Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
1.11 Mб
Скачать

Додотак Кругообіг вуглецю

Єдиним джерелом вуглецю, який використовується для синтезу органічної речовини, є вуглекислий газ, що входить до складу атмосфери або перебуває у розчиненому стані у воді. Вуглець гірських порід (переважно карбонати) рослини не використовують. У процесі фотосинтезу вуглекислий газ перетворюється на органічну речовину (вуглеводи, білкові речовини, ліпіди), яка служить кормом для тварин. Дихання, бродіння і згоряння палива повертає вуглекислий газ в атмосферу. Концентрація СО2 найвища навесні і може досягати у приґрунтовому шарі 0,06%. У період з 20 год вечора до 7 год ранку вона становить 0,033-0,035. У 12-річному бучняку протягом вегетації кількість СО2 досягала 0,055%, а у 80-річному – 0,02%. Улітку вночі в лісовому біогеоценозі, коли фотосинтез зупинений, внаслідок дихання ґрунтових редуцентів різко підвищується концентрація вуглекислого газу, який вдень асимілюється зеленим листям. У лісових біогеоценозах, розташованих у глибоких долинах і котловинах, а також у молодих і загущених посадках, які слабо провітрюються, концентрація СО2 значно вища, ніж у насадженнях старшого віку, розташованих на підвищеннях, зріджених і добре освітлених, із багатим трав'янистим ярусом, добре провітрюваних. Меншою концентрацією СО2 характеризуються також мішані насадження з перевагою хвойних. Порівняно більше виділяє СО2 у процесі дихання коріння таких дерев: берези, вільхи, осики, липи, менше – модрини, сосни, бука і дуба, найменше – смереки й ялиці. Водночас виділення СО2 в процесі дихання листя відносно більш інтенсивне в берези, менше – у дуба і бука, найменше – у модрини, сосни й ялиці. В більшості листяних біогеоценозів процес асиміляції найінтен-сивніше відбувається в період з 8 до 10 год, ослаблюється опівдні, а потім знову зростає протягом 14-16 год. У хвойних біогеоценозах цей процес рівномірний протягом усього дня. Береза, дуб, бук належать до рослин з більшою асиміляційною ефективністю порівняно з сосною, дугласією та смерекою. Фотосинтез у хвойних відбувається цілорічно. У сосни він інтен-сивніший в травні, липні, серпні і вересні, а в червні помітно зменшується. У смереки період інтенсивної асиміляції – квітень, липень, серпень, вересень, жовтень і грудень; помітний спад відбувається у половині листопада, у січні, лютому і березні. Найвища інтенсивність фотосинтезу спостерігається у сонячні дні при слабкому вітрі в межах 0,5-2 м/с і температурі повітря 10-20°С та освітленості 35000-30000 лк. Як бачимо, в біологічному кругообігу вуглецю (рис. 6.32) беруть участь тільки органічні сполуки і вуглекислий газ. Фотосинтез і дихання повністю комплементарні і взаємно відповідні: весь асимільований у процесі фотосинтезу вуглець включається у вуглеводи, а в процесі дихання весь вуглець, який міститься в органічних сполуках, перетворюється на вуглекислий газ.

Кругообіг кисню

У процесі фотосинтезу на кожний атом фіксованого вуглецю вивільняється по два атоми кисню. Цей, на перший погляд, простий процес значно складніший, ніж його можна вважати, виходячи з відомого рівняння фотосинтезу і дихання. В ньому визначальну роль відіграє вода, яка вступає у складні біохімічні процеси, котрі відбуваються в ході фотосинтезу. Хоч така ж кількість води виділяється в процесі дихання, молекули води, беручи участь в усіх цих процесах, не залишаються зовсім незмінними. Молекула кисню (О2), яка утворилася в ході фотосинтезу, одержує один атом від вуглекислого газу (СО2), а інший – від води; молекула кисню, вжита в процесі дихання, віддає один свій атом вуглекислому газу, а інший – воді (рис. 6.32).

Для утворення одиниці сухої маси необхідно затратити 1,83 масової одиниці СО2, одночасно при розщепленні води вивільняється 1,32 масової одиниці О2. Якщо протягом року 1 га лісу продукує 10 т сухої речовини і використовує в процесі фотосинтезу 18,3 т СО2, а вивільнює 13,2 т О2, то різниця становить 5,1 т вуглецю, тобто, іншими словами, близько 50% продукованої сухої речовини. В табл. 6.7 наведені дані кисне-продуктивності різних рослинних угруповань.

Позитивна рівновага (баланс) кисню протягом триваліших періодів (за один вегетаційний період, декілька років або століть) спостерігається лише там, де суха речовина утворюється за допомогою ланцюга розпаду, зокрема, при утворенні чи вимиванні гумусу ділового лісу і т.п. Продуктивність кисневиділення, зрозуміло, визначають не угруповання, а окремі деревні породи, які характеризуються різною ефективністю виробництва кисню. Найбільше виділяють його угруповання дугласії тисолистої (49 т/га), найменше – сосни звичайної (12 т/га). У лісовому середовищі виділення кисню в атмосферу відбувається головним чином у ярусі крон, де зосереджена основна маса зеленого листя. В густих дорослих насадженнях зелена маса крон піднята високо над поверхнею землі і у підпологовому просторі дуже обмежена, а у багатьох випадках зовсім відсутня (кленовники, каштанники, дубняки (дуба північного)), що дає підставу стверджувати, що проникнення асимільованого кисню із ярусу крон до поверхні ґрунту незначне. Ю.П.Бяллович (1969) виключає радіалі О2 із радіалей біогенних продуктів, оскільки О2, що перебуває у біогоризонті деревного пологу, в основному атмосферного походження і концентрується якраз у цьому ярусі крон. В умовах інтенсивної індустріалізації й урбанізації навколишнього середовища, які характеризуються надмірним використанням кисню, виникає необхідність забезпечення балансу споживання і продукування кисню. Тому сьогодні важливо систематизувати ті невеликі розрізнені дані про киснезбагачувальну діяльність рослинних угруповань чи окремих рослин або їх листя – його фотосинтезуючого апарату. Згідно з даними краківського дослідника В.Стажецького, упродовж річної вегетації 1 м кв листя виділяє таку кількість кисню: бузок – 1,1 кг; осика – 1,0; граб – 0,9; ясен – 0,89; дуб – 0,85; сосна – 0,81; клен – 0,62; ліщина – 0,59; бук – 0,55; липа дрібнолиста – 0,47; жостір – 0,33 кг. Виходячи з цих даних, можна розрахувати потенційну киснезбагачувальну здатність 100-річного бука, 800 тис. листків якого мають загальну площу листяної поверхні 1600 м кв і виділяють за вегетаційний період 800 кг кисню. Якщо в 100-річному віці на 1 га налічується близько 200 дерев, то річна киснепродуктивність вікової бучини становитиме 160 т.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]