Повышение температуры заставило растения поглощать больше углекислого газа. Поглощение растениями углекислого газа
Поглощение углекислоты растениями - Дом Солнца
Зеленые растения поглощают углекислый газ из атмосферы при фотосинтезе, однако многие другие процессы в экосистемах, например, дыхание почвенных микроорганизмов, напротив связаны с выделением углекислоты. Баланс этих процессов и определяет, выделяет ли экосистема углекислый газ или наоборот поглощает его. Авторы исследования, ученые из американского Института изучения пустынь, попытались выяснить, как влияет на этот баланс продолжительные периоды аномальной жары.Для этого они поместили в лабораторию 12 "кусков" оклахомской прерии - 12-тонные блоки глубиной почти два метра, вырезанных в степи вместе с почвой и травой. Исследователи смогли точно определить количество углекислоты, которая выделяется и поглощается этими фрагментами экосистемы в разных климатических условиях, которые создавались в лаборатории. Часть блоков оставалась в обычных условиях, а часть была помещена в условия температурной аномалии, жары, которая, по данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата по изменению климата, будет наблюдаться в середине этого столетия.
Наблюдения в течение четырех лет показали, что после одного года искусственной засухи способность степи поглощать углекислый газ падала в три раза, причем она оставалась на низком уровне еще в течение минимум года, когда климат в лаборатории уже был "нормальным". "Отложенная реакция, которая может продолжаться более года, - впечатляющее напоминание о хрупкости экосистем, которые являются ключевыми звеньями в глобальной системе поглощения углекислоты", - говорит ведущий автор исследования Джон Арнон (John Arnone), слова которого приводятся в сообщении Института изучения пустынь.
Ученые установили, что и в год, когда наблюдалась необыкновенно сильная жара и в последующий год углекислотный обмен значительно снижался - возможно потому, что засуха препятствовала росту растений и стимулировала дыхание почвенных микроорганизмов. Авторы статьи объясняют наблюдаемый ими эффект тем, что засуха препятствует росту растений, а почвенные микроорганизмы, выделяющие углекислоту, активизировались. Согласно многочисленным исследованиям, уровень углекислого газа в атмосфере Земли с начала индустриальной эры вырос примерно на треть. Углекислота удерживает тепло в атмосфере, что приводит возникновению парникового эффекта и глобальному потеплению.
www.sunhome.ru
Повышение температуры заставило растения поглощать больше углекислого газа
Сотрудники Исследовательского центра изменения климата Университета Пердью (США) изучили адаптацию растений к повышению температуры и обнаружили, что нагревание стимулирует процессы, связанные с фотосинтезом, в том числе обмен углекислого газа. В лабораторных условиях разные растения при повышении температуры окружающей среды в среднем фиксировали больше, а выделяли меньше CO2. Работа опубликована в журнале Global Change Biology.
Углекислый газ (CO2) является естественным компонентом атмосферы нашей планеты, однако его избыточный выброс, наряду с другими парниковыми газами, является причиной глобального потепления. Приток углекислоты в атмосферу осуществляется в результате натуральных процессов — дыхания и вулканической активности, однако с начала индустриальной революции основной вклад вносит человек, сжигая ископаемое топливо. Отток углекислого газа производится растениями, которые в процессе фотосинтеза фиксируют СО2 и превращают его в сахара с участием света и воды. Повышение концентрации СО2 в атмосфере приводит к тому, что растения начинают более активно его поглощать, однако деятельность человека по уничтожению лесов сводит на нет эту естественную саморегуляцию системы. В результате температура поверхности планеты продолжает расти.
Специалисты по исследованию последствий изменения климата решили выяснить, как увеличение температуры, без изменения других параметров среды, влияет на процессы фотосинтеза и газообмена растениями. Эксперимент охватил разные виды растений, различающиеся по типу фотосинтеза, продолжительности жизни (однолетние и многолетние) и произрастанию (тропические либо нетропические). Всего в исследовании было использовано 22 вида, включая культивируемые растения, такие как рис, кукуруза и огурцы, а также деревья, такие как береза и сосна. Растения выращивали в лабораторных условиях и в течение недели выдерживали при определенной температуре, от 15 до 35 градусов Цельсия. За это время биохимические процессы должны были адаптироваться к заданным условиям.
