معلومة

ماذا يحدث عندما تأخذ شجرة نفضية وتضعها في دفيئة خاضعة للتحكم في المناخ؟


سيكون للبيت الزجاجي مستوى ثابت من الضوء (يتطابق مع تغيرات سطوع الطول الموجي ليلا ونهارا مثل خارج الدفيئة) والرطوبة ودرجة الحرارة.

هل لا يتم تشغيل عمليات معينة في الشجرة؟ هل يؤذي هذا الكائن الحي وهل هناك تغيرات في متوسط ​​العمر المتوقع؟


إنه يضر بالأشجار ، ويتم تقليل الكيمياء الموسمية في النبات وإضعافها ، لقد حاولوا زراعة التفاح وأشجار الفاكهة المتساقطة عند خط الاستواء وعليهم معالجتها كيميائيًا لمساعدتهم على البقاء أقوى:

http://www.actahort.org/books/49/49_14.htm

تحتوي المناطق الاستوائية على قوائم انتظار موسمية ، وفي الدفيئة التي لا تتغير فيها درجة الحرارة والضوء ، سيكون النبات مرتبكًا للغاية ، وسيكون الجلوكوز ودورة الأوراق الحرجة متدهورة للغاية ، لأن النباتات لديها معظم قوائم انتظارها من درجات الحرارة والماء والشمس.

http://www.madsci.org/posts/archives/2001-02/981072513.Bt.r.html

المزيد من المعلومات


تعتبر أشجار الصنوبر من أكبر العوامل المساهمة في تلوث الهواء: غازات الصنوبر المحولة كيميائيًا بواسطة الجذور الحرة

تعتبر أشجار الصنوبر من أكبر العوامل المساهمة في تلوث الهواء. إنها تطلق غازات تتفاعل مع المواد الكيميائية المحمولة بالهواء - والتي ينتج الكثير منها عن طريق النشاط البشري - مما ينتج عنه جزيئات صغيرة غير مرئية تعمل على تعكير الهواء. أظهر بحث جديد أجراه فريق بقيادة نيل دوناهو من جامعة كارنيجي ميلون أن الجسيمات الحيوية التي تشكلت من انبعاثات أشجار الصنوبر أكثر إثارة للاهتمام كيميائيًا وديناميكية مما كان يعتقد سابقًا. تقدم الدراسة أول دليل تجريبي على أن هذه المركبات تتحول كيميائيًا بواسطة الجذور الحرة ، وهي نفس المركبات التي تتسبب في شيخوخة بشرتنا ، بعد أن تتشكل لأول مرة في الغلاف الجوي.

هذه النتائج التي نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، يمكن أن تساعد في جعل نماذج التنبؤ بالمناخ وجودة الهواء أكثر دقة ، وتمكين الهيئات التنظيمية من اتخاذ قرارات أكثر فعالية لأنها تدرس استراتيجيات لتحسين جودة الهواء.

قال دوناهو ، أستاذ الكيمياء والهندسة الكيميائية والهندسة العامة ومدير مركز كارنيجي ميلون لدراسات الجسيمات الجوية. "هناك عدد غير قليل من نماذج الغلاف الجوي ، التي تُستخدم بشكل شائع لإعلام البحث والسياسة ، تفترض أن ذلك لا يحدث. ما نحتاجه حقًا في النماذج هو تمثيل دقيق لما يحدث بالفعل في الغلاف الجوي ، و هذا ما يتيح لنا ذلك ".

الهواء الذي نتنفسه مليء بجزيئات تسمى الهباء الجوي. تأتي هذه الجزيئات السائلة أو الصلبة الدقيقة من مئات المصادر بما في ذلك الأشجار والبراكين والسيارات والشاحنات وحرائق الأخشاب. تؤثر الجزيئات الصغيرة على تكوين السحب وهطول الأمطار ، وتؤثر على المناخ وصحة الإنسان. في الولايات المتحدة كل عام ، تُعزى 50000 حالة وفاة مبكرة بسبب أمراض القلب والرئة إلى التركيزات الزائدة من الهباء الجوي ، وخاصة الجسيمات التي يقل قطرها عن 2.5 ميكرومتر.

قال دوناهو: "هناك مجموعة قوية جدًا من البيانات التي تثبت أن الجسيمات الدقيقة في الهواء الذي نتنفسه لها تأثير سيئ كبير على الناس. ما هو أقل فهمًا هو كيف يؤثر الحجم والتركيب الكيميائي لتلك الجسيمات على هذا التأثير" ، قال دوناهو. .

ما يعقد الأمور هو أن الغلاف الجوي هو مكان شديد التأكسد وعالي التفاعل ، مما يعني أن الهباء الجوي يتحول بسرعة كبيرة إلى جزيئات يمكن أن يكون لها تركيبات كيميائية مختلفة تمامًا. كان دوناهو وزملاؤه في مركز دراسات الجسيمات الجوية أول من وصف العمليات الكيميائية التي تنطوي على الجذور الحرة التي تحول الهباء الجوي المنبعث من مصادر من صنع الإنسان مثل عوادم الديزل. لكن هذه الآلية لم تفسر ما يحدث للمركبات الطبيعية عندما تدخل الغلاف الجوي.

قال دوناهو: "لقد كان عدوانيًا للغاية وصنع الكثير من الأشياء ، لذلك قام المصممون ببساطة بإيقاف الشيخوخة الحيوية تمامًا. بدا هذا متطرفًا بعض الشيء". كان يشك في أن الجسيمات الحيوية ستتقدم في العمر أيضًا ، ولكن بطريقة مختلفة.

شرع دوناهو ، مع زملائه في ألمانيا والسويد والدنمارك وسويسرا ، في اختبار هذه الفرضية باستخدام أجواء مزيفة تسمى غرف الضباب الدخاني ، والتي تحتوي على عدة أمتار مكعبة من الهواء في مكان مغلق في المختبر. قاموا بتغذية alpha-pinene ، وهو رذاذ تطلقه أشجار الصنوبر ، والأوزون في غرف الضباب الدخاني ثم أضافوا جذور الهيدروكسيل (OH) ، والتي تحدث بشكل طبيعي ، وجزيئات عالية التفاعل التي تحرك التفاعلات مع المواد الكيميائية الأخرى الموجودة في الهواء. جمع الباحثون البيانات من أربع غرف مختلفة من الضباب الدخاني وأدخلوها في نموذج حاسوبي طوروه. اكتشفوا أن الهيدروكسيد يتسبب في شيخوخة الجسيمات ، وتغيير خصائصها وتركيزاتها وإنتاج جسيمات أكثر بثلاث مرات مما تم إطلاقه في الأصل في الغلاف الجوي.

قال دوناهو: "الجزء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن البشر قد يؤثرون على الطريقة التي تلعب بها الكيمياء". "تنبعث الأشجار من المواد الكيميائية ، ولكن نظرًا لأن النشاط البشري يغير الكيمياء التي تحدث في الغلاف الجوي ، فإن هذه التغييرات يمكن أن تؤثر على كمية وخصائص الهباء الجوي الطبيعي. هناك الكثير من الأدلة على أنه حتى عندما تأتي الغازات العضوية من مصادر طبيعية ، يتم التحكم في مستويات الهباء الجوي التي تأتي منها بواسطة النشاط البشري. ويظهر عملنا إحدى الطرق التي يمكن أن يحدث بها ذلك. "

بالإضافة إلى كارنيجي ميلون ، يضم المؤلفون باحثين من معهد كارلسروه للتكنولوجيا ، و Forschungszentrum J & uumllich ، وجامعة يوهانس جوتنبرج ، ألمانيا ، وجامعة جوتنبرج ، السويد ، جامعة كوبنهاغن ، الدنمارك ، ومعهد بول شيرير ، سويسرا.


