CC BY
176
УДК 630*97 Доц. В.П. Пастернак, канд. с.-г. наук;
ст. наук. ствроб. 1.Ф. Букша, канд. с.-г. наук -УкрНД1ЛГА M. Г.М. Висоцького, м. Хартв
МЕТОДИЧН1 П1ДХОДИ ДО МОН1ТОРИНГУ ДИНАМ1КИ ВУГЛЕЦЮ У Л1СОВИХ ЕКОСИСТЕМАХ
Розглянуто питання мониторингу вуглецю в лiсах. Запропоновано методику спостережень за динамшою вуглецю за компонентами люових екосистем.
Ключов1 слова: мошторинг, стан лiсiв, динамiка вуглецю, Кютський протокол.
Doc. V.P. Pasternak; senior scientific employee I.F. Buksha - URIFFM, Kharkiv
The Methodical approach to monitoring of carbon dynamics in forest
ecosystems
The issue of monitoring of carbon in the forest is discussed. The methodic of carbon dynamic observation on forest ecosystems components is proposed.
Keywords: monitoring, forest health, carbon dynamics, Kyoto protocol.
Сучасш суспшьт вимоги до лшв стосуються широкого спектру 'х функцш щодо збереження довкшля i розвитку, включаючи важлив1 еколопч-ш, економiчнi та сощальт складовь Iнформацiйнi потреби стосовно багатос-тороннix функцiй лiсiв можуть бути задоволеш лише за умови проведення багатоцшьового лiсового монiторингу, який комплексно враховуе рiзноманiт-нi функци лiсiв.
В умовах глобально'' антропогенно'' змiни довкiлля набувае прюритет-ност бiосферна роль лiсiв, зокрема ix кшмато-регулювальш функци. Проблема захисту кимату розглядаеться сьогоднi як одна з найважливших пол^и-ко-економiчниx проблем людства. На Конференцп з довкшля i розвитку в Рiо-де-Жанейро було прийнято Рамкову конвенщю ООН про змшу клiмату (РКЗК), яка мае на мет "... домогтися стабшзаци концентраци парникових газiв в атмосферi на такому рiвнi, який не допускав би небезпечного антропогенного впливу на кшматичну систему..." [7].
Одним з визнаних на мiжнародному рiвнi напрямюв боротьби зi змь нами клiмату е система заxодiв, спрямованих на збiльшення обсягiв погли-нання лiсами атмосферних парникових газiв (у першу чергу вуглекислого газу). Цей еколопчно безпечний i економiчно виправданий напрямок реаль зуеться шляхом розширеного вiдтворення та шдвищення продуктивностi ль сiв. У свiтлi приеднання Укра'ни до Рамково'' Конвенци про змiну клiмату та ратифжацп Кiотського протоколу до не'', дослщження динамiки вуглецю в наземних екосистемах набувають особливо'' актуальностi. Адже, вщповщно з вимогами Конвенци та Кютського протоколу, Сторони угоди зобов,язанi вести нацюнальш кадастри викидiв та поглинання парникових газiв [4,7]. Вщ повноти i достовiрностi звггно'' шформаци буде залежати повноправнiсть участi нашо'' кра'ни в мiжнародниx процесах з проблем змш клiмату, а також можливост залучення зарубiжниx iнвестицiй до Укра'ни. Важливою части-ною нацюнального кадастру повинна бути пiдсистема оцшки динамiки вуглецю в люових екосистемах.
У люових насадженнях вуглець накопичуеться у люовш рослинностi (живi та сухостiйнi дерева, шднаметова рослиннiсть), опадi та люовш шдстил-цi, а також люових грунтах. Динамiка поглинання вуглекислого газу люовими екосистемами залежить вiд типу грунтових умов, складу деревних порщ, !х вь ку, повноти деревосташв та багатьох iншиx факторiв. Залежно вiд стану лiсiв та стратеги управлшня ними, лiсовi насадження можуть бути як поглиначами, так i джерелами надходження парникових газiв в атмосферу [1, 2].
