Сколько кислорода вырабатывает одно дерево за сутки/год?
Всемирный Фонд Охраны Дикой Природы (WWF) подсчитал, что уже через 40 лет биоресурсы планеты Земля будут полностью исчерпаны. Хуже всего обстоит ситуация с лесными массивами. Всему виной морально устаревшее традиционное природопользование, которое человечество осуществляло до сих пор. Уже сегодня мы должны радикально пересмотреть свое отношение к лесам и подумать о том, как сохранить и преумножить наше лесное достояние.
Факты:
• за один солнечный день 1 гектар леса поглощает из воздуха 120-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода
• одно дерево средней величины производит столько кислорода, сколько необходимо для дыхания 3-х человек
• один гектар хвойных деревьев задерживает за год 40 тонн пыли, а лиственных — 100 тонн
Подсчитано, что одно дерево средней величины за сутки выделяет столько кислорода, сколько нужно для дыхания трех человек, а один гектар леса за час поглощает углекислый газ, выдыхаемый за это время сотнями людей.
Почти нисколько. Сколько вырабатывает столько же и тратит (летом вырабатывает, зимой поглощает). «Леса — легкие планеты» — полный бред.
Количество выделяемого и поглощаемого кислорода одним и тем же деревом зависит от времени года и может изменяться от нуля до максимального значения в среднем за сутки. Динамика выделения/поглощения кислорода меняется от одного вида растения к другому. От времени года так же зависит отношение количества поглощенного кислорода к количеству выделенного в среднем за сутки.
Днём при температуре 10-15 и выше каждое дерево выделяет по 2 литра кислорода,ночью поглощает от 0,5 до 1 литра, в зависимости от дерева
за один день 1 гектар леса «забирает» из воздуха 130-300 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода ,
гектар хвойных деревьев задерживает за год 100 тонн пыли, один гектар лиственных около 200.
Источник
Являются ли леса «легкими планеты»?
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. Растения 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.
А при том, что если лес — это замкнутая система
мне уже попадались на глаза приведенные вами аргументы, правда, речь шла не о выделении кислорода, а о поглощении углерода. но убедительных доказательств замкнутости системы я еще не видел. гумус, например — медленно, но накапливающаяся органика, т.е. преимущественно уголь и водород, выводящиеся из атмосферы.
сколько он «весит» в масштабах планеты — не имею понятия, но предположение о замкнутости биосферы мне кажется спорным.
Там где есть накопление органики — есть и выделение кислорода, просто конкретно для леса этот гумус накапливается настолько медленно (порядка 1 см за 500 лет), что его влиянием можно пренебречь. Вдобавок органика в почве не только накапливается, но и разлагается, с тем же равновесным состоянием в конце, при котором накопление дальше идти перестает.
Подобную мысль, что кислород вырабатывается только в растущем лесе, я читал в «Науке и жизни» то ли в конце 90-х, то ли в начале 00-х. А что за работа, которая побудила задуматься об этом?
Два момента:
а) лес — система незамкнутая ни по воздушной части, ни по водной,
б) в обзоре человечество рассматривается только как производитель и потребитель пищи, но совершенно не учитывается промышленное потребление кислорода. Пусть и оно и микроскопическое на фоне потребления кислорода растениями, но в силу определённой концентрации населения и производств в отдельных зонах планеты большое значение приобретают расположение таких растущих или хотя бы уравновешенных лесов и направления движения воздушных масс. В подобных им загазованных или закрытых горами местах доля кислорода может быть ниже средней.
Как ни странно, Science of the Diskworld (часть I кажется). Знаю что по названию работа несерьезная, но на самом деле — прекрасная, грамотная и остроумная серия книг о настоящей науке.
По поводу возражений:
а) Воздушная и водная часть нас особо и не интересует. Там же нет заметного накопления вещества со стороны леса
б) Промышленное потребление кислорода концептуально не отличается от дыхания, только что его интенсивность гораздо выше. Если мы возьмем, скажем, замкнутую комнату и посадим туда много людей, то количество кислорода в комнате локально снизится без нужды привлекать промышленное потребление. Растения на этот процесс не влияют никак, ибо кислород, как я уже писал, просто не создают. А свежий воздух, восполняющий потери кислорода, в город в основном приносит ветер — точно так же как в закрытой комнате для исправления ситуации открывают форточку и включают принудительную вентиляцию
Источник