Вас обманули! Деревья – не лёгкие планеты
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.
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.
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:
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
Выделение углекислого газа деревьями
В процессе, называемом фотосинтезом, деревья «дышат», пропуская углекислый газ через устьица их листьев. Затем они превращают углерод в углеводы, необходимые для роста и выделения кислорода. Все деревья выделяют небольшое количество углекислого газа в течение ночи и когда они находятся в состоянии покоя. Лиственные деревья, как правило, производят больше СО2, чем вечнозеленые деревья, но здесь много факторов. Как и когда деревья выделяют углекислый газ и в каких количествах это сложная проблема.
Лиственные деревья
В вегетационные периоды (весна и лето) лиственные деревья нуждаются в углероде из СО2 для роста своих листьев, почек, цветов и плодов. Когда листья перестают фотосинтезировать, они опадают. Когда лиственные деревья спят зимой, они выделяют небольшое количество углекислого газа, который им не нужен. Когда они возобновляют весенний рост, они используют большее количество углекислого газа и выделяют меньше. Уровни этого соединения, где есть группы лиственных деревьев, поднимаются осенью и зимой, когда они спят, и падают весной и летом, когда они активно растут. Вечнозеленые деревья выполняют фотосинтез зимой, но с меньшей скоростью.
Зрелые деревья
По мере того, как молодые деревья становятся выше и шире и их древесина становится плотнее, им требуется больше углерода для роста. Зрелые деревья не требуют так много углекислого газа, поэтому они выделяют больше. Как в тропических лесах, так и в хвойных лесах Аляски, Канады и других северных штатов США. В США выделяется больше углекислого газа, чем поглощается. Однако, когда они недавно имплантированы, леса Китая и Европы потребляют больше углекислого газа, чем выделяют. Регулярное истончение деревьев может заставить их использовать больше углекислого газа и выделять меньше.
Мертвые листья и деревья
Когда деревья и листья разлагаются, они выделяют углекислый газ. Многолетние сосульки представляют собой модифицированные листья.Они падают так же, как лиственные листья, но обычно только один раз в три года. Так как ациклы также меньше, их разложение добавляет в атмосферу меньше углекислого газа, чем крупные разлагающиеся листья лиственных деревьев. Центр некоторых зрелых деревьев мертв, поэтому они выделяют углекислый газ.
Деревья и тень
Деревья используют больше углекислого газа в солнечном свете, когда они активно фотосинтезируют. Они выделяют небольшое количество углекислого газа ночью, когда они не фотосинтезируют. Деревья, растущие в тени, фотосинтезируют с меньшей скоростью и поэтому выделяют некоторое количество углекислого газа в течение дня. Стивен Вофси, ученый в Гарвардском университете, говорит, что проходящее облако может повлиять на скорость фотосинтеза.
Источник
Биологи выяснили, что леса начали потреблять больше углекислого газа
Новое исследование биологов Университета Западной Вирджинии показывает, что деревья во всем мире потребляют больше углекислого газа, чем считалось ранее. Это открытие делает леса еще более важным звеном в регулировании атмосферы Земли.
В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, профессор Ричард Томас и его выпускник Джастин Матиас объединили данные наблюдений за кольцами деревьев.
Авторы работы обнаружили: увеличение содержания СО2 в атмосфере за последнее столетие привело к тому, что деревья стали «вдыхать» больший объем углекислого газа и больше «выдыхать» водяного пара.
Таким образом, говорят исследователи, уничтожение деревьев приведет к росту содержания углекислого газа в воздухе в геометрической прогрессии.
Ранее ученые предполагали, что в последнее столетие деревья при дефиците воды стремились использовать ее более эффективно за счет снижения устьичной проводимости — то есть, сохраняли больше влаги, когда поры на их листьях прикрывались при повышении уровня углекислого газа.
Однако анализ с использованием изотопов углерода и кислорода в кольцах деревьев показал, что в 83% случаев для повышения эффективности использования воды деревья ускоряли процесс фотосинтеза. Наблюдения велись с 1901 по 2015 год, изучались 36 видов деревьев на 84 участках по всему миру.
С 1901 года эффективность использования воды деревьями во всем мире выросла примерно на 40% в сочетании с увеличением примерно на 34% содержания двуокиси углерода в атмосфере. Обе эти характеристики с 1960-х годов увеличивались примерно в четыре раза быстрее, чем в предыдущие годы.
