CC BY
95
^-
57
Опыт экологического изучения территорий
Д.Г. Груммо, H.A. Зеленкевич, О.В. Созинов, Е.В. Мойсейчик
Эколого-экономическая оценка экосистемных услуг при оптимизации гидрологического режима верхового болота Ельня (Беларусь)
Приведены расчеты стоимостной оценки экосистемных услуг в рамках определения экологических и экономических дивидендов от реализации мероприятий по оптимизации гидрологического режима верхового болота Ельня (Беларусь). Показано, что оптимизация гидрологического режима обеспечит выполнение экосистемных услуг на сумму почти 35 млн. дол. в год, а также сохранение водоочистительной функции болот - на более чем 3,2 млн. дол. в год. Запасы пресной воды, аккумулированной в верховом болоте Ельня (без учета запасов в озерах), оценены почти в 250 млн. дол.
Ключевые слова: верховое болото, экосистемные услуги, экосистема, гидрологический режим, запас воды, восстановление болот.
Торфяные болота во всем мире признаются одним из наиболее значимых в экологическом отношении и вместе с тем самым уязвимым типом естественных биотопов. В течение многих десятков лет антропогенное воздействие на болотные экосистемы носило относительно деструктивный характер. Одним из основных направлений использования выработанных торфяных месторождений и нарушенных болот с целью достижения устойчивого управления земельными ресурсами и сохранения биологического разнообразия должна стать их экологическая реабилитация. Целью экологической реабилитации является восстановление способности нарушенных болот к выполнению ими биосферных функций, направленных на сохранение и восстановление водно-болотных угодий и их биологических ресурсов, а также ценных биологических природных объектов - сообществ и отдельных популяций редких, исчезающих и хозяйственно полезных видов растений и животных путем
° g онным способом в этом отношении является повторное заболачивание. § о Республиканский ландшафтный заказник «Ельня» (Витебская об-
| ^ ласть, Беларусь) создан в 1968 г. для сохранения одного из крупнейших о ¡и в Европе олиготрофных болотных массивов. Водно-болотное угодье g § «Ельня» является Рамсарским угодьем (с 2002 г.), ключевой орнитоло-t jp гической (с 2000 г.) и ботанической (с 2005 г.) территорией междуна-g fr родного значения, а также ядром экологической сети Республики Беларусь. В соответствии с Директивой Европейского союза по местообитаниям (92/43/EEC Habitate Directive) 75,2% экосистем лесоболот-ного комплекса относится к охраняемым в Западной Европе. Несмотря на особый природоохранный статус, растительность заказника «Ельня» подвержена интенсивному воздействию комплекса факторов антропогенного происхождения. Наибольшую угрозу для функционирования природных экосистем заказника имеют пожары последних лет. В 2002 г. пожары захватили практически всю территорию болотного массива, оставив неповрежденным только северный сектор. Поэтому особую актуальность приобретают работы по восстановлению естественного гидрологического режима этого уникального водно-болотного угодья.
До начала масштабных мероприятий по восстановлению гидрологического режима на территории заказника «Ельня» в 2015 г. проведены комплексные эколого-фитоценотические исследования, в ходе выполнения которых экологические и экономические дивиденды от реализации данных мероприятий определены на основании:
- расчетов стоимостных оценок экосистемных услуг, выполняемых территорией (при условии ее сохранения и восстановления);
- оценки эффектов для биологического разнообразия проектной территории;
- оценки динамики урожайности и биологических запасов ягод клюквы болотной;
- оценки объемов эмиссий и стоков парниковых газов, прогноз изменения их выбросов, монетизация дивидендов от сокращения эмиссий;
- оценки современной пожароопасной ситуации и прогноз ее изменения.
Комплекс проектируемых мероприятий по восстановлению естественного гидрологического режима заказника «Ельня» включает в себя строительство инженерно-технических сооружений: глухих земляных перемычек на осушительных каналах и русловых водосливных перемычек. Для восстановления гидрологического режима болотного массива путем поддержания необходимых уровней воды в открытых каналах проектом предусмотрено устройство каскада земляных перемычек на них в количестве 48 единиц.
В представляемой работе мы приводим данные по оценке экосистем- 59 ных услуг особо охраняемой природной территории, включая водоочистительные функции болотных экосистем и запасы воды в торфе.
