Деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород


Деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород

Все мы очень любим растения, в особенности деревья. Когда где-то что-то вырубают, уничтожают лес, парк или аллею, люди возмущаются, говорят, что им будет нечем дышать, что деревья – это лёгкие города (и планеты).

На самом деле это заблуждение, потому что деревья хоть и выделяют кислород, но недостаточно для того, чтобы их вклад в состав земной атмосферы был ощутим. Кроме того, в процессе жизнедеятельности они сами этот кислород и поглощают.

Давайте посмотрим, как в действительности у деревьев обстоят дела с кислородом, на примере больших лесных массивов – скажем, лесов Амазонии.

В августе 2019 года, когда горели дождевые леса Амазонии, все газеты, политики, знаменитости и общественные деятели тиражировали один и тот же факт: бразильские леса производят 20% всего кислорода. Кто-то даже посчитал эти пожары угрозой для жизни на планете.

В реальности же деле вклад Амазонии в объём мирового кислорода совсем невелик. Согласно исследованию 2010 года, все тропические леса Земли отвечают за выработку 34% того кислорода, который производится на суше. На Амазонию приходится чуть меньше половины этих лесов, и они вырабатывают около 16% кислорода на суше, считает эколог Ядвиндер Мали из Института изменений окружающей среды Оксфордского университета.


Деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород

Если учесть кислород, который вырабатывает фитопланктон в океане, доля тропических лесов Бразилии падает до 6-9%.

Но это ещё не всё. По ночам, когда фотосинтеза не происходит, подлые деревья начинают поглощать полученный днём кислород и выделять углекислый газ. Называется это клеточным дыханием. Мали и его исследовательская группа полагают, что деревья расходуют чуть больше половины того кислорода, который они же сами и произвели. Оставшуюся часть тратят тропические микроорганизмы, чтобы разложить мёртвые деревья и другую органику.

В результате вклад лесов Амазонии или любого другого биома в объём земного кислорода составляет около 0%, уверен британский учёный.

Деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород

Специалист по атмосфере Университета штата Колорадо Скотт Деннинг говорит, что кислород, которым мы дышим, появился благодаря океаническому фитопланктону, который накапливал этот газ миллиарды лет. Кислород не пропал благодаря тому, что огромные массы планктона скапливались на дне морей, прежде чем до них добирались микробы. Иначе весь кислород был бы израсходован на разложение мёртвых организмов. По словам Деннинга, процессы, определяющие количество кислорода в атмосфере, происходят в течение длительных геологических периодов и не подвержены влиянию фотосинтеза.


Тем не менее, леса очень важны для охлаждения планеты, которое как раз и происходит за счёт извлечения углекислого газа из атмосферы. Поэтому учёные сравнивают их не с лёгкими, а с гигантским кондиционером, который смягчает последствия изменения климата на Земле.

Таким образом, глобально деревья никак не влияют на количество кислорода. Это же касается и наших городов. Если в городе не будет деревьев, не будет парков и аллей, количество кислорода от этого не изменится. Но роль кондиционера никто не отменял. Деревья охлаждают город, причём не только путём поглощения углекислого газа, но и просто за счёт тени, которую они создают. В результате температура на улицах с деревьями намного ниже, чем на улицах без деревьев:

Деревья поглощают углекислый газ и выделяют кислород

Под деревьями комфортно гулять. Растения и зелень выполняют ещё и психотерапевтическую функцию, потому что человек вышел из леса, и ему гораздо приятнее находиться среди деревьев, чем среди бетонных коробок. Это наши первобытные инстинкты, поэтому мы стремимся добавить зелень в свой дом, нам хочется что-то сажать у себя на участке. Зелёный город – это в первую очередь комфорт. Деревьев в городе должно быть как можно больше! Но вот конкретно за кислород они не отвечают.


Источник: varlamov.ru

Довольно многие люди широко пользуются типовым шаблоном мышления который можно охарактеризовать фразой «леса — это источник кислорода на планете». К примеру, защита зеленых насаждений в городе и поблизости часто проводится именно с позиции «дышать и так нечем, а тут еще последний источник воздуха изничтожают». Из той же серии защита тайги и лесов Амазонии как «источников кислорода для всей планеты». Мне и самому, чего греха таить, подобная аргументация еще с школьной программы представлялась весьма убедительной. А потом я совершенно случайно наткнулся на работу, где походя упоминалось, что это всего лишь известный миф.