ماذا نفعل Justdiggit

الاحتباس الحراري يتحرك بسرعة. أرضنا تجف.

مهمتنا هي عكس ذلك ، ولدينا عقد واحد. نحن نعلم أنه يتعين علينا الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة العالمية أقل من درجتين مئويتين ، لوقف الضرر الذي لا يمكن إصلاحه على كوكب الأرض الذي يحافظ على حياتنا. نحن بحاجة إلى العمل معًا وعلينا التصرف بسرعة.

المكان: أفريقيا

في أفريقيا ، يُفقد 3.9 مليون هكتار من الغابات كل عام ، وتتأثر 65٪ من الأراضي بالتدهور.

وهذا يؤدي إلى زيادة ندرة المياه والغذاء والفقر وفقدان التنوع البيولوجي. في جميع أنحاء العالم ، هناك 2 مليار هكتار من الأراضي القابلة للاستعادة. تتمتع إفريقيا بأكبر إمكانات استعادة في جميع القارات على كوكبنا الجميل ، مع فرصة لحماية وإعادة التنوع البيولوجي إلى بعض أكثر النظم البيئية قيمة في العالم.

الحل: طبيعة سجية

لحسن الحظ ، نحن علبة تحويل الأشياء حولها!

يعد تطبيق الحلول القائمة على الطبيعة لاستعادة الغطاء النباتي هو المفتاح لخفض درجات الحرارة العالمية المتزايدة. النباتات والأشجار هي مكيفات الهواء لكوكبنا: فهي تزيل الكربون من الهواء وتبريد المنطقة المحيطة. كما أن إعادة تخضير الأراضي المتدهورة واستعادتها تؤثر بشكل إيجابي على المياه والأمن الغذائي والتنوع البيولوجي وتخلق حياة أفضل لملايين البشر والحيوانات.

ما يتعين علينا القيام به هو إعادة الطبيعة واستعادة توازن الكوكب. لهذا السبب عقدنا شراكة مع برنامج الأمم المتحدة للبيئة ، الذي أعلن 2021-2030 عقدًا لاستعادة النظام البيئي . معًا يمكننا أن نجعل الأرض الأفريقية خضراء ، خصبة وباردة بحلول عام 2030.


أنواع شتلات الساق

الأنواع الأربعة الرئيسية للشتلات الجذعية هي الأعشاب ، والخشب اللين ، وشبه الصلب ، والخشب الصلب. تعكس هذه المصطلحات مرحلة نمو نبات المخزون ، والتي تعد واحدة من أهم العوامل التي تؤثر على ما إذا كانت العقل ستجذر أم لا. تواريخ التقويم مفيدة فقط كإرشادات. الرجوع إلى الجدول 1 لمزيد من المعلومات حول أفضل وقت للعقل الجذعية لنباتات الزينة معينة.

الجدول 1. المرحلة المثلى لنضج الأنسجة (الخشب) لتأصيل قصاصات جذعية لنباتات الزينة الخشبية المختارة.
اسم شائع الاسم العلمي نوع القطع (SW = خشب لين ، SH = خشب شبه صلب ، HW = خشب صلب)
نباتات دائمة الخضرة
أبيليا Abelia spp. SH ، HW
أربورفيتاي ، أمريكي Thuja occidentalis SH ، HW
أربورفيتاي ، شرقي بلاتيكلاديوس أورينتاليس جنوب غرب
أزاليا (دائمة الخضرة وشبه دائمة الخضرة) رودودندرون النيابة. ش
بربري ، مينتور بربريس x مينتورينسيس ش
بربري ، ياباني بربريس thunbergii SH ، HW
بربري ، وينترغرين بربريس جوليانا ش
خشب البقس ، ورق صغير Buxus microphylla SH ، HW
خشب البقس الشائع Buxus sempervirens SH ، HW
كاميليا كاميليا spp. SW ، SH ، HW
سيانوثوس Ceanothus spp. SW ، SH ، HW
سيدار Cedrus spp. SH ، HW
Chamaecyparis السرو الكاذب Chamaecyparis spp. SH ، HW
كوتونيستر Cotoneaster spp. سو ، ش
Cryptomeria اليابانية كريبتوميريا جابونيكا ش
دافني دافني سب. ش
Elaeagnus ، شائك Elaeagnus pungens ش
الإنجليزية اللبلاب هيديرا هيليكس SH ، HW
Euonymus Euonymus spp. ش
التنوب Abies spp. SW ، HW
جاردينيا كيب ياسمين جاردينيا ياسمينويدس سو ، ش
هيث إيريكا سب. سو ، ش
الشوكران Tsuga spp. SW ، SH ، HW
هولي الصينية اليكس كورنوتا SH ، HW
هولي ، فوستر & # 39 s Ilex x Attenuata & # 39Fosteri & # 39 ش
هولي ، أمريكية إليكس أوباكا ش
هولي ياوبون اليكس القيء SH ، HW
هولي ، الإنجليزية إليكس أكويفوليوم ش
هولي اليابانية إليكس كريناتا SH ، HW
ياسمين ياسمينوم النيابة. ش
العرعر الزاحف العرعر الأفقي SH ، HW
العرعر الصيني جونيبيروس تشينينسيس SH ، HW
العرعر ، الشاطئ Juniperus Conferta SH ، HW
السرو ليلاند س Cupressocyparis leylandii SH ، HW
ماغنوليا Mahonia spp. ش
الدفلى الدفلى نيريوم ش
أوسمانثوس ، هولي أوسمانثوس heterophyllus ش ، الأب
فوتينيا Photinia spp. SH ، HW
الصنوبر ، موغو صنوبر موغو ش
الصنوبر الأبيض الشرقي صنوبر ستروبوس HW
بيتوسبوروم Pittosporum spp. ش
بودوكاربوس Podocarpus spp. ش
الحناء Ligustrunum spp. SW ، SH ، HW
بيراكانثا فيريثورن Pyracantha spp. ش
رودودندرون رودودندرون النيابة. SH ، HW
شجرة التنوب Picea spp. SW ، HW
الويبرنوم الويبرنوم النيابة. SW ، HW
الطقسوس تاكسوس النيابة. SH ، HW
اسم شائع الاسم العلمي نوع القطع (SW = خشب لين ، SH = خشب شبه صلب ، HW = خشب صلب)
الأشجار المتساقطة
أزاليا (نفضي) رودودندرون النيابة. جنوب غرب
الزيزفون الأمريكي الزيزفون تيليا أمريكانا جنوب غرب
البتولا Betula spp. جنوب غرب
حلو ومر Celastrus spp. SW ، SH ، HW
توت Vaccinium spp. SW ، HW
مكنسة Cytisus spp. SW ، HW
الكمثرى Callery بيريوس كاليريانا ش
كاتالبا كاتالبا النيابة. جنوب غرب
ياسمين ياسمين النيابة. سو ، ش
كرابابل تطبيق Malus. سو ، ش
الكريب الآس إنديكا Lagerstroemia ش
الكرز المزهرة Prunus spp. سو ، ش
فجر الخشب الأحمر Metasequoia glyptostroboides سو ، ش
دويتسيا Deutzia spp. SW ، HW
قرانيا Cornus spp. سو ، ش
البلسان نبات Sambucus spp. جنوب غرب
الدردار Ulmus spp. جنوب غرب
Euonymus Euonymus spp. HW
فورسيثيا فورسيثيا النيابة. SW ، SH ، HW
شجرة هامشية Chioanthus spp. جنوب غرب
الجنكة ، شجرة كزبرة البئر الجنكة بيلوبا جنوب غرب
شجرة Goldenrain Koelreuteria spp. جنوب غرب
الكركديه الصينية الكركديه روزا سينينسيس سو ، ش
جراد العسل جليديتسيا تريكانثوس HW
صريمة الجدي Lonicera spp. SW ، HW
الكوبية Hydrangea spp. SW ، HW
آيفي ، بوسطن Parthenocussus tricuspidata SW ، HW
لارش Larix spp. جنوب غرب
أرجواني Syringa spp. جنوب غرب
خشب القيقب أيسر سب. سو ، ش
البرتقالي الزائف Philadelphus spp. SW ، HW
التوت Morus spp. جنوب غرب
الحور أسبن كوتونوود Populus spp. SW ، HW
الحور ، الأصفر توليب شجرة الزنبق الحور Liriodendron توليبفيرا ش
السفرجل ، المزهرة Chaenomeles spp. ش
ريدبد Cercis spp. جنوب غرب
روز شارون شروب ألثيا الكركديه السريانيه SW ، HW
الوردة Rosa spp. SW ، SH ، HW
زيتون روسي أنجستيفوليا Elaeagnus HW
سيرفيسبيري Amelanchier spp. جنوب غرب
شجرة الدخان Cotinus coggygria جنوب غرب
سبيريا Spiraea spp. جنوب غرب
نبتة سانت جون Hypericum spp. جنوب غرب
سماق Rhus spp. جنوب غرب
الصمغ الحلو Liquidambar Styraciflua جنوب غرب
زاحف البوق Campsis spp. SW ، SH ، HW
فرجينيا الزاحف Parthenocissus quinquefolia SW ، HW
ويغيلا Weigela spp. SW ، HW
الصفصاف تطبيق Salix. SW ، SH ، HW
الوستارية الوستارية النيابة. جنوب غرب