Г
Материалы и методы
Проектная территория (прогнозируемая зона восстановления гидрологического режима болота) размещается в пределах республиканского ландшафтного заказника «Ельня» между 55°28'-55°36' с. ш. и 27°43-27°55' в. д. (Витебская область Беларуси). Максимальная протяженность с севера на юг - 13,1 км, с запада на восток - 7,1 км. Общая проектная площадь составляет 7100 га. Границы проектной территории определены на основе материалов отчета [1]. Площадь верхового болота Ельня - 19984 га. Площадь республиканского ландшафтного заказника «Ельня» составляет 25 301 га.
Полевые и камеральные исследования проведены в соответствии с общепринятыми в геоботанике, лесоведении, почвоведении и математической статистике методами [2-10]. Стоимостная оценка экоси-стемных услуг проектной территории и всего болота проводилась в соответствии с Техническим Кодексом установившейся Практики (ТКП) 17.02-10-2012 (02120) «Порядок определения стоимостной оценки эко-системных услуг и биологического разнообразия» [11] и основана, в первую очередь, на экологическом потенциале растительности, что является относительно новым направлением исследований, связанным с современными представлениями о многофункциональной средообразующей роли растительных сообществ в природных комплексах. На основе цено-тического и топологического анализа нами выделены группы растительных сообществ по категориям выполняемых ими средообразующих функций, среди которых различаются защитные, стабилизирующие и формирующие. Определение экологических функций растительности основывается на анализе природных факторов, обуславливающих закономерности распределения растительных сообществ, и на установлении обратных связей, заключающихся во влиянии фитоценозов на свойства экотопов и регулировании динамики природной среды [2].
Работа базируется на данных многолетних полевых исследований Института экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича Национальной академии наук Беларуси (2006-2015 гг.).
Результаты и обсуждение
Картографирование экологических функций растительности основывается на анализе природных факторов, обуславливающих закономерности распределения растительных сообществ, и на установлении обратных связей, заключающихся во влиянии фитоценозов на свойства
? ° о™
о и
а а
<и
экотопов и регулировании динамики природной среды. Нами проведена классификация связей растительности со средообразующими факторами (почвообразующими, гидрологическими, геоморфологическими). Основываясь на классификации связей растительности со средообразующими факторами, а также геоботанической карте, составлена тематическая карта экологических функций растительного покрова заказника «Ельня» [1; 2].
Интегральная стоимостная оценка экосистемных услуг проектной территориии всего болота включает стоимостную оценку различных категорий растительности с точки зрения их функциональной значимости.
Расчет интегральной стоимостной оценки экосистемных услуг проводится по двум основным («целевым») типам природных экологических систем: болотным и водным.
Интегральная стоимостная оценка экосистемных услуг (Цэу) определялась по формуле:
Цэу = IДзк х 51 (1)
I
где Яэк1 - текущая (ежегодная) оценка услуг экологической системы 1-го типа, и8Б1/га;
51 - площадь территории (акватории) 1-го типа экосистемы, га.
Расчет удельной текущей (ежегодной) оценки (Щ для болотных экологических систем (в расчете на 1 га) производился по формуле:
= Ц х Кд ' 1 + Р + К
К' = 1 + Р + К х Квых x Ксо2 x Кф x Кэ х Зап x ^кЬ (2)
где Ц - средняя рыночная цена основного продукта природопользования на момент оценки (по торфу верховому кипованному); р = 0,3 - коэффициент эффективности (рентабельности) производства продукции природопользования;
Кд = 0,3 - коэффициент эффективности воспроизводства ресурса основного продукта природопользования (торф топливный); Квых = 0,6 - коэффициент выхода конечной продукции природопользования с единицы природного сырья, учитывающий технологические потери при сушке, транспортировке;
Ксо2 - коэффициент, соответствующий удельному показателю ежегодного поглощения диоксида углерода естественной болотной экологической системой в зависимости от типа торфа в расчете на 1 га болота; Кф - коэффициент, дифференцирующий ценность сорбционной (водоочистительной, фильтрующей) способности в расчете на 1 га болота;
1 Здесь и далее ИББ - доллары США.
