какое дерево поглощает больше всего углекислого газа
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.
Ода тополям или какие деревья лучше всего очищают городской воздух от загрязнения
Когда ненавистный тополиный пух начинает летать по улицам российских городов, не только аллергики, но и остальные горожане, не скрывая своего возмущения, вздыхают: «И когда наконец-то вырубят эти деревья, от них столько проблем!» Но на самом деле посадка тополей в городах имеет куда более важное значение, чем просто украшение городского ландшафта. Сегодня мы поговорим о том, какие деревья лучше всего справляются с функцией очищения атмосферного воздуха от вредных загрязнителей.
Выбор тополя в качестве основного озеленителя российских городов не случаен. И хотя современные градоначальники все чаще отдают предпочтение малоизвестным экзотическим видам растений, тополя до сих пор можно встретить в старых промышленных районах по периметру предприятий. Дело в том, что именно тополь является самым лучшим очистителем воздуха в мегаполисах среди всех остальных видов деревьев. Тополь поглощает из воздуха углекислый газ и вырабатывает кислород, а по количеству образующегося кислорода тополь в десятки раз превосходит хвойные деревья.
Стоит отметить, что род тополей включает более 90 видов. Все они, в том числе пирамидальный тополь и осина, являются отличными поглотителями загрязнителей из окружающего воздуха. Все тополя очень быстро растут и набирают полезную для города зеленую массу. Кроме того, они способны выжить в самых тяжелых условиях — вдоль загруженных автомагистралей или на территории промышленных предприятий. Среди рода тополь очень много прекрасных декоративных видов, которые способны украсить улицы городов. Ну а проблема с летающим пухом на самом деле решается довольно легко, достаточно просто подобрать виды растений, не образующих пух (серебристый или белый тополя), или размножать в питомниках только мужские растения, которые лишены этой неприятной особенности.
Кроме тополя, хорошими пылеулавливающими способностями в условиях города обладают каштаны, которые почти также выносливы, как тополя, но способны расти лишь в относительно теплом климате юга европейской части России. Хорошо справляются с функцией очистки воздуха вязы, а также такие кустарники как шиповник, сирень и акация. Хорошими очищающими способностями обладает маньчжурский орех, растущий на Дальнем Востоке, а также активно применяемый в озеленении по всей Сибири, как чрезвычайно выносливый к низким температурам вид. А вот любимые всеми липы и березы, к сожалению, не способны расти в условиях повышенной загазованности, поэтому вдоль автомагистралей они не выживают и могут существовать лишь в парковых зонах и спальных районах.
Несмотря на свою привлекательность, хвойные растения не так активно усваивают углекислый газ, как лиственные породы деревьев. Но они способны делать это круглогодично, к тому же хвойные выделяют полезные фитонциды. Среди них стоит отметить лиственницу, которая очень хорошо поглощает соединения свинца из окружающего воздуха.
Кроме переработки опасных соединений из воздуха, деревья в городских экосистемах способствуют повышению влажности воздуха, а также уменьшают перегрев поверхности в летнее время.
К сожалению, современная тенденция развития крупных городов по всему миру такова, что улучшению качества воздуха уделяется мало внимания. Количество парковых зон и зеленых насаждения не соответствует нормативам, а количество автотранспорта с каждым годом растет, ухудшая тем самым качество вдыхаемого горожанами воздуха. На месте старых вырубленных деревьев появляются полузасохшие крупномеры или породы деревьев, которые плохо приспособлены к агрессивным условиям городской среды. В результате эти деревья вынуждены бороться за выживание вместо того, чтобы способствовать очищению воздуха. Поэтому тополя с их замечательной способностью очищать воздух и быстро наращивать зеленую массу должны занять свое законное место в городском ландшафте.
Растения-фильтры. Какие деревья лучше всего очищают воздух?
В современных мегаполисах – огромное количество автомобилей. Задумайтесь, за год один «железный конь» выбрасывает в атмосферу около килограмма металла.
