Свободный кислород фотосинтеза, как отмечает С.И.Розанов, может накапливаться в атмосфере только при условии, что часть возникающего органического вещества не разлагается вновь, а откладывается, изолируется от взаимодействия с кислородом. Пример этого – огромные запасы ископаемых органических веществ – угля, жидких и газообразных углеводородов, накапливавшихся в осадочных породах в течение более чем 2 млрд лет [6]. Наблюдаемый при этом прирост содержания кислорода в атмосфере составляет пятнадцатимиллионную часть его количества. Однако и ее нельзя однозначно рассматривать как итог изоляции части мортмассы от контакта с кислородом. Более того. Фотосинтез растений – следствие, а не причина появления кислорода в атмосфере. Последний возник раньше, чем фо-тосинтез [7]. И хотя источники нефотосинтезированного кислорода еще недостаточно точно установлены современной наукой, однако некоторые из них вполне реальны. В частности, кислород мог выделяться из горных пород при формировании кристаллического ядра Земли. Кислород в молекулярной форме образуется также при диссоциации молекул воды и озона в верхних слоях атмосферы под воздействием ультрафиолетовой радиации.
Изложенные соображения позволяют выделить три, в общем, известных периода в развитии и гибели лесов и проявить их роль в балансе О2 и СО2 окружающей среды.
Первый период. Рост массы древесной растительности в экосистеме. Количества кислорода и связанной СО2 возрастают пропорционально приросту массы лесных насаждений. При этом попытки увеличить массу последних дают только кратковременный результат, так как поверхность суши ограничена. В итоге леса переходят во второй период.
Второй период. Постоянная масса лесов в экосистеме. Приход и расход кислорода и диоксида углерода в прямом и обратном процессах фотосинтеза равны. В этом случае лесные насаждения не оказывают влияния на кислородный баланс планеты.
Третий период. Снижение массы лесов, например при вырубке. Остающаяся часть спелых лесов находится по-прежнему во втором периоде. Лесоматериалы, вброшенные в народное хозяйство, гниют или сжигаются, отдавая в окружающую среду СО2 процесса фотосинтеза и потребляя при этом избыточный кислород первого периода.
Таким образом, непрерывное воспроизведение первого, второго и третьего периодов приводит к нулевому балансу выделившегося в лесной зоне кислорода и поглощенного ею диоксида углерода.
Изложенное позволяет точнее оценить значение амазонских и сибирских лесов в облагораживании атмосферы кислородом. Известно, что площадь амазонских лесов в результате неконтролируемых выработок снижается (третий период), масса сибирской тайги находится во втором периоде, так как такой тенденции не обнаруживается [8].
Отсюда следует, что высказывания о лесах Амазонки и Сибири как «легких» планеты – не более, чем звучные фразы. Претензии на льготы для стран, имеющих такие «легкие», не имеют объективных оснований.
Более того. В познавательном плане интересно то изменение содержания кислорода в атмосфере, которое состоится, если «легкие» планеты исчезнут, т.е. леса, например, будут истреблены человечеством.
Очевидно, что кислород потребуется на превращение мортмассы лесов в исходные продукты фотосинтеза (СО2, Н2О). Для оценки его количества примем следующие исходные данные:
-количество кислорода в атмосфере 5,16·1021 г, его объемное содержание в ней 21%;
-объем древесины в лесах России 81 млрд м3, или 22% мировых запасов. Последние при средней плотности древесины 0,6 т/м3 равны 220 млрд т;
-древесина на 100% представлена целлюлозой (С6Н5О5)n с содержанием угле-рода 46%, близкой к ней по составу гемицеллюлозой, а также лигнином с большей (61-64%), чем у целлюлозы, долей углерода.
Примем среднее содержание углерода в древесине равным 50%. Это отвечает соотношению масс целлюлозы и лигнина и составляет около 110 млрд т углерода в лесах планеты. Тогда, в соответствии с реакцией обратного фотосинтеза, на окисление этой массы углерода потребуется 294 млрд т кислорода (2,94·1017 г). По отношению к массе кислорода атмосферы это составит 2,94·1017/5,16·1021, или 0,57·10-4. Снижение содержания кислорода атмосферы в таком случае равно 21·0,57·10-4 %, или около 0,001%.
Можно полагать, что сокращения содержания кислорода в атмосфере на 0,001% не заметят и самые ревностные сторонники сохранения лесов как «генераторов» кислорода.
Однако, несмотря на несущественную роль лесов в биосферном балансе кислорода, их влияние на человека через ряд других экологических факторов, бесспорно, позитивно. Лесные массивы снижают пыле-, газо- и шумозагрязнение окружающей среды. Они, как и другая растительность, выделяют фитонциды – биологически активные, в том числе газообразные, вещества, убивающие микроорганизмы. Это оздоровляет окружающую среду. Леса увеличивают декоративное разнообразие форм, красок и фактуры окружающего нас мира. Они просто красивы и могучи. Их изведение существенно снизит биоразнообразие Земли, т.е. подорвет основополагающий принцип концепции устойчивого развития – альфы и омеги современной цивилизации.
Размышления о роли леса – это размышления о соразмерности Красоты и Рациональности в грядущей эпохе Ноосферы.
Заключение
На сегодняшний день, очень сложно удовлетворить растущий спрос не за счёт резкого увеличения вырубки, а путём более полного использования древесины. Основным направлением решения данной проблемы, может стать внедрение малоотходной и полностью безотходной технологии. Это, разумеется, даёт и дополнительный экологический выигрыш.
Главным фактором на наш взгляд, способствующем решению вопроса экологической катастрофы, станет реконструкция предприятий лесной индустрии. Необходимо искать новые пути решения проблем правильного лесопользования. Налаживать производство материалов из опилок, и других, так называемых отходов древесины. Следует вырубать убить меньше, а использовать его полнее, в будущем, это должно стать основной тенденцией в мировой индустрии.
Список использованной литературы
1. Абрамсон Н.Г., Бернштейн Л.Г. Глобальные экологические проблемы тепловой электроэнергетики и цементного производства // Экология и промышленность России. – 2005. – Июль. – С. 29-31.
2. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2001.
3. Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991.
4. Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991.
5. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Слов.-справ. – М.: Мысль, 1990. Крейнин Е.В. Парниковый эффект: причины, прогнозы, рекомендации // Экология и промышленность России. – 2005. – Июль. – С. 18-23.
[1] Реймерс Н.Ф. Природопользование: Слов.-справ. – М.: Мысль, 1990. – С.421
[2] Крейнин Е.В. Парниковый эффект: причины, прогнозы, рекомендации // Экология и промышленность России. – 2005. – Июль. – С. 18-23.
[3] Абрамсон Н.Г., Бернштейн Л.Г. Глобальные экологические проблемы тепловой электроэнергетики и цементного производства // Экология и промышленность России. – 2005. – Июль. – С. 29-31.
[4] Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2001. – 384 с.
[5] Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – С.82
[6] Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Пер. с фр. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 544 с.