸c vïn bon lín h¬n 2000 mg/m2 mét ngμy chØ chiÕm 2,5 % diÖn tÝch 313 314 b×nh vμ cao, cßn l¹i 63 % cã c¸c khèi n−íc víi n¨ng uÊt thÊp. Nh÷ng kho¶ng kh«ng gian ®¹i d−¬ng khæng lå íi diÖn tÝch gÇn 130 triÖu km2, tøc gÇn b»ng bÒ mÆt cña h¸i B×nh D−¬ng, ®Æc tr−ng bëi n¨ng suÊt cùc kú thÊp. ®¹i d−¬ng, cßn nÕu nh− thªm vμo ®©y c¸c vïng n−íc n¨ng suÊt trung b×nh (600−1000 mg C/m2 mét ngμy), th× thÊy r»ng 37 % diÖn tÝch ®¹i d−¬ng cã c¸c khèi n−íc n¨ng suÊt trung s v T H×nh 4.5. Ph©n bè s¶n phÈm s¬ cÊp n¨m trung b×nh trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi (theo O. I. Kobenz-Mishke, 1985) 1) 500 mg C/(m2.ngμy) Tæng s¶n phÈm s¬ cÊp n¨m cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi b»ng 91060 ⋅ tÊn C mét n¨m, hay 455 mg C/m2 mét ngμy. (khèi l−îng th«). ®−îc xem xÐt trong t−¬ng lai gÇn ®©y, bëi v× ®· chøng minh 25 tØ tÊn, cßn s¶n l−îng n¨m − tíi 60 tØ tÊn. C¸c NÕu cho r»ng ®Ó chuyÓn ®æi tõ c¸c bon sang khèi l−îng chÊt cña thùc vËt phï du cã thÓ chÊp nhËn hÖ sè 21,1, vμ lo¹i trõ mét l−îng c¸c bon nμo ®ã do s«ng mang ra biÓn vμ tõ gi¸ng thñy khÝ quyÓn, cã thÓ cho r»ng s¶n l−îng thùc vËt phï du n¨m trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi lμ h¬n 1200 tØ tÊn Ngμy nay nh©n lo¹i ch−a sö dông nguån dù tr÷ thùc vËt phï du khæng lå trong ®¹i d−¬ng. Cã thÓ vÊn ®Ò nμy sÏ ®−îc, thÝ dô, vÒ gi¸ trÞ thùc phÈm cña c¸c lo¹i t¶o ®iatomª mét tÕ bμo. 4.1.2. §éng vËt phï du §éng vËt phï du − kh©u tiÕp theo trong hÖ thèng dinh d−ìng cña sinh vËt biÓn. §éng vËt phï du chñ yÕu ¨n thùc vËt phï du, vi khuÈn vμ chóng tËp trung cao ë c¸c tÇng mÆt. ThÝ dô, 98,4 % sè l−îng con ch©n m¸i chÌo (copepodes) quan s¸t ®−îc trong líp quang hîp, tøc ë c¸c ®é s©u nhá h¬n 100 m. Sinh khèi ®éng vËt phï du ®−îc −íc l−îng b»ng kho¶ng 20− biÓn ven bê thuéc §¹i T©y D−¬ng vμ Th¸i B×nh D−¬ng cung 315 316 ong ®¹i d−¬ng vμ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ra chóng ®−îc quy ®Þnh tr−íc hÕt bëi s¶n phÈm s¬ cÊp vμ nh÷ng ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ra b¶n th©n c¸c c¬ thÓ ®éng vËt phï du, tøc ë møc ®é quyÕt ®Þnh, bëi c¸c qu¸ tr×nh h¶i d−¬ng häc. §éng vËt phï du − m¾t xÝch chñ yÕu trong thøc ¨n cña c¸, mùc vμ thËm chÝ c¸c loμi cã vó lín nh− c¸ voi. Con ng−êi míi ®©y cßn ch−a sö dông ®éng vËt phï du lμm thøc ¨n trùc tiÕp, tuy nhiªn nh÷ng n¨m gÇn ®©y mét sè hîp phÇn cña ®éng vËt phï du vμ tr−íc hÕt lμ tÐp Nam Cùc ®· trë nªn cã gi¸ trÞ khai th¸c ®éc lËp. cÊp s¶n l−îng ®éng vËt phï du cao nhÊt, gåm chñ yÕu c¸c