Produziert Gras allein genug Sauerstoff zum Leben?

Während einer Arbeits-Happy-Hour heute Abend sprachen zwei Mitarbeiter über ihre unterschiedlichen Lebensstile – der eine fährt gerne vierrädrig, was der andere als Freizeitverschmutzung betrachtet. Irgendwie kam die Tatsache, dass der Vierradfahrer Bäume pflanzt, zur Sprache und ein anderer Mitarbeiter mischte sich ein (paraphrasiert, aber ziemlich nah):

Weißt du was? Es ist ein verbreiteter Mythos, dass wir Bäume brauchen. Wenn alle Bäume auf der ganzen Welt gefällt würden, würde allein Gras dreimal so viel Sauerstoff produzieren, wie Menschen zum Atmen zum Überleben brauchen.

So etwas habe ich noch nie gehört und wollte hier fragen. Man findet immerhin Hinweise darauf, dass Bäume für die Sauerstoffproduktion wichtig sind . Ich frage mich jetzt, wie wichtig sie sind.

Wenn alle Bäume gefällt würden, würde dann nur mit Gras eine ausreichende CO 2 -> Sauerstoff-Umwandlung stattfinden?


Entschuldigung für das Fehlen anderer Quellen; Ich habe versucht, welche zu finden, konnte es aber einfach nicht. Hoffentlich ist das keine ausreichende Begründung dafür, die Frage nicht zu stellen. Seine Verwendung von "dreimal" schien darauf hinzudeuten, dass er es woanders gehört hatte, ansonsten verstehe ich den Grund für die Verwendung einer bestimmten Menge nicht.

Bei meiner Suche habe ich einen anderen Artikel gefunden, der darauf hindeutet, dass er verwirrt sein könnte und statt Gras sind es Algen, die den meisten Sauerstoff liefern ?

Ihre zitierte Behauptung besagt nur, dass es genug Sauerstoff für Menschen geben würde, aber der Titel, und IMO, die interessantere Frage ist, ob es genug Sauerstoff geben würde, um alles Leben auf der Erde zu unterstützen, das Sauerstoff benötigt.

Antworten (3)

Pflanzen sind sauerstoffneutral

Die Formulierung der Frage ist etwas irreführend, denn – Überraschung – Pflanzen produzieren keinen Sauerstoff, wenn man ihren gesamten Lebenszyklus einschließlich ihrer Zersetzung betrachtet. Sie produzieren nur so lange Sauerstoff, wie sie wachsen, und binden Kohlenstoff in seiner Masse. Alle Pflanzen sind langfristig sauerstoffneutral, da der gesamte von ihnen gebildete Sauerstoff beim Auflösen, Verbrennen oder Verzehren wieder verbraucht wird, da in ihnen gespeicherter Kohlenstoff mit Sauerstoff wieder zu CO 2 reagiert . Die korrektere Ansicht, wie man dies beschreiben kann, ist nicht, dass Pflanzen Sauerstoff produzieren, sondern dass sie Kohlenstoff speichern.

Dies ist im Detail für tropische Regenwälder in Et tu, O 2 ? :

Die Wälder der Erde spielen keine dominierende Rolle bei der Aufrechterhaltung der O 2 -Reserven, weil sie genauso viel von diesem Gas verbrauchen, wie sie produzieren. In den Tropen fressen Ameisen, Termiten, Bakterien und Pilze fast das gesamte photosynthetische O 2 -Produkt. Nur ein winziger Bruchteil der organischen Substanz, die sie produzieren, sammelt sich in Sümpfen und Böden oder wird die Flüsse hinunter getragen, um auf dem Meeresboden begraben zu werden.

Da Wald eine viel größere Masse hat als eine Wiese auf der gleichen Fläche, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Bäume viel mehr Kohlenstoff binden als ein Gras, aber wie sich dies auf den O 2 -Gehalt der Erde auswirken würde, ist etwas, das weitere Berechnungen erfordern würde – die Auswirkungen sind Einmal gibt es dadurch aber kein „aus dem Gleichgewicht geraten, weniger O2 produzieren als verbrauchen“.

Pflanzen, die wir essen, produzieren O 2 in gleicher Menge wie C

Es ist offensichtlich (wie Christian in seiner Antwort zu zeigen versucht), dass jedes O 2 , das Sie durch die Atmung verbrauchen, nur dann CO 2 produzieren kann, wenn es mit C reagiert. Das C stammt (direkt oder indirekt) aus derselben Photosynthese wie O 2 , und in der gleichen Menge, daher bleibt das Gleichgewicht per Definition erhalten, und das O 2 , das wir atmen, wurde produziert, als das Zeug, das wir essen, angebaut wurde.

