CC BY
53
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСНО-СЫРЬЕВОГО ПОТЕНЦИАЛА БЕРЕЗОВЫХ ЛЕСОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Елена Сергеевна Волкова
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, старший научный сотрудник лаборатории самоорганизации геосистем, к.г.н., тел. (3822)492223, e-mail: elevolko@yandex.ru.
В статье проведен анализ энергетической эффективности использования ресурсно -сырьевого потенциала березовых лесов Томской области. Рассчитаны потенциальная возможность лесозаготовок и величина потребления древесины березы в качестве энергоносителей в рамках существующих лесничеств.
Ключевые слова: теплотворная способность, древесно-сырьевой потенциал,
березовые леса.
ENERGY EFFICIENCY OF RESOURCE- RAW POTENTIAL USE OF THE BIRCHWOOD IN TOMSK OBLAST
Elena S. Volkova
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems SB RAS, 634055, Russia, Tomsk, 10/3 Akademichesky Av., senior researcher, Associate Professor, candidate of geographic science, tel. (3822)492223, e-mail: elevolko@yandex.ru
The energy efficiency of resource-raw potential of the birch forests in Tomsk oblast is analyzed. The potential possibility for wooding and consumption value of birchwood as an energy source in existing forest areas are calculated.
Key words: calorific value, resource-raw potential, birchwood.
Концепция лимитированности невозобновляемых энергетических ресурсов диктует необходимость более полного и эффективного освоения биоэнергетических источников, скорость возобновления которых достаточно высокая. Для территории таёжной зоны такими источниками традиционно были лесные ресурсы, по большей части древесина березы, превосходящая по своим теплоэнергетическим характеристикам остальные породы. Знание потенциальных возможностей освоения и использования древесного сырья березы, особенностей географического распределения с целью эффективного лесопользования представляется важной народнохозяйственной задачей для тех регионов, где большую часть года наблюдается низкий температурный фон [1].
Эффективное использование ресурсов березовых лесов должно предусматривать оценку их биоэнергетического потенциала. Под биоэнергетическим потенциалом лесов понимается количественно выраженный запас энергии, заключенный в биомассе и накопленный за период жизнедеятельности деревьев, который может быть вовлечен в хозяйственную деятельность с условием сохранения благоприятной среды обитания [2].
Анализ баланса энергии, накопленный в экосистеме и потребляемый человеком, дает возможность выносить оптимальные решения в рациональном природопользовании и позволяет в максимальной степени реализовывать конкурентные преимущества территории [3, 4]. Энергетический анализ позволяет с помощью перевода неравнозначных количественных величин в единую энергетическую меру (Дж) оценивать эффективность функционирования лесной экосистемы и проводить сравнительный анализ энергонакопления с другими компонентами природной среды (например, ветровой и гелио-энергией, энергией почвогумуса, биоэнергией других лесных пород).
Большая часть территории Томской области имеет высокий уровень дискомфортности климата, длительный период продолжительности низких температур [5]. Число дней с температурой воздуха ниже 30° С на севере области достигает 45 дней, на юге уменьшается до 30 дней. В таких природных условиях для организации нормальной жизнедеятельности местному населению требуется значительные запасы топливных ресурсов. Для этих целей березовые леса области являются наиболее распространенными, доступными и перспективными.
Географическая неоднородность запасов древесины березы объясняется природно-климатическими факторами. На юге области, где менее холодные и более сухие условия для произрастания, встречаются чистые по составу коренные березняки с участием осины. Здесь березовые леса смыкаются, образуя уникальную ландшафтную провинцию сплошных березовых лесов. В других районах преобладают производные насаждения, которые сформировались на месте темнохвойных лесов после рубок и лесных пожаров. Коренные березняки достаточно устойчивы и долговечны, производные -заменяются елью, пихтой, кедром в процессе лесовосстановления.
Березовые леса в области занимают 31,2% от площади лесного фонда, из них запасы эксплутационного леса составляют 749,3 млн. м на площади в 5321,6 тыс. га. Участие низкобонитетных насаждений в березовых лесах области невысокое, в среднем около 16,9% [6].
Методика, на которой базируется районирование энергетического потенциала березовых лесов, заключается в расчете валового потенциала энергии лесной биомассы через сопоставимые оценки объема стволовой древесины в определенной возрастной группе, массы абсолютно сухого вещества и удельной теплотворной способности рабочей биомассы березы.
Энергия ресурсов древесины по удельной теплотворной способности определялась по формуле: Е1 = 2 х 2 / 8,
где Е1 - энергия березы по удельной теплотворной способности, Дж/га; £ -площадь березовых насаждений, м ; Q - удельная теплотворная способность березы, Дж/м3; 2 - общий запас древесины, м3.