قصاصات عشبية مصنوعة من نباتات عشبية غير خشبية مثل القوليوس والأقحوان والداليا. يتم قطع قطعة من 3 إلى 5 بوصات من النبات الأم. تتم إزالة الأوراق الموجودة على الجزء السفلي من ثلث إلى نصف الساق. نسبة عالية من جذور العقل ، ويقومون بذلك بسرعة.

قصاصات الخشب اللين محضرة من نمو طري وعصري جديد للنباتات الخشبية ، تمامًا كما تبدأ في التصلب (النضج). البراعم مناسبة لعمل قصاصات الأخشاب اللينة عندما يمكن قطعها بسهولة عند الثني وعندما لا يزال لديها تدرج في حجم الورقة (الأوراق الأقدم ناضجة بينما الأوراق الحديثة لا تزال صغيرة). بالنسبة لمعظم النباتات الخشبية ، تحدث هذه المرحلة في مايو أو يونيو أو يوليو. البراعم الناعمة طرية جدًا ، ويجب توخي الحذر الشديد لمنعها من الجفاف. الجهد الإضافي يؤتي ثماره ، لأنهم يصلون بسرعة.

قصاصات من الخشب شبه الصلب عادة ما يتم تحضيرها من الخشب الناضج جزئيًا للموسم الحالي ونمو rsquos ، مباشرة بعد تدفق النمو. عادة ما يتم إجراء هذا النوع من القطع من منتصف يوليو إلى أوائل الخريف. الخشب صلب بشكل معقول والأوراق ذات الحجم الناضج. يتم نشر العديد من الشجيرات عريضة الأوراق دائمة الخضرة وبعض الصنوبريات بهذه الطريقة.

قصاصات الخشب الصلب مأخوذة من سيقان خامدة وناضجة في أواخر الخريف أو الشتاء أو أوائل الربيع. عادة ما تكون النباتات نائمة تمامًا مع عدم وجود علامات واضحة على النمو النشط. الخشب صلب ولا ينحني بسهولة. غالبًا ما تستخدم قصاصات الخشب الصلب في الشجيرات المتساقطة ولكن يمكن استخدامها للعديد من الخضرة. تشمل الأمثلة على النباتات التي تم تكاثرها في مرحلة الخشب الصلب فورسيثيا ، والحرير ، والتين ، والعنب ، والسبيري.

الأنواع الثلاثة من قصاصات الأخشاب الصلبة هي مستقيمة ومطرقة وكعب (الشكل 3). القطع المستقيم هو أكثر قطع الجذع شيوعًا. تُستخدم قصاصات المطرقة والكعب للنباتات التي قد يصعب جذرها بخلاف ذلك. لقطع الكعب ، يتم تضمين جزء صغير من الخشب القديم في قاعدة القطع. لقطع المطرقة ، يتم تضمين قسم كامل من خشب الساق القديم.

الشكل 3. الأنواع الثلاثة من قصاصات الأخشاب الصلبة هي مستقيمة ، ومطرقة ، وكعب.


الحقائق

حلول المناخ الطبيعي هي في صميم عمل Conservation International. هذه هي الإجراءات التي تحفظ أو تستعيد أو تحسن استخدام أو إدارة النظم البيئية مع الحفاظ على قدرتها على امتصاص وتخزين الكربون من الغلاف الجوي. يمكن أن توفر لنا الطبيعة ما لا يقل عن 30 في المائة من الطريق لحل أزمة المناخ ، مع توفير مجموعة من الفوائد الإضافية - تصفية المياه العذبة ، وتوفير الهواء القابل للتنفس - التي لا توفرها الأساليب الأخرى للتغير المناخي.

أفضل من ذلك: يمكن للطبيعة القيام بذلك اليوم - مجانًا.


تسقط الصنوبريات بشكل طبيعي الإبر في الصيف والخريف

كورفاليس ، أور. - تعتبر مشاهدة الأشجار وهي تتحول إلى ظلال ساحرة من البرتقالي والأحمر والأصفر جزءًا من سحر الخريف ، لكن رؤية الإبر على الصنوبريات تتلاشى إلى اللون الأصفر وتسقط على الأرض يمكن أن تكون مثيرة للقلق.

قال بول ريس ، أخصائي الغابات الحضرية في دائرة الإرشاد بجامعة ولاية أوريغون ، إن مثل هذا السلوك النباتي طبيعي. تسقط الصنوبريات دائمة الخضرة الإبر تمامًا كما تفقد الأشجار المتساقطة الأوراق ، يحدث ذلك على مدى فترة زمنية أطول.

وقال: "الفرق هو أنه مع الأشجار المتساقطة يفعلون كل ذلك مرة واحدة في فترة زمنية أقصر". "الصنوبريات دائمة الخضرة تسقط الإبر من الصيف حتى الخريف. وتلك التي تسقط ليست سوى جزء بسيط من إجمالي الإبر ".

اعتمادًا على الأنواع ، يمكن أن يستغرق الأمر من سنتين إلى سبع سنوات حتى يفقد الصنوبريات وينمو كل إبرته.

قال ريس: "عندما تنظر إلى صنوبرية ، نعم ، إنها دائمة الخضرة من الناحية الفنية لأنها دائمًا خضراء". "لكنك لا تنظر إلى نفس الإبر طوال الوقت. يلقون أقدم الإبر كل عام. يعتقد الناس أنهم ليسوا بصحة جيدة. لكن في الواقع هم يمرون فقط بالدورة العادية ".

