Человек и коралловые рифы: сегодня и завтра
Кандидат биологических наук Дмитрий Астахов (Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН). Фото Григория Кеворкова.
В последние десятилетия коралловые рифы массово деградируют и гибнут. Вместе с ними исчезает огромное количество разнообразных морских животных.
Коралловые рифы — фантастически красивые и самые «густонаселённые» экосистемы Мирового океана. Биомасса донных беспозвоночных животных и рыб в них оценивается в сотни граммов на квадратный метр морского дна. Общее количество биологических видов на коралловых рифах может достигать одного миллиона или даже превышать эту величину.
Столь бурной жизнью рифовая экосистема обязана обитающим в кораллах одноклеточным водорослям (водорослям-симбионтам), чья фотосинтетическая активность не прекращается на протяжении всего года.
Большое количество органического вещества, синтезируемого водорослями-симбионтами (первичная продукция), создаёт энергетическую основу для формирования чрезвычайно разнообразных и плотных сообществ кораллового рифа.
Смываемая с рифа коралловая слизь служит субстратом для интенсивного развития бактериального планктона, который, в свою очередь, формирует бактериально-органическую взвесь, служащую пищей зоопланктону и донным беспозвоночным, а далее по пищевой цепи — рыбам. Тем самым коралловые рифы повышают продуктивность окружающих морских акваторий.
Карбонат кальция, интенсивно выделяемый мадрепоровыми кораллами, фораминиферами, известковыми водорослями, идёт на строительство каркаса кораллового рифа. Поэтому коралловые сообщества вносят солидную лепту в поддержание карбонатного равновесия морской воды, выделяя из неё до 2 млрд тонн карбоната кальция в год.
Волноустойчивые рифовые гряды защищают берега тропических стран от разрушительного действия морских волн, предотвращая эрозию берегов.
Местное рыболовство в зоне рифов — важнейший источник питания населения прибрежных стран (например, стран Океании). Оно тысячелетиями велось в таких районах щадящими, не разрушающими рифы методами. Использовались крючковые снасти, ловушки, сети вне зоны рифа. Ещё в 80-е годы прошлого века рыбные ресурсы рифов оценивались в 9% от общих мировых запасов морских рыб. Сейчас эти запасы из-за интенсификации лова сильно подорваны.
В последние годы районы, граничащие с рифами, рассматриваются как весьма перспективные для занятия марикультурой — выращиванием полезных водорослей, иглокожих, моллюсков, ракообразных и рыб.
Коралловые рифы — отличные «природные лаборатории» для исследования разнообразных аспектов обмена веществ в рифовом сообществе — в них найдены специфические биологические активные соединения, имеющие прекрасные перспективы лекарственного применения. Следует отметить, что промышленное получение этих соединений планируется осуществлять не из рифовых гидробионтов, а генно-инженерными методами.
И наконец, трудно переоценить роль коралловых рифов в развитии туризма — важной статьи дохода прибрежных стран.
Коралловые рифы встречаются в тропических водах Тихого, Индийского и Атлантического океанов, где температура обычно не опускается ниже 18оС, хотя выдерживают они как кратковременное похолодание воды до 16оС, так и кратковременный прогрев до 35оС (что бывает, например, в Персидском заливе). Ввиду того что симбиотическим водорослям для фотосинтеза требуется свет, рифообразующие кораллы предпочитают прозрачные воды. Но даже и там они не встречаются глубже 75—80 м. Обычно же рифообразующие кораллы обитают на глубинах не более 40—60 м, а в мутных водах с большим количеством взвеси — не глубже 10 м (некоторые районы Тонкинского и Сиамского заливов Южно-Китайского моря).
На мелководьях тропических морей кораллы создают рифы, потрясающие воображение своими размерами. Так, протяжённость Большого Барьерного рифа около 2500 км; его ширина в северной части составляет 2 км, в южной — 152 км.