И действительно, при более тщательной проверке, тезис про леса как источник кислорода — не более чем наивная ошибка

Я догадываюсь что тут меня сейчас закидают тухлыми помидорами как провокатора от технократов-застройщиков, вырубающих все живое вокруг ради коммерции :). Поэтому я сразу напишу о том что леса и прочие зеленые насаждения, конечно, заслуживают защиты, просто не как «источник кислорода», а как источник влажности, прохлады, тени, защита от ветра, уловители пыли. Качество воздуха в лесах, конечно, выше чем в чисто бетонной застройке, просто это происходит не из-за «выделения кислорода» как многие думают.

Доказывается этот тезис довольно просто.


стения выделяют кислород не ради альтруистической помощи человечеству, но из вполне эгоистичных побуждений — это побочный продукт реакции фотосинтеза. При этом этот кислород конечно возникает не «из ниоткуда» = он изначально содержится в «усваиваемом» растением веществе. В типичном цикле фотосинтеза подобным образом «усваивается» обыкновенная вода, причем получившийся «полуфабрикат» сразу же используется для того чтобы поглотить из окружающей среды некоторое количество углекислого газа. В среднем у большинства растений баланс в итоге выходит следующий: растение берет две молекулы воды H2O и одну углекислого газа CO2, фиксирует COH4 из этой смеси в виде углеводов и выкидывает «лишний» O2, т.е. поглощает примерно 1.06 кг материи на каждый килограмм произведенного кислорода. Вся эта материя становится частью растения и следовательно там где нет роста растения — нет и выделения кислорода.

В дальнейшем, конечно, ничто не мешает растению избавляться от накопленной им массы, сбрасывая в окружающую среду не только кислород, но и другие отходы своей жизнедеятельности. Однако вся эта масса все равно не исчезает и, следовательно, должна где-то в каком-то виде накапливаться, причем соотношение массы отходов плюс массы растения к массе выделенного кислорода меняться не может. К примеру, болото накапливает биологическую массу в виде торфа и сколько там накоплено торфа (плюс растет растительности на болоте) — столько кислорода и ушло в атмосферу. Единственной ситуацией в которой мы возвращаемся к исходному состоянию дел будет какой-то химический процесс, который наш биологический материал превратит обратно в углекислый газ и воду из которых он когда-то был создан.


Важнейшим частным механизмом подобного «избавления» является дыхание. Мы берем биологическое вещество, прибавляем кислород — и получаем на выходе углекислый газ, воду, и некоторое количество энергии. «Дышит» практически все живое (за исключением немногочисленных анаэробных организмов), включая и сами растения, однако основными потребителями кислорода и биологической массы являются животные. Мы часто ошибочно думаем что дышат только млекопитающие или, говоря шире, высшие животные, однако большую часть кислорода на самом деле потребляют разнообразные довольно простые создания (вплоть до бактерий), занимающиеся гниением. Какую-то часть задачи по превращению органики обратно в углекислый газ берут на себя и пожары.

Если мы рассматриваем равновесный процесс, при котором количество кислорода и углекислого газа в атмосфере не меняется, то, очевидно, все поглощенное за год растениями вещество должно через цепочку превращений «сгореть», либо буквально, либо в процессе дыхания. Любая разница в балансе соответствует накоплению либо расходованию в планетарных масштабах органики (и образующейся из неё производной неорганики типа угля). При этом «сгораемое» вещество должно переместиться от его «производителя» (зафиксировавшего углекислый газ, выбросившего кислород) к «потребителю» (взявшего кислород, выкинувшего углекислый газ). Там где производителем выступает растение а потребителем животное, речь, естественно, идет о питании во всех его формах (включая гниение).


А при чем тут лес, спросите Вы? А при том, что если лес — это замкнутая система (мы из него ничего не вывозим) и в нем не накапливается в значимых количествах органическое вещество, то его суммарное потребление кислорода не может быть отличным от нуля. Сколько кислорода произведут растения — столько же надышат обитатели леса. Чисто технически это происходит следующим образом: чем больше по массе лес — тем больше в нем ежегодно отмирает и разлагается органики. Каждый участок леса получает от Солнца определенное количество энергии и, соответственно, может выделить лишь определенное, фундаментально ограниченное количество кислорода за год. А вот гниение отмирающей (или съедаемой) органики ничем не ограничено, поэтому лес просто увеличивается в размерах (накапливает материю, выделяя кислород) ровно до той отметки, на которой количество производимого ежегодно кислорода в точности соответствует количеству кислорода, расходуемого на гниение отмирающего в лесу вещества.