-1 vorerst: Der von Ihnen zitierte Wikipedia-Artikel fasst die Ergebnisse der beiden zitierten Artikel falsch zusammen . Diese Artikel unterstützen tatsächlich die Tatsache, dass es eine Netto-O2-Produktion aus den tropischen Regenwäldern gibt (wenn auch klein). Die tropischen Regenwälder sind zwar keine „Lunge der Erde“, aber keinesfalls „sauerstoffneutral“. Außerdem ist die menschliche/tierische Atmung nicht die einzige CO2-Quelle in der Atmosphäre; es gibt die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die das Gleichgewicht aus dem Gleichgewicht bringt.
Nachdem sie die Artikel nicht gelesen haben, wie schlagen sie Pflanzen vor, die (buchstäblich) Sauerstoff aus dem Nichts produzieren? Von ihnen freigesetztes O2 würde wieder aufgenommen werden, wenn die Pflanze abstirbt und verrottet/verbrennt. Eine Netto-O2-Produktion kann ich mir nur vorstellen, wenn der Wald abgeholzt und das Holz für Bauzwecke konserviert wird, wodurch dem Ökosystem Kohlenstoff entzogen und nicht auf seine Sauerstoffbilanz angerechnet wird, wenn und falls er später zerstört und sein Kohlenstoff freigesetzt wird (daher leckt das System, ein allgemeines Problem bei den meisten Theorien, die von Umweltschützern und Nichtwissenschaftlern im Allgemeinen vorgeschlagen werden).
@ESultanik Der von Ihnen verlinkte Artikel sagt genau dasselbe wie meine Antwort. Fügen Sie in Kürze ein Zitat direkt daraus hinzu.
@Suma: In Ordnung; Dieses Zitat befriedigt meine Bedenken.
Ok, aber wie wird dann das CO2/O2-Gleichgewicht aufrechterhalten?
+1 "Die korrektere Ansicht, wie man dies beschreibt, ist nicht, dass Pflanzen Sauerstoff produzieren, sondern dass sie Kohlenstoff speichern." Ich habe nie so darüber nachgedacht.
@suma -1 aus zwei Gründen: a) Wie Wally in der Referenz sagt, "sammelt sich ein winziger Bruchteil der von ihnen produzierten organischen Substanz an", und dieser winzige Bruchteil reicht aus, um für die Aufrechterhaltung von O2 in der Atmosphäre über geologische Zeiträume verantwortlich zu sein. b) Pflanzen setzen O2 frei und fixieren C; Nicht-Pflanzen (Menschen, Pilze usw.) verbrauchen O2 und setzen CO2 frei. Das O2 wird bei der Lebenserhaltung verbraucht. c) Sie scheinen die Frage nicht zu beantworten.
Nach Ihrer Logik erzeugt das Verbrennen fossiler Brennstoffe kein CO_2, sondern setzt nur zuvor gespeichertes CO_2 frei.
@ Akkumulationsrecht. Was ursprünglich unseren Sauerstoff produzierte, war das Vergraben von organischem Material in marinen Sedimenten und Sümpfen.
@Akkumulation Deshalb gibt es einen Unterschied zwischen der Verbrennung fossiler Brennstoffe und erneuerbaren Quellen. Bei erneuerbaren Quellen verbrennen Sie C, das ohnehin "verbrannt" würde (durch natürliche Prozesse) oder überhaupt nicht gespeichert würde (weil Sie die Bäume angebaut haben / Gras / Getreide, das zuerst verbrannt werden soll). Die Fossilien speichern C so, dass kein natürlicher Prozess es über Millionen von Jahren freisetzen wird. In Holz gespeichertes C wird in zehn oder hundert Jahren freigesetzt, in Gras / Getreide gespeichertes C in Jahren.
Der erste Satz + die Tropenwaldreferenz kann dem Antwortenden bereits zeigen, dass Pflanzen mit Wald verwechselt werden (das sind Pflanzen + Verbraucher + Zersetzer + eine große Menge toter OM)
Diese zusammenfassende Antwort „Pflanzen sind sauerstoffneutral“ ist sehr irreführend. Alle Pflanzen produzieren mehr O2 als sie bei der autotrophen Atmung verbrauchen. Pflanzen werden gefressen, werfen Blätter ab und haben Wurzelausscheidungen ... etc. Wenn Pflanzen (und Phytoplankton) nicht mehr O2 produzieren als sie verbrauchen, würden wir alle schnell sterben, wer wird den O2-Bedarf der heterotrophen Zersetzung und Atmung ausgleichen? Ich würde jedoch sagen, dass es nicht sehr aussagekräftig ist, diese Frage (Gras vs. Baum) im wörtlichen Sinne zu beantworten. Betrachtet man nur „Pflanzen“ (d. h. unter Berücksichtigung von NPP), hat der Tropenwald eindeutig die höchsten Werte.

Hier ist ein großartiger Artikel der University of Michigan, der einige der für Ihre Frage relevanten Themen behandelt .