الإبر الخارجية هي الأحدث ، لذا فإن تلك التي تسقط في الداخل ويقل احتمال ملاحظتها. إذا تحولت مناطق أخرى من الشجرة إلى اللون الأصفر ، فقد حان الوقت للحصول على المشورة من مكتب الإرشاد المحلي أو أحد خبراء الأشجار المعتمدين. في العامين الماضيين ، شاهدت أعداد كبيرة من سكان ولاية أوريغون بعض صنوبرياتهم - تنوب دوغلاس - يتحول إلى اللون البني ويموت في بعض الأحيان. وقال ريس إن هذا الضرر ناتج عن الجفاف وأيضًا مشكلة يجب إحالتها إلى الخبراء.

يفقد عدد قليل من الصنوبريات كل إبرهم في عام واحد ، وهي الصنوبر الغربي (Larix occidentalis) ، فجر الخشب الأحمر (Metasequoia glyptostroboides) وسرو أصلع (ديسيديوم تاكسوديوم). لذلك إذا رأيت إحدى هذه الأشجار بدون إبر في الشتاء ، فلا داعي للقلق.

إذا كان كل هذا الحديث عن الصنوبريات يجعلك تشعر برغبة في إضافة واحدة إلى المناظر الطبيعية الخاصة بك ، فإن السقوط هو الوقت المناسب لزراعة واحدة. ستبقي أمطار الخريف والشتاء الشجرة تسقى وتعطيها بداية جيدة. ولكن قبل أن تقوم برحلة إلى الحضانة وتنفق أموالك ، قال ريس أن تقوم ببعض الواجبات المنزلية أولاً وتختار الشجرة المناسبة للمكان المناسب.

قال: "غالبًا ما أتلقى مكالمة واحدة من أشخاص قلقين بشأن الأشجار القريبة جدًا من أساس منزلهم". "القاعدة الأساسية هي أنه إذا كان لديك شجرة صغيرة مثل قيقب العنب أو القيقب الياباني ، فلا بأس بالقرب من المنزل. يجب أن تكون الشجرة الكبيرة مثل البلوط على بعد 20 قدمًا على الأقل من الأساس ".

احصل على مساعدة في اختيار شجرة ، باستخدام تطبيق Extension المجاني المصمم للأجهزة اللوحية التي تعمل بنظامي التشغيل iOS و Android والذي يُسمى Selecting، Planting and Caring for a New Tree ، شارك في تأليفه Ries. منشور قابل للتنزيل متاح لمن ليس لديهم أجهزة لوحية.


ماذا يحدث عندما تأخذ شجرة نفضية وتضعها في دفيئة خاضعة للتحكم في المناخ؟ - مادة الاحياء

"الخلافة البيئية" هي عملية التغيير الملحوظة في بنية الأنواع لمجتمع بيئي بمرور الوقت. داخل أي مجتمع ، قد تصبح بعض الأنواع أقل وفرة خلال فترة زمنية معينة ، أو قد تختفي من النظام البيئي تمامًا. وبالمثل ، خلال فترة زمنية معينة ، قد تصبح الأنواع الأخرى داخل المجتمع أكثر وفرة ، أو قد تغزو الأنواع الجديدة المجتمع من النظم البيئية المجاورة. هذا التغيير الملحوظ بمرور الوقت في ما يعيش في نظام بيئي معين هو "الخلافة البيئية".

لماذا تحدث "الخلافة البيئية"؟

كل نوع لديه مجموعة من الظروف البيئية التي في ظلها سوف تنمو وتتكاثر على النحو الأمثل. في نظام بيئي معين ، وفي ظل مجموعة الظروف البيئية لهذا النظام البيئي ، فإن تلك الأنواع التي يمكن أن تنمو بشكل أكثر كفاءة وتنتج النسل الأكثر قابلية للحياة ستصبح الكائنات الحية الأكثر وفرة. طالما ظلت مجموعة الظروف البيئية للنظام البيئي ثابتة ، فإن تلك الأنواع التي تتكيف على النحو الأمثل مع تلك الظروف ستزدهر. إن "محرك" الخلافة ، سبب تغير النظام البيئي ، هو تأثير الأنواع المستقرة على بيئاتها الخاصة. نتيجة المعيشة هي أحيانًا تغيير دقيق وأحيانًا صريح لبيئته الخاصة. قد تكون البيئة الأصلية مثالية للأنواع الأولى من النباتات أو الحيوانات ، ولكن البيئة التي تم تغييرها حديثًا غالبًا ما تكون مثالية لبعض الأنواع الأخرى من النباتات أو الحيوانات. في ظل الظروف البيئية المتغيرة ، قد تفشل الأنواع السائدة سابقًا وقد تصعد الأنواع الأخرى.

قد تحدث الخلافة البيئية أيضًا عندما تتغير ظروف البيئة بشكل مفاجئ وجذري. حرائق الغابات وعواصف الرياح والأنشطة البشرية مثل الزراعة كلها تغير بشكل كبير من ظروف البيئة. قد تدمر هذه القوى الهائلة أيضًا الأنواع وبالتالي تغير ديناميكيات المجتمع البيئي مما يؤدي إلى التدافع على الهيمنة بين الأنواع التي لا تزال موجودة.

هل توجد أمثلة على "الخلافة البيئية" على مسار الطبيعة؟

التعاقب هو أحد الموضوعات الرئيسية في مسارنا الطبيعي. من الممكن ملاحظة كل من عملية الخلافة الجارية ونتائج أحداث الخلافة السابقة في أي نقطة تقريبًا على طول المسار. يوضح صعود وانحدار العديد من الأنواع داخل مجتمعاتنا المختلفة كلا النوعين من القوى الدافعة للخلافة: تأثير الأنواع القائمة على تغيير الظروف البيئية للموقع ، وتأثير القوى الخارجية الكبيرة لتغيير فجأة الطبيعة البيئية للخلافة. موقع. كلتا هاتين القوتين تختار بالضرورة لأنواع جديدة لتصبح صاعدة وربما مسيطرة داخل النظام البيئي.