con ch©n m¸i chÌo lo¹i lín (h×nh 4.6). ë Nam D−¬ng cã nh÷ng quÇn tô khæng lå ®éng vËt phï du d¹ng tÐp vμ kalianus. ë c¸c khu vùc nhiÖt ®íi, nh÷ng n¬i cã s¶n l−îng cao lμ c¸c vïng n−íc tråi ven bê vμ n−íc tråi xÝch ®¹o, c¸c ®íi front vμ c¸c front côc bé xung quanh c¸c b·i n«ng ®¹i d−¬ng vμ c¸c ®¶o. Nh− vËy, ph©n bè ®éng vËt phï du tr H×nh 4.6. Ph©n bè sinh khèi ®éng vËt phï du trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi ë líp 0 − 100 m (theo M. E. Vinogra®ov, E. L. Shukshina, 1985) 1) 500 mg/m2 4.1.3. Sinh vËt ®¸y Sè ®«ng ¸p ®¶o c¸c sinh vËt ®¸y − ®ã lμ nh÷ng ®éng vËt o hang ë ®¸y hoÆc Ýt di chuyÓn ë d−íi b¸m s¸t vμo ®¸y, ®μ ®¸y. §éng vËt ®¸y gåm nhiÒu ®¹i diÖn nhuyÔn thÓ (gasteropoda, vá hai m¶nh), gi¸p x¸c, cÇu gai, giun, bät biÓn, ruét khoang, th©n vá vμ c¸c nhãm ®éng vËt kh¸c. D÷ liÖu vÒ sè l−îng c¸c loμi ®éng vËt ®¸y chøng tá sù rÊt ®a d¹ng cña thÕ giíi ®éng vËt ®¸y ®¹i d−¬ng vμ tr−íc hÕt lμ vïng thÒm cña nã. Ngμy nay, ®· ®−îc biÕt tÊt c¶ gÇn 180 ngh×n loμi ®éng vËt (kh«ng kÓ c¸) sèng trªn ®¸y hay trong ®¸y. Trong sè nμy ®¹i bé phËn − trªn 180 ngh×n loμi − lμ 317 318 c¸c loμi ®éng vËt ®¸y biÓn tËp trung ë nh÷ng vïng n−íc giμ m c¬ së cho sinh vËt ®¸y thøc ¨n. Khi nãi vÒ sinh vËt ®¸y vμ gi¸ trÞ cña nã ®èi víi dinh d−ìng cña c¸, cÇn ph¶i ch hîp thμnh sinh vËt ®¸y, th× mét bé phËn rÊt lín, tr−íc hÕt lμ bät biÓn, balianus, nhuyÔn thÓ lín, sao biÓn... kh«ng ph¶i lμ sinh vËt ®¸y thøc ¨n. Chóng lμ kh©u cuèi cïng trong chuçi thøc ¨n, lμ nh÷ng vËt tiªu thô c¸c chÊt h÷u c¬, trong lÇn sö dông kh¸c chóng cã thÓ lμm t¨ng n¨ng suÊt h÷u Ých cña ®¹i d−¬ng. Tæng sinh khèi ®éng vËt ®¸y ®−îc −íc l−îng b»ng 10 tØ tÊn cßn s¶n l−îng − 3,3 tØ tÊn. Sinh khèi sinh vËt ®¸y ®éng vËt cã kh¶ n¨ng tham gia, víi t− c¸ch lμ thøc ¨n, vμo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt c¸c sinh vËt quan träng ®èi víi con ng−êi b»ng kh«ng qu¸ 3−4 tØ tÊn, s¶n l−îng n¨m sinh vËt ®¸y thøc ¨n lμ 1,5−2,0 tØ tÊn. NhiÒu ®¹i diÖn ®éng vËt ®¸y tõ l©u ®· ®−îc sö dông lμ sß huyÕt ), da ruét −îc sö dông trong s¶n xuÊt ®å trang søc (ngäc trai vμ xμ cõ), trong n«ng nh÷ng c− d©n cña ®íi thÒm lôc ®Þa vμ chØ kho¶ng 2000 loμi ph©n bè ë d−íi nh÷ng ®é s©u trªn 2000 m, trong ®ã 200−250 loμi gÆp thÊy ë s©u trªn 4000 m. H¬n 98 % tÊt c¶ n«ng cña ®¹i d−¬ng. Vμ gÇn 60 % toμn bé sinh khèi sinh vËt ®¸y thuéc vÒ thÒm lôc ®Þa, 30 % n÷a thuéc ph¹m vi s−ên lôc ®Þa (®é s©u 200−3000 m) vμ chØ 10 % − thuéc vÒ 77 % diÖn tÝch cßn l¹i cña §¹i d−¬ng ThÕ giíi. Nh÷ng vïng sinh