Ученых интересовали такие параметры фотосинтеза, как скорость фиксации углерода, обусловленная работой двух ферментов-карбоксилаз, уровень генерации энергии в процессе работы электрон-транспортной цепи и уровень темнового дыхания, в процессе которого растения выделяют углекислый газ. Эти параметры были измерены у адаптированных к определенной температуре растений. Кроме того, адаптированные растения подвергали кратковременному (в течение нескольких минут) действию экстремальных температур до 50 градусов, чтобы выяснить устойчивость биохимических параметров.
Графики, демонстрирующие изменение скорости фиксации углерода (слева) и выделения углекислого газа (справа) растениями в зависимости от температурыВ итоге все растения при повышении температуры окружающей среды смогли адаптироваться к ней. Уровень фотосинтеза у растений возрос, как и газообмен. Увеличилось как поглощение углекислого газа, так и выделение его в процессе дыхания. Однако сравнение скоростей процессов фиксации углекислого газа и дыхания показало, что нагрев в среднем сдвигает баланс в сторону усвоения углекислоты. Кроме того, предварительная адаптация к повышенной температуре сделала растения менее чувствительными к ее внезапному кратковременному скачку. Ученые отмечают, что эти обнадеживающие результаты получены при достаточном количестве воды и питательных веществ в почве. Между тем следствием глобального потепления может стать не только повышение температуры, но и засуха, поэтому надеяться на то, что экосистема сама справится с изменением климата благоприятным для человечества образом, не стоит.
С началом индустриальной революции в XVIII веке концентрация углекислого газа в атмосфере возросла на 43 процента. Средняя температура на планете с начала ХХ века возросла почти на градус.
Автор: Дарья Спасская
Ссылка на источник
Похожие записи:
Растения замедлили прирост углекислого газа в атмосфере Земли
На протяжении последних 12 лет темп прироста CO2 на планете оставался неизменным. Учёные утверждают, что увеличение числа вредных выбросов компенсируется растениями, всё больше поглощающими углекислоту.
Исследователи научного центра Berkley Lab из Калифорнии считают, что увеличение количества углекислого газа в атмосфере Земли вызвало рост интенсивности фотосинтеза зелёных растений. В последние годы они всё активнее перерабатывают CO2 в кислород. Как отмечается в публикации учёного Тревора Кинана, вышедшей в ноябре 2016 года в журнале Nature, объём вредных выбросов в окружающую среду рос значительными темпами в последние 4 десятилетия XX века. Однако в период с 2002 по 2014 годы прирост остановился и сохранялся на уровне 1,9 ppm ежегодно.
Это оптимистичное наблюдение Кинан объясняет так: чем больше в атмосфере становится углекислого газа, тем более активно его начинают перерабатывать растения, появляется всё больше зелени, активно поглощающей CO2. По мнению исследователей, это вовсе не означает, что человечество может успокоиться. Прирост вредных веществ в атмосфере сохраняется, просто он стал менее интенсивным, чем раньше. Хорошие новости о сокращении прироста объёма углекислоты свидетельствуют лишь о том, что надежда для решения проблемы есть. Для этого надо выявить и взять под защиту те экосистемы, которые наиболее интенсивно начали вырабатывать кислород в последние годы.
Добавим, что на данный момент под воздействием деятельности людей содержание CO2 в атмосфере Земли доходит до 400 ppm - то есть, в одном кубометре воздуха содержится 400 миллилитров углекислого газа. Этот показатель продолжает увеличиваться, хотя и медленнее, чем во второй половине прошлого столетия. Это подтверждается и в одном из докладов ООН. В связи с этим в нынешнем веке ожидается рост температуры на 3 градуса. В то же время Парижские соглашения по климату ставят перед человечеством цель ограничить потепление полутора градусами. Для того, чтобы добиться такого показателя, всем странам нужно минимум на треть сократить вредные выбросы. В то время, пока человечество пытается решить, каким образом это сделать, природа словно сама приходит нам на помощь - растения начинают поглощать углекислый газ всё интенсивнее.