Der Artikel befasst sich mit der Netto-Primärproduktion (NPP) von CO 2 in der Welt bezogen auf den menschlichen Konsum. NPP ist die CO 2 -Menge, die von Pflanzen durch Photosynthese „fixiert“ ( dh verarbeitet) wird, abzüglich der CO 2 -Menge , die von Organismen durch Atmung produziert wird. Vereinfacht gesagt: Je höher das KKW, desto geringer der CO 2 -Anteil in der Atmosphäre.

Der Artikel zitiert die folgende Tabelle von Atjay et al. 1979 und De Vooys 1979, die NPP nach Art des Ökosystems aufschlüsseln:

(Die Zahlen in der Tabelle sind die Fläche der Erde in km 2 x 10 6 und die zweite Zahl ist das KKW in Petagramm.)

  • Wald : 31 / 48.7
  • Wald, Grasland und Savanne : 37 / 52.1
  • Wüsten : 30 / 3.1
  • Arktis-Alpin : 25 / 2.1
  • Anbaufläche : 16 / 15,0
  • Menschlicher Bereich : 2 / 0,4
  • Andere terrestrische (Chapparral, Moore, Sümpfe, Sümpfe) : 6 / 10.7
  • Seen und Bäche : 2 / 0,8
  • Marine : 361 / 91,6

Der Artikel verwendet diese Zahlen, um die Menge an KKW zu berechnen, die derzeit für den menschlichen Verzehr kooptiert wird. Sie gehen zum Beispiel davon aus, dass das gesamte KKW, das mit kultiviertem Land verbunden ist, für den menschlichen Konsum verwendet wird. Sie kommen zu dem Schluss, dass 30,7 % der terrestrischen KKW und nur 2,2 % der aquatischen KKW von Menschen kooptiert werden. Diese Zahlen basieren natürlich auf ~30 Jahre alten Studien, aber ich denke, es ist immer noch sicher zu schlussfolgern, dass es noch Raum für mehr menschengemachte CO 2 -Produktion gibt, bevor das KKW auf Null geht.

Laut dieser Studie von Randerson, et al. , produzieren terrestrische Heterotrophe ( dh Organismen, die wie Menschen Sauerstoff atmen müssen) 82–95 % des CO 2 , das durch das NPP repräsentiert wird. Lassen Sie uns konservativ sein und den höheren Betrag annehmen: 95 % NPP. Das heißt, solange die Wälder weniger als 5 % des gesamten NPP ausmachen, sollte es uns gut gehen. Die Wälder produzieren jedoch 48,7 Pg, was etwas weniger als 22 % des gesamten NPP ausmacht.

Aber warte! 13,6 Pg von NPP, die mit Wäldern verbunden sind, werden für den menschlichen Verbrauch kooptiert ( z . B. Holz für den Bau von Häusern usw. ). Wenn wir alle Wälder loswerden würden, würden wir auch den bereits kooptierten Prozentsatz loswerden. Wenn wir also alle Wälder loswerden würden, gäbe es einen Nettoverlust von 48,7 Pg – 13,6 Pg = 35,1 Pg, was etwa 16 % des gesamten NPP entspricht. Das ist gerade niedrig genug, um die Untergrenze von 82 % CO 2 -Produktion zu erreichen.

Daher besteht eine geringe Chance, dass es nach der Abholzung aller Bäume für den menschlichen Verzehr genügend NPP geben wird, aber das ist wahrscheinlich nicht der Fall. Wenn wir alle KKW-Produzenten außer Gras loswerden würden, gäbe es sicherlich nicht genug KKW zum Überleben der Menschheit.

Es ist auch wichtig anzumerken, dass die bei weitem produktivsten Erzeuger von NPP der offene Ozean, der tropische Regenwald und der gemäßigte Wald sind (siehe Abbildung 5 der Referenz der University of Michigan ), also durch Entwaldung statt Entgrasung die Effizienz des globalen Ökosystems stark reduzieren. Außerdem gibt es, wie ich oben in einem Kommentar erwähnt habe, auch die Frage der Kohlenstoffspeicherung. Bäume speichern einen Großteil des Kohlenstoffs aus dem von ihnen verarbeiteten CO 2 in ihren Stämmen, wo er lange verbleibt. Gras hingegen gibt seinen Kohlenstoff kurz nach seinem Absterben und Verrotten wieder an das System ab. Selbst wenn Gras genug Sauerstoff für das Leben produziert, hätte es daher wahrscheinlich nicht die gleiche Fähigkeit zur Reduzierung von Treibhausgasen wie Bäume.