تتضمن بعض الأمثلة المحددة للخلافة التي يمكن ملاحظتها ما يلي:
1. نمو أشجار الأخشاب الصلبة (بما في ذلك الرماد والحور والبلوط) داخل منطقة زراعة الصنوبر الأحمر. نتيجة نمو شجرة الخشب الصلب هذا هو التظليل المتزايد والوفاة اللاحقة لأشجار الصنوبر الأحمر المحبة للشمس بواسطة شتلات الخشب الصلب المتسامحة الظل. تحظر ظروف أرضية الغابة المظللة الناتجة عن أشجار الصنوبر نمو شتلات الصنوبر المحبة للشمس وتسمح بنمو الأخشاب الصلبة. إن نتيجة نمو الأخشاب الصلبة هي تدهور غابة الصنوبر وكبر سنها. (راقب أشجار الصنوبر الميتة التي سقطت. راقب الأخشاب الصلبة الصغيرة التي تنمو تحت أشجار الصنوبر التي لا تزال حية).
2. غابات التوت التي تنمو في أقسام الغابات المضاءة بالشمس تحت الفجوات الموجودة في المظلة التي تولدها الأشجار التي تتساقطها الرياح. تتطلب نباتات التوت ضوء الشمس لتنمو وتزدهر. تحت مظلة الظل الكثيفة خاصةً أشجار الصنوبر الحمراء ولكن أيضًا تحت المدرجات الكثيفة لأشجار البلوط ، لا يوجد ضوء شمس كافٍ لبقاء التوت. ومع ذلك ، في أي مكان تسقط فيه شجرة ، تكاثر قصب التوت في غابة كثيفة. يمكنك ملاحظة هذه النتيجة المتتالية لتغير النظام البيئي الكلي داخل حامل الصنوبر الأحمر وعلى طول الأقسام الأكثر انفتاحًا من المسار. بالمناسبة ، توجد داخل غابات التوت هذه نمو كثيف من شتلات الأخشاب الصلبة. تولد نباتات التوت "مشتلًا" محميًا لهذه الشتلات وتمنع متصفحًا رئيسيًا لشتلات الأشجار (الغزلان ذات الذيل الأبيض) من أكل الأشجار الصغيرة وتدميرها. من خلال توفير ملاذ مظلل لهذه الأشجار لتنمو فيه نباتات التوت ، يتم إنشاء مظلة شجرة في المستقبل والتي ستظل على نطاق واسع أرضية الغابة المستقبلية وبالتالي تمنع النمو المستقبلي لمزيد من نباتات التوت!
3. قطعة أرض الخلافة "الحديقة". تم إنشاء هذه الأرض في أبريل 2000 (يرجى الاطلاع على سلسلة الصور على صفحة "أرض حديقة الخلافة"). كان مجتمع النبات الأولي الذي تم إنشاؤه داخل حدود هذه الأرض مكونًا من تلك الأنواع التي يمكنها تحمل القص الدوري الذي "يتحكم" في هذا "العشب" البيئي. على الرغم من ذلك ، سرعان ما تم تأسيس أنواع نباتية أخرى كنتيجة لإزالة إجهاد القص. بمرور الوقت ، سمح التظليل المتزايد لسطح التربة وزيادة الاحتفاظ بالرطوبة لواجهة التربة غير المضطربة بتنوع أكبر من النباتات للنمو والازدهار في حديقة الخلافة. في النهاية ، تم إنشاء نباتات خشبية أطول مما أدى إلى تظليل مجتمع الأعشاب المحب للشمس. في السنوات القادمة ، نتوقع أن تنمو شتلات الأشجار داخل حديقة الخلافة وتؤسس ببطء قسمًا جديدًا من الغابة.

كيف يتأثر البشر بالخلافة البيئية؟

الخلافة البيئية هي قوة الطبيعة. النظم البيئية ، بسبب ديناميكيات الأنواع الداخلية والقوى الخارجية المذكورة أعلاه ، في عملية مستمرة من التغيير وإعادة الهيكلة. لتقدير كيفية تأثير الخلافة البيئية على البشر وأيضًا للبدء في تقدير الوقت المذهل والتكلفة المالية للخلافة البيئية ، يتعين على المرء فقط تصور قطعة أرض حُرثت حديثًا. يمثل تطهير الأرض من أجل الحديقة وإعداد التربة للزراعة حدثًا خارجيًا رئيسيًا يعيد هيكلة النظام البيئي المستقر سابقًا ويعطله بشكل جذري. سيبدأ النظام البيئي المضطرب على الفور عملية التعاقب البيئي. الأنواع النباتية التي تتكيف مع الظروف المشمسة والتربة المكسورة سوف تغزو الموقع بسرعة وستكون ثابتة بسرعة وبكثافة. هذه النباتات الغازية هي ما نسميه "الأعشاب الضارة". الآن "الأعشاب" لها أدوار ووظائف بيئية مهمة جدًا (انظر ، على سبيل المثال ، مناقشة "طيور الشتاء") ، لكن الأعشاب الضارة أيضًا تتنافس مع نباتات الحدائق على العناصر الغذائية والمياه والمساحة المادية. إذا تُركت دون رقابة ، ستصبح الحديقة بسرعة رقعة حشائش يتم فيها خنق نباتات الحدائق ذات المنافسة الضعيفة وتدميرها بواسطة الأعشاب شديدة الإنتاج. مسار العمل الوحيد للبستاني هو قضاء قدر كبير من الوقت والطاقة في إزالة الأعشاب الضارة من الحديقة. إن مدخلات الطاقة هذه تتناسب طرديًا مع "الطاقة" الكامنة في قوة الخلافة البيئية. إذا قمت باستقراء هذا السيناريو الصغير جدًا لجميع الحقول والأنظمة الزراعية على الأرض وتخيلت جميع أنشطة جميع المزارعين والبستانيين الذين يزرعون أطعمتنا ، فستبدأ في الحصول على فكرة عن التكلفة الهائلة من حيث الوقت والوقود ومبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات التي يدفعها الإنسان في كل موسم نمو بسبب قوة التعاقب البيئي.

هل تتوقف الخلافة البيئية؟

هناك مفهوم في الخلافة البيئية يسمى مجتمع "الذروة". يمثل مجتمع الذروة منتجًا نهائيًا ثابتًا للتسلسل المتتابع. في منطقة المناخ والمناظر الطبيعية في Nature Trail ، فإن مجتمع الذروة هذا هو التقسيم الفرعي "Oak-Poplar Forest" في المنطقة الأحيائية للغابات المتساقطة الأوراق. ستحافظ غابة Oak-Poplar التي تم إنشاؤها على نفسها لفترة طويلة جدًا من الزمن. لن يتغير هيكل وتكوين الأنواع الظاهر بشكل ملحوظ بمرور الوقت الذي يمكن ملاحظته. إلى هذه الدرجة ، يمكننا القول أن الخلافة البيئية "توقفت". ومع ذلك ، يجب أن ندرك أن أي نظام بيئي ، بغض النظر عن مدى استقراره واستمراره بطبيعته ، يمكن أن يخضع لقوى تخريبية خارجية هائلة (مثل الحرائق والعواصف) التي يمكن أن تعيد ضبط العملية المتتالية وإعادة إطلاقها. طالما أن هذه الأحداث العشوائية والتي يحتمل أن تكون كارثية ممكنة ، فليس من الدقة تمامًا القول بأن الخلافة قد توقفت. أيضًا ، على مدى فترات طويلة من الزمن ("الوقت الجيولوجي") الظروف المناخية والجوانب الأساسية الأخرى لتغير النظام البيئي. هذه التغيرات في النطاق الزمني الجيولوجي لا يمكن ملاحظتها في عصرنا "الإيكولوجي" ، ولكن وجودها الأساسي والواقع التاريخي لا يمكن التنازع عليه. لا يوجد نظام بيئي ، إذن ، موجود أو سيكون موجودًا على حاله أو لا يتغير على مدى زمني جيولوجي.

/> هذا الموقع مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي. عرض شروط الاستخدام.


الأشجار وثاني أكسيد الكربون: ما هو الرابط الحقيقي؟

ليس من الصعب العثور على أفكار غريبة عن العلوم على الإنترنت - مفاهيم غريبة تبرز لأنها بعيدة جدًا عن الواقع. ومع ذلك ، عندما تكون الأفكار الشائعة حول العلم صحيحة تقريبًا - ولكن ليس تمامًا - قد يكون من الصعب اكتشاف مثل هذه الأخطاء الدقيقة. يتضمن أحد الأمثلة الرائعة تفسيراتنا الشائعة للعلاقة بين الأشجار وثاني أكسيد الكربون. لا يعني ذلك أن هذه التفسيرات الشائعة خاطئة تمامًا - في الحقيقة هي في الغالب صحيحة - ومع ذلك فإن القيود المفروضة على بعض هذه النماذج يمكن أن تؤدي إلى استنتاجات خاطئة.

