Азотное загрязнение биосферы способствует росту лесов

Соединения азота, поступающие в большом количестве в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и транспорта, в конце концов выпадают с осадками на землю, причём в форме, пригодной для использования растениями. Сказывается ли этот процесс на скорости роста лесов?
Фото из статьи Peter Högberg Environmental science: (Nitrogen impacts on forest carbon // Nature. 2007. V. 447. P. 781-782), сопровождающей публикацию обсуждаемой работы. Фото с сайта botanica/photolibrary.com
Фото из статьи Peter Högberg Environmental science: (Nitrogen impacts on forest carbon // Nature. 2007. V. 447. P. 781-782), сопровождающей публикацию обсуждаемой работы. Фото с сайта botanica/photolibrary.com
На этот вопрос получен утвердительный ответ. Исследователи, специально изучившие баланс углерода на нескольких лесных участках в Западной Европе, показали, что чем больше азота попадает в лес с осадками, тем выше чистая первичная продукция данной экосистемы и тем больше она может связать углекислого газа.

Таёжные и смешанные леса занимают в северном полушарии огромную площадь — около 2•107 км2. Они являются важным местом связывания («стоком», как говорят специалисты) углекислого газа, фиксируя за год около 600–700 миллионов тонн углерода. Значительная часть этих лесов находится сейчас под влиянием хозяйственной деятельности человека, включающей не только вырубку древесины и лесопосадки, но и неожиданным образом — удобрение азотом за счет загрязнения продуктами сжигания ископаемого топлива.

Хотя азота в воздухе более чем достаточно, он находится там в молекулярной форме, недоступной для использования растениями. Первоначально такой азот должен быть усвоен особыми азотфиксирующими бактериями (например, теми, что живут в клубеньках на корнях бобовых), которые способны разорвать прочную тройную связь в молекуле N2.

Схема расположения бореальных лесов в Евразии и Северной Америке С сайта eobglossary.gsfc.nasa
Схема расположения бореальных лесов в Евразии и Северной Америке С сайта eobglossary.gsfc.nasa
К процессу естественной азотфиксации в ХХ веке прибавилась искусственная, когда после открытия в 1910 г. Ф. Габером способа получения аммиачной селитры из азота воздуха началось промышленное производство минеральных удобрений. К концу того же столетия количество азота, связываемого ежегодно промышленным способом, уже превышало то, что фиксируется бактериями. Часть азотных удобрений, вносимых на сельскохозяйственные земли, всегда попадала на участки, занятые природной растительностью.

Однако ещё более крупномасштабное непреднамеренное удобрение природных экосистем азотом стало результатом выбрасывания в атмосферу большого количества оксидов этого элемента, образующихся прежде всего как результат сжигания ископаемого топлива (угля, бензина). Ведь такое сжигание происходит не в среде чистого кислорода, а в воздухе, состоящем на 80% из азота.

При высокой температуре часть молекул N2 распадается на атомы, которые взаимодействуют с кислородом и водой, образуя азотную кислоту — важный компонент так называемых «кислотных дождей». Кроме того, оксиды азота образуются и за счет азота, нередко присутствующего в качестве примесей в ископаемом топливе.

Бореальные леса, Канада, провинция Альберта. Фотография с сайта www.paradisebirding.com
Бореальные леса, Канада, провинция Альберта. Фотография с сайта www.paradisebirding.com
Так или иначе, но во всех районах, подверженных выбросам промышленных предприятий и транспорта, происходит выпадение с осадками азота в форме нитрата NO3— — иными словами, в форме, доступной для усвоения растениями. А поскольку «насыщения азотом» пока не достигнуто, т. е. азота в большинстве случаев растениям не хватает, то неудивительно, что растения отвечают на такое «удобрение» более интенсивным ростом, большей величиной первичной продукции и дополнительным связыванием углекислого газа.

Для того, чтобы разобраться в том, насколько велики масштабы этого процесса, специальное исследование предприняли недавно Федерико Маньяни (Federico Magnani) с кафедры плодовых деревьев и леса Болонского университета (Болонья, Италия) и его коллеги из других научных учреждений Италии, а также Франции, Швеции, Финляндии, Великобритании, Канады и США (всего 21 автор!).

Основной материал был получен в пяти разных лесах Западной Европы (Швеция, Финляндия, Англия, Франция и Италия) в рамках международного проекта CARBOEUROPE. Во всех случаях лесообразующие породы были хвойные, за исключением Италии, где исследовался дубовый лес (доминирующая порода — Quercus cerris). Кроме того привлечены данные и по другим лесонасаждениям (всего 20 точек).

