树木如何制造氧气,以及它们对人类生存至关重要的其他方式

A tree, light shining though leaves
Trees are the main reason humans breathe.Image: Unsplash/Jan Huber
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  • 树木通过光合作用,将二氧化碳和水转化为氧气。

  • 研究发现,释放的氧气量往往取决于树木的种类及其整体叶片质量。

  • 树木还有助于改善心理健康、降低地表温度,并应对气候变化的影响。

树木不仅是每个季节里美丽的背景,还是众多动物的栖息地和重要的材料资源,更是我们能够呼吸的主要原因。您可能已经听说过光合作用,即树木将二氧化碳转化为氧气的过程,不妨让我们重温一下树木如何制造氧气。

氧气是在光合作用中释放的。

植物能够通过光合作用将二氧化碳和水转化为氧气。在这一过程中,它们将光能(即从太阳捕获的能量)转化为能量,从而将土壤中的水和二氧化碳转化为氧气。这一过程可分为两个步骤。

1. 光依赖反应:植物叶绿体类囊体膜捕获的光能被储存为ATP。

2. 卡尔文循环:ATP转移至植物细胞的另一部分,即基质,在那里它被用于生成葡萄糖,供植物作为食物使用,同时多余的氧气被释放出来。

这一过程的逆过程被称为细胞呼吸,即生物体将葡萄糖转化为ATP的方式。

道格拉斯冷杉、云杉、冷杉、山毛榉和枫树产生的氧气最多。Image: Getty Images

所有类型的树木产生的氧气量都相同吗?

不是,释放的氧气量在很大程度上取决于树木的种类。这是由整体叶片质量造成的,该指标也被称为叶面积指数。据加州大学伯克利分校自然资源学院称,松树因针叶细窄,产生的氧气最少。另一方面,道格拉斯冷杉、云杉、冷杉、山毛榉和枫树释放的氧气最多。

但除此之外,让我们来看看树木的其他重要作用。

树木让空气保持清洁。

除了产生氧气,树木还在减少空气污染方面发挥作用,尤其是在大城市。据美国林务局称,树木每年最多可以清除洛杉矶2,000吨的空气污染物,芝加哥18,000吨的空气污染物,以及堪萨斯城大都市区26,000吨

树木能够改善心理健康。

据韩国忠北国立大学的一项研究显示,能够从办公室看到树木的人压力较小。在威斯康星医学院开展的一项研究中,研究人员发现,绿地水平越高、接触树木越多,抑郁、焦虑和压力相关症状就越少。

绿地水平越高、接触树木越多,抑郁、焦虑和压力相关症状就越少。Image: Getty Images
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树木能够净化饮用水。

森林流域是大自然的水净化方式。树木可以通过调节水流、减少洪涝损失和径流,以及持续补给地下水来保护水源。这不仅有助于保持水质清洁,还能增强生态系统的韧性。

树木让环境保持凉爽。

树木通过提供遮荫,可以显著降低地表温度。据美国环保署称,有遮荫的表面可比无遮荫的表面低20至45摄氏度。

遮荫区域可使地表温度降低20至45摄氏度。Image: Getty Images

但最重要的是,树木正在应对气候变化带来的影响。

二氧化碳正以更快的速度排放到大气中,导致地球变暖。在光合作用过程中,树木会主动吸收二氧化碳以产生氧气。据美国农业部称,一棵成熟的树木在一年内可吸收超过48磅的二氧化碳。

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