Соответственно «устоявшийся» лес никакого кислорода, в среднем, не вырабатывает. Не вырабатывает кислород (в среднем) и взрослое, более не наращивающее свою массу, дерево.


А вырабатывают кислород на самом деле
1) Растущие леса. Например выращивание леса на древесину (равно как и спиливание старого леса, освобождающее место новому) дает кислород
2) Производство продуктов питания. Собственно весь кислород потребляемый человечеством в точности соответствует количеству кислорода, которое было выделено в процессе выращивания пищи. Поэтому смерть от кислородного голодания из-за перенаселения или вырубания лесов человечеству не грозит 🙂 — если мы будем в состоянии вырастить достаточное количество еды, то кислорода на всех хватит
3) Болота, накапливающие органику

Немного контринтуитивно, но факт.

Источник: 0serg.livejournal.com

В Российской лесной газете опубликована статья руководителя Федерального агентства лесного хозяйства В.П.Рощупкина (с ее текстом можно ознакомиться на сайте МПР). В статье довольно много странностей — но в основном таких, которые повторяются из выступления в выступление, и постоянно их комментировать нет необходимости. Хотелось бы остановиться лишь на одном высказывании, которое отражает характерное для многих руководителей лесной отрасли убеждение: старый лес не поглощает углекислый газ и не выделяет кислород, и чтобы восстановить его способность быть "легкими земли" — его надо срубить и заменить молодым. Вот эта фраза из статьи Рощупкина: "Кстати, становясь перестойными, леса теряют свои защитные функции, в том числе утрачивают способность депонировать углерод и генерировать кислород".


В связи с этим хотелось бы привести одну старую заметку, написанную пару лет назад в качестве лекции для школ — она в несколько упрощенном виде разъясняет вопрос о том, какие леса и как поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

Лес и атмосфера: как лес поглощает углекислоту и выделяет кислород

Всем известно, что леса — легкие планеты. Деревья, растущие в лесах, да и любые другие зеленые растения, в процессе фотосинтеза создают органическое вещество, используя в качестве источника углерода углекислый газ, который они поглощают из атмосферы. Обратно же в атмосферу выделяется кислород. На одну молекулу поглощенного растением углекислого газа (соответственно, и на один атом связанного углерода) приходится одна молекула выделенного в атмосферу кислорода. Связанный в процессе фотосинтеза углерод (в составе полученных органических веществ) частично используется растением на строительство собственного организма, частично — возвращается обратно в атмосферу в виде углекислого газа при дыхании растения и при разложении его отмирающих частей (например, опадающих каждый год листьев). Соответственно, тот углерод, который использован растением в течение всей жизни для строительства собственного организма, и составляет эквивалент выделенного в атмосферу этим растением кислорода.


олько атомов углерода содержится во всех органах взрослого дерева, столько же молекул кислорода (примерно) было выделено этим деревом в течение всей его жизни в атмосферу. Примерно — потому, что на самом деле часть связанного этим деревом углерода находится уже не в нем самом, а в других частях лесной экосистемы (так, например, опадающие на поверхность почвы старые листья, хвоя, отмершие ветки разлагаются не до конца — часть их органического вещества накапливается в лесной подстилке и почве в виде устойчивых или очень медленно разлагающихся органических соединений). После гибели дерева в лесу начинается обратный процесс — при разложении древесины используется кислород из атмосферы, а обратно выделяется углекислый газ. То же самое происходит, если древесина сгорает при лесном пожаре (или, например, сжигается в виде дров).

Соответственно определяется и роль лесных экосистем в балансе кислорода и углекислого газа в атмосфере Земли. Если в той или иной экосистеме происходит накопление органического вещества, то она способствует уменьшению количества углекислого газа и увеличению количества кислорода. Если количество органического вещества в экосистеме уменьшается — такая экосистема играет в балансе кислорода и углекислого газа обратную роль. На этом основано традиционное для многих представление о роли тех или иных лесов в качестве источника кислорода. Представление это состоит в том, что молодые леса являются источником кислорода: они растут, накапливая органическое вещество, и интенсивно поглощают углекислый газ. Старые же леса, в соответствии с этим представлением, уже не являются источником кислорода, а часто даже наоборот, поскольку прирост древесины и вообще живых частей растений в них прекращается (точнее — он компенсируется отмиранием старых деревьев, или даже, на каких-то этапах жизни старого леса, отпад превышает прирост).