Дубовый лес в Италии. Основная лесообразующая порода — турецкий дуб Quercus cerris. В отличие от других обследованных лесов этот испытывает сильную нехватку влаги. Снимок с сайта www.strettoweb.it
Дубовый лес в Италии. Основная лесообразующая порода — турецкий дуб Quercus cerris. В отличие от других обследованных лесов этот испытывает сильную нехватку влаги. Снимок с сайта www.strettoweb.it
Анализ полученных данных показал, что бóльшая часть дисперсии (вариабельности) чистой первичной продукции (т. е. разницы продукции всей растительности и суммарного дыхания всех организмов, прежде всего грибов и бактерий, осуществляющих разложение растительного опада) в рассмотренной совокупности лесных экосистем объясняется возрастом деревьев на том или ином конкретном участке. В молодых лесах продукция всегда превышает дыхание, но в зрелых она уравновешивается дыханием, так что чистая продукция равна нулю. После того как лес сводится человеком или гибнет вследствие каких-либо естественных причин, чистая первичная продукция становится отрицательной (выделяется СО2 в результате дыхания почвенных организмов больше, чем поглощается немногочисленными оставшимися растениями).

Для того чтобы избавиться от влияния возраста, которое невольно маскирует возможное воздействие других факторов, исследователи для каждого места брали средние данные по чистой первичной продукции за весь цикл развития леса — от молодого до старого. Сопоставление этих величин с опубликованными ранее данными по выпадению азота с атмосферными осадками выявило между ними сильную положительную корреляцию. Чем больше на лес попадает азота (а в обследованных местах доходило до 15 кг азота на гектар в год), тем выше была величина чистой первичной продукции.

Очевидно, что все обследованные леса испытывают в той или иной мере нехватку азота. Судя по литературным данным «насыщение» лесов азотом должно происходить при более серьезных «нагрузках», попадании 50–60 кг азота на гектар. Но при этом наблюдается уже сильное закисление почв, неблагоприятное для растительности.

Из приведенного материала, конечно, не следует делать вывод, что загрязнение атмосферы и кислотные дожди (содержащие ион нитрата) есть некое благо. Но старая народная мудрость относительно того, что «нет худа без добра», подтверждается.

