Состав воздуха

Взаимодействие атмосферного воздуха и леса проявляется в круговороте углерода и кислорода, в действии атмосферных за­грязнений на лес и взаимном влиянии ветра и леса.

Сухой ат­мосферный воздух у поверхности Земли содержит 78,1% азота, 21,1% кислорода (0,000001 озона), 0,9% аргона и около 0,03% углекислого газа. На водород, неон, гелий, криптон, ксе­нон, аммиак, пероксид водорода, иод и другие газы приходится 0,01%.

Кислород – один из наиболее распростра­ненных элементов на Земле. В атмосфере его примерно 1,5*10¹⁵т. Он необходим для нормальной жизнедеятельности всех живот­ных и растений, входит в состав белков, жиров, углеводов. В су­хом веществе дерева он составляет около 42%. Кислород необходим для дыхания - основного жизненного процесса. Организм получает его извне и выделяет в процессе дыхания продукты окисления - углекислый газ и пары воды.

Корни растений получают кислород из почвы. Для их нормальной жизнедеятельности необходимо наличие в почве около 7–8% кислорода. За день в процессе фотосинтеза деревья выделяют ки­слорода в 5–6 раз больше, чем поглощают его в процессе суточного дыхания. Убыль атмосферного кислорода вслед­ствие дыхания, гниения и горения возмещается кислоро­дом, выделяемым при фотосинтезе, который обладает высокой степенью ионизации. В 1 м³ лесно­го воздуха содержится в 2,5 раза больше отрицательных ионов, наиболее полезных для человека, чем в поле. При сжигании угля, нефти, газа расходуется до 10% кислорода, ежегодно выделяемого растениями в биосфере.

Углекислый газ (CO₂) составляет незначительную часть атмосферного возду­ха, но он необходим для жизнедеятельности зелёных растений, т.к. участвует в процессе фотосинтеза и нужен растениям для питания. Углерод является составной частью углекислого газа (углекислоты). Сухое вещество деревьев примерно на 40–50% состоит из углерода.

Основными источниками поступления углекислого газа в атмосферу явля­ются: дыхание биоты, горение, гниение, извержение вулканов и гейзеров, пожары.

Концентрация углекислого газа в лесу изменяется, из-за его неравномерного потребления в суточном и годичном циклах и высоты над поверхностью почвы. В кронах дере­вьев углекислого газа меньше (0,02%), в приземном воздухе над живым напочвенным покро­вом - больше (0,04%), что зависит от породы, типа леса, возраста, полноты, сомкнутости древостоя. Увеличение содержания CO₂ в составе воздуха, окружающего растение, усиливает фотосинтез до определённого пре­дела. При объёме CO₂ более 0,3% фотосинтез замедляется, при объёме 2% у расте­ния закрываются устьица: такое количество CO₂ вредно для растений.

Глобальную проблему представляет накопление углекислого газа в ат­мосфере. Годичное поступление в атмосферу углерода при сжигании ми­нерального топлива значительно превышает объём углекислоты, выдыхае­мой всем человечеством. Увеличение содержания CO₂ в воздухе с 0,03 до 0,06% может повысить среднюю температуру почвы на 4⁰С, что приведет к изменению климата и растительного мира.

Существует ряд методов, направленных на регулирование содержания углекислого газа в атмосферном воздухе в целях повышения продуктивно­сти лесов. К ним относят: создание поглощающих СО₂ плантаций из молодых, быстрорастущих деревьев; введение под полог леса почвоулучшающих кустарников, быстрорастущих и почвоулучшающих пород - в основной ярус насаждения; минерализацию поверхности почвы для ускорения разложения лесной подстилки; пополнение органи­ческих веществ в почве за счёт порубочных остатков от рубок ухода; внесение в почву удобрений; известкование почвы и др.