Кратко:
- Леса через фотосинтез поглощают углекислый газ и выделяют кислород, но в зрелых экосистемах чистый прирост кислорода почти нулевой из-за дыхания и разложения.
- Главная роль — секвестрация углерода: леса ежегодно поглощают миллиарды тонн CO₂, сдерживая его накопление в атмосфере.
- Листья и кора задерживают пыль, оксиды азота, серы и мелкодисперсные частицы, улучшая качество воздуха локально.
- Транспирация увеличивает влажность и влияет на местный микроклимат, что опосредованно стабилизирует состав воздуха.
- Миф о «лёгких планеты», которые дают 20 % кислорода, не соответствует действительности — большая часть атмосферного кислорода накопилась за геологическое время из океанов.
Леса поддерживают состав воздуха не одним «выделением кислорода», а целой системой процессов. Они регулируют уровень углекислого газа, частично обновляют кислород, задерживают загрязнители и влияют на влажность. Без этих механизмов атмосфера менялась бы быстрее под давлением человеческих выбросов.
Самое распространённое представление — что деревья просто «производят воздух, которым мы дышим». На самом деле всё сложнее. Фотосинтез действительно даёт кислород, но растения и микроорганизмы леса его же потребляют. Чистый эффект на глобальный уровень O₂ в короткие сроки почти незаметен. Зато влияние на CO₂ ощутимо уже сегодня.
На практике, когда гуляю в сосновом бору после дождя, воздух кажется легче и свежее. Это не иллюзия — там выше концентрация отрицательных ионов и меньше пыли. Но глобально картина иная: леса — это прежде всего регуляторы углеродного баланса и местные фильтры.
Фотосинтез: как деревья обменивают газы
Процесс выглядит просто. Листья улавливают солнечный свет, берут CO₂ из воздуха и воду из почвы. В хлоропластах происходит реакция:
6CO₂ + 6H₂O + свет → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Глюкоза идёт на рост, кислород выходит в воздух. Это работает днём. Ночью и постоянно растения дышат: потребляют кислород и выделяют углекислый газ. Когда дерево гибнет, микроорганизмы разлагают органику и тоже используют O₂.
В зрелом лесу эти процессы почти сбалансированы. Чистый прирост кислорода близок к нулю. National Geographic и исследования экологов показывают: утверждение, что Амазония даёт 20 % мирового кислорода, физически невозможно. Атмосфера содержит около 21 % кислорода и лишь около 0,04 % CO₂. Чтобы произвести такое количество O₂, нужно было бы поглотить нереально много углекислого газа.
По оценкам, тропические леса отвечают примерно за треть наземного фотосинтеза. Но после учёта дыхания и разложения их вклад в чистый кислород падает до нескольких процентов от общей продукции биосферы. Основную долю текущего кислорода дают океанический фитопланктон и цианобактерии — около половины.
Большая часть кислорода, которым мы дышим, накопилась за сотни миллионов лет, когда органическое вещество захоранивалось и не всё окислялось. Современные леса поддерживают этот баланс, но не «накачивают» атмосферу новым кислородом в больших объёмах.
В молодых насаждениях, которые активно растут, чистый выход кислорода выше. Деревья накапливают биомассу, и часть углерода надолго остаётся в стволах и корнях. Поэтому лесовосстановление имеет значение не только для углерода, но и для локального кислородного баланса.
Главная работа лесов — поглощение углекислого газа
Именно здесь леса реально влияют на состав воздуха. Они работают как углеродный сток. По данным исследований, опубликованных в Nature, глобальный лесной сток на протяжении последних десятилетий оставался относительно стабильным — около 3,5–3,6 петаграмм углерода в год. Это эквивалентно почти половине выбросов от сжигания ископаемого топлива за тот же период.
FAO оценивает, что в последние годы леса мира ежегодно поглощали около 3,6 миллиарда тонн CO₂ на лесных землях. Часть этого эффекта сводится на нет вырубками, но в целом леса всё ещё нетто-поглотители.
Углерод оседает в древесине, корнях, подстилке и почве. В лесах Украины, по разным оценкам, накоплено сотни миллионов тонн углерода. Ежегодное поглощение колеблется, но сектор лесного хозяйства остаётся одним из немногих, где поглощение превышает выбросы.
Когда лес вырубают или сжигают, накопленный углерод быстро возвращается в атмосферу. Поэтому сохранение старых лесов важнее, чем только посадка новых. Старые древостои продолжают накапливать углерод, хотя и медленнее.