г
? ° ¡5
Кэ = 2 - коэффициент экологической значимости естественных болот- 61 ных экологических систем (устанавливается для редких биотопов болот), для остальных болотных биотопов устанавливается Кэ = 1; Зал - удельный запас торфа в залежи (по данным Государственного кадастра торфяного фонда Республики Беларусь), т/га; дэк1 - капитализатор, или коэффициент дисконтирования, значение ко- § торого обратно пропорционально сроку воспроизводства потребляемого природного вещества, составляющего основу естественной экологи- | ческой системы 1-го типа. I
По результатам расчета, интегральная оценка услуг болотных эко- ° логических систем верхового болота Ельня, включая проектную территорию, составила:
Цэу = 20440985 дол./год (в т.ч. территории, где запланирован восстановление гидрологического режима - 8942931 дол./год) (таблица 1).
Расчет удельной текущей (ежегодной) оценки для водных экологических систем осуществлялся по формуле:
Ц х К
= ! + + Кд Х Квых x Кдц x Кэ x ЗВр x дэк1, (3)
где Ц - рыночная цена основного продукта природопользования (по пресной питьевой воде); определяется с учетом средней рыночной цены реализации 1 м3 питьевой негазированной воды;
Кдц - коэффициент дифференциации ценности питьевой воды (обусловлен классом качества воды, определяемым по совокупности гидробиологических показателей) (данный коэффициент принят на уровне 0,6 -3-й класс качества воды);
р = 0,3 - коэффициент эффективности (рентабельности) производства продукции природопользования;
Кд = 0,3 - коэффициент эффективности воспроизводства ресурса основного продукта природопользования (вода пресная); Квых = 0,95 - коэффициент выхода конечной продукции природопользования с единицы природного сырья, учитывающий технологические потери при добыче и транспортировке и очистке;
Кэ = 2 - коэффициент экологической значимости водных экологических систем; устанавливается для редких водных биотопов; Звр - запас водных ресурсов, м3 (среднегодовой речной сток, объем воды, аккумулированный в озерах, прудах и т.п.) в расчете на единицу площади водной акватории;
дэк1 - капитализатор или коэффициент дисконтирования, значение которого обратно пропорционально сроку воспроизводства потребляемого природного вещества, составляющего основу естественной экологической системы 1-го типа (для водных экосистем принят на уровне 0,02).
Таблица 1
Интегральная стоимостная оценка болотных экологических систем верхового болота Ельня и проектной территории (2015 г.)
Показатель Торфяное месторождение Ельня В т.ч. проектная территория
Тип залежи верховой
Площадь участка, га (5) 19 984 7 100
Общий запас торфа, т 93 300 000 39 186 000
Запас торфа в залежи, т/га (З) 4 669 5 519
Ежегодный прирост торфяного слоя, м 0,0008 0,0008
Показатель поглощения диоксида углерода, т/га (Ксо2) 1,38 1,38
Коэффициент ценности сорбционной способности (Кф) 1,5 1,5
Коэффициент выхода конечной продукции природопользования с единицы природного сырья (Квых) 0,6 0,6
Кэ для редких биотопов 2 2
Плотность торфа в залежи, т/м3 1,054 1,054
Коэффициент влаги 0,09 0,09
Коэффициент зольности КА 0,963 0,963
Коэффициент содержания углерода в органическом веществе КС 0,556 0,556
Капитализатор по типу экосистемы (дж1) 0,001 0,001
Капитализатор экономической сферы (д) 0,05 0,05
Цена торфа верхового кипованного, ШБ/т (Ц) 10 16
Удельная текущая оценка экосистемы, ШБ/га (Я1) 34,8 41,1
Текущая оценка экосистемных услуг, ШБ/га/год (Яэк1) 1704,8 2015,3
Интегральная стоимостная оценка экосистемных услуг, ТОБ/год (Цэу) 20440985 8 942931
По результатам расчета, интегральная оценка услуг водных экологических систем верхового болота Ельня, составила: Цэу = 14 535 000 дол./год.
Суммарная оценка экосистемных услуг торфяного месторождения Ельня определена путем суммирования результатов расчета по каждому типу экологических систем. По результатам расчета, суммарная оценка экосистемных услуг верхового болота Ельня составила (ежегодно): Цэу = 20440985 + 14535000 = 34975985 (дол.)