На самом деле это представление ошибочно. То есть, безусловно, в большинстве случаев лесные экосистемы рано или поздно достигают той стадии развития, при которой устанавливается равновесие между поглощением углекислого газа из атмосферы при фотосинтезе и выделением его обратно при дыхании всех живых организмов, входящих в экосистему, и разложении имеющегося в ней органического вещества. Но равновесие это достигается вовсе не тогда, когда объем древесины живых деревьев достигает максимума (т.е. растущий лес по хозяйственным меркам достигает возраста спелости), а намного позже. Иными словами, лесная экосистема в целом продолжает накапливать в себе органическое вещество и выделять в атмосферу кислород в течение очень длительного времени даже после того, как объем древесины в живых деревьях перестает увеличиваться.

Дело в том, что древесина и другие части живых деревьев — это большой, но не главный компонент экосистемы, в котором накапливается органическое вещество. Например, в таежных лесах в среднем примерно треть связанного органического вещества приходится на древесину и другие части живых деревьев. Остальное приходится на отмершие части растений, еще не успевшие разложиться, на лесную подстилку, на органические вещества почвы. Равновесие между поступлением органического вещества и его разложением в этих компонентах лесной экосистемы достигается значительно медленнее, чем среди живых зеленых растений. Так, например, полное разложение крупных стволов отмерших хвойных деревьев в таежных лесах может занимать до нескольких столетий. А значит, тот углерод, который был связан этими деревьями при жизни, будет возвращаться в атмосферу в течение нескольких столетий — и в течение всего этого времени какая-то его часть все еще будет находится внутри лесной экосистемы. Рано или поздно и в этом компоненте лесной экосистемы будет достигнуто равновесие, но это будет через десятки или даже сотни лет после того, как подобное равновесие будет достигнуто среди живых растений.

Но и на этом дело не заканчивается. Важнейшим компонентом лесных экосистем, в которых накапливается органическое вещество, является лесная почва. Поскольку большая часть органического вещества почвы приходится на более или менее устойчивые соединения, срок разложения которых исчисляется столетиями и даже тысячелетиями, в этом компоненте лесной экосистемы равновесие достигается за очень длительный срок. Большинство наших лесов, даже в относительно малонаселенных и диких районах страны, находится на относительно ранних стадиях восстановления после различных крупномасштабных нарушений — пожаров, сельскохозяйственных расчисток, вырубок (в подавляющем большинстве случаев срок давности этих нарушений не превышает первых нескольких столетий). А значит — в большинстве лесов еще далеко не достигнуто то равновесное состояние, при котором количество запасаемого всеми компонентами экосистемы (в том числе и почвой, подстилкой, мертвой древесиной) связанного углерода эквивалентно количеству выделяемого всей экосистемой углекислого газа. Потому подавляющее большинство наших лесов — в том числе и тех лесов, которые по хозяйственной классификации считаются спелыми или даже перестойными — остается "легкими планеты", то есть продолжает накапливать в своем составе связанный углерод и обогащать атмосферу Земли кислородом.

В заключение остается добавить, что есть лесные экосистемы, которые не достигают баланса между поглощением и выделением углекислого газа практически никогда, продолжая век за веком накапливать большие количества мертвого органического вещества. Это — лесные болота, в почве которых разложению мертвого органического вещества препятствует высокая влажность и (как следствие) нехватка кислорода. В таких болотных почвах мертвое органическое вещество (торф) накапливается слой за слоем, год за годом, постепенно образуя все более и более толстый слой. Мощность (толщина) этого торфяного слоя может достигать нескольких метров — обычно до 3-5, в отдельных случаях до десяти. Болотные леса, равно как и открытые безлесные торфяные болота, тысячелетиями накапливают торф, связывая углекислый газ и выделяя в атмосферу кислород. Запасенный в них связанный углерод остается таковым до тех пор, пока болото не будет осушено и не создадутся условия для доступа кислорода во внутренние части торфяной залежи. После этого начинается обратный процесс — мощный выброс углекислого газа в атмосферу за счет разложения торфа, особенно усиливающийся в случае торфяных пожаров, нередких на осушенных торфяниках. Из легких планеты осушенные болотные леса, особенно те из них, которые растут на мощных торфяных залежах, превращаются в нечто противоположное — мощный источник углекислого газа и потребитель кислорода.

Источник: www.wood.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.