Способность растений к фотосинтезу (переработке углекислого газа в кислород) известна давно. Особенно важна она в крупных городах. Помимо переработки CO2 в мегаполисах зелёные насаждения помогают снизить содержание твёрдых веществ в воздухе, смягчить последствия глобального потепления, таких как необычная жара. Благотворительная экологическая организация The Nature Conservancy подсчитала, что вложение 100 миллионов долларов в посадку новых деревьев, способно обеспечивать более чистым воздухом и прохладой порядка 70 миллионов людей. Получается, что расходы в размере всего около полутора долларов на одного человека могут существенно улучшить экологическую обстановку.
Фото: pixabay.com (Свободные от копирайта изображения). Источник новости: ТАСС
Ученые заставят растения эффективнее поглощать углекислый газ!
В эпоху глобального потепления исследования ученых, направленные на уменьшение количества углекислого газа в атмосфере, привлекают все больше внимания общественности. На этот раз исследователи решили выяснить, возможно ли повлиять на процесс фотосинтеза и поглощения углекислого газа растениями.
Ученые озадачились: как многие растения транспортируют сахар из своих листьев в цветы, корни, фрукты и другие части? При помощи генетических технологий, исследователи из Корнеллского университета во главе с Эшли МакКаскилом (Ashlee McCaskill) наконец-то смогли объяснить этот давно волнующий ученые умы вопрос. Оказывается, способность манипулирования вырабатываемым сахаром и процесс поглощения углекислоты неразрывно связаны между собой!
Теория переноса сахара между различными частями растения была выдвинута впервые в 1991 году профессором биологии растений Корнеллского университета Робертом Туржоном (Robert Turgeon).
Его теория предполагает следующее. Сахароза (одна из форм сахара) является продуктом процесса фотосинтеза и аккумулируется в листьях растения. Затем сахароза вместе с другими питательными веществами попадает во флоэму (трубчатую ткань транспортной системы растения), которая отвечает за распределение веществ между различными частями растения.
Попав во флоэму, молекулы сахарозы объединяются (полимеризуются), формируя более сложный по структуре сахар, который становится слишком большим для того чтобы попасть обратно в листья. Затем сахар принудительно "проталкивается" по флоэме дальше, попадая в различные части растения для дальнейшего использования или хранения.
Чтобы доказать эту теорию, Туржон и МакКаскил вывели генетически измененное растение, принадлежащее роду "коровяк пурпурный" (Verbascum phoeneceum L.). В новом растении были "заглушены" два гена, отвечающих за полимеризацию сахарозы. В результате эксперимента сахар стал накапливаться в листьях растения.
В обычных растениях, сахар (полученный из воды и углекислого газа в процессе фотосинтеза) собирается в листьях, и процесс фотосинтеза замедляется, т.е. растение перестает эффективно поглощать углекислоту из атмосферы. И наоборот, как только сахар выводится из листьев, процесс поглощения углекислого газа опять набирает обороты.
Ученые говорят, что если бы им удалось увеличить производительность флоэмы (чтобы более эффективно транспортировать сахар из листьев), то многократно возросли бы урожаи и количество поглощенного растениями углекислого газа.
Эти исследования не только помогут объяснить ранее неизвестные феномены растительного мира, но и позволят в будущем ученым выводить генетически измененные растения с увеличенной урожайностью и улучшенными возможностями фотосинтеза, т.е. поглощения углекислого газа из атмосферы. Наши новостные информеры это залог, современной жизни. Вы всегда в курсе всех событий вашей страны.
