И что будут делать растения
при увеличении углекислого газа в атмосфере?
Парниковый эффект
Последние годы в странах Европы и Северной Америки активно продвигается экологическая повестка, утверждающая, что нашу землю ждут многочисленные беды, если человечество в своей экономической деятельности не ограничит выброс в атмосферу парниковых газов, из-за которых атмосфера поглощает больше солнечного тепла, что вызывает увеличение температуры на планете в целом.
К парниковым газам относится водяной пар (химическая формула H2O), вклад которого в тепловой баланс 36-72%. С одной стороны водяной пар поглощает много тепла, увеличивая нагрев атмосферы, с другой стороны – образующиеся из пара облака наоборот, производят антипарниковый эффект, предохраняя землю от нагрева. Понятно, что деятельность человека никак не может повлиять на увеличение или уменьшение паров H2O.
Следующий парниковый газ – это газ углекислый, он же диоксид углерода (CO2). Считается, что роль этого вещества в парниковом эффекте составляет 9-26%. Также считается, что в мире наблюдается увеличение доли этого газа в атмосфере, происходящее из-за деятельности человека: сжигание природных углеродсодержащих нефти, газа, угля, дров и т.д. Отсюда следуют выводы, что люди должны выстроить свои экономики так, чтобы выбросы CO2 снизились.
Состав воздуха
6 молекул угоекислого газа
+ 6 молекул воды в зеленых
растениях при наличии ультрафиолета дают 1 молекулу глюкозы
и 6 молекул кислорда
Также к парниковым газам относятся метан и озон, но их доля в теплопоглощении невелика, поэтому о них мы умолчим.
Итак, людям предлагается бороться со снижением выбросов CO2. Но вот вопрос, сколько этого углекислого газа всего в атмосфере? На сегодняшний день это цифра примерно 0,04%. А в основном наша атмосфера состоит из азота N2 – 78%, также кислорода O2 – 21%, ну еще аргона Ar – 0,93% и совсем небольшой доли других газов. Получается, что на 1 миллион молекул азота и кислорода приходится только 400 молекул углекислого газа.
Как растут растения
Таким образом, мы видим, что CO2 в воздухе очень мало. А ведь он является основным «продуктом питания» растений, именно благодаря ему, а еще и воде, и солнечному свету, растут деревья, травы, водоросли – все растения, содержащие зеленое вещество хлорофилл.
Один европейский ученый Гельмонт в XVII веке сделал опыт: взял 200 фунтов сухой земли, посадил в нее ивовую ветвь весом 5 фунтов и поливал только дождевой водой без примесей 5 лет. По истечении этого времени вес дерева составил 164 фунта, а вес земли уменьшился всего лишь на 0,1 фунта. Ученый решил, что материал, из которого образовалось дерево, произошел из воды. Он был прав, но только отчасти, так как от воды растения, конечно же, берут себе водород, но углерод забирают от углекислого газа из атмосферы.
Но если CO2 станет немного больше?
Если все вышесказанное является общеизвестными данными из школьной программы, то дальнейшие факты мы будем брать из российского журнала «Живые и биокосные системы» № 5, 2013 г. Южного федерального университета: Акатов П.В., Реакция растений на рост концентрации углекислого газа в атмосфере (https://jbks.ru/archive/issue-5/article-14).
В общем-то, понятно и логически, что такое низкое содержание в атмосфере CO2 – это для растений практически «полу голодное существование». Но процитируем издание. «В последние десятилетия накопление углекислого газа в атмосфере является одной из ключевых проблем, активно обсуждаемых учеными, политиками и СМИ. Основное внимание при этом сконцентрировано на его способности влиять на глобальный климат. Гораздо реже обсуждается непосредственное (прямое) влияние роста концентрации этого газа на рост и развитие растений. В России эта тема почти не обсуждается и информация по ней в русскоязычных изданиях крайне ограничена».
«По способу фиксации углекислого газа подавляющее большинство растений относятся к С3 и С4 типам. К группе С3 принадлежит большинство известных видов растений. К группе С4 – некоторые травянистые растения…».
Флора начинает расти быстрее! «Практически у всех видов растений рост концентрации углекислого газа в воздухе приводит у активизации фотосинтеза и ускорению роста, причем как надземных, так и подземных их частей. Зависимость скорости роста растений и накопления биомассы от концентрации СО2 нелинейна и имеет логарифмический вид. У С3 растений кривая начинает выходить на плато при концентрации углекислого газа более 1000 ppm. ...Современная концентрация углекислого газа, составляющая на данный момент примерно 395 молекул на миллион (ppm), уже практически достигла оптимума для фотосинтеза у С4 растений, но все еще очень далека от оптимума для С3 растений… Удвоение текущей концентрации углекислого газа приведет (в среднем) к ускорению прироста биомассы у С3 растений на 41%, а у С4 — на 22%».