فيما يلي ستة نماذج عقلية شائعة نستخدمها غالبًا لشرح العلاقة بين الأشجار وثاني أكسيد الكربون. لقد تعرض الكثير منا لأكثر من واحد من هذه المفاهيم ، على الرغم من أننا قد نعتمد على نموذج واحد كإطار عقلي رئيسي لدينا للموضوع. يمكن العثور على جميع هذه النماذج الستة في المواد التعليمية وعلى الإنترنت. عندما نفحص هذه الأفكار الست ، قد يكون من المفيد لك أن تفكر في النموذج الأكثر توافقًا مع ما تعلمته.

القاسم المشترك بين هذه النماذج هو أن "الأشجار تمتص ثاني أكسيد الكربون". نما هذا المفهوم مؤخرًا بشعبية كبيرة - لأن الغابات تساعد في تعويض بعض الزيادة التي يسببها الإنسان في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. بعبارة أخرى ، هناك علاقة بين الغابات - وخاصة الغابات الاستوائية المطيرة - وتغير المناخ العالمي. إذا تمكنا من إبطاء أو عكس الانخفاض العالمي في عدد الأشجار ، فسيساعد ذلك على إبطاء زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ولكن ما الذي يعنيه حقًا عندما نقول "تمتص الأشجار ثاني أكسيد الكربون"؟ يقدم كل نموذج من النماذج العقلية الستة شرحًا موجزًا ​​- لكن مختلفًا - لما تعنيه هذه العبارة.

باستخدام مصطلح "النموذج العقلي" ، يمكننا التركيز على ما يحدث في ذهن الشخص الذي يتعلم ويفسر المفهوم. قد لا يتطابق هذا النموذج العقلي تمامًا مع ما قصده مؤلف المادة التعليمية - ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن المتعلم من المرجح أن "يربط النقاط" ، ويستخلص استنتاجات غير مذكورة صراحة في المادة التعليمية.

النماذج الثلاثة الأولى المدرجة أدناه هي الأبسط - مما يجعلها شائعة جدًا - ولكنها أيضًا من المحتمل أن تؤدي في الغالب إلى مفاهيم علمية خاطئة. تعتبر النماذج الثلاثة الأخيرة أفضل في تجنب مثل هذه المفاهيم الخاطئة ، ولكن حتى هذه النماذج يمكن أن تكون مضللة بعض الشيء إذا تم استخدامها بمعزل عن غيرها. لذلك فإن أقوى إطار عقلي هو مزيج من النماذج 4 و 5 و 6:

النموذج 1 - تقوم الأشجار بترشيح ثاني أكسيد الكربون من الهواء.

يوازي هذا النموذج العقلي الأشجار بنظام تنقية الهواء ، حيث يقوم بتصفية الهواء من ثاني أكسيد الكربون والمواد "السيئة" الأخرى. على عكس بعض النماذج الأخرى ، لا يقدم هذا النموذج أي تفسير لما يحدث لثاني أكسيد الكربون الذي تمت إزالته. يمكن أن يؤدي هذا إلى الاعتقاد الخاطئ بأن ثاني أكسيد الكربون المستخرج قد تم تدميره بالكامل. (ملاحظة: أي اختلاف في هذا النموذج يذكر على وجه التحديد تخزين ثاني أكسيد الكربون هو في الواقع النموذج 2.)

تتمثل إحدى ميزات هذا النموذج في سهولة فهمه - ومن المؤكد أن الأشجار تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء ، على الرغم من اختلاف الآلية عن آلية نظام الترشيح. ومع ذلك ، هناك نوعان من نقاط الضعف الرئيسية لهذا النموذج:

1) من خلال عدم الاعتراف بأن الأشجار تخزن كميات هائلة من الكربون ، يشير هذا النموذج إلى أن الضرر الوحيد في قطع الأشجار هو وجود عدد أقل من الأشجار لتصفية ثاني أكسيد الكربون. لا يوجد ما يشير إلى أن تدمير الغابة يمكن أن يطلق كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي.

2) يتجنب هذا النموذج السؤال "لماذا تفعل الأشجار هذا؟ ما الفائدة من ذلك للأشجار؟ " يحد هذا الإغفال بشدة من قيمة النموذج - لأن الإجابة على هذا السؤال تفتح الباب أمام العديد من الرؤى المهمة حول العلاقة بين الأشجار وثاني أكسيد الكربون.

نقطة ضعف أخرى مشتركة بين جميع النماذج الثلاثة الأولى ، هي الإشارة إلى أن الأشجار هي النباتات الخضراء الوحيدة التي تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء.

النموذج 2 - الأشجار تمتص وتخزن ثاني أكسيد الكربون.

هذا النموذج العقلي يعادل الشجرة بإسفنجة عملاقة تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء. الفكرة الأساسية هي أن الأشجار تمتص وتخزن ثاني أكسيد الكربون باستمرار.

مثل النموذج 1 ، من السهل جدًا فهم هذا النموذج - وهو بالتأكيد ميزة. الميزة الثانية هي الاعتراف بأن ثاني أكسيد الكربون لا يتم التخلص منه بطريقة سحرية. والميزة الثالثة هي الإيحاء بأن ثاني أكسيد الكربون سيعود إلى الغلاف الجوي إذا تم تدمير الشجرة.

على الرغم من أن النموذج 2 أفضل من الطراز 1 ، إلا أنه لا يزال به العديد من نقاط الضعف:

1) مثل النموذج 1 ، يتجنب هذا النموذج سؤال "لماذا تفعل الأشجار هذا؟ ما الفائدة من ذلك للأشجار؟ " مرة أخرى ، يحد هذا الإغفال بشدة من قيمة النموذج.

2) من الخطأ القول إن الأشجار "تخزن ثاني أكسيد الكربون". الأشجار استعمال ثاني أكسيد الكربون - لا يفعلون ذلك متجر هو - هي. ماذا او ما يكون صحيح أن الشجرة تحتوي على كمية كبيرة من المركبات الكربونية. بمعنى آخر ، تقوم الشجرة بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مركبات كيميائية أخرى قائمة على الكربون مفيدة للشجرة. تتكون الكتلة العظيمة للشجرة بشكل أساسي من شيئين فقط: المركبات الكربونية (تسمى أيضًا مركبات العضوية) و الماء.

ومع ذلك ، فإن الشجرة لا تفعل ذلك في الواقع متجر most of those organic molecules — at least not in the popular sense of the word “store”, which implies that unused material has been set aside for possible later use. On the contrary, most of those molecules have been turned into wood or leaves or other essential parts of the tree.

3) This model implies that any carbon dioxide “absorbed” by the tree remains locked away until the tree dies. (Some educational materials explicitly make this point, even though it is wrong.) In fact there are several mechanisms by which carbon dioxide is returned to the air even while the tree is alive — including the metabolism of sugars by plant cells, and the annual shedding of leaves by deciduous trees.

4) This model ignores the role of other plants in removing carbon dioxide from the air. It’s not just trees that do it! In fact, some non-forest ecosystems — such as peat bogs — are extremely good at removing carbon dioxide from the air.

Despite the weaknesses of this model, a person who learns this model will realize that destroying a forest has اثنين negative effects connected to carbon dioxide. First, there are fewer trees to remove carbon dioxide from the air. And second, destroying a forest tends to release a lot of carbon dioxide into the atmosphere in a short period of time.

Model 3 — Forests are the lungs of the planet.

This mental model equates forests — especially tropical forests — to a set of lungs, allowing the planet to “breathe”. The idea is that a forest “purifies” the air by absorbing carbon dioxide and releasing oxygen. On a literal level, this is the opposite of what lungs actually do. Lungs take in “fresh” air and exhale the “stale” air — partially depleted of oxygen, but enriched in carbon dioxide. However, because the lung model is clearly a metaphor, it is easy to understand that trees do the opposite of what animal lungs do. Thus there is an implied balance between the forests of the world and the animals of the world. In fact, many educational materials contain graphics that illustrate such a balance.

The main strength of this model is its emphasis on gas exchange — the exchange of carbon dioxide and oxygen — which is an important concept. But if a forest has the equivalent of lungs, then where are these lungs? The answer is that most of the gas exchange occurs in the leaves. Pores on the surface of each leaf allow gases to move in and out. During the day, carbon dioxide enters through these pores, and oxygen escapes. This is consistent with the “reverse lungs” concept. But at night the opposite happens — oxygen enters through the pores, and carbon dioxide escapes — a phenomenon that Model 3 does not explain, or even acknowledge.

Despite the helpful emphasis on gas exchange, this model has several weaknesses:

1) Like Models 1 and 2, this model (in its simplest, most common form) avoids the question of “Why do trees do this? What’s in it for the trees?” A child who has been taught this model might answer this question by saying “Because people and animals need oxygen.” This answer confuses a benefit with a السبب.

2) Like Model 1, the simplest version of this model fails to acknowledge that trees store massive amounts of carbon. There is no suggestion that cutting down a forest can release a huge amount of carbon dioxide back into the atmosphere.

3) Furthermore, by failing to explain what happens to the carbon, this model can promote the misconception that carbon dioxide is completely eliminated by conversion to oxygen.

4) This model diverts much of the attention away from the reduction of atmospheric carbon dioxide, shifting the attention to the production of oxygen. Indeed, some websites and educational materials suggest that if the world’s forests were to be cut down, then we would soon run out of oxygen to breathe. (“Forests are the lungs of the earth. If we destroy them, we destroy ourselves!”) Destroying the world’s forests would indeed be catastrophic, but it would not result in our suffocating.

5) Like the first two models, this model also undervalues the role of non-forest ecosystems in reducing atmospheric CO2.

Model 4 — Green plants use sunlight to convert CO2 and water into sugar.

This mental model explains the essence of photosynthesis quite succinctly. Unlike the first three models, this model provides a السبب that plants remove carbon dioxide from air — to produce sugar. It also explains what happens to the carbon — it becomes part of the sugar (C6H12O6). This model also implies how green plants benefit from the process — they can use the sugar.

This model usually mentions that oxygen is given off as a waste product of photosynthesis. CO2 and water contain more oxygen atoms than are needed to make sugar, so the excess oxygen is released as a gas. That’s the reason that green plants give off oxygen — not because animals and humans need it. In fact, when early green plants began to pump oxygen into the atmosphere, the gas poisoned much of the existing life on earth — killing it off, but paving the way for the later evolution of oxygen-dependent creatures.

This simple mental model of photosynthesis — that green plants use sunlight to convert CO2 and water into sugar — provides a great foundation for understanding the relationship between trees and carbon dioxide. However, this model is incomplete without a second mental model that explains what happens to all that sugar. The simplest such model (although incomplete) is that the sugar produced by photosynthesis serves as food for the plant. This is a crucial concept. Every living cell needs energy to survive — and for most plant and animals cells, this energy is delivered as sugar. Therefore the sugar produced in the leaves of a plant must be transported to all the living cells in the plant — particularly the roots.

Once you fully grasp these two ideas — that every plant cell needs food in the form of sugar, and that a living plant must move sugar to where it is needed — it makes perfect sense that most land-based green plants have an internal water-based transport system. In fact there are two distinct transport systems. One system moves sugar water down from the leaves to the roots, and the other system moves mineral water up from the roots to the leaves.

So why do plant cells need energy? Cells use the chemical energy of sugar to drive the normal metabolic processes that keep the plant alive. When the cells use this energy, the sugar reverts to carbon dioxide and water — although oxygen is also consumed in the process.

The upshot is that every cell in a plant constantly consumes oxygen and gives off carbon dioxide — just as animal cells do. However, when the sun is shining, the chloroplasts in the leaves and other green surfaces do just the opposite — and they do it at a much faster rate. Thus, during the day, green plants are net consumers of carbon dioxide and net producers of oxygen. But at night, when photosynthesis shuts down, it is just the opposite.

Model 4 is therefore a powerful concept that is closely connected to several important details. But even if you remember all of these details, there is a crucial concept that is missing — the key concept underlying Model 5.

Model 5 — Green plants create biomass animals and decomposers break it down.

The concept missing from Model 4 is that much of the sugar produced by green plants is ليس used to provide energy to the cells of the plant. Instead, the sugar is converted into other organic compounds that are useful to the plant. A surprisingly wide range of compounds are produced, including starches, fats, proteins, and many other classes of molecules. Some of these compounds, such as starches and fats, require nothing more than the atoms already present in sugar — carbon, hydrogen, and oxygen. But some compounds (such as proteins) require additional atoms (such as nitrogen) that arrive via the mineral water sent up from the roots. This wide range of molecules serves many different purposes in the life of a plant.

However, a very high percentage of the sugar is simply converted into cellulose — or in the case of woody plants, cellulose and lignin. These are the structural materials that give a plant its shape and allow it to stand upright. (Lignin, which is much stiffer than cellulose, is the compound that makes woody plants “woody”.) Therefore the dry mass of a woody plant is composed primarily of cellulose and lignin, and the dry mass of an herbaceous (non-woody) plant is usually composed primarily of cellulose. Humans cannot digest cellulose or lignin, so we tend to eat the parts of plants where the digestible compounds — such as sugars, starches, fats, and proteins — have been concentrated.

الكتلة الحيوية is any material that consists either of living tissue, or tissue that had once been living. In a forest ecosystem, most of the biomass consists of living trees or dead remnants of trees, such as the leaf litter on the forest floor. Some of the biomass is underground, including tree roots, fungus, other microorganisms, and the myriad little critters that live in the soil.

One component of biomass is water — embedded in living or dead tissue. But the rest of the biomass consists almost entirely of energy-rich carbon-based compounds. For that reason, dried biomass is flammable, and can be used as fuel. The most obvious example is firewood, but any dried plant material tends to burn easily. This fact reveals a key detail: that cellulose and lignin contain a lot of stored chemical energy. This energy was originally captured from sunlight and stored in sugar molecules that were later converted to other high-energy molecules. In fact, all the carbon-based compounds in a plant are high-energy, and this energy can be traced back to sugar created by photosynthesis.

The upshot is that green plants are the only organisms that can create biomass — because these are the only organisms that can use the energy of sunlight to manufacture sugar. (There is a minor exception for organisms that use the chemical energy of deep-sea hydrothermal vents.) Animals, like plants, can convert certain high-energy compounds into other high-energy compounds, but in doing so there is always a loss in biomass. In other words, when an animal eats biomass — plant or animal tissue — a small part of that biomass is often incorporated into the body of the animal, becoming muscle or other tissue. But a larger part of that biomass is simply metabolized for its energy. And a far larger part of the eaten biomass is wasted — especially if the animal is incapable of digesting cellulose. The key point here is that in a typical ecosystem, such as a forest or grassland, all of the biomass is originally created by plants.

When discussing the biomass of an ecosystem, it is helpful to consider how dense the biomass is. This can be expressed, for example, as tons of biomass per acre (or in metric tons per hectare). Not surprisingly, forests tend to have the densest biomass figures — especially tropical forests — because so much biomass is locked up in woody tree trunks, branches, and roots.

Model 6 — The forests of the world are a huge carbon sink.

Because all biomass consists of carbon-rich compounds — and the carbon in these compounds originated as atmospheric CO2 captured by green plants to create sugar — forests can be viewed as a major carbon sink. A “carbon sink” is anything that absorbs large amounts of carbon dioxide from the atmosphere, retaining the carbon in one form or another.

Of course, this is a two-way street — because carbon can move in either direction. The biomass of a forest becomes CO2 again whenever any of the following processes occur:

  • Sugars are metabolized by plant or animal cells in order to access the stored energy.
  • Dead biomass, such as fallen leaves or downed trees, decomposes into simpler compounds. (Decomposer organisms play a key role, consuming some of the stored energy while breaking down the organic compounds.)
  • Fire races through a forest, burning the dead forest litter — and in the case of a crown fire, then also consuming parts of living trees.

In a typical forest, far more carbon is captured than is released — although the amount varies according to the type of forest, the age of the forest, and other factors.

Because trees can be very large, it seems intuitive that a forest would store more carbon per acre than any other type of ecosystem. But is that really true? If you only consider the above-ground storage of carbon, then the tropical rainforests of the world are the clear winners in terms of carbon mass. Forests in temperate climates also store a lot of carbon, but less than tropical forests.

However, if you consider the organic carbon stored in soils, then the picture becomes more complicated. There are extensive areas of peatlands in the world, where the density of carbon storage is as great as in tropical forests. However, much of this carbon is stored in a thick blanket of peaty soil, not in living vegetation. The acidic, waterlogged soils prevent fallen organic matter from decomposing, so it builds up over a long period of time. Peatlands are especially common in the far north — such as Canada, Russia, Scandinavia, and Alaska — but the tropics also contain significant areas of peatland.

Destroying peat bogs is as bad as destroying tropical forests, when viewed through the lens of preserving our major carbon sinks. Peat bogs are easily destroyed by draining away the water, which exposes the soil to air, allowing the organic matter to decompose. However, peatlands are not the only ecosystem with high levels of organic carbon in the soil — other examples include grasslands and mangrove swamps. In fact, worldwide there is more organic carbon in the top meter of soil than in all the above-ground biomass, including tropical forests.

Despite the crucial role of vegetation and soil as carbon sinks, they are not the only carbon sinks in the world. The ocean is also a major carbon sink, because carbon dioxide is soluble in water. In fact, there is far more carbon dioxide dissolved in the ocean than there is floating in the atmosphere. Therefore vegetation, soil, and oceans are the three major carbon sinks — but each is capable of returning carbon dioxide to the atmosphere, depending upon current conditions.

To round out this picture, it is also helpful to think about the former carbon sinks of the world, now locked away deep in the earth. There are two such former sinks:

1) Our fossil fuel reserves — oil, gas, and coal — are the remnants of ancient swamps in which large amounts of plant material accumulated without decomposing. This organic matter eventually became buried under deep layers of soil, which hardened into rock. This pool of carbon has been locked away for hundreds of millions of years — but now humans actively seek out these reserves to burn them as fuel, returning the carbon dioxide to the air.

2) The vast amounts of limestone in the earth’s crust are a result of carbon dioxide dissolving in the oceans. CO2 combines with water to form carbonate, which remains dissolved in the water. Many forms of sea life extract carbonate to produce shells, reefs, and other hard structures. Additional carbonate interacts with calcium that has weathered from continental rocks and washed into the ocean. Both of these processes result in a steady rain of calcium carbonate settling to the bottom of the ocean, forming thick layers of marl that eventually become limestone and related rocks. When limestone is processed to create cement, some of the carbon dioxide returns to the air.

We have now examined six popular mental models that attempt to explain the relationship between trees and carbon dioxide — each model consistent with the basic concept that trees remove carbon dioxide from the air:

1. Trees filter carbon dioxide from the air.

2. Trees absorb and store carbon dioxide.

3. Forests are the lungs of the planet.

4. Green plants use sunlight to convert CO2 and water into sugar.

5. Green plants create biomass animals and decomposers break it down.

6. The forests of the world are a huge carbon sink.

Each of these mental models can help the learner to draw useful insights. However, the first three models all have serious weaknesses — including a failure to address the reason that plants absorb carbon dioxide, and a tendency to produce scientific misconceptions. The final three models are far stronger, but each in isolation only paints part of the complete picture. When combined, these last three models can provide a powerful understanding of the relationship between trees and carbon dioxide.

Of course, the forests of the world provide far more benefits than just capturing carbon — and the wholesale destruction of forests does far more harm than just releasing carbon dioxide into the atmosphere. But with the current emphasis on trees as part of the solution for fighting the rising levels of atmospheric carbon dioxide, it is helpful to have a good understanding of the underlying scientific concepts.


Perhaps unsurprisingly grasslands do not store anywhere near as much carbon in their biomass as trees, due to much smaller size above and below ground. However, soils in grassland habitats are very important carbon sinks.

In total, grasslands store 343 gigatons of carbon in the vegetation and top one metre of soil. Sequestering an average of 0.5 gigatons per year. (5)

As with forests, the potential of a grassland to store carbon varies. In general the amount of carbon a grassland can store increases when there is a greater mix of different species. (6)

The majority of grasslands are used for grazing livestock such as cows or sheep (20 million km 2 ). The intensity at which this grazing is carried out affects how much carbon is stored in the soils. Lowering the amount of livestock on a grassland has been found to increase the amount of carbon sequestered.

Condition of the grasslands is also important, if grasslands become degraded they can start to lose carbon. In the past 30 years approximately 3.02 gigatons of carbon has been lost from grassland soils, either through degradation or land use change. (6)

The ability of a grassland soil to absorb carbon also depends on the microbial activity. Higher microbial activity leads to more carbon being absorbed. It can take a long time to restore this balance in the soil when converting other habitats such as arable cropland to grassland. (7)

This has led some authors to question the merit of converting croplands to grassland as a way of storing carbon and tackling climate change. (8) Studies have shown that this only alters the top section of the soils in the short to medium term. Especially if the new grassland is grazed with animals such as cattle which have other negative impacts on the environment such as methane emissions and fertilizer use.


CONCLUSION

Whew. Congratulations, you made it.

You now know that you basically have two options when growing trees from seed: The natural way, which often includes sowing the seeds in the autumn, or through “assisted” germination, which is initially done indoors.

Of course, the easiest way is just to sow outdoors in autumn and let nature take its course, but if you want to be serious about growing your trees, you’ll need to be familiar with both ways.

Once you plant your seedlings on your site, you start the development of fruiting plants ideally suited to your local area. This is a lifetime of work, but with great personal rewards.

If you have more questions, comments or feedback about how to grow trees from seeds, I would like to hear them.


شاهد الفيديو: ماهي مناطق التندرا المتجمدة و تندرا المرتفعات و تندرا القطب الجنوبي المتجمد 4K (كانون الثاني 2022).