По материалам (на англ. языке): Physorg.com
Учитывая прогнозируемый рост температуры на Земле в грядущие десятилетия, климатологов чрезвычайно интересуют теплые периоды в геологическом прошлом нашей планеты. Знания о прошедших эпизодах глобального потепления, позволят лучше понять, как соотносятся между собой изменение климата и уровень углекислого газа в атмосфере с реакцией земной биосферы. Международная команда открыла период интенсивного потепления, который произошел около 52 миллионов лет назад
Эксперты из научно-технологического института США штата Массачусетс, вместе со специалистами из Гонконга и Колорадо, после успешно законченного ими наблюдения пришли к выводу, что к 2050 году, общий объем урожая уменьшится до показателя критики. По мнению исследователей, на уменьшение показателя урожайности большое влияние оказывает априори глобальное потепление. Во время реализации собственных планов в наблюдениях за самой
Медики из Гарвардского университета в США провели исследования. Они изучили рацион и состояние здоровья 1068 матерей и их детей. Была замечена связь между употребление сахарозы и фруктозы и вероятностью заболевания астмой. Дети которые регулярно употребляли напитки содержащие сахар и фруктозу на 77 процентов страдают астмой. Так же медики отметили, что у женщин которые во время беременности регулярно употребляли
globalscience.ru
Поглощение лучей углекислым газом - Справочник химика 21
Физические свойства углекислого газа. Углекислый газ бесцветен, т. е. не поглощает никаких видимых лучей. Но в инфракрасной части спектра углекислого газа наблюдаются широкие линии поглощения для инфракрасных, иначе говоря, тепловых лучей углекислый газ малопроз- [c.404]
Воздушное питание растений представляет собой главным образом углеродное питание, которое осуществляется в процессе фотосинтеза. Сущность этого процесса состоит в том, что в зеленых листьях растений из углекислого газа, поступающего из воздуха, и воды, поступающей из почвы, под влиянием солнечных лучей происходит поглощение и связывание углерода в форме углеводов и других соединений, в том числе и таких сложных соединений, как белки. Методом меченых атомов установлена возможность усвоения углерода и через корневую систему. [c.14]
Физические свойства углекислого газа. Углекислый газ бесцветен, т. е. не поглощает никаких видимых лучей. Но в инфракрасной части спектра углекислого газа наблюдаются широкие линии поглощения для инфракрасных, иначе говоря, тепловых лучей углекислый газ мало прозрачен. Поэтому, если бы атмосфера Земли состояла из углекислого газа, она выполняла бы роль стекла в парниках солнечное излучение достигало бы сквозь нее поверхности Земли беспрепятственно без заметного ослабления и сильно нагревало бы ее, но обратное тепловое излучение Земли в мировое пространство очень сильно задерживалось бы мало прозрачным для тепловых лучей углекислым газом. От этого климат Земли резко утеплился бы. [c.554]
Практика показывает, что химические реакции связаны с разнообразными физическими процессами. Например, горение сопровождается выделением теплоты и испусканием света, химические реакцни в гальванических элементах являются причиной возникновения электрического тока. С другой стороны, поглощение света фотоэмульсией вызывает в ней химический процесс образования скрытого изображения. Под действием солнечных лучей в растениях протекает сложная цепь химических превращений, в результате которых из воды и углекислого газа синтезируются углеводы. В электрическом разряде происходит взаимодействие кислорода и азота. Во всех случаях имеет место тесная связь физических и химических явлений. [c.6]
Многие исследователи, использующие двухлучевые спектрофотометры, пренебрегают возможностью почти полного поглощения в некоторых областях атмосферными парами воды и углекислым газом, особенно при 2320 и 1400-1700 см , в результате чего перо может становиться инертным и малочувствительным к оптическим сигналам. Быстрое сканирование в этих областях может дать спектр с явно повышенным уровнем шума, так как скорость сканирования сравнима со скоростью модуляции и два луча видят различные части атмосферных полос поглощения. (Аналогичный эффект можно наблюдать, если в монохроматоре пути обоих лучей не совсем одинаковы или количество рассеянного света в двух пучках различно, что возможно из-за загрязнений зеркал осветителя.) [c.58]
