Состав атмосферы. Атмосфера — это механическая смесь различных газов, химически не действующих один на другой. Атмосфера регулирует климат Земли, пропускает тепловое излучение Солнца, сохраняет тепло, образует облака, дождь, снег, ветер. Атмосфера служит источником кислородного дыхания. Древесные породы, кустарники и растения, изолированные от атмосферы, прекращают свое существование. Атмосферный воздух представляет собой смесь азота, кислорода, аргона и углекислого газа.

В составе атмосферы имеются также другие газы неон, криптон, ксенон, гелий, водород, озон, на долю которых приходится менее 0,01 %. Кроме этих относительно постоянных составных частей, в воздухе имеются водяные пары, концентрация которых зависит от многих факторов. В составе воздуха имеется пыль органического происхождения в виде пыльцы древесных и кустарниковых пород. В атмосфере находятся также фитонциды, эфирные масла, бактерии, вирусы и другие мельчайшие примеси и микроорганизмы.

Значение составных частей воздуха. Азот, находящийся в свободном состоянии в составе атмосферы, занимает 78,08 %. Он выделяется из земной коры в результате деятельности микроорганизмов. В горных породах содержится азота в 50 раз больше, чем в земной атмосфере. Без азота не может быть жизни, так как азот — необходимая часть в составе белковой молекулы, а белковые вещества — важнейшая составная часть протоплазмы. Азот входит в рацион питания растений. В растениях его содержится 1—3 %. Азот в свободном виде легко связывается некоторыми низшими организмами, живущими в почве, с помощью которых основная часть азота попадает в почву, а из почвы в растения. Белки, образующие живую массу тела животных и растений, составляют от 15 до 17,6%. Источником азотного питания растений служат азотнокислые (нитратные) и аммиачные соли почвы, растворимые в воде. Часть атмосферного азота образует окислы, попадающие в почву вместе с дождевыми осадками, таким образом в почве накапливается от 4 до 10 кг азота на 1 га в год. Кислород — составная часть воздуха. В воздухе содержится кислорода около 21 %. Кислород необходим для нормальной жизнедеятельности всех животных и растительных организмов, входит в состав белков, жиров и углеводов.

Кислород обеспечивает дыхание животных и растений в атмосфере, почве и воде. При этом кислород, выделяемый в процессе фотосинтеза древесными и кустарниковыми породами, обладает высокой степенью ионизации. Содержание отрицательных ионов, наиболее полезных для человека, в лесу в 1 см3 воздуха в 2,5 раза выше, чем в поле. При сжигании угля, нефти и газа расходуется до 10 % кислорода, ежегодно вырабатываемого растениями в биосфере.

Углерод — составная часть воздуха, находящаяся в нем в виде углекислого газа. Современная концентрация углекислого газа в атмосфере на уровне моря составляет около 0,6 г/м3 (т. е. 335 см3. У некоторых растений при повышении концентрации С02 фотосинтез усиливается.

Атмосферная пыль — составная часть земной атмосферы, имеет природное происхождение, количество ее незначительно. Частицы природной пыли образуются в результате разрушения и выветривания горных пород и почвы, вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров и т. д. Атмосферная пыль образуется также аэропланктоном — бактериями, спорами растений, плесневыми и другими грибами. В верхних слоях атмосферы имеет место космическая пыль.

Влияние леса на атмосферу. Воздух пополняется углеродом в результате процессов окисления углерода при дыхании людей и растений, гниения и горения. Углерод поступает в атмосферу при сжигании минерального топлива, причем годичное поступление его значительно превышает массу углекислоты, выдыхаемую человечеством земного шара. Лесные и степные пожары являются источником пополнения воздуха углекислым газом. При извержении вулканов в атмосферу выкидывается углекислый газ. Углекислота выделяется при дыхании животных, в результате деятельности сапрофитов, питающихся за счет готовых органических веществ.

Какие-либо значительные изменения в содержании углекислого газа отразились бы не только на росте и развитии растительности, но и на тепловом балансе атмосферы. Благодаря высокой теплоемкости углекислота выполняет, роль экрана, пропускающего лучи к Земле, но задерживающего тепловые лучи, идущие от Земли. Около 18% земного излучения задерживается углекислым газом. Резкое снижение его содержания в атмосфере привело бы к снижению средней температуры почвы, что отрицательно сказалось бы на жизненных процессах всего живого на Земле. Увеличение углекислоты в воздухе также нежелательное явление. Чем больше углекислого газа, тем меньше тепла уходит от земной поверхности путем излучения, тем выше температура этой поверхности. Увеличение содержания углекислого газа в воздухе в 2 раза повысило бы среднюю температуру почвы на 4 °С, что привело бы к изменению климата, а в связи с ним растительного и животного мира.