CC BY
4
Оригинальная статья
УДК 630.232 © О.С. Сафронова Н1, Е.В. Маркова2, Н.А. Остапова1, И.Н. Евсеева1, Е.А. Моршнев1, 2024
1 НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия
2 ООО «СУЭК-Хакасия», 655162, г. Черногорск, Республика Хакасия, Россия
Н e-mail: [email protected]
Original Paper
UDC 630.232 © O.S. Safronova ISP, E.V. Markova2, N.A. Ostapova1, I.N. Evseeva1, E.A. Morshnev1, 2024
1 NIIAP of Khakassia - branch of FITC KNC SB RAS, Zelenoe village, 655132, Republic of Khakassia, Russian Federation 2 SUEK-Khakassia LLC, Republic of Khakassia, Chernogorsk, 655162, Russian Federation S e-mail: [email protected]
Депонирование углерода девятилетними культурами сосны на рекультивированном отвале разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия»
Carbon deposition by nine-year-old pine crops at the reclaimed dump of the «Chernogorsky» section of ООО «SUEK-Khakassia»
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-3-94-96 -
САФРОНОВА О.С.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
МАРКОВА Е.В.
Главный эколог ООО «СУЭК-Хакасия»,
655162, г. Черногорск, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
ОСТАПОВА Н.А.
Канд. техн. наук,
старший научный сотрудник
НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН»,
655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия,
e-mail: [email protected]
ЕВСЕЕВА И.Н.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
МОРШНЕВ Е.А.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
Аннотация
В статье представлены результаты накопления общей фитомассы и депонированного углерода девятилетними культурами Pinus silvestris L, высаженными по очаговой технологии на переуплотненных отвалах автомобильной отсыпки,
Ключевые слова: депонирование углерода, очаговая технология рекультивации, переуплотненные отвалы автомобильной отсыпки, Pinus silvestris L., общая фитомасса, конверсионный коэффициент.
Для цитирования: Депонирование углерода девятилетними культурами сосны на рекультивированном отвале разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» / О.С. Сафронова, Е.В. Маркова, Н.А. Остапова и др. // Уголь. 2024;(3):94-96. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-3-94-96.
Abstract
The article presents the results on the accumulation of total phytomass and deposited carbon by 9-year-old Pinussilvestris L. crops planted using focal technology on overcompacted automobile dumping dumps. Keywords
Carbon deposition, focal reclamation technology, overcompacted automotive dumping dumps, Pinussilvestris L., total phytomass, conversion coefficient. For citation
Safronova O.S., Markova E.V., Ostapova N.A., Evseeva I.N., Morshnev E.A. Carbon deposition by nine-year-old pine crops at the reclaimed dump of the «Chernogorsky» section of ООО «SUEK-Khakassia». Ugol'. 2024;(3): 94-96. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-3-94-96.
ECOLOGY • ЭКОЛОГИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Усиливающиеся техногенные и антропогенные нагрузки оказывают существенное негативное влияние на газовый состав нашей атмосферы [1, 2]. За последние столетия концентрация углекислоты в атмосфере повысилась на 20%, что не сопровождается увеличением запасов фи-томассы растительного покрова [3]. Полная деградация природных ландшафтов, которые с большей или меньшей эффективностью вносили свой вклад в секвестрацию углекислого газа, еще более способствует ускорению темпов его эмиссии. Углерод при этом является каркасным элементом органического вещества и потому преобладает в расчете на фитомассу [4].
Леса нашей планеты, являясь одним из главных природных стабилизирующих механизмов, способны компенсировать возросшие выбросы парниковых газов в атмосферу. Поэтому в целях омоложения лесных ресурсов необходимо использовать пустующие земли, в первую очередь - техногенные ландшафты, образующиеся при угледобыче [5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На исследуемом участке отвала вскрышных пород разреза «Черногорский» был применен очаговый способ рекультивации горных отвалов, предусматривающий биологическую рекультивацию за счет создания очагов биодинамических сообществ, согласно патенту ^2343286 С1, где 1/5 от гектара (очаги) занята посадками древесно-кустарниковых видов, устойчивых к аридному климату. При этом выбранные виды обладают высокой способностью депонирования углекислого газа, что будет положительно сказываться на углеродном балансе в границах разреза. Материалом для исследования послужили девятилетние посадки сосны обыкновенной (Рт^ silvestris L.), созданные в ходе мероприятий по биологической рекультивации очаговым способом на техногенном отвале разреза «Черногорский». В соответствии со шкалой бонитировки ВНИИАЛМИ насаждения относятся к 4 классу бонитета.