Действие оптико-акустических газоанализаторов основано на поглощении анализируемым газом инфракрасных лучей пропорционально концентрации данного компонента. При поглощении инфракрасных лучей газ нагревается и его давление увеличивается. Если поток инфракрасных лучей прерывист, то возникает пульсация давления и образуются волны, подобные звуковым, которые улавливаются специальным микрофоном, усиливаются и передаются на измерительный прибор. Оптико-акустический газоанализатор на метан предназначен для непрерывного определения этого газа в потоке в пределах от О до 2 об. %. Точность измерения 0,5% от максимального значения. Кроме метана в газе могут присутствовать окись углерода до 16 об. % углекислый газ до 8 об. % водород до 1 об. % азот до 70 об. %. [c.212]
В среднем сухое вещество растений содержит около 45% углерода и 42% кислорода. Источником углерода и кислорода для синтеза органических веществ растения является воздушное питание. Углекислый газ проникает вместе с воздухом в листья через устьица , густо усеивающие листовую пластинку. Одновременно через устьица идет испарение воды. Суммарная поверхность листьев превосходит (в 20—70 и больше раз) площадь почвы, занимаемую растением, что создает хорошие условия для поглощения СОг и энергии солнечных лучей зелеными листьями. Этот цвет зависит от хлорофилла, космическую роль которого убедительно раскрыл К. А. Тимирязев, ибо без хлорофилла растения не могли бы улавливать энергию солнечных лучей, а следовательно, и запасать ее в форме потенциальной энергии урожая. [c.42]
X 46 мм. Внутренняя часть приставки может поворачиваться на 360°, что дает возможность помещать образец как сверху, таки снизу. Угол между зеркалами составляет около 120°. Чтобы не проявлялся спектр поглощения атмосферных паров воды и углекислого газа из-за удлинения приставкой общей длины луча, такую же оптическую систему помещают в канал сравнения. Благодаря тому [c.175]
ФОТОСИНТЕЗ. Процесс образования органических соединений из неорганических веществ — углекислого газа и воды. В процессе Ф. создается до 90% сухого вещества растений. В химическом отношении этот процесс взаимодействия углекислого газа и воды, который идет при участии хлорофилла, поглощающего энергию солнечных лучей. Поглощенная хлорофиллом световая энергия используется для осуществления реакции, при которой водород воды восстанавливает углекислый газ [c.329]
Газы, которые состоят из атомов одного и того же рода, характеризуются тем, что атомы не обладают заряда.ми свободного электричества. Такие газы, как водород, кислород и азот, не излучают тепловой энергии и совершенно прозрачны для тепловых лучей, излучаемых каким-нибудь посторонни телом. Для технических расчетов большое значение имеет тепловое излучение углекислого газа и водяных паров, так как оба эти газа являются хорошими излучателями и присутствуют в больших количествах в газообразных продуктах горения. Окись углерода сернистый ангидрид и метан также хорошо излучают тепловую энергию, но присутствуют обычно в небольших концентрациях. На рис. 13-1 6 и 13-17 показаны спектры поглощения углекислоты и водяното пара. Из этих рисунков видно, что газы ведут себя не так, как твердые и жидкие тела, поскольку они излучают и поглощают лучистую энергию лишь определенных узких областей спектра. Для водяного пара эти области лежат сравнительно близко друг к другу. Излучение происходит главным образом в области с длиной волн более 1 мк, поэтому оно невидимо для глаза. Из ри-468 [c.468]
Содержание хлорофилла в листьях невелико — около 1 мг на 25 кв. см листовой поверхности. По способность каждого зернышка хлорофилла к поглощению энергии солнечных лучей, переработке углекислого газа весьма значительна. Доказано, что в течение часа 1 мг хлорофилла в состоянпп связать 5 мг углекислого газа и образовать соответствующее количество органических соедп- [c.54]
Воздушное питание. Воздушное питание растений осуществляется в процессе фотосинтеза, сущность которого состоит в том, что в зеленых листьях из углекислого газа воздуха и воды, поступающей из почвы, под влиянием солнечных лучей, происходит поглощение и связывание 34глерода в углеводы, в том числе и в белки. [c.8]
Содержание хлорофилла в листьях невелико — около 1 мг на 25 кв. см листовой поверхности. Но способность каждого зерныщка хлорофилла к поглощению энергии солнечных лучей, переработке углекислого газа, весьма значительна. Доказано, что в течение 1 часа 1 мг хлорофилла в состоянии связать 5 мг углекислого газа и образовать соответствующее количество органических соединений. Однако значительная часть образовавшихся органических веществ (5—10%) тратится листом на дыхание растение же в целом за сутки расходует на дыхание от 15—20 до 30—50% вновь образованных веществ. [c.54]
