CC BY
51
ДЕПОНИРОВАНИЕ УГЛЕРОДА В ФИТОМАССЕ ЛЕСНОГО ПОКРОВА
ПЕРМСКОГО КРАЯ
Усольцев В.А.*, Бараковских Е.В.*, Малеев К.И.**
(*Уральский государственный лесотехнический университет, г.Екатеринбург;
**Пермская государственная сельскохозяйственная академия, г.Пермь, РФ)
Forest biomass database for the Ural region is compiled and regression equations relating forest biomass structure to stand age and stem volume are designed and combined with the forest inventory database for Perm region. For the first time the total carbon pool and its annual deposition in forest biomass are obtained and mapped in a number of479,2 and 32,7 millon t correspondingly.
Лесное хозяйство предоставляет наиболее экономически выгодную возможность для депонирования углерода по Протоколу Киото [2], однако определения углеродного пула и его годичного депонирования лесным покровом по регионам России у разных авторов сильно различаются.
Нами сформирована база данных о запасах фитомассы в насаждениях основных лесообразующих древесных пород Урала и прилегающих к нему регионов, включающая 1399 определений, в том числе: сосна - 326, ель - 71, пихта -52, лиственница - 176, кедр - 73, дуб - 127, береза- 172, осина и тополь - 81, ольха серая - 34, ольха черная - 30, липа - 215, ясень - 37; клен - 5 определений фитомассы, т/га. Данные о годичном приросте фитомассы насаждений Уральского региона включают в себя 265 определений, в том числе: сосна - 101, ель - 50, лиственница - 18, береза- 31, осина и тополь - 23, ольха- 5, липа - 16, дуб - 15, ясень - 3 и клен - 3 определений годичной продукции, совмещенных с данными о фи-томассе на тех же пробных площадях, т/га.
Значения фитомассы в базе данных мы проанализировали в связи с возрастом и запасом древостоев как основными определяющими массообразующими показателями, входящими в сводки Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ) по Пермскому краю. Для каждой древесной породы рассчитаны уравнения:
lnP; или ln(P; /M) = f [lnA, (lnA)2, lnM], (1)
где Pi - фитомасса фракций (стволы, ветви, хвоя, корни, нижние ярусы, соответственно Pst, Pbr, Pf, Pr, Pu), т/га; А - возраст древостоя, лет, и М - запас дре-
-5
востоя, м /га.
Взаимосвязь величины годичного прироста фитомассы (Z¡, т/га) с массой ассимиляционного аппарата известна с XIX века [3]. Мы модифицировали ее, включив в уравнения в качестве независимых переменных не только массу листвы, но и другие характеристики древостоя, и по материалам базы данных рассчитали уравнения:
lnZ = f (lnA, lnM, lnP,-). (2)
Уравнения (1) и (2) связаны между собой по рекурсивному принципу, вполне адекватны эмпирическим данным и их константы статистически значимы на
-5
уровне t05 . Путем табулирования моделей (1) по запасу стволов (М, м /га) и воз-
расту (А, лет) насаждений каждой ячейки структурированной таблицы данных ГУЛФ отдельно для каждой породы рассчитаны запасы фитомассы по фракциям на 1 га лесопокрытой площади.