А поэтому нам жизненно необходимы парки и скверы. Зеленые насаждения не только радуют взгляд, они защищают от вредных воздействий окружающей среды. Деревья и кустарники поглощают пыль, углекислый газ и вырабатывают кислород.
Представляем вашему вниманию ТОП-5 деревьев, которые лучше всего «чистят» воздух.
На первом месте – тополь. Его можно смело назвать рекордсменом по пользе для окружающей среды. Широкие и клейкие листья этого дерева успешно задерживают пыль, фильтруют воздух. Кроме того, тополь быстро растет, активно набирает зеленую массу и увлажняет воздух вокруг. Кислорода, который выделяет одно взрослое дерево за сутки, хватит для дыхания 3 человек в течение этого же времени.
Особым достоинством тополя является его неприхотливость и жизнестойкость. Он выживает вдоль автомагистралей и рядом с дымящими заводами. Липы и березы в этих условиях, как правило, гибнут. Есть польза и от тополиного пуха – это тоже своего рода пылесборник.
Очень полезен в городских условиях каштан. Он почти так же неприхотлив, как тополь. При этом взрослое дерево за год очищает от выхлопных газов и пыли около 20 кубометров воздуха.
Зеленым щитом от выхлопов могут стать вяз, сирень, шиповник и акация. Причем вязы своими широкими листьями удерживают в 6 раз больше пыли, чем тополя.
Этим растениям не страшна городская пыль. Их можно сажать по обочинам автомагистралей в качестве зеленого щита против выхлопных газов.
Хвойные деревья тоже полезны. Пусть они вырабатывают меньше кислорода, чем их лиственные собратья. Но при этом сосны, ели, лиственницы и туи выделяют в воздух полезные летучие вещества – фитонциды. Они обладают способностью убивать вредные микроорганизмы. Именно поэтому в хвойных лесах в два раза меньше бактерий, чем в лиственных.
Что же касается комнатных растений, то в лидерах по очистке воздуха хлорофитум, фикус Бенджамина, спатифиллум и комнатная герань. Они как никто другие собирают из воздуха окиси углерода и токсичные вещества.
Старые деревья лучше всего поглощают углекислый газ, выяснили ученые
МОСКВА, 15 янв — РИА Новости. Деревья-долгожители поглощают гораздо больше углекислого газа, чем их молодые и «конкуренты», и преобразуют его в биомассу, что делает их наиболее эффективным средством для борьбы с изменением климата вопреки сложившимся преставлениям об их бесполезности, заявляют климатологи в статье, опубликованной в журнале Nature.
В последние годы ученые стали обращать внимание на то, что способность деревьев поглощать углекислоту зависит не только от их размеров и эффективности фотосинтеза, но и от возраста. Так, в сентябре 2013 года американские климатологи показали, что леса в Европе относительно плохо поглощают углекислоту из воздуха в последние годы из-за того, что в их пределах растет множество старых деревьев, которые растут крайне медленно.
Натан Стивенсон из Западного центра изучения экологии в Три-Риверс (США) и его коллеги показали, что это представление не имеет связи с действительностью, проследив за скоростью роста и темпами фиксации углекислого газа для 403 видов деревьев, растущих в регионах с умеренным и тропическим климатом.
В общей сложности группа Стивенсона изучила темпы роста для 673 тысяч деревьев, растущих в различных регионах мира. Для каждого такого растения ученые измерили скорость роста биомассы и определили объем поглощаемого СО2, сравнивая прирост общей массы дерева с тем, насколько выросла его «надземная» часть.
Проанализировав полученные данные по скорости роста и поглощения СО2, авторы статьи не нашли никаких свидетельств того, что крупные и старые деревья поглощали мало углекислоты и росли медленно. В целом, скорость их роста и темпы поглощения СО2 были примерно в три раза выше, чем у молодых деревьев.
К примеру, «пожилые» секвойи и обычные сосны могут наращивать до 600 килограммов биомассы в год. Как полагают ученые, это свидетельствует о необходимости защиты и сохранения лесов, в которых много старых деревьев.