Животных организмов на Земле насчитывается 11 типов, подразделяемых на 65 классов, большинство из которых обитают в море, и лишь 8 классов живут на суше. Кроме того, насчитывают 17 типов и 33 класса растений, из которых 5 классов обитает в Мировом океане и 10 классов — в пресных и морских водах. К типам растений, распространенным в морях и океанах, относятся водоросли зеленые, бурые, красные, сине-зеленые, разножгутиковые, диатомовые. Характерная особенность растительных организмов— это способность преобразовывать неорганическое вещество в органическое в процессе фотосинтеза, т. е. при поглощении углекислого газа из воды, освещенной солнечными лучами, растения создают углеводы (органические вещества), необходимые для их жизнедеятельности. При проникновении солнечного света в воде происходит преобразование солнечной энергии в химическую, т. е. углекислый газ и вода как продукты полного окисления углерода и водорода входят в состав органического вещества, а освободившийся при разложении воды кислород выделяется в морскую воду. Животные не способны к синтезу органических веществ, но основным источником их питания служат органические вещества, синтезируемые растениями. В процессе фотосинтеза начинается преобразование неорганических веществ в органические отмирание и разложение морских растений и остатков поглотивших их животных определяют вновь переход органических веществ в неорганические. Так осуществляется круговорот веществ в морской воде. [c.172]
Движущей силой фотосинтеза является поглощенная листьями энергия солнечной радиации. Установлена определенная зависимость фотосинтеза от интенсивности и спектрального состава света. Солнце излучает на Землю 42 кДж энергии в год, а это зкачит, что на каждый гектар земной поверхности приходится энергия, эквивалентная 8,75 млн кВт-ч. Свет, излучаемый поверхностью солнца, состоит главным образом из лучей с длиной волн 300—2000 нм. Однако основная световая энергия, достигающая атмосферы Земли, приходится иа довольно узкий диапазон длин волн. Водяные пары поглощают большую часть инфракрасных лучей (850—1300 нм), озон и углекислый газ обеспечивают дальнейшую фильтрацию света. В результате в атмосфере Земли образуется как бы окно, через которое проходит часть излучаемого солнцем света, так называемый видимый свет. [c.210]
chem21.info
После засух растения поглощают углекислоту намного хуже
Зеленые растения поглощают углекислый газ из атмосферы при фотосинтезе, однако многие другие процессы в экосистемах, например, дыхание почвенных микроорганизмов, напротив связаны с выделением углекислоты. Баланс этих процессов и определяет, выделяет ли экосистема углекислый газ или наоборот поглощает его.
Авторы исследования, ученые из американского Института изучения пустынь, попытались выяснить, как влияет на этот баланс продолжительные периоды аномальной жары.
«Зеленые друзья» нас слышат и чувствуют!
Для этого они поместили в лабораторию 12 "кусков" оклахомской прерии - 12-тонные блоки глубиной почти два метра, вырезанных в степи вместе с почвой и травой. Исследователи смогли точно определить количество углекислоты, которая выделяется и поглощается этими фрагментами экосистемы в разных климатических условиях, которые создавались в лаборатории.
Часть блоков оставалась в обычных условиях, а часть была помещена в условия температурной аномалии, жары, которая, по данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата по изменению климата, будет наблюдаться в середине этого столетия.
Наблюдения в течение четырех лет показали, что после одного года искусственной засухи способность степи поглощать углекислый газ падала в три раза, причем она оставалась на низком уровне еще в течение минимум года, когда климат в лаборатории уже был "нормальным".
Лекарственные растения и травы. (78 растений)
"Отложенная реакция, которая может продолжаться более года, - впечатляющее напоминание о хрупкости экосистем, которые являются ключевыми звеньями в глобальной системе поглощения углекислоты", - говорит ведущий автор исследования Джон Арнон (John Arnone), слова которого приводятся в сообщении Института изучения пустынь.
Ученые установили, что и в год, когда наблюдалась необыкновенно сильная жара и в последующий год углекислотный обмен значительно снижался - возможно потому, что засуха препятствовала росту растений и стимулировала дыхание почвенных микроорганизмов.
Авторы статьи объясняют наблюдаемый ими эффект тем, что засуха препятствует росту растений, а почвенные микроорганизмы, выделяющие углекислоту, активизировались.
Согласно многочисленным исследованиям, уровень углекислого газа в атмосфере Земли с начала индустриальной эры вырос примерно на треть. Углекислота удерживает тепло в атмосфере, что приводит возникновению парникового эффекта и глобальному потеплению.
ecology.md