Для исследований по депонированию углерода культурами сосны по конверсионно-объемному методу на техногенном отвале разреза «Черногорский» были заложены три повторности размером 10x10 м [6]. На каждой по-вторности было отобрано по 10 деревьев, у которых замерялись срединный диаметр и высота. Данный метод состоит из двух последовательных этапов - конверсия общих объемных запасов насаждений из объемных единиц в единицы фитомассы и конверсия запасов фитомассы в запасы углерода [5]. В ходе расчетов выводятся средние показатели по запасам насаждений.
Определение объема стволика сосны в лесных культурах проводилось по упрощенному способу срединного сечения (по формуле Губера). В основе формулы лежит условное приравнивание объема ствола к объему цилиндра такой же длины. Для определения объема измеряют диаметр на середине ствола, затем определяют площадь поперечного сечения по формуле Р х Я2 и умножают на длину ствола Ь. Запас древесины определяется умножением объема среднего ствола на число деревьев на повторности. Для перевода запаса древесины на повторности в запас на 1 га необходимо умножить запас древесины на повторности на 100. Для определения фитомассы древостоя использовалась формула (1):
М = К х V, (1) где М - фитомасса в тоннах, К - конверсионный коэффициент и V - объем стволовой древесины в кубометрах.
Конверсионный коэффициент отражает связь запаса стволовой древесины в коре с фитомассой древостоя. Он рассчитан для основных лесообразователей по группам возраста и экорегионам России.
Для определения массы кроны на повторности спиливали скелетные ветви с модельных деревьев с последующей сушкой и взвешиванием. Для определения содержания углерода в фитомассе производят ее умножение на специальный переводный коэффициент, равный 0,5.
При оценке запасов фитомассы и общего депонированного углерода не учитывалась подземная часть дерева из-за высокой каменистости субстрата на отвалах вскрышных пород.
На первом этапе расчетов идет конверсия общих объемных запасов насаждений из объемных единиц в единицы фитомассы (табл. 1).
При анализе данных, полученных в ходе первого этапа, видно, что в исследованных насаждениях сосны обыкновенной в девятилетнем возрасте средний запас стволовой древесины составляет 0,0086 м3 на повторности. Полученные значения запасов стволовой древесины явились основой для расчета суммарной фитомассы и депонированного углерода как на повторности, так и в расчете на гектар насаждений.
На втором этапе расчетов идет конверсия запасов фитомассы в запасы углерода (табл. 2).
В среднем в девятилетних насаждениях сосны накапливается 0,138 т фитомассы на гектар, в которой депонировано углерода 0,069 т/га.
Различные части древесного растения (ствол, крона) обладают различной фитомассой, и соответственно, в них сосредоточено различное количество депонированного углерода [7] (см. рисунок).
Таблица 1
Средние таксационные показатели сосновых культур на пробах
Average taxation indices of pine species on samples
Возраст, Высота, Диаметр, Площадь поперечного Число деревьев Объем Запас древесины
лет м см сечения, см2 на пробе, шт. ствола, м3 на повторности (0,01 га), м3
2,4 2,1 3,846 10 0,00084 0,0084
9 2,2 2,2 4,034 10 0,00083 0,0083
2,2 2,3 4,858 10 0,00091 0,0091
Среднее 2,3 2,2 4,246 - 0,00086 0,0086
Таблица 2
Депонирование углерода сосновыми культурами IV класса бонитета (стволовая часть)
Carbon sequestration by pine species of Growth Class IV (the stem part)
Возраст, Запас древесины Фитомасса, Углерод,
лет на 1 га, м3 т/га т/га
0,167 0,134 0,067
9 0,166 0,133 0,066
0,182 0,146 0,073
Среднее 0,172 0,138 0,069
o,oos
■ I 0
0j004
Ствол Крона
Фитомасса, т/га
Ствол Крона
Углерод, т/га
Фитомасса и депонированный углерод отдельных вегетативных органов сосновых культур Phytomass and stored carbon of selected vegetative organs of pine species
В результате анализа полученных данных мы видим, что наибольшее количество фитомассы и депонированного углерода сосредоточено в стволовой части дерева (0,137 т/га, 0,069 т/га, соответственно).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Биологическая рекультивация на разрезе «Черногорский» проводится в рамках Экологической стратегии компании, что положительно сказывается на снижении углеродного следа производства и восстановлении углеродного баланса.
Результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать к высадке сосну обыкновенную, наиболее подходящую для депонирования углерода в нашем регионе. За девятилетний период роста исследуемого вида масса депонированного углерода в фитомассе составила
0.069.т/га, при этом стволовая часть дерева занимает более 2/3 от общей фитомассы, что делает ее более крупным депо для хранения связанного углерода.
Список литературы • References
1. Углерод в лесном фонде и сельскохозяйственных угодьях России / Д.Г. Замолодчиков, Г.Н. Коровин, А.И. Уткин и др. М.: ТНИ КМК, 2005. 200 с.
2. Леса России как резервуар органического углерода биосферы / А.И. Уткин, Д.Г. Замолодчиков, О.В. Чесных и др. // Лесоведение. 2001. № 5. С. 8-23.
Utkin A.I., Zamolodchikov D.G., Chesnykh O.V. et al. Russian forests as a reservoir-storage of organic carbon of the biosphere. Lesovedenie. 2001;(5):8-23. (In Russ.).
Филипчук А.Н., Моисеев Б.Н. Вклад лесов России в углеродный баланс планеты // Лесохозяйственная информация. 2003. № 1. С. 27-34.
Filipchuk A.N., Moiseyev B.N. Contribution of Russian forests to the carbon balance of the planet // Lesohozyajstvennaya informatsiya. 2003;(1):27-34. (In Russ.).
Замолодчиков Д.Г. Система оценки и прогноза запасов углерода в лесных экосистемах // Устойчивое лесопользование. 2011. № 4. С. 15-22.
Zamolodchikov D.G. Systems for estimating and forecasting carbon stocks in forest ecosystems. Ustojchivoe lesopol'zovanie. 2011 ;(4): 15-22. (In Russ.).
Уфимцев В.И., Куприянов А.Н. Карбоновые фермы - отвалы угольных предприятий Кузбасса // Уголь. 2021. № 11. С. 56-60. DOI: 10.18796/0041-5790- 2021-11-56-60. UfimtsevV.I., Kupriyanov A.N. Carbon farms-dumps of coal enterprises of Kuzbass. Ugol'. 2021 ;(11):56-60. (In Russ.). DOI: 10.18796/00415790- 2021-11-56-60.
Чураков Б.П., Манякина Е.В. Депонирование углерода разновозрастными культурами сосны // Ульяновский медико-биологический журнал. 2012. № 1. С. 125-129. Churakov B.P., Manyakina E.V. Carbon deposition by uneven-age cultures of pine. Ul'yanovskij mediko-biologicheskij zhurnal. 2012:(1):125-129. (In Russ.).
Уткин А.И., Замолодчиков Д.Г., Пряжников А.А. Методы определения депонирования углерода фитомассы и нетто-продуктивности лесов // Лесоведение. 2003. № 1. С. 48-57. Utkin A.I., Zamolodchikov D.G., Pryazhnikov A.A. Methods for determination of carbon accumulation in phytomass and net productivity of forests (by the example of stands in Republic of Belarus). Lesovedenie. 2003; (1):48-57. (In Russ.).
Authors Information
Safronova O.S. - Junior research fellow NIIAP of Khakassia -
branch of FITC KNC SB RAS,
Zelenoe village, 655132, Republicof Khakassia,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Markova E.V. - Chief Ecologist of SUEK-Khakassia LLC, Republic of Khakassia, Chernogorsk, 655162, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Ostapova N.A. - PhD (Engineering), Senior researcher, NIIAP of Khakassia - branch of FITC KNC SB RAS, Zelenoe village, 655132, Republic of Khakassia, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Evseeva I.N. - Junior research fellow, NIIAP of Khakassia -branch of FITC KNC SB RAS, Zelenoe village, 655132, Republic of Khakassia, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Morshnev E.A. - Junior research fellow NIIAP of Khakassia -
branch of FITC KNC SB RAS,
Zelenoe village, 655132, Republic of Khakassia,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.01.2024 Поступила после рецензирования: 15.02.2024 Принята к публикации: 26.02.2024
Paper info
Received January25,2024 Reviewed February 15,2024 Accepted February 26,2024