'пром
г
Экономическая оценка водоочистительной функции болотных эко- 63 систем определялась по их фильтрующей способности, сравниваемой с фильтрующей способностью промышленной очистной оценки с пропускной способностью в 1500 м3/сут., цена которой в среднем достигает 50 тыс. дол., а срок службы - не менее 50 лет. Верховые болота по сравнению с остальными типами обладают максимальной пропускной спо- о собностью 685 м3/сут/га [12], т.е. 2 га верхового болота Ельня очищают £ сточные воды эквивалентно одной промышленной очистной установке. 5 Стоимость косвенного использования болот по естественной очистке | воды (Офильтр) определяется по формуле: о"
3
Офильтр Опром ' ^ ' (4)
где Опром - годовая приведенная стоимость промышленной очистной установки, USD; i = 1, 2, 3 - тип торфа в залежи;
Si - площадь соответствующего типа торфяной залежи, га;
Ащюм - фильтрующая способность промышленной очистной установки,
м /сут.;
^естест - фильтрующая способность i-го вида болот, м3/сут./га, принимается в соответствии с [12]: для верхового типа торфа в залежи -685 м3/сут./га.
По результатам расчета стоимостная оценка сорбционной (водоочистительной) функции верхового болота Ельня составила:
Офильтр = 912б027 дол./год (в т.ч. территории, где запланировано восстановление гидрологического режима - 3 242333 дол./год).
Таблица 2
Сводная таблица стоимостной оценки сорбционной (водоочистительной) функции верхового болота, включая проектную территорию
F о о™
Показатель Верховое болото Ельня В т.ч. проектная территория
Площадь участка, га (S) 19 984 7 100
Годовая приведенная стоимость промышленной очистной установки, USD 1 000 1 000
Хпром - фильтрующая способность промышленной очистной установки, м3/сут. 1 500 1 500
Хестеств - фильтрующая способность i-го вида болот, м3/(сут./га) 685 685
Стоимостная оценка сорбционной (водоочистительной) функции болот, USD/год 9 126 027 3 242 333
! Увод = 0,9 X К90 х Р х Кн, (5)
I-
Ц где Увод - объем воды, содержащейся в торфе, находящемся в границах £ болота, тыс. м3;
| 0,9 - коэффициент, учитывающий содержание воды в объеме торфа, т находящейся в естественной залежи (принимается среднее значение § влаги торфа 90%);
К90 - коэффициент перерасчета массы торфа условной влаги 40% в массу торфа влаги естественной залежи, рассчитываемый по формуле: К (100 - Гусл) (100 -40) 6 90 (100 - Гест) (100 - 90) '
где Wусл - условная влага торфа, равная 40%;
Wест - влага торфа естественной торфяной залежи, равная 90%;
Кн - коэффициент, учитывающий степень нарушенности болота (принят
на уровне 0,8 - для слабо нарушенных болот);
Р - запасы торфа, при условной влаге торфа 40%, рассчитываемый по формуле [13]
р = р х (100 - ГесТ) = (7)
р Рсырец х (100 - Гусл) к '
= 636600 тыс. м3 X (100 - 40) = 106 100 тыс. м3
По результатам обработки данных, запасы воды, аккумулированные в верховом болоте Ельня, составили:
Увод = 0,9 х К90 х р х Кн = 0,9 х 6 х 106 100 х 0,8 = 458 352 тыс. м3 Стоимостная оценка запасов воды в верховом болоте Ельня (ЯкЬ) рассчитана по модифицированной формуле:
_ Ц х Кд
д*>ъ = 1 „ V х К вых ^ Кдц х К э х Увод х ?экь (8)
1 + р + Кд
где Ц - рыночная цена основного продукта природопользования (по пресной питьевой воде); определяется с учетом средней рыночной цены реализации 1 м3 питьевой негазированной воды (принято на уровне 200 ШБ/м3);
Кдц - коэффициент дифференциации ценности питьевой воды (обусловлен классом качества воды, определяемым по совокупности гидробиологических показателей) (данный коэффициент принят на уровне 0,6 - 3-й класс качества воды);
р = 0,3 - коэффициент эффективности (рентабельности) производства продукции природопользования;
г
F о о™
К = 0,3 - коэффициент эффективности воспроизводства ресурса ос- 65 новного продукта природопользования (вода пресная); Квых = 0,6 - коэффициент выхода конечной продукции природопользования с единицы природного сырья, учитывающий технологические потери при добыче и транспортировке и очистке; Увод - запас водных ресурсов в верховом болоте, м3; дэк1 - капитализатор или коэффициент дисконтирования, значение которого обратно пропорционально сроку воспроизводства потребляемого природного вещества, составляющего основу естественной экологической системы 1-го типа (для болотных экосистем принят на уровне 0,02); Кэ = 2 - коэффициент экологической значимости болотных экологических систем; устанавливается для редких болотных биотопов.