Какое дерево выделяет больше кислорода?
Н аши читатели не раз задавали нам вопрос: «Какое дерево больше всего выделяет кислорода?». Можно было бы с уверенностью ответить: «Это тополь», однако не все так просто. Кислородная продуктивность зависит не только и не столько от породы дерева. Необходимо также учитывать его возраст, размеры, место произрастания, сезонную активность. Но и это еще не все… Попробуем разобраться в деталях и начнем с истории вопроса.
Опыты Пристли
Еще много веков назад ученых заинтересовала проблема улучшения качества воздуха, его очистки. Уже давно было известно, что при дыхании воздух «ухудшается». Работал в данной области и английский священник, естествоиспытатель и химик Джозеф Пристли (1733–1804). Он сделал предположение, что растения могут улучшать состав воздуха. В 1771 году Пристли проделал простой, но очень информативный опыт. Он поместил под стеклянный герметичный колпак мышь. Через некоторое время зверек начал судорожно корчиться, широко открывать рот и вскоре умер.
Пристли пришел к выводу о том, что чистый воздух под колпаком кончился, а выдыхаемый мышью стал не пригоден для дыхания. Во втором эксперименте он поместил вместе с мышью под колпак мяту, растущую в горшочке. В соседстве с растением мышь свободно дышала герметично закрытая колпаком. Ученый продолжил свои опыты, меняя условия: ставил колпак с мышью и растением на окно, убирал в темный шкаф… И сделал абсолютно правильный вывод о том, что растения на свету «улучшают» воздух, «испорченный» дыханием и горением. Так Джозеф Пристли стал одним из первооткрывателей кислорода, углекислого газа и фотосинтеза.
Фотосинтез
В процессе фотосинтеза происходит разложение воды на кислород, который выделяется в атмосферу, и водород, идущий на восстановление углекислого газа, следствием чего является образование органических веществ. Учеными установлено, что при фотосинтезе образуются не только углеводы, но и белки. А углекислый газ попадает в растение не только из воздуха через устьица, но и в виде углекислоты поглощается корнями из почвы.
Наблюдать процесс выделения кислорода можно на очень простом опыте, который является одним из популярных в школьном курсе биологии. Водное растение элодея (фрагмент побега) помещается в сосуд с водой. Растение накрывают воронкой, на свободный конец которой надевают пробирку и ставят рядом с источником света. Через некоторое время в клетках элодеи образуется кислород, он скапливается в межклетниках. Сквозь срез стебля газ выделяется в виде непрерывного потока пузырьков и накапливается в пробирке. Доказать, что это кислород, не представляет особого труда. Достаточно опустить в пробирку тлеющую лучину. Данный опыт интересен и тем, что доказывает прямую зависимость интенсивности выделения кислорода от степени освещения. Удаляя и приближая источник света к растению можно наблюдать изменение скорости образования пузырьков кислорода.
У теневыносливых растений пик активности фотосинтеза наблюдается в полутени.
Зависимость от света
Скорость фотосинтеза прямо пропорциональна увеличению интенсивности света.
Следует заметить, что интенсивность фотосинтеза (и выделение кислорода) различна у разных видов растений:
У деревьев также прослеживаются периодические изменения в интенсивности фотосинтеза. Угнетение процесса фотосинтеза происходит в полуденные часы, когда устьица на листьях закрываются с целью уменьшения испарения и потери растением влаги.
Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза. Депрессия фотосинтеза наступает в ночные часы, что коррелируется внутренними факторами. Интересен и тот факт, что зеленый лист может использовать в процессе фотосинтеза только 1 % падающей на него солнечной энергии.
Зависимость от температуры
Не только свет, но и температура окружающей среды влияет на процесс образования органических веществ и выделение кислорода. Максимальная интенсивность фотосинтеза у большинства растений умеренного пояса отмечается в диапазоне от +20 до +28 °С. При повышении температуры интенсивность фотосинтеза падает, а интенсивность дыхания, наоборот, возрастает.