В начале 1980-х годов общая площадь, занимаемая коралловыми рифами, оценивалась примерно в 600 тыс. км2. Но уже к 2000 году она сократилась примерно до 250 тыс. км2, что составляет всего лишь 0,07% площади Мирового океана, но на ней сосредоточено 25% всех видов морских рыб.
Первые кораллы на Земле, табуляты, появились в ордовикском периоде палеозойской эры примерно 450 млн лет назад. Вместе со строматопоридными губками они создавали основу рифовых построек. В конце силура (~ 416 млн лет назад) и в девоне (~ 416 — 359 млн лет назад) появились более эволюционно развитые кораллы ругозы (четырёхлучевые кораллы) и рифовые постройки площадью в сотни квадратных километров. Это был расцвет процессов рифообразования. В середине триаса (~ 246 — 229 млн лет назад) сформировались первые кораллы, содержащие водоросли-симбионты (зоо-ксантеллы), а около 50 млн лет назад (кайнозойская эра, эоцен) возникли современные семейства мадрепоровых кораллов*. Тогда же начали формироваться современные семейства рифовых рыб и возникли некоторые современные роды, но пройдёт ещё не менее 35—40 млн лет до появления большинства современных родов рифовых рыб.
На протяжении истории своего существования кораллы не раз переживали периоды упадка и массовой гибели — менялся климат, неоднократно повышался и понижался уровень Мирового океана. Последнее сильное понижение уровня океана произошло во время вюрмского (Валдайского) оледенения 25—16 тыс. лет назад — тогда он опустился на 140 м ниже современного. Примерно 16 тыс. лет назад из-за таяния ледников началось повышение уровня океана, который достиг современного около 6 тыс. лет назад.
Но ни меняющийся климат, ни понижение или повышение уровня океана в предшествующие геологические эпохи не приводили к полной и окончательной гибели рифообразующих кораллов — они приспосабливались к новым условиям. Сбалансированная рифовая экосистема имеет большой восстановительный потенциал. Это хорошо видно на примере возрождения рифов после ряда сильных тайфунов в Океании в прошлом веке, когда разбросанные фрагменты коралловых колоний начинали устойчиво расти сразу после прохождения тайфуна, быстро консолидируя обломочный материал.
Глобальное изменение климата сегодня сопровождается частыми экстремальными явлениями. В частности, в 1997—1998 годах произошло аномальное повышение температуры поверхностных вод тропической зоны Мирового океана, которое привело к массовой гибели кораллов на обширных акваториях Индийского и Тихого океанов. Тогда в прибрежных районах Бахрейна, Мальдивских островов, Шри-Ланки, Сингапура и вблизи Танзании погибло до 95% всех кораллов в мелководных рифовых зонах. В других прибрежных зонах тропического пояса той же участи подверглось от 20 до 70% кораллов. В начале 2000-х трагедия дважды повторялась, особенно сильно затронув центральную и южную части Тихого океана, а к середине нулевых годов, по оценкам учёных, на Земле осталось чуть менее половины ранее существовавших рифов.
Но не во всех рифовых районах ситуация столь катастрофична. Например, на Мальдивских островах полностью восстановилось коралловое покрытие за счёт быстрого роста акропорид (кораллов-акропор), чей прирост достигает 20—25 см в год. Дело в том, что мальдивские рифы представляют достаточно сбалансированные экосистемы, негативное влияние человека на которые ещё не очень велико. Иная картина наблюдается в районе Бахрейна и Шри-Ланки, где рифы находились под очень сильным антропогенным прессом, были значительно дестабилизированы и после воздействия аномально высоких температур быстро деградировали.
Таким образом, не резкие климатические колебания, а высокий уровень антропогенного пресса приводит к фатальным для этой экосистемы последствиям. Возрастающее негативное воздействие человека особенно заметно на рифах, располагающихся в районах с высокой плотностью населения, в первую очередь — в Индо-Австралийском архипелаге, где сосредоточено более 30% коралловых рифов всего Мирового океана. Именно по этой причине при худшем сценарии к 2030 году под угрозой может оказаться существование Большого Барьерного рифа, расположенного в данном регионе.
