Cтраница 2
К - энергосодержание живых клеток; г) т - доля мощности солнечной радиации, затраченная на транспирацию; L - скрытая теплота испарения воды, равная 2 5 КДж / г Н2О; kT - коэффициент транспирации. Lw, К и kr - физические и биологические постоянные, которые не могут изменяться биотой. Поэтому КПД фотосинтеза растений суши целиком определяется величиной транспирации. [16]
Количество воды, транспирируемое растениями, на много порядков превышает необходимое для биохимических реакций. Поэтому количество потребляемых растениями суши биогенов, т.е. чистая первичная продукция, , изменяется пропорционально транспирации. Измеряемое эмпирически отношение среднегодового количества транспирируемой влаги к чистому приросту живой массы растений называется коэффициентом транспирации. Поэтому КПД фотосинтеза растений суши целиком определяется величиной испарения воды. [17]
Как известно, ОВ растительного и животного происхождения, захороненное в. УВ, содержится в осадках. Масштабы происходящего на Земле процесса фотосинтеза ОВ огромны. По данным В. Б. Евстигнеева ( 1970 г.), только растения суши, морей и океанов, поглощая атмосферную и растворенную в воде углекислоту, ежегодно усваивают около 200 млрд. т углерода, образующего около 400 млрд. т ОВ. [18]
Такой факт позволяет предположить следующий механизм биологической регуляции приземной температуры. С ростом температуры выше оптимальной для растений усиливается фотосинтез, сопровождающийся большим поглощением солнечной энергии на транспирацию. При транспирации, протекающей без повышения температуры окружающей среды, поглощается большое количество солнечной энергии на испарение воды. Известно, что растения на создание одного килограмма сухой биомассы испаряют от 200 до 800 и более килограммов воды. При чрезвычайно высокой энтальпии испарения воды ( 2259 кДж / кг) фотосинтез ( следовательно, и транспирация) оказывается весьма энергоемким процессом. Изменение режима транспирации растений суши может на десятки процентов изменить радиационный баланс ( бюджет солнечной энергии) на суше и водный режим атмосферы, что, в свою очередь, может привести к изменению приземной температуры на десятки градусов. При этом выделение тепла при конденсации водяных паров, образовавшихся при транспирации, не может повлиять на приземную температуру, так как такая конденсация происходит в верхних слоях атмосферы практически вне пределов биосферы и выделяющееся при этом тепло излучается в космическое пространство. Уменьшение парникового эффекта в результате снижения концентрации СО2 в атмосфере в процессе фотосинтеза в регуляции температуры играет, хотя и положительную, но лишь подчиненную роль. Как показывают расчеты, даже удвоение концентрации СОг в атмосфере изменяет приземную температуру кс более чем на 3 С. [19]
На поверхность суши осадков выпадает больше, чем с нее испаряется. Избыток влаги в виде речного стока поступает в океан. Важную роль в испарении воды на суше играют растения - именно транспирация растений увеличивает водообо-рот по сравнению с безжизненной сушей. Суммарная площадь поверхности листьев растений в среднем в 4 раза превосходит поверхность суши. Это обеспечивает превышение транспирации над испарением с суши. Только биота суши ( термин биота активно используется в экологии и объединяет два понятия: флору и фауну) ежегодно производит около 600 Гт органического вещества, из них 90 % приходится на воду. Биота ежегодно связывает 540 км3 воды. В процессе создания этой массы органического вещества растительность использует в 100 раз больше воды - около 54000 км3, которые испаряются растительностью в атмосферу. Таким образом, годовое испарение растений суши значительно превосходит речной сток планеты. Биота контролирует до 70 % круговорота воды на суше. [20]