В глобальном масштабе это будет иметь серьезные последствия для углеродного цикла, если больше углерода будет переноситься из атмосферы в деревья, отмечают исследователи.
На днях Илон Маск объявил, что он вложил $100 млн в фонд конкурса X Prize Foundation на самую эффективную технологию связывания углекислого газа из воздуха. Конкурс продлится четыре года и открыт для команд по всему миру. Согласно условиям, победители должны «продемонстрировать решение, которое может связывать углекислый газ непосредственно из атмосферы или океанов и навсегда изолировать его экологически безопасным способом».
Источник
Что деревья делают ночью?
14 сентября 2019
Репост
Казалось бы, странный вопрос – что делают деревья ночью. Просто стоят, как и днем, разве не так? А вот и нет. Ночью с деревьями происходит гораздо больше процессов, чем можно было бы подумать.
Логично думать, что растения растут медленными, устойчивыми темпами в течение круглых суток, но на самом деле процессы интенсивного роста у них запускаются поздно ночью, причем за несколько часов перед рассветом стебли растений растут быстрее всего.
Своими корнями растения впитывают воду, а затем, когда вода испаряется из листьев, она «тянет» другие молекулы воды за собой, чтобы заполнить пространство (явление, называемое «когезией»). Удлиненные тонкие капилляры деревьев, поглощающие воду, за день могут выходить из строя, если вода испаряется слишком быстро и в больших количествах, поэтому ночью деревья заняты восстановлением.
В 2016 году исследователи из Центра экологических исследований в Тихани, Венгрия, провели эксперимент: на две березы – одну в Австрии и одну в Финляндии – были направлены лазерные сканеры, чтобы измерить любые изменения их формы. Через два часа после захода солнца ветви берез стали опускаться, и к рассвету опустились на целых 10 см. Эффект опущенных ветвей вызван падением давления воды клетках растений. Некоторые растения даже сворачивают свои листья ночью и откачивают воду обратно в клетки у основания листа, а утром снова открывают. Таким образом деревья отдыхают – буквально спят, точно так же, как люди.
У растений нет центральной нервной системы, которая отвечает за то, что мы называем «сном», но у них есть циркадные ритмы, настроенные на 24-часовой цикл дня и ночи, даже если они постоянно находятся на свету. В течение дня ветви и листья тянутся вверх, силясь поймать как можно больше солнечного света. Но наполнение водой каждой клетки является энергоемким делом и не имеет смысла после захода солнца.
Деревья, как и все растения, живут благодаря процессам дыхания и фотосинтеза. При фотосинтезе происходит сложная химическая реакция между водой, углекислым газом и некоторыми минералами, в результате которой производятся сложные органические молекулы и выбрасывается остаток – кислород, который выделяется растениями в течение дня.
Мы используем кислород в качестве топлива для сжигания потребленной пищи – в частности, глюкозы – которую мы также получаем от растений, и это одна из причин, по которой они так важны для нас. Но глюкоза также является важным источником энергии для растений, и для ее сжигания им также необходим кислород. Следовательно, растения дышат примерно похожим с нами способом. Для дыхания не требуется свет, поэтому, когда дерево приостанавливает процесс фотосинтеза, оно продолжает «дышать» всю ночь, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.
Конечно, деревья используют кислород не в таких количествах, в каких они его производят – растения обычно выделяют в четыре раза больше кислорода, чем им нужно для дыхания. По сути, получается, что деревья производят пищу в течение дня и потребляют ее ночью.
Некоторые растения ведут себя иначе, потому что неэффективное сочетание фотосинтеза и дыхания потенциально смертельно. Деревья в жарком климате должны сохранять воду, поэтому они не открывают свои устьица под полуденным солнцем. Чтобы избежать потери влаги, они открывают микроскопические поры только ночью и одновременно поглощают кислород и количество углекислого газа, необходимое, чтобы продержаться в течение дня.
В следующий раз, прогуливаясь в парке поздно вечером, прислушайтесь. Деревья вокруг вас расслабляются, опускают ветви, восстанавливаются, дышат. Не имеющие возможности сменить свою дислокацию, они стараются по максимуму использовать условия предоставленной им окружающей среды. Нам есть чему у них поучиться, не так ли?
Источник: The Guardian
Источник