Достаточно ли кислорода для жизни производит трава?

Сегодня во время рабочего счастливого часа двое сотрудников говорили о своем различном образе жизни — одному нравится кататься на четырехколесных транспортных средствах, а другой считает это рекреационным загрязнением. Каким-то образом тот факт, что четырехколесный гонщик сажает деревья, был поднят, и другой сотрудник присоединился к этому (перефразировано, но довольно близко):

Знаешь что? Это распространенный миф, что нам нужны деревья. Если бы все деревья были срублены во всем мире, одна только трава производила бы в три раза больше кислорода, чем человеку нужно дышать, чтобы выжить.

Я никогда не слышал ничего подобного и хотел спросить здесь. По крайней мере, можно найти упоминания о том, что деревья важны для производства кислорода . Теперь мне интересно, насколько они важны.

Если бы все деревья были срублены, было бы достаточно преобразования CO 2 -> кислород, происходящего только с травой?


Извините за отсутствие каких-либо других источников; Я пытался найти такие, но просто не смог. Надеюсь, это недостаточное основание для того, чтобы не задавать вопрос. Его использование «три раза», казалось, указывает на то, что он слышал это в другом месте, в противном случае я не понимаю причину использования определенного количества.

В своих поисках я нашел другую статью, в которой говорится, что он, возможно, был сбит с толку, и вместо травы водоросли обеспечивают больше всего кислорода ?

В приведенном вами утверждении говорится только о том, что для людей будет достаточно кислорода, но в названии и, по ИМО, более интересный вопрос заключается в том, будет ли достаточно кислорода для поддержания всей жизни на Земле, требующей кислорода.

Ответы (3)

Растения нейтральны по отношению к кислороду.

Формулировка вопроса немного вводит в заблуждение, так как, как ни странно, растения не производят кислород, если учесть весь их жизненный цикл, включая их разложение. Они производят кислород только до тех пор, пока растут, связывая углерод в своей массе. В долгосрочной перспективе все растения являются нейтральными по отношению к кислороду, так как весь кислород, который они производят, снова потребляется, когда они растворяются, сжигаются или поедаются, поскольку углерод, хранящийся в них, вступает в реакцию с кислородом обратно в CO 2 . Более правильный взгляд на то, как это описать, состоит не в том, что растения производят кислород, а в том, что они запасают углерод.

Это подробно описано для влажных тропических лесов в Et tu, O 2 ? :

леса Земли не играют доминирующей роли в поддержании запасов O 2 , потому что они потребляют столько же этого газа, сколько и производят. В тропиках муравьи, термиты, бактерии и грибы съедают почти весь продукт фотосинтеза O 2 . Лишь небольшая часть органического вещества, которое они производят, накапливается в болотах и ​​почвах или уносится реками для захоронения на морском дне.

Поскольку лес имеет гораздо большую массу, чем луг на той же площади, вполне вероятно, что деревья связывают намного больше углерода, чем трава, но как это повлияет на уровни O 2 в Земле , это то, что требует дальнейших вычислений. однако только один раз, из-за этого не происходит «нарушения баланса, когда производится меньше O2, чем потребляется».

Растения, которые мы едим, производят O 2 в тех же количествах, что и C.

Очевидно (как Кристиан пытается показать в своем ответе), что любой O 2 , который вы поглощаете при дыхании, может производить CO 2 только тогда, когда он реагирует с C. C возникает (прямо или косвенно) в результате того же фотосинтеза , что и O 2 , и в одном и том же количестве, поэтому баланс поддерживается по определению, и любой O 2 , которым мы дышим, был произведен, когда продукты, которые мы едим, были выращены.