Was bedeutet „effizienteste Erzeuger von KKW“ und haben Sie eine Referenz für diese Behauptung? Wenn die Bäume entfernt würden, könnten sie vermutlich auch durch Gras ersetzt werden. Ich glaube also nicht, dass Ihre Annahmen oder Schlussfolgerungen gültig sind.
@David: Die Behauptung „effizienteste Erzeuger von Kernkraftwerken“ stammt von der Referenz der University of Michigan (siehe Abbildung 5 ). „Effizient“ ist da wohl das falsche Wort, eigentlich müsste es „produktiv“ heißen. Ich werde das bearbeiten. In Bezug auf das Ersetzen der Bäume durch Gras habe ich die Frage dahingehend interpretiert, was passieren würde, wenn alle Bäume gefällt würden und sich sonst nichts ändern würde.
Sie vergessen zu berücksichtigen, dass, wenn alle Wälder verschwinden, das Land (zumindest teilweise) mit anderer Vegetation bedeckt wird, und aus Ihren eigenen Daten geht hervor, dass Gras bei der Erzeugung von O2 genauso effektiv ist wie Bäume (pro Acre) , es muss also nur die Vegetationsverlustfläche vollständig berücksichtigt werden.
@jwenting: Wie ich in meinem vorherigen Kommentar erwähnt habe, habe ich die Frage dahingehend interpretiert, was passieren würde, wenn alle Bäume verschwinden und alles andere genau gleich bleiben würde. Jedenfalls würde die Vegetation, die die Bäume ersetzen würde, nicht sofort erscheinen; Wenn die Beseitigung der Bäume zu einem Sauerstoffmangel führen würde, könnten alle Menschen bereits tot sein, wenn die Vegetation wächst.
Ich war hin- und hergerissen zwischen dieser Antwort und der anderen. Ich dachte, die andere Antwort hob einen etwas anderen Ansatz hervor, der die Frage im Wesentlichen auflöste . Es geht nicht wirklich um die Sauerstoffproduktion, sondern um die Kohlenstoffspeicherung. Das hat mir daran gefallen. Mir ist klar, dass Sie das auch haben, aber der andere nimmt direkt diesen Ansatz. Ich weiß die Antwort sehr zu schätzen.
@Hendy: Ich verstehe :-) Danke für die Transparenz!

Nein.

Der einzige Grund, warum einige Gebiete (mit bestimmten Wetter- und Bodenbedingungen) Bäume ernähren (und sich als stabile Wälder etablieren), ist, dass sie in diesem Gebiet im Allgemeinen effizientere Photosynthese betreiben (auf räumlicher Basis). Das ist nur das reine Überleben des Stärksten. Um meine Behauptungen zu bestätigen, nur "Pflanzen" aus dem gesamten Ökosystem zu isolieren, sollten Sie nach der Netto-Primärproduktion (NPP = Photosynthese - autotrophe Atmung) suchen. Ein positiverer NPP bedeutet, dass mehr O2 erzeugt wird.

In diesem Papier wurde in tropischen Regionen (in dem Versuch, den Breitengrad auszugleichen, um den Vergleich gerechter zu machen) geschätzt, dass KKW in tropischen immergrünen Wäldern, tropischen Laubwäldern und tropischen Savannen jeweils 964, 759 und 661 gC/m^2/Jahr betragen. Derselbe Trend findet sich in gemäßigten Regionen.

In einer anderen Arbeit hatten baumdominierte Systeme bei einem bestimmten Niederschlagsniveau einen signifikant höheren NPP (∼100–150 gC/m^2/Jahr) als nicht baumdominierte Systeme.

Es tut mir leid, sagen zu müssen, dass die beiden Antworten mit den höchsten Stimmen beide falsch sind (eine sprach über KKW, aber die KKW-Definition und -Interpretation sind völlig falsch). Um eine solche Frage zur aktiven Befriedigung des O2-Bedarfs/-Bedarfs zu beantworten, müssen wir die Rate der O2-Produktion/-Versorgung (die KKW ist) kennen, es ist irrelevant, über die O2/CO2-Bilanz über eine geologische Zeitskala zu sprechen. Wenn Sie alle Bäume fällen würden (alle anderen Dinge bleiben gleich), wie die beiden oben zitierten Artikel zeigen, ist es höchst unwahrscheinlich, dass Gras einen höheren NPP als Bäume in derselben Umgebung hat.

Willkommen bei den Skeptikern! "Das ist nur das reine Überleben des Stärksten" ist kein sehr starkes Argument. Es ist ein Appell an den gesunden Menschenverstand . Diese Antwort würde durch Links zur Definition von NPP, direkte Zitate aus dem Papier und einen Grund zu der Annahme verbessert, dass - selbst wenn jemand akzeptiert, dass Gras einen niedrigeren NPP hat - dass es für das Leben nicht ausreicht, und ein Grund, den anderen nicht zu akzeptieren Argumente (z. B. dass Pflanzen über ihren Lebenszyklus hinweg sauerstoffneutral sind)
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