CC BY
86
ДЕПОНИРОВАНИЕ УГЛЕРОДА В ФИТОМАССЕ ЛЕСОПОКРЫТЫХ ПЛОЩАДЕЙ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
Азаренок В.А.*, Усольцев В.А.*-**, Норицина Ю.В.**, Накай Н.В.*,
Бараковских Е.В.*
(*Уральский государственный лесотехнический университет;
**Ботаничесшй сад УрО РАН, Екатеринбург, РФ)
The maps of distributing the carbon pools and annual carbon deposition on the forested areas of the Ural Federal District (Tyumen, Ekaterinburg, Kurgan and Chelyabinsk regions) have been designed combining harvest biomass and NPP data with National Forest Inventory database.
В рамках концепции устойчивого развития промышленно развитые страны взяли обязательства о снижении эмиссии парниковых газов на 8 % в течение 10 лет (Kyoto Protocol..., 1997). Киотский протокол обязывает мировое сообщество разработать стратегию компенсации промышленных выбросов биологической фиксацией атмосферного углерода как основного биогена планеты и стимулирует первый шаг человечества в познании глобального углеродного цикла. Ратификация Протокола 160 странами мира, в том числе Россией, продиктована стремлением предотвратить глобальную экологическую катастрофу, и «весь смысл Киотского протокола . в стимулировании политики ресурсосбережения, в том, чтобы богатые потребители природных благ сполна платили за них, а не осуществляли их присвоение на сверхльготных началах в ущерб всем тем, кто не успел к ресурсному пиршеству» (Данилов-Данильян, 2006. С. 159).
Оценки углерододепонирующей способности лесов России неоднозначны, и по данным разных исследователей варьируют по углеродному пулу от 28 до 50 Гт (Kurbanov, 2000), и по годичному стоку углерода в лесные экосистемы от 58 до 429 Мт (Залиханов и др., 2006). Соответственно остаются неопределенными и оценки относительного нетто-стока СО2 в лесах России - от 41 (Гитарский и др., 2002) до 17% (Сонген и др., 2005) от общей эмиссии.
Нами выполнена оценка углерододепонирующей способности лесов уральского региона на основе сформированной базы данных о фитомассе (1230 пробных площадей) и ее годичном приросте (245 пробных площадей) для 10 лесообразующих пород, а также - базы данных Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ) последнего лесоустройства.
По фактическим данным фитомассы рассчитаны регрессионные уравнения зависимости фитомассы (Р , т/га) от возраста древостоя (А, лет) и запаса
-5
стволовой древесины (М, м /га), т.е. от показателей ГУЛФ, характеризующих морфоструктуру лесного полога.
Рг = f (A, М), (1)
где Pi - фитомасса каждой фракции отдельно (стволы, ветви, листва, корни и нижние ярусы (подрост, подлесок, напочвенный покров).
Уравнения (1) протабулированы по значениям А и М для каждого лесхоза и по известной (данные ГУЛФ) лесопокрытой площади экстраполированы на
территорию каждого из 150 лесхозов Уральского федерального округа. Полученные оценки взвешены по породному составу, возрасту древостоев, их запасу и размеру покрытой лесом площади для каждой породы. Результаты пересчитаны на запас углерода по переводному коэффициенту 0,5 (Кобак, 1988), и результаты представлены на рис. 1.
Таким образом, нашими расчетами, выполненными на площади 127 млн. га (из которых покрытая лесом составляет 62 млн. га, или 49%), установлено, что общий пул органического углерода насаждений составляет 2,68 млрд. т, в том числе по автономным округам (млн.т): Ямало-Ненецкий - 445 и Ханты-Мансийский - 1072 и по областям: Тюменская - 334, Свердловская - 631, Курганская - 62 и Челябинская - 134.
При экстраполяции данных годичного прироста фитомассы 2 (т/га) на покрытые лесом площади УрФО рассчитаны регрессионные модели 2 для насаждений лесообразующих пород по уравнению
1п2 = f (1пРР , 1пА, 1пМ), (2)
где Рр - масса хвои (листвы), т/га.