Опыты показали, что освещение растений постоянно в течение 24 часов не увеличивает процесс фотосинтеза.
Зависимость от углекислого газа и загрязнений
Огромное влияние на процесс фотосинтеза оказывает содержание углекислого газа в воздухе. В среднем концентрация углекислого газа невелика и составляет 0,03 % объема воздуха. Повышение концентрации всего лишь на 0,01 % способствует повышению продуктивности фотосинтеза и урожайности растения вдвое. Незначительное понижение концентрации углекислого газа, наоборот, резко снижает продуктивность процесса фотосинтеза.
Собственное дыхание растений
Не следует забывать, что растение, как и любой другой живой организм, круглосуточно дышит, выделяя углекислый газ и поглощая произведенный кислород. Ведь дыхание — процесс, обратный фотосинтезу. Кроме того, ночью фотосинтез останавливается, но растение продолжает дышать. Поэтому количество выделенного деревом кислорода реально получается ниже, так как часть его оно использует для дыхания.
Фотосинтез в цифрах
Ежегодно растительность Земли связывает 170 млрд т углерода, и ежегодно в растениях синтезируется около 400 млрд т органических веществ.
Наиболее высокая производительность кислорода отмечена у дуба и лиственницы (6,7 т/га), у сосны и ели (4,8—5,9 т/га). Ежегодно 1 га средневозрастного (60-летнего) соснового леса поглощает 14,4 т углекислоты и выделяет 10,9 т кислорода. За тот же период 1 га 40-летней дубравы поглощает 18 т углекислоты и выделяет 13,9 т кислорода.
Зеленые насаждения на площади 1 га поглощают за 1 ч столько углекислоты, сколько в течение этого времени выдыхают 200 человек. При образовании 1 т абсолютно сухой древесины независимо от древесной породы поглощается в среднем 1,83 т углекислоты и выделяется 1,32 т кислорода.
Для обеспечения поглощения нормы кислорода 1 человеком в год (400 кг) необходимо иметь площадь лесов на 1 человека 0,1—0,3 га. Одно крупное дерево выделяет столько кислорода, сколько нужно 1 человеку в сутки для дыхания.
Рекордсмен
Приблизительно можно считать, сколько в дереве сухого вещества по массе, столько же по массе это дерево за всю свою жизнь выделило в атмосферу кислорода.
Соответственно, чем дерево крупнее и быстрее растет – тем больше оно выделяет кислорода в атмосферу. Тополь, действительно, одно из самых быстрорастущих деревьев, потому и кислорода он выделяет больше других за время жизни. Взрослый тополь в возрасте 25–30 лет выделяет в 7 раз больше кислорода, чем такое же растение ели. Тополь также хорошо увлажняет воздух и устойчив к загрязнению воздуха.
Пылезащитные свойства
Говоря о роли деревьев в улучшении качеств воздуха, не следует забывать о пылезащитных свойствах. Нагляднее всего это продемонстрируют цифры. Шероховатые крупные листья вяза удерживают в 6 раз больше пыли, чем гладкие листья тополей. На высоте 1,5 м от земли задерживается в 8 раз больше пыли, чем на вершине кроны (на высоте около 12 м). В течение года 1 га елового леса задерживает 32 т пыли, а 1 га дубравы – 56 т.
Ионы и фитонциды
Кислород, образуемый в лесных насаждениях, насыщен ионами отрицательного заряда, в отличие от кислорода, выделяемого фитопланктоном океанов. Количество отрицательных ионов зависит от состава лесов: больше всего их образуется в лиственничных и сосновых лесах.
В настоящее время учеными установлена фитонцидная активность почти для всех видов деревьев и кустарников средней полосы России. Так, 1 га березового леса в сутки выделяет до 3 кг фитонцидов, а можжевелового – до 30 кг. При этом отмечается высокая противомикробная активность фитонцидов хвойных деревьев.