Скільки кисню виробляє одне дерево?

Ви, мабуть, чули, що дерева виробляють кисень , але чи замислювалися ви, скільки кисню виробляє одне дерево? Кількість кисню, що виробляється деревом, залежить від кількох факторів, включаючи його породу, вік, здоров’я та оточення. Влітку дерево виробляє іншу кількість кисню, ніж узимку. Отже, остаточного значення немає.

Ось кілька типових розрахунків:

«Зріле листяне дерево виробляє стільки кисню за сезон, скільки вдихають 10 людей за рік».

«Одне доросле дерево може поглинати вуглекислий газ зі швидкістю 48 фунтів на рік і вивільняти достатньо кисню назад в атмосферу, щоб утримувати двох людей».​

«Один акр дерев щорічно споживає кількість вуглекислого газу, еквівалентну тій, що утворюється при проїзді середнього автомобіля на 26 000 миль. Цей же акр дерев також виробляє достатньо кисню, щоб 18 людей дихали протягом року».​

«100-футове дерево з діаметром 18 дюймів біля основи виробляє 6000 фунтів кисню».

«У середньому одне дерево виробляє майже 260 фунтів кисню щороку. Два дорослих дерева можуть забезпечити достатньо кисню для сім’ї з чотирьох осіб».

«Середнє чисте річне виробництво кисню (після врахування розкладання) на гектар дерев (100% крони дерев) компенсує споживання кисню 19 людьми на рік (8 осіб на акр деревного покриву), але коливається від дев’яти осіб на гектар крони дерев. (4 особи/акумулятор) у Міннеаполісі, Міннесота, до 28 осіб/га (12 осіб/акумулятор) у Калгарі, Альберта».

Примітки про числа

Зверніть увагу, що існує три способи визначення кількості виробленого кисню:

• Один тип розрахунку просто дивиться на середню кількість кисню, утвореного в результаті фотосинтезу .
• Другий розрахунок розглядає чисте виробництво кисню, яке є кількістю, утвореною під час фотосинтезу мінус кількість, яку використовує дерево.
• Третій розрахунок порівнює чисте виробництво кисню з точки зору газу, доступного для дихання людини.

Важливо також пам’ятати, що дерева не лише виділяють кисень, а й споживають вуглекислий газ. Однак дерева здійснюють фотосинтез протягом світлового дня. Вночі вони використовують кисень і виділяють вуглекислий газ.

Джерела

• Макаліні, Майк. Аргументи для збереження земель: Джерела документації та інформації для захисту земельних ресурсів, Траст для громадських земель, Сакраменто, Каліфорнія, грудень 1993 р.
• Новак, Девід Дж.; Хоен, Роберт; Крейн, Деніел Е. Виробництво кисню міськими деревами в Сполучених Штатах. Арборістика та міське лісове господарство 2007. 33(3):220–226.
• Стенсіл, Джоанна Маунс. Сила одного дерева – саме повітря, яким ми дихаємо . Міністерство сільського господарства США. 17 березня 2015 року.
• Вільясон, Луїс. Скільки дерев потрібно для виробництва кисню одній людині ? Журнал BBC Science Focus.

Як дерева виробляють кисень?

Дерева часто називають легенями нашої планети завдяки їхній чудовій здатності виробляти кисень за допомогою процесу, що називається фотосинтезом. Цей важливий процес підтримує життя на Землі, перетворюючи вуглекислий газ на кисень. Однак чи всі види дерев однаково сприяють виробленню кисню? У цій статті ми дослідимо процес, за допомогою якого дерева виробляють кисень, заглибимося в фактори, що впливають на виробництво кисню, і перевіримо, чи різні види дерев виробляють різну кількість кисню.

Процес утворення кисню:

Фотосинтез:

Для виробництва кисню дерева використовують складний біохімічний процес, який називається фотосинтезом. Під час фотосинтезу дерева поєднують вуглекислий газ (CO2) з повітря, воду (H2O) з ґрунту та сонячне світло для синтезу глюкози (C6H12O6) і вивільнення кисню (O2) як побічний продукт.

хлорофіл:

Хлорофіл, зелений пігмент, що міститься в листі дерев, відіграє ключову роль у вловлюванні енергії сонячного світла. Він поглинає світло синьої та червоної частин електромагнітного спектру, водночас відбиваючи зелене світло, надаючи листям характерний колір.