В качестве исходной информации использована база данных о годичном приросте (первичной продукции) фитомассы, совмещенная с данными о фитомассе на тех же пробных площадях, т/га.
Составлена карта-схема годичного депонирования углерода в фитомассе лесов УрФО (рис. 2).
Общий годичный сток атмосферного углерода в фитомассу насаждений на территории УрФО составляет 164,8 млн. т, или 6,1 % от наличного запаса углерода в фитомассе, и распределен по административным образованиям следующим образом, млн. т: Ямало-Ненецкий округ - 25,4; Ханты-Мансийский округ - 63,8; собственно Тюменская область - 21,1; Свердловская область - 39,3; Курганская область - 4,8 и Челябинская область - 10,4.
Эти показатели стока углерода взвешены по классам возраста насаждений, запасам стволовой древесины, долевому участию каждой породы в лесном фонде и совмещены по рекурсивному принципу с массой ассимиляционного аппарата древесных пород.
Впервые при картировании годичного депонирования углерода применен рекурсивный принцип совмещения эмпирических данных годичного прироста фитомассы (углерода) не только с материалами ГУЛФ, но и с картами-схемами углеродного пула насаждений.
Рисунок 1 - Распределение запасов углерода в фитомассе насаждений в пределах УрФО, в расчете на общую (в границах лесхозов) площадь. Градации запасов углерода, т/га: I - <10, II - 10-25, III - 25-40, IV - 40-100. На рис. 2 и 3 сплошной линией обозначены границы лесхозов, а пунктирной - южные границы: 1 - тундры, 2- лесотундры, 3 - северной тайги, 4 - средней тайги и 5 - южной тайги
Рисунок 2 - Распределение годичного депонирования углерода в фитомассе насаждений УрФО, в расчете на общую площадь.
Градации, т/га: I - <1,0; II - 1,0-2,5; III - >2,5-4,0; IV - 4,0-19,0
Полученные для УрФО показатели запасов углерода в фитомассе насаждений на 1 га общей площади значительно выше аналогичных показателей европейских стран. Например, районы Англии с наибольшей
плотностью органического углерода на 1 га находятся примерно на уровне Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов. Средняя же плотность органического углерода на территории Англии почти в 10 раз ниже средней плотности на территории Свердловской и Челябинской областей (Cannell, Milne, 1995). Это обеспечивает Уральскому федеральному округу существенные экологические и экономические выгоды в ходе межрегиональных и межгосударственных расчетов и торговли квотами на выбросы парниковых газов.
Литература
Гитарский М.Л., Карабань Р.Т., Филипчук А.Н. и др. Расчетная оценка стока углерода в лесах России за последнее десятилетие // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. -С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 2002. -Т. 18. -С. 261-275.
Данилов-Данильян В.И. Глобальная экология и Киотский протокол // Вестник УрО РАН. -2006. -№ 2(16). -С. 153-166.
Залиханов М.Ч., Лосев К.С., Шелехов А.М. Естественные экосистемы -важнейший природный ресурс человечества // Вестник РАН. -2006. -Т. 76. -№ 7. -С. 612-614.
Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. -Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -248 с.
Сонген Б., Андраско К., Гитарский М., Коровин Г. и др. Запасы и потоки углерода в лесном и земельном фондах России: инвентаризация и потенциал смягчения последствий климатических изменений. -М.: ЦЭПЛ, 2005. -51 с.
Cannell M.G.R., Milne R. Carbon pools and sequestration in forest ecosystems in Britain // Forestry.- 1995.- Vol. 68.- No. 4.- P. 361-378.
Kurbanov E.A. Carbon in pine forest ecosystems of Middle Zavolgie, Russia. -European Forest Institute, Joensuu, Finland. Int. Rep. -No. 2. -2000. -30 p.
Kyoto Protocol to the United Nations framework convention on climate change. -1997. -23 p.