   
автор: Алексей Гиляров
Кроме того...
Изобретение жевательной резинки
В наше время жевательная резинка – это часть повседневной жизни очень большого количества людей, хотя этот продукт был придуман лишь немногим...
Изогнутый DLP-монитор для настоящих геймеров
Похоже, что мониторы теперь будут не только офисные и профессиональные графические, но ещё и профессиональные...
Компас
Компас, как и бумагу, еще в глубокой древности изобрели китайцы....
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
В Америке разработаны бумажные аккумуляторы
В Америке разработаны бумажные аккумуляторы В Америке разработаны бумажные аккумуляторы
В американском Политехническом институте Ренслера (Rensselaer Polytechnic Institute, город Трой, штат Нью-Йорк) разработан новый тип дешевых сверхплоских батареек
Вакуум взвесят в коллайдере
Вакуум взвесят в коллайдере Вакуум взвесят в коллайдере
Самый мощный ускоритель элементарных частиц современности проверит интуицию древних греков
Установлены причины колоссального магнитного сопротивления
Установлены причины колоссального магнитного сопротивления Установлены причины колоссального магнитного сопротивления
Ученые значительно продвинулись в понимании того, почему некоторые материалы, находясь в магнитном поле, демонстрируют исключительно высокое электрическое сопротивление
Из подстилок для птиц сделают биотопливо
Из подстилок для птиц сделают биотопливо Из подстилок для птиц сделают биотопливо
Американские ученые из Виргинского политехнического института (Virginia Polytechnic Institute) разработали простую установку
На МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор
На МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор На МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор
Московское конструкторское бюро "Компас" представило первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор. Изначально прибор разрабатывался для нужд министерства обороны, он устойчив к искусственным помехам
Колёсный робот-внедорожник MULE
Колёсный робот-внедорожник MULE Колёсный робот-внедорожник MULE
Коня (то есть танк) на скаку остановит, войдёт в горящую избу. Принесёт ключевой воды напиться, угостит караваем (в смысле – сухим пайком). В общем, перед нами свежий вариант... нет, не "женщины в русских селеньях"
Колёсноногие машины соберутся с силами в горячих точках
Колёсноногие машины соберутся с силами в горячих точках Колёсноногие машины соберутся с силами в горячих точках
Сапёр — это, как правило, человек. И это в наше непростое время, когда постоянно нужно что-то разминировать и дезактивировать! Непорядок это, конечно, — дело-то опасное. Поэтому людей кем-то нужно заменять. Есть мнение
Высокотехнологичный коврик для занятий йогой
Высокотехнологичный коврик для занятий йогой Высокотехнологичный коврик для занятий йогой
Йогой заниматься нынче модно и действительно полезно. Иногда так достает материальный мир вокруг со всеми этими гаджетами, что хочется абстрагироваться, помедитировать
Астрономы сфотографировали рождение черной дыры
Астрономы сфотографировали рождение черной дыры Астрономы сфотографировали рождение черной дыры
Астрономы впервые наблюдали событие, которое может быть истолковано как рождение черной дыры
Космическая Одиссея 2024: колонизация Луны начинается
Космическая Одиссея 2024: колонизация Луны начинается Космическая Одиссея 2024: колонизация Луны начинается
Люди возвращаются на Луну и это не фантастика. К 2024 году Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) планирует построить на поверхности спутника Земли базу для постоянного пребывания астронавтов
Впервые удалось наблюдать солнечные нейтрино с энергией меньше 1 МэВ
Впервые удалось наблюдать солнечные нейтрино с энергией меньше 1 МэВ Впервые удалось наблюдать солнечные нейтрино с энергией меньше 1 МэВ
Как сообщается в пресс-релизе Российского научного центра "Курчатовский институт", в международном эксперименте "Борексино" впервые удалось наблюдать солнечные нейтрино с энергией меньше 1 МэВ
Астрономы заглянули в прошлое Луны
Астрономы заглянули в прошлое Луны Астрономы заглянули в прошлое Луны
Проанализировав данные с обращавшихся вокруг луны зондов "Смарт-1" (SMART-1) и "Клементина" (Clementine), астрономы могут многое сказать о геологическом и вулканическом прошлом Луны
Рабочее место рядом с принтером признано очень опасным для здоровья
Рабочее место рядом с принтером признано очень опасным для здоровья Рабочее место рядом с принтером признано очень опасным для здоровья
Принтер, особенно старый или после замены картриджа, чадит не хуже курильщика, который смолит по пачке в день. Также стоит позажимать нос, если вдруг кому-то вздумалось распечатать графики или картинки
Биологи уточнили место долговременной памяти
Биологи уточнили место долговременной памяти Биологи уточнили место долговременной памяти
Биологи из медицинского центра Нью-йоркского государственного университета (SUNY) и израильского института Вейцманна уточнили особую роль неокортекса - области коры головного мозга - в хранении долговременной памяти
Врачи заявляют: время "несложных упражнений" закончилось
Врачи заявляют: время "несложных упражнений" закончилось Врачи заявляют: время
Принятая в медицинских кругах точка зрения, согласно которой 30 минут несложных упражнений в день достаточно для того, чтобы укрепить своё здоровье, была пересмотрена учёными
Заплатка для сердца
Заплатка для сердца Заплатка для сердца
Английские врачи из Королевского госпиталя Бромптон в Лондоне (London’s Royal Brompton Hospital) изобрели технологию, которая позволит устранить дефект межпредсердной перегородки (patent foramen ovale, PFO)
В Ульяновской области найден плиозавр
В Ульяновской области найден плиозавр В Ульяновской области найден плиозавр
В Ульяновской области в районе поселка Ундоры палеонтологи обнаружили скелет плиозавра - крупного морского ящера юрского периода, сообщил РИА "Новости" заведующий Ундоровским музеем
Плесневые грибы у нас дома
Плесневые грибы у нас дома Плесневые грибы у нас дома
Человек представляет собой неотъемлемую часть живой природы не только в эволюционном смысле слова. Ему постоянно, на протяжении всей жизни сопутствуют самые разные растения и животные
Азотное загрязнение биосферы способствует росту лесов
Азотное загрязнение биосферы способствует росту лесов Азотное загрязнение биосферы способствует росту лесов
Соединения азота, поступающие в большом количестве в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и транспорта, в конце концов выпадают с осадками на землю, причём в форме, пригодной для использования растениями
В Финляндии нашли неолитическую жевательную резинку
В Финляндии нашли неолитическую жевательную резинку В Финляндии нашли неолитическую жевательную резинку
Британская студентка, работавшая волонтером на раскопках в Финляндии, обнаружила кусочек "жевательной резинки", которому около пяти тысяч лет. Он состоит из березового дегтя, сообщает газета The Times
Небоскрёбы
Небоскрёбы Небоскрёбы
Небоскрёб (калька с аналогичного по смыслу английского слова Skyscraper) — очень высокое здание. Обычно небоскрёбами называют здания выше 500 футов (152 м). В русском языке используется также термин «высотное здание»
Куда держат путь умные толпы
Куда держат путь умные толпы Куда держат путь умные толпы
Мобильная коммуникация изменит не только ритм жизни, но и её стиль

