Какова роль лесных земель в цикле углерода и его оксидов.

Потоки в цикле углерода Зеленые растения поглощают углекислый газ из атмосферы в процессе фотосинтеза и с использованием энергии солнца превращают его в углеводы. Часть углеводов потребляется растением в ходе дыхания для выработки энергии, что приводит к выделению в атмосферу углекислого газа. Этот процесс называется автотрофной респирацией.

Чистый баланс (чистая первичная продукция) – это количество углерода, которое используется растениями для строительства собственной биомассы побегов, корней, листьев и т. д.

Растения и их части поедаются травоядными животными или в конечном итоге умирают и разлагаются микроорганизмами. Травоядные и микроорганизмы используют углеводы в качестве источника энергии. Таким образом, углевод переходит в пищевую цепочку, большая часть его возвращается в атмосферу через дыхание животных или после того, как они умирают и разлагаются. Этот процесс называется гетеротрофной респирацией[ПW1].

Деревья, растущие в лесах, в процессе фотосинтеза создают органическое вещество, используя в качестве источника углерода углекислый газ, который они поглощают из атмосферы. Обратно же в атмосферу выделяется кислород. На одну молекулу поглощенного растением углекислого газа (соответственно, и на один атом связанного углерода) приходится одна молекула выделенного в атмосферу кислорода. Связанный в процессе фотосинтеза углерод (в составе полученных органических веществ) частично используется растением на строительство собственного организма, частично – возвращается обратно в атмосферу в виде углекислого газа при дыхании растения и при разложении его отмирающих частей (например, опадающих каждый год листьев). Соответственно, тот углерод, который использован растением в течение всей жизни для строительства собственного организма, и составляет эквивалент выделенного в атмосферу этим растением кислорода. Сколько атомов углерода содержится во всех органах взрослого дерева, столько же молекул кислорода (примерно) было выделено этим деревом в течение всей его жизни в атмосферу. Примерно - потому, что на самом деле часть связанного этим деревом углерода находится уже не в нем самом, а в других частях лесной экосистемы (так, например, опадающие на поверхность почвы старые листья, хвоя, отмершие ветки разлагаются не до конца - часть их органического вещества накапливается в лесной подстилке и почве в виде устойчивых или очень медленно разлагающихся органических соединений). После гибели дерева в лесу начинается обратный процесс – при разложении древесины используется кислород из атмосферы, а обратно выделяется углекислый газ. То же самое происходит, если древесина сгорает при лесном пожаре (или, например, сжигается в виде дров).

Соответственно определяется и роль лесных экосистем в балансе кислорода и углекислого газа в атмосфере Земли. Если в той или иной экосистеме происходит накопление органического вещества, то она способствует уменьшению количества углекислого газа и увеличению количества кислорода. Если количество органического вещества в экосистеме уменьшается – такая экосистема играет в балансе кислорода и углекислого газа обратную роль. На этом основано традиционное для многих представление о роли тех или иных лесов в качестве источника кислорода. Поэтому, молодые леса являются источником кислорода: они растут, накапливая органическое вещество, и интенсивно поглощают углекислый газ. Старые же леса, в соответственно, уже не являются источником кислорода, а часто даже наоборот, поскольку прирост древесины и вообще живых частей растений в них прекращается (точнее - он компенсируется отмиранием старых деревьев, или даже, на каких-то этапах жизни старого леса, отпад превышает прирост).