-1 на данный момент: статья в Википедии, которую вы цитируете, неправильно суммирует результаты двух статей, на которые она ссылается . Эти статьи фактически подтверждают тот факт, что существует чистое производство O2 в тропических лесах (хотя и небольшое). Хотя тропические леса не могут быть «легкими Земли», они ни в коем случае не являются «кислородно-нейтральными». Кроме того, дыхание человека/животных — не единственный источник CO2 в атмосфере; есть сжигание ископаемого топлива, которое нарушает баланс.
не читая статей, как они предлагают заводы производящие кислород из воздуха (буквально)? Любой O2, выпущенный ими, будет снова поглощен, когда растение умрет и сгниет/сгорит. Единственный способ, которым я могу думать о чистом производстве O2, - это если лес вырубается, а древесина сохраняется для строительных целей, таким образом, углерод извлекается из экосистемы и не учитывается в ее кислородном балансе, когда и если он позже разрушается и высвобождается углерод. (таким образом, система протекает, что является общей проблемой для большинства теорий, предложенных защитниками окружающей среды и не учеными в целом).
@ESultanik В статье, на которую вы ссылаетесь, говорится то же самое, что и в моем ответе. Скоро добавим цитату прямо из него.
@Suma: Достаточно честно; эта цитата удовлетворяет мое беспокойство.
Хорошо, но как тогда поддерживается баланс CO2/O2?
+1 «Более правильное представление о том, как это описать, заключается не в том, что растения производят кислород, а в том, что они хранят углерод». Я никогда не думал об этом таким образом.
@suma -1 по двум причинам: а) как Уолли говорит в ссылке, «крошечная часть органического вещества, которое они производят, накапливается», и этой крошечной доли достаточно, чтобы отвечать за поддержание O2 в атмосфере в течение геологического времени. б) растения выделяют О2 и фиксируют С; нерастения (люди, грибы и т. д.) потребляют O2 и выделяют CO2. О2 потребляется в процессе поддержания жизни. в) вы, кажется, не отвечаете на вопрос.
Согласно вашей логике, сжигание ископаемого топлива не производит CO_2, оно просто высвобождает ранее накопленный CO_2.
@ Право накопления. То, что изначально производило наш кислород, было захоронением органического вещества в морских отложениях и болотах.
@Накопление Вот почему существует разница между сжиганием ископаемого топлива и возобновляемых источников. С возобновляемыми источниками вы сжигаете C, который в любом случае будет «сожжен» (в результате естественных процессов) или вообще не будет храниться (потому что вы вырастили деревья / трава/зерно должны быть сожжены в первую очередь). Окаменелости хранят C таким образом, что ни один естественный процесс не высвободит его в течение миллионов лет. С, хранящийся в древесине, высвобождается через десятки или сотни лет, С, хранящийся в траве/зерне, — через годы.
Первое предложение + ссылка на тропический лес уже может показать отвечающему, что он перепутал растения с лесом (то есть растения + консументы + редуценты + большое количество мертвого ОМ)
Этот обобщенный ответ «Растения нейтральны по отношению к кислороду» вводит в заблуждение. Все растения производят больше О2, чем потребляют при автотрофном дыхании. Растения поедаются, сбрасывают листья и имеют корневой экссудат... и т.д. Если растения (и фитопланктон) не будут производить больше O2, чем потребляют, мы все быстро умрем, кто будет уравновешивать потребность в O2 при гетеротрофном разложении и дыхании? Хотя я бы сказал, что не имеет особого смысла отвечать на этот вопрос (трава против дерева) в буквальном смысле. Если рассматривать только «растения» (имеется в виду АЭС), тропический лес явно имеет самые высокие значения.

Вот отличная статья из Мичиганского университета, которая охватывает некоторые темы, имеющие отношение к вашему вопросу .

В статье рассматривается чистое первичное производство (ЧПП) СО 2 в мире, связанное с потреблением человеком. ЧПП представляет собой количество СО 2 , которое «фиксируется» ( т . е . перерабатывается) растениями посредством фотосинтеза, за вычетом количества СО 2 , производимого организмами посредством дыхания. Поэтому, для упрощения, чем выше NPP, тем меньше количество CO 2 в атмосфере.

В статье цитируется следующая таблица из Atjay et al. 1979 г. и De Vooys 1979 г., в которых АЭС классифицируются по типу экосистемы:

(Числа в таблице — это площадь поверхности Земли в км 2 x 10 6 , а второе число — это NPP в петаграммах.)

  • Лес : 31/48,7
  • Леса, луга и саванны : 37/52,1
  • Пустыни : 30/3.1
  • Арктико-альпийский : 25 / 2,1
  • Обрабатываемая земля : 16 / 15,0
  • Человеческая площадь : 2/0,4
  • Прочие наземные (чаппараль, болота, топи, болота) : 6 / 10,7
  • Озера и ручьи : 2 / 0,8
  • Морской пехотинец : 361/91,6

В статье эти цифры используются для расчета количества NPP, которое в настоящее время используется для потребления человеком. Например, они предполагают, что вся ЧПП, связанная с обрабатываемой землей, идет на потребление человеком. Они пришли к выводу, что 30,7% наземных NPP и только 2,2% водных NPP используются людьми. Эти цифры, конечно, основаны на исследованиях 30-летней давности, но я думаю, что все еще можно с уверенностью заключить, что еще есть место для увеличения производства CO 2 человеком до того, как NPP упадет до нуля.

Согласно этому исследованию 2002 г., проведенному Рандерсоном и соавт. наземные гетеротрофы ( т . е. организмы, которым необходимо дышать кислородом, как и люди) производят 82–95% СО 2 , представленного НПП. Давайте будем консервативны и предположим, что сумма выше: 95% NPP. Это означает, что пока леса составляют менее 5% от общего числа NPP, все должно быть в порядке. Однако леса производят 48,7 Pg, что составляет немногим менее 22% от общего NPP.

Но ждать! 13,6 пг ЧПП, связанных с лесами, используются для потребления человеком ( например , получение древесины для строительства домов и т. д. ). Если бы мы избавились от всех лесов, мы бы избавились и от того процента, который уже был кооптирован. Следовательно, если бы мы избавились от всех лесов, чистая потеря составила бы 48,7 Пг - 13,6 Пг = 35,1 Пг, что составляет около 16% от общего NPP. Этого достаточно , чтобы соответствовать нижнему пределу 82% производства CO 2 .