В результате анализа данных, стоимостная оценка запасов воды, аккумулированных в экосистемах болота Ельня, составила 247 510 080 дол.
Таким образом, в результате проведенных комплексных эколого-фитоценотических исследований верхового болота Ельня, в ходе выполнения которых определены стоимостные оценки экосистемных услуг, выполняемых болотом, мы получили, что при условии сохранения и восстановления функций болота стоимость услуг составит почти 35 млн. дол./год.
о и
Заключение
Проведение природоохранных работ на территории республиканского ландшафтного заказника «Ельня» (Беларусь) по оптимизации гидрологического режима болотного массива в перспективе обеспечит выполнение экосистемных услуг верховым болотом на сумму 34 975 985 дол./год, а также сохранение сорбционной (водоочистительной) функции болот на сумму 3 242 333 дол./год. Запасы пресной воды, аккумулированной в верховом болоте Ельня (без учета запасов в озерах), оценены в 247510 080 дол. Апробированная методика позволяет оперативно проводить адекватную экономическую оценку природоохранных мероприятий.
Одна из трудностей экономической оценки экосистем - изменение стоимости ресурса со временем, например, постепенное увеличение стоимости чистой воды и уменьшение ценности торфа как топлива. Относительно успешно проводится оценка стоимости торфяных ресурсов, более трудоемко оценить земельные, водные и биологические. В настоящее время для немногих ресурсов наземных экосистем существует рыночная стоимость.
Соответственно, необходимы дальнейшие исследования, направленные на выявление и уточнение стоимости экосистемных услуг различными природными комплексами (в том числе и на временном градиенте),
а а
<и
для обеспечения прогнозными экономическими показателями природоохранные мероприятия по восстановлению функций нарушенных природных территорий.
Библиографический список
1. Проведение оценки воздействия на окружающую среду проектного решения планируемой деятельности «Восстановление естественного гидрологического режима нарушенного болота Ельня на землях Миорского района Витебской области»: отчет о НИР (заключ.) / Ин-т эксп. ботаники; рук. Д.Г. Груммо. Мн., 2015. № ГР 20143797 от 23.12.2014.
2. Флора и растительность ландшафтного заказника «Ельня» / Ред. Н.Н. Бам-балов. Мн., 2010.
3. Василевич В.И. Статистические методы в геоботанике. Л., 1969.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований). 4-е изд., доп. и перераб. М., 1979.
5. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. М., 1973.
6. Захаров В.К. Лесная таксация: Учеб. для спец. «Лесное хозяйство» высш. учеб. завед. 2-е изд., испр. и доп. М., 1967.
7. Полевая геоботаника: В 5 т. М.-Л., 1959-1976.
8. Программа и методика биогеоценологических исследований. М., 1974.
9. Федорук А.Т. Ботаническая география. Полевая практика. Мн., 1976.
10. Шенников А.П. Введение в геоботанику. Л., 1964.
11. Охрана окружающей среды и природопользование. Порядок определения стоимостной оценки экосистемных услуг и биологического разнообразия = Ахова навакольнага асяроддзя i прыродакарыстанне. Парадак правядзення вартаснай ацэню экаастэмных паслуг i вызначэння вартаснай каштоунасщ бмлапчнай разнастайнасщ: ТКП 17.02-10-2012 (02120). Мн., 2012.
12. Об утверждении инструкции по заполнению государственной статистической отчетности о работе подсобного промышленного производства, состоящего на балансе организации, основным видом деятельности которой является производство сельскохозяйственной продукции (форма 29-апк). Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 13 января 2001 г., № 4.
13. Охрана окружающей среды и природопользование. Территории. Определение направлений использования торфяных месторождений и болот = Ахова навакольнага асяроддзя i прыродакарыстанне.Тэрыторьп. Вызначэнне юрункау выкарыстання тарфяных радовшчау i балот: ТКП 17.12-08-2015 (33140). Мн., 2015.