Сбросы промышленного производства и сточных вод населённых пунктов, поступление в воду нефтепродуктов при морской нефтедобыче, появление удобрений в воде из-за интенсивной сельскохозяйственной деятельности — всё это элементы жесточайшего антропогенного прессинга на коралловые экосистемы.
Повсеместная вырубка лесов в тропической зоне привела к массированному смыву почв во время дождей, что понижает прозрачность морской воды. Повышение мутности воды вкупе с удобрениями не даёт кораллам шанса выжить в конкурентной борьбе с бурно размножающимися вредоносными водорослями, заселяющими поверхность кораллов. Так рост кораллов подавляется, и они деградируют.
Интенсивный вылов рыб привёл к тому, что их численность уменьшилась в десять раз относительно нормальных для рифа значений. От 40 до 70% всех рыб (по биомассе) на рифе — растительноядные. Резкое уменьшение их плотности провоцирует активный рост водорослей, что дестабилизирует рифовую экосистему. В результате кораллы деградируют и гибнут, причём весь этот процесс может произойти в течение одного года.
Особое беспокойство вызывал практиковавшийся в прошлом, а ныне запрещённый промысел рыбы с использованием взрывчатых веществ, при котором разрушалось коралловое покрытие рифа.
Из-за снижения запасов традиционных видов промысловых рыб постоянно растущее население в рифовых районах стало использовать в пищу новые группы рифовых рыб: рыб-хирургов, рыб-ангелов, губанов, рыб-попугаев…
Вошедшее в практику промышленное выращивание крупных груперов и губанов (например, рыбы-наполеона) не снизило объёмы их промысла на рифах, так как выловленная в дикой природе рыба в несколько раз дороже, чем марикультурная. И её отлов, и доставка в живом виде в рестораны азиатских стран весьма выгодное дело.
В последние десятилетия ситуация осложняется бесконтрольным выловом рифовых рыб для аквариумной торговли (см. также «Наука и жизнь» № 2, 2009 г.). Заказ на отлов аквариумных рыб формируют компании развитых стран. Именно они пропагандируют морской аквариумизм среди любителей и постоянно расширяют рынки сбыта диких рифовых рыб. Возникшая разветвлённая сеть местных фирм вовлекает прибрежное население в «аквариумное рыболовство». Торговля морскими гидробионтами — сверхдоходный бизнес. Зачастую местные рыбаки получают за улов менее 1% от конечной стоимости товара, остальное достаётся коммерсантам.
Чтобы вылавливать большие объёмы рыбы, стали использоваться средства быстрого обездвиживания, в числе которых был и цианид натрия. Сейчас применение этого яда запрещено, но урон, нанесённый рифам за десятилетия, огромен. Однако обездвиживание рыб при их вылове не ушло в прошлое — цианид заменили на яды обратимого действия, передозировка которых также ведёт к гибели рыб. Ещё один варварский способ лова рыб — метод «муро-ами», при котором рыбу гонят в сеть шестами и камнями, разрушая кораллы.
Следует отметить, что из более чем 4000 видов рифовых рыб в искусственных условиях разводят менее 100, что объясняется сложностью их личиночного развития. Поэтому абсолютное большинство рыб для морских аквариумов отлавливается в природе. Это же касается и беспозвоночных. Например, доля разведённых мадрепоровых кораллов в аквариумной торговле не достигает и 1%.
Масштаб пагубного воздействия пищевого и аквариумного промысла рыб и беспозвоночных на рифы наглядно виден из данных Всемирной организации по мониторингу коралловых систем — Global Coral Reef Monitoring Network, приведённых для конца ХХ века (см. таблицу). Согласно этим данным, в странах, запретивших экспорт обитателей рифов, преобладало хорошее состояние рифовых экосистем, тогда как в государствах, экспортировавших рифовых гидробионтов, в основном оно было «бедным» и «сносным». Это ещё раз подтверждает, что решающую роль в разворачивающейся трагедии планетарного масштаба играет человек.
Комментарии к статье
* Рифообразующие кораллы.
Читайте в любое время