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Рабочее место рядом с принтером признано очень опасным для здоровьяРабочее место рядом с принтером признано очень опасным для здоровья
    Принтер, особенно старый или после замены картриджа, чадит не хуже курильщика, который смолит по пачке в день. Также стоит позажимать нос, если вдруг кому-то вздумалось распечатать графики или картинки
  • Биологи уточнили место долговременной памятиБиологи уточнили место долговременной памяти
    Биологи из медицинского центра Нью-йоркского государственного университета (SUNY) и израильского института Вейцманна уточнили особую роль неокортекса - области коры головного мозга - в хранении долговременной памяти
  • Врачи заявляют: время "несложных упражнений" закончилосьВрачи заявляют: время
    Принятая в медицинских кругах точка зрения, согласно которой 30 минут несложных упражнений в день достаточно для того, чтобы укрепить своё здоровье, была пересмотрена учёными
  • Заплатка для сердцаЗаплатка для сердца
    Английские врачи из Королевского госпиталя Бромптон в Лондоне (London’s Royal Brompton Hospital) изобрели технологию, которая позволит устранить дефект межпредсердной перегородки (patent foramen ovale, PFO)
  • Планета Земля
  • В Ульяновской области найден плиозаврВ Ульяновской области найден плиозавр
    В Ульяновской области в районе поселка Ундоры палеонтологи обнаружили скелет плиозавра - крупного морского ящера юрского периода, сообщил РИА "Новости" заведующий Ундоровским музеем
  • Плесневые грибы у нас домаПлесневые грибы у нас дома
    Человек представляет собой неотъемлемую часть живой природы не только в эволюционном смысле слова. Ему постоянно, на протяжении всей жизни сопутствуют самые разные растения и животные
  • Азотное загрязнение биосферы способствует росту лесовАзотное загрязнение биосферы способствует росту лесов
    Соединения азота, поступающие в большом количестве в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и транспорта, в конце концов выпадают с осадками на землю, причём в форме, пригодной для использования растениями
  • В Финляндии нашли неолитическую жевательную резинкуВ Финляндии нашли неолитическую жевательную резинку
    Британская студентка, работавшая волонтером на раскопках в Финляндии, обнаружила кусочек "жевательной резинки", которому около пяти тысяч лет. Он состоит из березового дегтя, сообщает газета The Times
  • История изобретений
  • НебоскрёбыНебоскрёбы
    Небоскрёб (калька с аналогичного по смыслу английского слова Skyscraper) — очень высокое здание. Обычно небоскрёбами называют здания выше 500 футов (152 м). В русском языке используется также термин «высотное здание»
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • На МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигаторНа МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор
    Московское конструкторское бюро "Компас" представило первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор. Изначально прибор разрабатывался для нужд министерства обороны, он устойчив к искусственным помехам
  • Колёсный робот-внедорожник MULEКолёсный робот-внедорожник MULE
    Коня (то есть танк) на скаку остановит, войдёт в горящую избу. Принесёт ключевой воды напиться, угостит караваем (в смысле – сухим пайком). В общем, перед нами свежий вариант... нет, не "женщины в русских селеньях"
  • Колёсноногие машины соберутся с силами в горячих точкахКолёсноногие машины соберутся с силами в горячих точках
    Сапёр — это, как правило, человек. И это в наше непростое время, когда постоянно нужно что-то разминировать и дезактивировать! Непорядок это, конечно, — дело-то опасное. Поэтому людей кем-то нужно заменять. Есть мнение
  • Высокотехнологичный коврик для занятий йогой Высокотехнологичный коврик для занятий йогой
    Йогой заниматься нынче модно и действительно полезно. Иногда так достает материальный мир вокруг со всеми этими гаджетами, что хочется абстрагироваться, помедитировать
  • Космос
011