khèi ®éng vËt ®¸y cao nhÊt lμ c¸c vïng biÓn ven bê, ven B¾c B¨ng D−¬ng vμ ven Nam Cùc vμ cμng vÒ phÝa xÝch ®¹o sinh khèi cμng gi¶m nhanh. NhiÒu vïng thÒm biÓn ven cËn B¾c B¨ng D−¬ng víi líp n−íc trªn mÆt cã nhiÖt ®é ©m ®Æc biÖt u ®éng vËt ®¸y thøc ¨n (biÓn Baren, thÒm T©y Kamchatka, phÇn phÝa ®«ng cña biÓn Bering...). T¹i ®íi tiÕp gi¸p víi ®¸y n−íc l¹nh Ýt di chuyÓn cã rÊt nhiÒu chÊt h÷u c¬ ph©n chÕt l¾ng xuèng vμ chÝnh n¬i ®ã cã nh÷ng ®iÒu kiÖn thuËn lîi nhÊt ®Ó ph¸t triÓn nh÷ng ®éng vËt thu nhËn chÊt h÷u c¬ chÕt lμ Ø ra r»ng trong sè nh÷ng ®éng vËt m thøc ¨n cho ng−êi. §ã lμ nh÷ng mãn næi tiÕng nh− , trai, nhiÒu loμi gi¸p x¸c (cua, t«m he, t«m hïm gai (trepagi) vμ thËm chÝ giun biÓn (polychet) vμ khoang (søa). C¸c ®¹i diÖn ®éng vËt ®¸y cßn ® nghiÖp (bét ®¸ v«i tõ vá nhuyÔn thÓ), trong y häc, kü thuËt v.v.. 4.1.4. §éng vËt biÕt b¬i §éng vËt biÕt b¬i ®−îc con ng−êi sö dông nhiÒu nhÊt. §ã lμ c¸c ®¹i diÖn kÝch th−íc lín cña ®éng vËt biÓn, cã kh¶ n¨ng di chuyÓn nhanh trong n−íc tíi nh÷ng kho¶ng c¸ch xa. §éng vËt biÕt b¬i chñ yÕu gåm c¸, ®éng vËt cã vó, th©n mÒm ch©n ®Çu (chñ yÕu lμ mùc) vμ c¸c loμi gi¸p x¸c bËc cao 319 320 thô, sù phøc t¹p hoÆc lμ nh÷ng c«ng cô vμ ph−¬ng ph¸ «, tØ tÊn) (theo P. A. Moiseev) (®«ng ®¶o nhÊt trong ®ã lμ t«m). Trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi sinh khèi ®éng vËt v−ît tréi sinh khèi thùc vËt h¬n 18 lÇn, trong khi trªn ®Êt liÒn khèi l−îng thùc vËt lín h¬n khèi l−îng ®éng vËt 2000 lÇn. Tuy nhiªn, trong n−íc biÓn c¸c gièng thùc vËt sinh s¶n hμng tr¨m lÇn. KÕt côc, s¶n l−îng thùc vËt n¨m v−ît tréi s¶n l−îng ®éng vËt hμng chôc lÇn. S¶n l−îng ®éng vËt biÕt b¬i 300 lÇn nhá h¬n s¶n phÈm s¬ cÊp vμ kho¶ng 20 lÇn nhá h¬n s¶n l−îng ®éng vËt phï du vμ ®éng vËt ®¸y. Tæng khèi l−îng vμ s¶n l−îng c− d©n §¹i d−¬ng ThÕ giíi ®−îc giíi thiÖu trong b¶ng 4.2. Nh− vËy, tæng quan c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt diÔn ra trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi cho phÐp ®¸nh gi¸ rÊt ®Þnh h−íng nh÷ng kh¶ n¨ng cña ®¹i d−¬ng ®¶m b¶o h¶i s¶n cho nh©n lo¹i. VÒ quy m« to lín cña c¸c qu¸ tr×nh sinh häc trong ®¹i d−¬ng chóng ta cã thÓ nhËn ®Þnh trªn c¬ së mét lo¹t phÐp so s¸nh. ThÝ dô, s¶n l−îng thÕ giíi vÒ thÞt ®éng vËt m¸u nãng b»ng kho¶ng 140 triÖu tÊn, cßn s¶n l−îng c¸, c¸ voi vμ ®éng vËt kh«ng x−¬ng sèng hμng n¨m lμ 4 tØ tÊn, tøc hÇu nh− 30 lÇn v−ît s¶n l−îng nu«i ®éng vËt cña tÊt c¶ c¸c n−íc trªn thÕ giíi. Trong khi ®ã, nÕu xem r»ng tæng khèi l−îng s¶n phÈm c¸c ®èi