За основу расчетов приняты возможные для эксплуатации, приспевающие, спелые и перестойные древостои по лесничествам области, приспевающие
насаждения включены как перспективные с учетом их роста в течение 20 -25 лет.
Информационно-аналитическая база основывается на исследованиях экологического отделения ИМКЭС СО РАН (Лесной План Томской области), на отчетности Комитета Лесного хозяйства и коммерческих организаций, на аналитических и статистических данных об объемах лесозаготовок (1996 -2006 гг.).
Предварительные расчеты показали, что энергетический потенциал общих запасов древесины по низшей теплотворной способности и при влажности в среднем 20% в 2006 г. по области составил 15113,05 ТДж - 30% от среднего многолетнего значения потребляемой в год тепловой энергии. Заготовка дров по области измеряется величиной 7,45 ТДж/год, хотя потенциальная возможность заготовки дров оценивается нами 142,48 ТДж/год. В масштабах области ежегодный объем лесопользования в энергетическом эквиваленте равен 98,28 ТДж/год или 0,6% от энергетического потенциала общих запасов древесины.
Энергетический потенциал березовых лесов в области также достаточно высок - 5133,54 ТДж, что составляет 10,2% от среднего многолетнего значения потребляемой в год тепловой энергии. Плотность энергии березы в среднем по территории области - 896,34 МДж/га. В энергетическом эквиваленте доля березы составляет 34% от запасов остальных древесных пород. По березе ежегодно возможное потребление составляет 74,03 ТДж при реальном потреблении 2,51 ТДж. Это свидетельствует о том, что лесоресурсный потенциал березы используется в минимальных масштабах.
По показателю плотности энергопотенциала лидируют Корниловское и Томское лесничества (более 800 МДж/га) - здесь отмечается более сложное строение и состав приспевающих березовых насаждений, повышенный класс бонитета, высокая полнота и прирост древесины. Молодняки преобладают в более южных районах (Тимирязевское, Шегарское, Молчановское лесничества), где они восстанавливаются после активных вырубок в конце XX в. Здесь на большую численность населения в перспективе накладывается высокий биоэнергетический потенциал берёзовых насаждений. Таким образом, основная часть возможных для освоения березовых лесов расположена на территориях с развитой производственной и транспортной инфраструктурой.
Несмотря на большую концентрацию энергопотенциала березы в Васюганском и Кедровском лесничествах (700-800 МДж/га), использование этих ресурсов ограничивается удаленностью территории и отсутствием дорог. В энергетическом эквиваленте в Васюганском лесничестве заготавливается в среднем лишь 101,51 ГДж в год, при общем запасе эксплутационной древесины в 728,64 ТДж.
Минимальные показатели (менее 500 МДж/га) наблюдаются в Тегульдетском и Молчановском лесничествах, где в течение последних десятилетий значительные объемы рубок, вредители и пожары нанесли большой ущерб березовым лесам.
Можно отметить, что расчеты, проведенные с позиции энергетического анализа, дают объективную оценку лесного фонда березняков и могут быть использованы для составления планов рубок и организации работ по освоению березовых лесов. Практически все районы области обладают значительными запасами спелой березовой древесины и потенциальным ростом возможности более высокой степени ее использования. Конечно, энергетических проблем области эти, еще слабо используемые, ресурсы снять не могут. В целом для региональной энергетики тепловой запас древесины представляет собой незначительный ресурс, но он может стать альтернативным видом топлива для отдаленных и малонаселенных районов области и для наиболее заселенных южных районов - реально достижимый объем заготовок дров может быть увеличен на 29%.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Фузелла Т.Ш. Эффективность функционирования хозяйств, расположенных в различных природно-климатических зонах // Сборник материалов YII Международного научного конгресса «ГЕ0-Сибирь-2011». - Т. 3. - Ч. 1. - Новосибирск: СГГА, 2011. - С. 150152.
2. Волкова Е.С., Невидимова О.Г., Мельник М.А. Комплексный риск-анализ природопользования на территории Томской области // География и природные ресурсы. -2011. - №2. - С. 39-46.
3. Невидимова О. Г. , Янкович Е. П. Оценка рисков водопользования на территории Томской области // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - Т. 318. -№. 1. - С 154-158.
4. Поздняков А.В., Шуркина К.А. Новый методологический подход к анализу функционирования агроэкосистем // Вестник ТГУ. - 2008. - № 316. - С. 206-213.
5. Прохоров Б.Б. Природные условия и жизнедеятельность населения. - М.: Новая Россия. - 1994. - 205 с.
6. Лесной план Томской области на 2009 - 2018 гг. // Департамент развития предпринимательства и реального сектора экономики Томской области. - Книга 1. - 2008. -238 с.
© Е.С. Волкова, 2013
