1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосов)

Пять аспектов роли растений

 

Накопление органической массы

В процессе фотосинтеза наземные растения образуют 100 — 172 млрд. т. а растения морей и океанов — 60 — 70 млрд. т биомассы в год (в пересчете на сухое вещество). Общая масса растений на Земле в настоящее время составляет 2402,7 млрд. т, причем 90% этой сухой массы приходится на целлюлозу. На долю наземных растений проходится 2402,5 млрд. т, а на растения гидросферы - всего 0,2 млрд. т (из-за недостатка света). Общая масса животных и микроорганизмов на Земле — 23 млрд. т, что составляет около 1 % от . растительной биомассы. Из этого количества 20 млрд. т приходится на обитателей суши, а 3 млрд. т — на животных и микроорганизмы гидросферы.
 
За время существования жизни на Земле органические остатки растений и животных накапливались и модифицировались. На суше эти органические вещества представлены в виде подстилки, гумуса и торфа, из которых при определенных условиях в толще литосферы формировался уголь. В морях и океанах органические остатки (главным образом животною происхождения) оседали па дно и входили в состав осадочных пород. При опускании в более глубокие области литосферы из этих остатков под действием микроорганизмов, повышенных температур и давления образовывались газ и нефть. Масса органических веществ подстилки, торфа и гумуса оценивается в 194, 220 и 2500 млрд. т соответственно. Нефть и газ составляют 10000—12000 млрд. т. Содержание органических веществ в осадочных породах достигает 20000000 млрд. т (по углероду).
 
Особенно интенсивное накопление мертвых органических остатков происходило 300 млн. лет назад в палеозойскую эру. Запасы древесины, а в последние 200 лет угля, нефти и газа используются человеком для получения энергии, необходимой в быту, промышленности и сельском хозяйстве.
 

Обеспечение постоянства содержания CO_2 в атмосфере

Образование органических веществ гумуса, осадочных пород и горючих ископаемых выводило значительные количества CO_2 из круговорота углерода. В атмосфере Земли CO_2 становилось все меньше и в настоящее время он составляет только 0,03% (по объему), или (в абсолютных значениях) 711 млрд. т в пересчете на углерод.

В кайнозойской эре содержание диоксида углерода в атмосфере стабилизировалось и испытывало лишь суточные, сезонные и более длительные геохимические колебания. Эта стабилизация достигается сбалансированным связыванием и освобождением CO_2, осуществляемых в глобальном масштабе. Связывание CO_2 в ходе фотосинтеза и образование карбонатов компенсируется выделением CO_2 за счет других процессов. Ежегодное поступление CO_2 в атмосферу в пересчете на углерод (в млрд. т) обусловлено: дыханием растений — 10, дыханием и брожением микроорганизмов — 25, дыханием животных и человека — 1,6, производственной деятельностью людей — 5, геохимическими процессами — 0,051. При отсутствии этого поступления весь CO_2 атмосферы был бы связан в ходе фотосинтеза за 6—7 лет. Мощным резервом диоксида углерода является Мировой океан, в водах которого растворено в 60 раз больше CO_2 чем находигся в атмосфере. Фотосинтез, с одной стороны, дыхание организмов и карбонатная система океана, с другой, поддерживают относительно постоянный уровень CO_2 в атмосфере.

 
Однако за последние десятилетия из-за все более возрастающего сжигания человеком горючих ископаемых, а также из-за вырубки лесов и разложения гумуса содержание CO_2 в атмосфере начало увеличиваться примерно на 0.23% в год. Это обстоятельство может иметь далеко идущие последствия в связи с тем, что концентрация CO, оказывает влияние на тепловой режим Земли (см. ниже).
 

Парниковый эффект

Поверхность Земли получает теплоту главным образом от Солнца. Часть этой теплоты поступает обратно в космос в виде инфракрасных лучей. Диоксид углерода в атмосфере, а также вода поглощают инфракрасное излучение и таким образом сохраняют значительное количество теплоты на Земле (парниковый эффект). Микроорганизмы и растения в процессе дыхания или брожения поставляют 85% общего количества CO_2, поступающего ежегодно в атмосферу, и вследствие этого оказывают влияние на тепловой режим нашей планеты.
 
Тенденция к повышению содержания CO_2 в атмосфере из-за сжигания огромных количеств нефти, газа и из-за других причин, указанных выше, может способствовать увеличению средней температуры на поверхности Земли, чю приведет к ускорению таяния ледников в горах и на полюсах и затоплению прибрежных зон. Возможно, однако, что повышение концентрации CO: будет способствовать усилению фотосинтеза растений, что устранит избыточное накопление диоксида углерода. Известно, что изменение концентрации CO_2 в биосфере выступает как элемент обратной связи.
 
 

Накопление кислорода в атмосфере

Первоначально в атмосфере Земли O_2 присутствовал в следовых количествах. В настоящее время он составляет 21% но объему воздуха. Появление и накопление O_2 в атмосфере связано с жизнедеятельностью зеленых растений. Ежегодно в ходе фотосинтеза кислород поступает в атмосферу в количестве 70—120 млрд. т. Этот кислород необходим для дыхания всех гетеротрофов — бактерий, грибов, животных и человека, а также зеленых растений в ночное время.
 
Особое значение в поддержании высокой концентрации O_2 в атмосфере имеют леса. Подсчитано, что 1 га леса весной и летом за час выделяет O_2 в количестве, достаточном для дыхания 200 человек.
 

Озоновый экран

Еще одно важнейшее следствие выделения растениями кислорода — образование озонового экрана в верхних слоях атмосферы на высоте около 25 км. Озон (O_3) образуется в результате фото диссоциации молекул O_2 под действием солнечной радиации. Озон задерживает большую часть ультрафиолетовых лучей (240—290 нм), губительно действующих на все живое. Возможность частичного разрушения озонового экрана из-за загрязнения атмосферы промышленными и другими отходами - серьезная проблема охраны биосферы.