t−îng ®¸nh b¾t truyÒn thèng (kh«ng kÓ c¸ næi tÇng trung vμ tÐp) b»ng 320−380 triÖu tÊn, vμ nÕu kÓ tíi nh÷ng ®iÒu nh−: s¶n phÈm ®ã cßn bÞ sö dông bëi nhiÒu vËt tiªu p ®¸nh b¾t hiÖn dïng kh«ng thÓ thu l−îm hÕt khèi l−îng s¶n phÈm ®ã do nhiÒu nguyªn nh©n, th× cã thÓ xem møc ®¸nh b¾t hiÖn t¹i lμ lín, vμ muèn t¨ng tiÕp n÷a ®ßi hái gi¶i quyÕt mét lo¹t nh÷ng vÊn ®Ò phøc t¹p. B¶ng 4.2. Tæng khèi l−îng vμ s¶n l−îng c− d©n §¹i d−¬ng ThÕ giíi (khèi l−îng chÊt th C− d©n ®¹i d−¬ng Sinh khèi S¶n l−îng VËt s¶n xuÊt Thùc vËt phï du 10 − 12 > 1200 Thùc vËt ®¸y 1,5 − 1,8 > 0,7 − 0,9 Vi thùc vËt (vi khuÈn vμ ®¬n bμo) − 40 − 50 VËt tiªu thô §éng vËt phï du 5 − 6 60 − 70 §éng vËt ®¸y 10 − 12 5 − 6 §éng vËt biÕt b¬i 6 4 Trong ®ã: TÐp 2,2 0,9 Mùc 0,28 0,8 − 0,9 C¸ næi tÇng s©u 1,0 1,2 C¸ lín 1,5 0,6 Tæng sinh khèi T¶o 20 − 25 > 1200 Vi thùc vËt − 40 − 50 §éng vËt 25 70 − 80 321 322 μi nguyªn sinh vËt ®¹i d−¬ng trong hiÖ th¸c rong biÓn ®· t¨ng 10 lÇn vμ khai th¸c ®éng vËt cã vó vμ tr−íc hÕt lμ c¸ v S¬ ®å chung ph©n bè c c ®éng vËt kh¸c trong §¹i d−¬ng ThÕ giíi vμ møc sö dông nh÷ng tμi nguyªn nμy theo FAO ®−îc dÉn trªn h×nh 4.7. ¸c nh÷ng ®èi t−îng ®¸nh b¾t truyÒn thèng chñ nhiÒu vïng ®¹i d−¬ng v bê B¾c b¸n cÇu diÔn ra víi c−êng ® cao, ®«i khi thËm chÝ qu¸ møc. V× vËy, quy m« ®¸nh b¾t hiÖn t¹i trong nhiÒu tr− ®−îc xem nh− thË Ø tiªu s¶n l− S¶n l−îng c¸ h÷u Ých cña toμ − −íc l− μ 210 kg/km2 vïng qu¸ l nh thuéc B¾c B¨ng D− μ Nam Cùc − hoμn toμn bÊt lîi cho c− −îng ®¸nh b¾t, ra ngoμi tÝnh to¸n, th× s¶n l−îng c¸ h÷u Ýc 240 kg è liÖu −¬ng vμ c¸c vïng ®−îc dÉn trong b¶ng 4.3. C¸c −íc l−îng cña P. A. Moiseev c¨n cø vμo nh÷ng c¸ch tiÕp cËn kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh l−îng khai th¸c h¶i s¶n tiÒm n¨ng cã thÓ tõ ®¹i d−¬ng, cã tÝnh tíi tæng s¶n phÈm ®¹i d−¬ng, nh− sau: S¶n l−îng kh¶ dÜ c¸c ®èi t−îng biÓn truyÒn thèng cã thÓ lμ gÇn 120 triÖu tÊn, tøc nhiÒu h¬n s¶n l−îng hiÖn nay 40 triÖu tÊn. NÕu gép c¸c ®¹i diÖn ®«ng ®¶o ®éng vËt biÕt b¬i kÝch th−íc nhá vμo s¶n l−îng nμy, tr−íc hÕt lμ c¸ næi tÇng s©u vμ tÐp Nam Cùc, th× tæng s¶n l−îng kh¶ dÜ cã thÓ t¨ng lªn 2−3 lÇn. 4.1.5. Sö dông t n t¹i Trong ®¹i d−¬ng ®Õm ®−îc 16 ngh×n loμi c¸, nh−ng trong nghÒ c¸ ghi nhËn gÇn 800 loμi vμ chØ cã gÇn 150 loμi ®−îc ®¸nh b¾t víi Ýt nhiÒu hiÖu qu¶. ChiÕm vÞ trÝ hμng ®Çu trong ngμnh ®¸nh b¾t thÕ giíi lμ c¸ trÝch, c¸ sac®in, c¸ tráng, c¸ nôc, c¸ b¹c m¸, c¸ tuyÕt, c¸ m¨ng v.v.. TÊt c¶ c¸ vμ tr−íc hÕt lμ nh÷ng ®¹i diÖn ®«ng ®¶o vμ cã kÝch th−íc lín chÞu t¸c ®