Процес фотосинтезу:

У хлоропластах листя дерев світлова енергія перетворюється на хімічну. Ця енергія використовується для розщеплення молекул води на водень (H) і кисень (O), при цьому кисень виділяється як відпрацьований продукт. Атоми водню з’єднуються з вуглекислим газом, утворюючи глюкозу, яка служить джерелом енергії дерева.

Приклад: Джон, лісівник із понад 20-річним досвідом роботи, ділиться своїми ідеями про процес фотосинтезу. «Як арборист, я мав можливість спостерігати за деревами зблизька. Захоплююче спостерігати, як листя вловлює сонячне світло і перетворює його на кисень, яким ми дихаємо. Це прекрасний симбіотичний зв’язок між деревами та людьми».

Фактори, що впливають на вироблення кисню:

Sunlight:

Доступність та інтенсивність сонячного світла значно впливають на фотосинтетичну здатність дерева. Дерева, піддані впливу прямого сонячного світла, як правило, виробляють кисень вище, ніж ті, що ростуть у затінених місцях.

Приклад: Сара, ботанік, що спеціалізується на екологія лісу, ділиться польовими спостереженнями. «У густих лісах, де сонячне світло обмежене через пологовий покрив, ви помітите, що підлісок може мати менше листя і, отже, менше сприяє виробленню кисню. З іншого боку, дерева, які отримують достатньо сонячного світла, мають пишне листя та виробляють більше кисню».

Площа листя та щільність:

Розмір і щільність листя дерева визначають його фотосинтетичну здатність. Дерева з більшою площею листя та щільнішою кроною, як правило, виробляють більше кисню, оскільки вони мають більшу площу поверхні для фотосинтезу.

Приклад: Майкл, дослідник, який вивчає фізіологію дерев, ділиться своїми висновками. «У моїх експериментах я виявив, що дерева з більшою щільністю листя, наприклад широколистяні породи, як правило, мають вищі показники виробництва кисню порівняно з хвойними. Це пояснюється тим, що широколистяні дерева мають більшу площу поверхні листя, що забезпечує більш ефективний фотосинтез».

Вік листя:

Молоде, здорове листя є більш ефективним у фотосинтезі та виробництві кисню порівняно зі старим листям. Коли листя старіє та псується, його фотосинтетична здатність зменшується, що впливає на загальне виробництво кисню.

Приклад: Ліза, еколог, яка вивчає динаміку лісів, ділиться своїми спостереженнями. «Під час свого дослідження я це помітив листяні дерева, які скидають листя взимку, виробляють більше кисню навесні та влітку, коли з’являються молоді листки. Новоутворене листя є більш ефективним у фотосинтезі та значною мірою сприяє виробленню кисню».

Фактори навколишнього середовища:

Такі фактори навколишнього середовища, як температура, вологість і концентрація CO2 в атмосфері, можуть впливати на фотосинтез і, як наслідок, на виробництво кисню. Ідеальна температура та помірний рівень вологості зазвичай прискорюють процес, тоді як висока концентрація CO2 може прискорити фотосинтез.

Приклад: Емма, вчений-еколог, ділиться своїми дослідженнями. «У регіонах з більш високою температурою та великою кількістю опадів дерева, як правило, мають сприятливі умови для фотосинтезу, що призводить до більшого виробництва кисню. Однак надмірна спека або посуха можуть викликати стрес у дерев, перешкоджаючи їхній здатності виробляти кисень».

Різниця у виробництві кисню серед видів дерев:

Зберігання вуглецю:

Швидкість виробництва кисню різна для різних видів дерев через відмінності у швидкості росту, біомасі та здатності накопичувати вуглець. Дерева з швидшими темпами росту та більшою біомасою, як правило, виробляють більше кисню, оскільки вони можуть накопичувати та зберігати більшу кількість вуглецю.

Приклад: Рейчел, лісовий еколог, ділиться своїми дослідженнями. «Під час нашого дослідження, порівнюючи різні породи дерев, ми виявили, що швидкорослі дерева, як-от евкаліпт і бамбук, демонструють вищу продуктивність кисню порівняно з повільніше зростаючими видами. Їхня здатність поглинати більше вуглецю сприяє підвищенню виробництва кисню».

Видоспецифічні риси:

Певні породи дерев мають властивості, які роблять їх більш ефективними у фотосинтезі та виробництві кисню. Такі фактори, як морфологія листя, концентрація хлорофілу та ефективність використання води, можуть сприяти коливанням у виробництві кисню.