Лошадь Пржевальского в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС
Данные говорят о реальном увеличении растительной биомассы в последние годы: «…Отмечено, что с 1971 по 1990 г., на фоне роста концентрации СО2 на 9%, отмечалось увеличение содержания биомассы в лесах Европы на 25-30%. За последние десятилетия область южной Сахары и прилежащих территорий заметно позеленела на спутниковых снимках. Обширное исследование, проведенное в штате Мэриленд, выявило ускорение роста деревьев в 2-4 раза за последние 200 лет. Анализ причин ускорения роста растений показал, что главными факторами были рост температуры воздуха и рост концентрации углекислого газа в атмосфере. С 1982 по 2010 г. в зоне полупустынь в целом на планете наблюдался рост зеленой массы растений на 11% при неизменном количестве осадков».
И вот еще важно, растения будут менее зависеть от солнечного ультрафиолета: «Рост растений при низкой освещенности в условиях высокой концентрации углекислого газа происходит более активно, чем при современной концентрации».
Природа – это саморегулирующаяся система. «Изменения растений и их сообществ в результате роста концентрации двуокиси углерода в атмосфере могут сказаться на других, как неживых, так и живых компонентах экосистем. Так, усиление роста растений приведет к росту биомассы (сухого веса) растительного покрова, что в свою очередь замедлит накопление в атмосфере углекислого газа. Логично также предположить, что по мере увеличения густоты и плотности растительного покрова снизится интенсивность поверхностного стока дождевых вод в реки и океаны, что будет способствовать росту количества осадков и, соответственно, росту увлажнения. Также весьма вероятно, что это ослабит проблемы водной и ветровой эрозии, опустынивания, паводков и обмеления рек».
Есть и небольшие минусы увеличения CO2 в атмосфере. «Отмечено снижение содержания азота и белка в тканях растений, растущих при повышенной концентрации СО2… Увеличение соотношения C/N наблюдалось почти всегда, и прежде всего в листьях. Авторы отмечают, что это негативно сказывается на росте и размножении травоядных животных». Негативно не значит катастрофически, остальные вероятные изменения еще менее значительные.
У людей большое самомнение
Людям иногда кажется, что их творения – это на века. В 1980-ые годы я видел в нашей сибирской тайге поля с густой травой, с поросшими крапивой холмиками на месте полностью разрушившихся деревянных домов. Здесь не так давно были деревни, здесь жили люди. Пройдет еще немного времени, и поле станет зарастать осиной, березой, позже – если почва подходящая, начнет расти ельник или сосновый лес, вытесняя лиственные растения… Разрушаются и кирпичные, и бетонные дома. Где сейчас недостроенная Вавилонская башня, почему от нее ничего не осталось, только вот пирамиды в Египте стоят… И природные пожары, и извержения вулканов всегда были, и колебания углекислого газа в атмосфере однозначно было. Представлять, что сжигание (при котором выделяется CO2 и H2O) чего-либо горючего людьми приведет к «глобальному потеплению» – это от большого самомнения.
Бог установил степени защиты от неразумности людей
Удивительное дело, CO2 больше – растения растут быстрее, потребляя этот газ – CO2 опять становится меньше. Даже от таких отнюдь не природных явлений как радиоактивное заражение очищение происходит быстрее, чем предполагалось: достаточно много сведений о том, что в зоне отчуждения Чернобыльской АС очень даже хорошо чувствует себя и флора и фауна, а ведь прошло всего 35 лет. А в Хиросиме и Нагасаки в Японии, где в 1945 г. американцы применили атомное оружие, сейчас живут люди. Думаю, Промысел Божий о мире состоит еще и в том, что люди, имея возможность за последние 75 лет применить массово ядерное оружие, все-таки его не применяют.
Таким образом, Господь, творя мир, промыслительно заложил в него и степени защиты от человеческих случайных и даже осознанных ошибок: да, локально могут происходить трагедии, гибнуть киты от разлива нефти и т.д. но глобальной беды быть не должно. Западная цивилизация много сил хочет тратить на «зеленую энергетику», а ларчик экологии на самом деле и так никто не закрывал.