Поэтому есть небольшой шанс, что после избавления от всех деревьев для потребления человеком будет достаточно NPP, но это, скорее всего, не так. Более того, если бы мы избавились от всех производителей NPP, кроме травы, NPP определенно не хватило бы для выживания человечества.

Также важно отметить, что на сегодняшний день наиболее продуктивными производителями NPP являются открытый океан, тропические леса и леса умеренного пояса (см. рис. 5 в справке Мичиганского университета ), поэтому, вырубая леса, а не вырубая траву, мы бы значительно снизить эффективность глобальной экосистемы. Кроме того, как я уже упоминал в комментарии выше, существует также вопрос хранения углерода. Деревья хранят большое количество углерода из CO 2 , который они перерабатывают, в своих стволах, где он остается в течение длительного времени. Трава, с другой стороны, выпускает свой углерод обратно в систему вскоре после того, как она умирает и сгнивает. Таким образом, даже если трава производит достаточное количество кислорода для жизни, она, вероятно, не обладает такой же способностью снижать парниковый эффект, как деревья.

что означает «наиболее эффективные производители АЭС», и есть ли у вас ссылка на это утверждение? Кроме того, предположительно, если бы деревья были удалены, их можно было бы заменить травой. Поэтому я не думаю, что ваши предположения или выводы верны.
@David: заявление о «наиболее эффективных производителях АЭС» взято из справочника Мичиганского университета (см. Рисунок 5 ). «Эффективный», вероятно, здесь неправильное слово, хотя на самом деле он должен быть «продуктивным». Я отредактирую это. Что касается замены деревьев травой, я интерпретировал вопрос как вопрос о том, что произойдет, если все деревья будут срублены, а больше ничего не изменится.
вы забываете принять во внимание, что если все леса исчезнут, эта земля будет покрыта (по крайней мере, частично) другой растительностью, и из ваших собственных данных видно, что трава так же эффективна в выработке O2, как и деревья (на акр) , таким образом, необходимо учитывать только площадь, полностью утраченную растительностью.
@jwenting: Как я упоминал в своем предыдущем комментарии, я интерпретировал вопрос как вопрос о том, что произойдет, если все деревья исчезнут, а все остальное останется точно таким же. Во всяком случае, растительность, которая заменит деревья, не появится мгновенно; если удаление деревьев приведет к дефициту кислорода, к тому времени, когда растительность вырастет, все уже могут быть мертвы.
Я разрывался между этим ответом и другим. Я думал, что другой ответ выдвинул на первый план несколько иной подход, который, по сути, растворил вопрос . Дело не в производстве кислорода, а в хранении углерода. Вот что мне в нем понравилось. Я понимаю, что у вас это тоже есть, но другой прямо использует этот подход. Я очень ценю ответ.
@Hendy: Я понимаю :-) Спасибо за прозрачность!

Нет.

Чистая причина, по которой некоторые районы (с определенным набором метеорологических и почвенных условий) выращивают деревья (и зарекомендовали себя как устойчивые леса), заключается в том, что они в целом являются более эффективными фотосинтезаторами (на пространственной основе) в этом районе. Это просто чистое выживание сильнейших. Чтобы подтвердить мои утверждения, изолируя только «растения» от всей экосистемы, вам следует искать чистую первичную продукцию (NPP = фотосинтез - автотрофное дыхание). Более положительный NPP означает, что генерируется больше O2.

В этой статье в тропическом регионе (попытка уравнять широту, чтобы сделать сравнение более справедливым) было подсчитано, что NPP в тропическом вечнозеленом лесу, тропическом лиственном лесу и тропической саванне составляет 964, 759 и 661 гКл/м^2/год соответственно. Та же тенденция наблюдается и в регионах с умеренным климатом.

В другой статье при определенном уровне осадков системы с преобладанием деревьев имели значительно более высокий ЧПП (~100–150 гС/м^2/год), чем системы без преобладания деревьев.

К сожалению, оба ответа с наибольшим количеством голосов неверны (один говорил об АЭС, но определение и интерпретация АЭС совершенно неверны). Чтобы ответить на такой вопрос, как активное удовлетворение потребности/спроса в O2, нам нужно знать скорость производства/предложения O2 (то есть NPP), разговоры о балансе O2/CO2 в геологическом масштабе времени неуместны. Если вы срубите все деревья (все остальное останется прежним), как показано в двух хорошо цитируемых выше статьях, маловероятно, что трава будет иметь более высокий NPP, чем деревья в той же среде.

Добро пожаловать в Скептики! «Это просто выживание сильнейших» — не очень сильный аргумент. Это обращение к здравому смыслу . Этот ответ был бы улучшен ссылками на определение NPP, прямыми цитатами из статьи, некоторыми основаниями полагать, что даже если кто-то принимает траву, имеет более низкий NPP, что этого недостаточно для жизни, и причина не принимать другой аргументы (например, что растения нейтральны по отношению к кислороду в течение своего жизненного цикла)
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .