Задание

Сжигание ископаемого топлива (80%) и истребление обширных лесных массивов (30 %) привели к тому, что большое количество ранее изолированного углерода было выброшено на протяжении 20 и начала 21 веков в атмосферу в виде диоксида углерода. Это, как полагают ученые, усиливает парниковый эффект.

Один из возможных способов решения проблемы парникового эффекта – засадить большие площади поверхности Земли лесом. Деревья поглощают диоксид углерода и переводят его в древесину, уменьшая его концентрацию в атмосфере.

Задача

На заводе по производству оборудования для легкой промышленности, ежегодно выбрасывалось в атмосферу 190 т/год углерода в виде его диоксида. Руководство завода полагает, что посадки однолетней сосны, высаженные в 1994 году, за 20 лет смогут фиксировать количество углерода, которое было выброшено заводом в атмосферу за этот промежуток времени.

Рассчитать

1. Какую площадь необходимо отвести заводу под посадки сосны, чтобы к концу 20-летнего периода суммарное количество диоксида углерода, выброшенного в атмосферу, стало равным нулю.

2. Сколько деревьев необходимо приобрести заводу, если площадь занимаемая одной сосной составляет 25 м².

3. На сколько надо уменьшить выброс углерода. Если площадь посадок сосны составляет 6 га.

Таблица 4 - Справочные данные по фиксации углерода соснами в зависимости от возраста, т/га*год

Возраст дерева, лет	Фиксация углерода, (ФС)
5	0,2
10	7,0
15	14,0
20	21,0

Вариант 1

ОАО «Оргсинтез» выбрасывает в атмосферу 500 т/год углерода.

Рассчитать

1. Какую площадь необходимо отвести заводу под посадки сосны, чтобы к концу 10-летнего периода суммарное количество диоксида углерода, выброшенного в атмосферу, стало равным нулю.

2. Сколько деревьев необходимо приобрести заводу, если площадь занимаемая одной сосной составляет 10 м².

3. На сколько надо уменьшить выброс углерода. Если площадь посадок сосны составляет 8 га.

Вариант 2

ОАО «Химпром» выбрасывает в атмосферу 800 т/год углерода.

Рассчитать

1. Какую площадь необходимо отвести заводу под посадки сосны, чтобы к концу 15-летнего периода суммарное количество диоксида углерода, выброшенного в атмосферу, стало равным нулю.

2. Сколько деревьев необходимо приобрести заводу, если площадь занимаемая одной сосной составляет 10 м².

3. На сколько надо уменьшить выброс углерода. Если площадь посадок сосны составляет 11 га.

Круговорот воды

Воды на Земле много - 1,5 млрд км³, но пресных вод меньше 3%. Основная масса пресной воды - 29 млн км³ (75%) - находится в ледниках Арктики и Антарктиды, около 13 млн км³ - в атмосфере, 1 млн км³ - в живых организмах. Лишь все­го 0,003% воды, т.е. около 0,04 млн км³ , представляют объем еже­годно возобновляемых водных ресурсов.

Большой круговорот воды (40-45 тыс. км³ ): а) испарение воды в океанах и на суше под действием Солнца; б) перенос паров воды с воздушными массами; в) выпадение воды из атмосферы в виде дождя и снега; г) поглощение воды растениями и почвой, д) сток воды по поверхности суши и возвращение в моря и океаны. Этот круговорот воды хорошо замкнут. Он вместе с энергией Солнца является важнейшим фактором обеспечения жизни на Зем­ле, так как при этом происходит перенос и перераспределение не только воды - основы жизни, но и тепла, поглощающегося при ис­парении воды и выделяющегося при ее конденсации.

Круговорот воды в экосистемах. Здесь различают 4 фазы: 1) перехват, т.е. поглощение воды листьями, кроной, до того как она достигнет почвы; 2) эвапотранспирация: (лат. evaporatio - ис­парение, transpirere - испарение растениями) - отдача воды экоси­стемой в атмосферу за счет ее биологического испарения расте­ниями и испарения с поверхности почвы; 3) инфильтрация — про­сачивание воды в почву, затем перенос грунтовых вод и испарение; 4) сток — потеря воды экосистемой за счет ее стока в ручьи, реки и затем в моря, океаны.

Величина эвапотранспирации - это сумма биологической транспирации воды растениями и испарения ее с поверхности поч­вы. В Европе она оценивается как 3-7 тыс. т/га в год, из них около 1 тыс. т/га за год воды испаряется с поверхности почвы.

Велика биологическая транспирации воды растениями, что необходимо для извлечения питательных веществ и поддержания температурного режима тканей. Так, за день одна береза испаряет 75 л воды, бук - 100 л, липа - 200 л, 1 га леса - 50000 л.

Коэффициент транспирации - количество воды, транспирируемое растением в сезон для создания 1 кг сухого вещества. Он весьма велик и составляет от 300 до 1000 в зависимости от вида растения. Например, для получения 1 т зерна требуется от 250 до 550 тводы.

Пример схемы круговорота воды. Рассмотрим типичное распределение осадков, количество которых составило 770 мм/год.

Эвапотранспирация воды идет в объеме 400 мм/год и слага­ется из следующих видов (мм/год): перехват кронами - 10, транспирация растениями - 290, испарение с поверхности почвы - 100.

Поверхностный сток воды, равный испарению воды с по­верхности моря, составляет 370 мм/год. Его слагаемые (мм/год): подземный сток - 80, физическое испарение - 265, нужды челове­ка-25.

Как видно из примера, растениями транспирируется почти 40% воды [« (290 / 770)-100%]. Однако на формирование биомассы используется лишь около 1% воды [« (10 / 770)-100%]. На бытовые нужды человеком расходуется порядка 3% воды. В отличие от углерода, азота и фосфора вода проходит через экосистемы почти без потерь.

Рисунок 21 – Круговорот воды