На практике замечал: после крупных пожаров или сплошных рубок воздух в долине становится суше и тяжелее. Это не только дым — нарушается весь локальный газообмен.
Фильтрация загрязнителей и локальное качество воздуха
Леса работают как биологические фильтры. Листья перехватывают твёрдые частицы, а через устьица поглощают газообразные загрязнители — диоксид серы, оксиды азота, озон, аммиак.
Исследования в США показали, что деревья и леса в континентальной части страны в 2010 году удалили около 17,4 миллиона тонн загрязнителей. Эффект на здоровье людей оценивали в миллиарды долларов. Большая часть удаления происходила в сельской местности, а наибольшая польза для здоровья — в городах, где люди непосредственно дышат очищенным воздухом.
Хвойные породы часто эффективнее лиственных в задержании мелкодисперсной пыли благодаря структуре хвои. Смешанные леса обычно показывают лучшие показатели. В одном из исследований в Китае содержание кислорода в воздухе смешанных хвойно-лиственных насаждений было выше, чем на открытых территориях.
Лес не только задерживает, но и частично преобразует вещества. Некоторые соединения азота растения усваивают и используют как питательные элементы. Часть загрязнителей оседает на поверхности листьев и смывается дождями в почву, где их перерабатывают микроорганизмы.
Есть нюанс: деревья также выделяют летучие органические соединения. В больших количествах и при определённых условиях они могут участвовать в образовании приземного озона. Но общий баланс для большинства лесных массивов положительный — они снижают концентрацию вредных веществ.
Влажность, микроклимат и опосредованное влияние
Через транспирацию леса возвращают в воздух огромное количество водяного пара. Это повышает относительную влажность и влияет на местные осадки. Влажная атмосфера меняет скорость реакций и рассеивания газов.
Лес охлаждает воздух. Температура под кронами ниже, чем на открытом пространстве. Это уменьшает образование некоторых вторичных загрязнителей, которые активнее образуются в жару.
Когда лес исчезает на больших территориях, меняется региональный водный цикл. Меньше влаги — меньше облачности — другой режим перемешивания воздуха. Всё это опосредованно влияет на состав атмосферы.
| Процесс | Влияние на состав воздуха | Масштаб |
|---|---|---|
| Фотосинтез | Поглощение CO₂, выделение O₂ | Глобальный и локальный |
| Дыхание и разложение | Потребление O₂, выделение CO₂ | Локальный (баланс в зрелом лесу) |
| Секвестрация углерода | Долговременное изъятие CO₂ | Глобальный |
| Задержание частиц и газов | Снижение концентрации загрязнителей | Локальный и региональный |
| Транспирация | Повышение влажности, охлаждение | Местный и региональный |
Таблица показывает, что леса действуют на нескольких уровнях одновременно. Один процесс не преобладает над другими — они работают вместе.
Что происходит, когда лесов становится меньше
Вырубка и деградация лесов быстро меняют локальный состав воздуха. Исчезает поглощение CO₂, растут выбросы от сгорания и разложения остатков. Пыль и дым от пожаров добавляют твёрдые частицы. В тропиках вырубки уже привели к тому, что некоторые участки из поглотителей превратились в источники углерода.
Даже если глобальный уровень кислорода не упадёт резко (его запас огромен), качество воздуха для людей ухудшается. В городах и промышленных зонах отсутствие зелёных насаждений означает более высокие концентрации вредных веществ.
По наблюдениям, в районах с высокой лесистостью люди реже жалуются на одышку в жаркие дни. Это субъективно, но подкрепляется измерениями более низкой температуры и меньшего количества пыли.
Что можно сделать на практике
Сохранение существующих лесов даёт больший эффект, чем только посадка новых. Старые древостои уже накопили углерод и продолжают его удерживать. Молодые насаждения начинают активно поглощать CO₂ через несколько лет.
В городах стоит увеличивать площадь зелёных насаждений с разными породами. Хвойные хорошо задерживают пыль зимой, лиственные — активно работают летом. Смешанные группы дают более стабильный эффект.
На уровне сообщества — поддерживать естественное восстановление, избегать сплошных рубок в водоохранных зонах, контролировать пожары. Каждый сохранённый гектар — это тонны углерода, которые не попадут в воздух, и дополнительная фильтрация загрязнителей.
Леса не «спасают планету» одним кислородом. Они поддерживают состав воздуха через углеродный баланс, очищение и регулирование влажности. Если мы хотим дышать более чистым воздухом и иметь более стабильный климат, нужно беречь то, что уже работает, и расширять то, что может работать лучше.