Таблица - Распределение лесопокрытых площадей, общих запасов, запасов
на 1 га, фитомассы и прироста фитомассы по лесхозам Пермского края
№ лесхоза Название лесхоза Площадь, га Общий запас, тыс. м3 Запас, м3/га Запас фи-томас-сы, т/га Прирост фитомассы, т/га
1 Веслянский 636461 64234 101 75 4,4
2 Гайнский 710735 93339 131 97 5,3
3 Чердынский 598724 70726 118 90 4,7
4 Колвинский 1051677 113176 108 85 5,3
5 Вайский 530925 78638 148 112 4,6
6 Красновишерский 598940 79025 132 101 5,3
7 Соликамский 371425 49079 132 100 6, 8
8 Косинский 247699 39980 161 119 6,6
9 Кочевский 165131 24627 149 109 6,6
10 Юрлинский 275272 41300 150 112 6,7
11 Кудымкарский 227489 36528 161 123 8,3
12 Юсьвенский 166358 23548 142 109 8, 1
13 Березниковский 246372 40492 164 128 10,5
14 Яйвинский 397458 48168 121 95 6,4
15 Кизеловский 277559 30985 112 88 6,3
16 Таборский 210501 30972 147 114 9,4
17 Ильинский 147043 21291 145 110 8, 5
18 Сивинский 122112 21500 176 132 8, 8
19 Закамский 47159 9588 203 146 6, 5
20 Добрянский 154730 24935 161 123 9,6
21 Чусовской 280940 37163 132 103 6,9
22 Горнозаводской 571474 75529 132 102 6,4
23 Лысьвенский 311262 38632 124 97 7, 5
24 Комарихинский 153166 26299 172 130 9,9
25 Пермский 36240 7045 194 142 8, 8
26 Очерский 31566 2709 86 64 4,2
27 Оханский 103643 19382 187 134 8,2
28 Частинский 21211 4367 206 143 8,5
29 Чайковский 73491 13087 178 129 9,6
30 Осинский 76126 13918 183 131 9, 5
31 Кунгурский 141325 19403 137 105 8,3
32 Кишертский 66836 9508 142 106 8,0
33 Октябрьский 149665 24559 164 122 9, 8
34 Уинский 59105 9496 161 118 9,7
35 Куединский 104122 18370 176 127 8, 8
Итого по краю 9 363 942 1 261 135 102 7,0
Рисунок 1 - Распределение запасов углерода в фитомассе насаждений, т/га. Диапазоны: I- 28-40; II- 41-50; III- 51-68
Рисунок 2 - Распределение годичного депонирования углерода в фитомассе насаждений, т/га. Диапазоны: I- 1,7-2,4; II- 2,4-3,2; III- 3,2-4,1
После умножения их на лесопокрытую площадь, соответствующую каждой ячейке и сложения результатов по классам возраста получены итоговые запасы фитомассы по каждой фракции отдельно для каждой породы и путем сложения последних по фракциям и породам - итоговые запасы фитомассы на всей покрытой лесом площади лесхоза.
Для расчета годичного прироста фитомассы на лесопокрытых площадях мы применили метод использования не только данных ГУЛФ, но и результатов расчета количества фитомассы листвы и других фракций древостоев на тех же площадях. Алгоритм совмещения моделей (2) с матрицами данных ГУЛФ по запасам и лесопокрытым площадям аналогичен алгоритму совмещения моделей (1) с той лишь разницей, что при табулировании моделей (2) в них подставляются данные не только возраста и запаса стволовой древесины, но и массы хвои, корней и нижних ярусов из таблиц, содержащих результаты расчета фитомассы по лесхозам. Путем деления полученных годичных приростов фитомассы на лесопокры-тую площадь каждого лесхоза получены распределения годичного прироста фи-томассы, отнесенного к 1 га.
В результате установлено, что на покрытой лесом площади Пермского края, составляюшей 9,36 млн га (табл.), общая (надземная и подземная) фитомасса насаждений составляет 958,4 млн. т, а ежегодный общий прирост фитомассы на этой площади - 65, 5 млн. т.
Значения фитомассы (табл.) переведены в показатели углерода путем умножения на переводной коэффициент 0,5 [1] и по полученным данным составлены карты-схемы (рис. 1 и 2).
Таким образом, впервые определены запасы углерода и его годичное депонирование в 35 лесхозах Пермского края и составлены карты-схемы их распределения по территории, совмещенные между собой по рекурсивному принципу.
Литература
1. Кобак К. И. Биотические компоненты углеродного цикла. -Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -
248 с.
2. Курбанов Э.А. Углерододепонирующие насаждения Киотского протокола. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. -184 с.
3. Hartig R. Wachstumsuntersuchungen an Fichten // Forstlich-Naturwissenschaftl. Zeitschrift. 1896. Bd. 5. S. 1-15, 33-45.
Работа поддержана РФФИ, грант № 07-07-96010.