Приклад: Марк, фізіолог рослин, ділиться своїми спостереженнями. «У моїх дослідженнях я помітив, що вічнозелені види, такі як сосна та ялина, часто мають високу концентрацію хлорофілу та спеціальну структуру листя, яка дозволяє їм процвітати в бідних поживними речовинами середовищах. Ці риси сприяють їхньому ефективному виробленню кисню».

Часті запитання (FAQ):

Чи місцеві види дерев, як правило, мають вищі показники виробництва кисню порівняно з немісцевими породами?

Дослідження показали, що місцеві породи дерев часто демонструють вищі показники виробництва кисню порівняно з немісцевими породами. Місцеві дерева краще пристосовані до місцевих умов навколишнього середовища та еволюціонували, щоб ефективно використовувати ресурси для фотосинтезу та виробництва кисню.

Як фотосинтез у деревах сприяє виробленню кисню?

Під час фотосинтезу дерева перетворюють вуглекислий газ і воду на глюкозу і кисень. Кисень виділяється в атмосферу, забезпечуючи нас життєво важливим газом, яким ми дихаємо.

Чи різні види дерев мають різну щільність листя, і чи впливає це на виробництво кисню?

Так, у різних видів дерев щільність листя різна. Дерева з більш густим листям зазвичай мають більшу площу поверхні для фотосинтезу, що може сприяти вищому виробництву кисню.

Чи може обрізка дерев або видалення листя вплинути на виробництво кисню деревом?

Обрізка або видалення листя може вплинути на виробництво кисню деревом, особливо якщо це робити надмірно або в критичні періоди росту. Важливо подбати про здоров’я дерева та проконсультуватися з лісоводом, перш ніж застосовувати будь-які методи обрізки.

Чи може зміна клімату та підвищення рівня CO2 вплинути на виробництво кисню деревами?

Зміна клімату та підвищений рівень CO2 можуть мати комплексний вплив на фізіологію дерев. Хоча збільшення CO2 може спочатку стимулювати фотосинтез, тривалий вплив високих концентрацій може призвести до зниження ефективності. Крім того, стресові фактори, спричинені зміною клімату, такі як екстремальні температури та посухи, можуть негативно вплинути на здоров’я дерев і, як наслідок, на виробництво кисню.

Чи є певні види дерев, відомі своєю високою продуктивністю кисню?

У той час як усі дерева сприяють виробленню кисню, деякі види були визначені як виробники кисню з високим вмістом. Приклади включають чорний дуб, червоний дуб і солодку гуму. Однак важливо зазначити, що такі фактори, як умови навколишнього середовища та здоров’я дерев, також можуть впливати на виробництво кисню.

Висновок:

Дерева відіграють важливу роль у підтримці рівня кисню в нашій атмосфері завдяки процесу фотосинтезу. Хоча всі дерева сприяють виробленню кисню, кількість утвореного кисню може змінюватися в залежності від таких факторів, як наявність сонячного світла, площа листя, вік листя та особливості виду. Місцеві породи дерев із властивою їм здатністю до адаптації та вищим рівнем виробництва кисню мають вирішальне значення для підтримки балансу кисню в наших екосистемах. Цінуючи та зберігаючи наші різноманітні лісові екосистеми, ми можемо пом’якшити наслідки зміни клімату та забезпечити здорову планету для майбутніх поколінь.

Список використаної літератури:

• Лісова служба США. (2018). Дерева поглинають вуглекислий газ і виробляють кисень. Отримано з https://www.fs.fed.us/pnw/outreach-education/urban-indicators/plant-trees/
• Нійнемец, Ü. (2010). Реакція лісових дерев на одноразові та багаторазові стреси навколишнього середовища від саджанців до дорослих рослин: історія стресу в минулому, взаємодія стресу, толерантність та акліматизація. Лісова екологія та управління, 260 (10), 1623-1639.
• Новак, Ді-Джей, Хірабаяші, С., Бодін, А. та Грінфілд, Е. (2014). Вплив дерев і лісів на якість повітря та здоров’я людей у ​​Сполучених Штатах. Забруднення навколишнього середовища, 193, 119-129.
• Діас-Бальтейро, Л., і Ромеро, К. (2004). Сталість лісогосподарських рішень: критеріально-індикаторний підхід до оцінки. Лісова екологія та менеджмент, 199(1), 29-42.