Для одержання об'ективно!" шформаци про динамiку стану та продук-тивностi лiсовиx насаджень, накопичення i втрати вуглецю потрiбно здiйснювати на регулярнiй основi мониторинг лiсiв. Питання монiторингу поглинання вуглецю наземними екосистемами штенсивно дослiджуеться у багатьох крашах свiту [12, 14]. В Сврот в даний час реатзуеться група про-ектiв "Вуглець Свропи" (CarboEurope Cluster). Метою цих проек^в е розроб-ка методологи для кшьюсних оцiнок та верифшаци балансу вуглецю, а також для створення системи мониторингу вуглецю в Сврот.
У 1994 рощ розпочато виконання загальноевропейсько! програми ш-тенсивного мошторингу лiсовиx екосистем (II рiвень Мiжнародноi Спшьно1 Програми оцiнки та мониторингу впливу забруднення повiтря на люи в регь онi Свропейсько!" Економiчноi Комiсii ООН - UN-ECE ICP Forests). Одним iз завдань ще! програми е оцiнка поглинання вуглецю в деревнш рослинностi та грунтах. Оцшка чистих змiн в деревнш бюмаш базуеться на повторних ви-мiрюванняx дерев на дшянках монiторингу, а змiн у грунтах - на ощнках вмiсту оргашчного вуглецю, потужностi та щiльностi грунлв. Дослiдження динамiки вуглецю проводяться на 646 дшянках мошторингу другого рiвня, а для вщображення результатiв у Свропейському масштабi використовуються данi мониторингу першого рiвня. Розрахунки запасiв вуглецю в деревиш проводяться на основi даних про стовбуровий запас, щшьшсть деревини та вмiст вуглецю. Запаси вуглецю в грунтах визначаються для шдстилки та грунту у шарi 0-80 см. За результатами оцшок загальноевропейсько! програми штен-сивного мониторингу лiсовиx екосистем, запас вуглецю в стовбуровш бiомасi коливаеться в середньому вщ 30 до 120 тонн/га з поточною змшою вщ 1 до 4 тонн С/га/рж [9].
Монiторинг лiсiв Украiни розвиваеться за багаторiвневим принципом збору шформаци (поеднуе спостереження I рiвня - екстенсивш та II рiвня -штенсивш). Нацiональна програма монiторингу лiсiв Украiни гармонiзуеться з двома мiжнародними програмами монiторингу лiсiв:
• М!жнародна Стльна Програма ощнки та мошторингу впливу забруднення повггря на люи в регют Свропейськоi економ1чно1 Комюй ООН (ICP Forests) [11];
• М1жнародна програма мошторингу стану лшв США - Forest Health Monitoring (FHM) [13].
Багаторiвневiсть спостережень дае змогу збалансовувати рiвень ш-формативностi монiторингу та витрати на його проведення. Iнформацiя, от-римана на дiлянкаx монiторингу за методикою першого рiвня дае можливють оцiнювати часову та просторову динамжу стану лiсiв, однак ii недостатньо
178
Менеджмент природних ресурав, еколопчна i лiсова полiтика
для детальних оцiнок вуглецевого балансу. Проте за даними мошторингу першого pÏBM можна узагальнювати показники динамiки вуглецю одержат на дшянках другого рiвня, спираючись на кореляцiйнi зв'язки мiж такса-цiйними характеристиками, показниками стану та поглинанням вуглекислого газу люовими насадженнями.
Основними напрямками мошторингу поглинання вуглецю е спостере-ження за динамжою накопичення бiомаси, розкладання бюмаси та детриту (мортмаси), а також ощнка вмiсту вуглецю в грунтах. Для цього потрiбно проводити спостереження за програмою монiторингу другого рiвня, що включае перiодичне проведення аналiзу грунтiв, вимiрювання приросту та ощнку пiднаметовоï рослинностi на постiйних дшянках фжсовано1 площi.
За технологiею мошторингу здоров'я лiсу США (другий рiвень) е можливостi прямоï оцiнки динамши вуглецю на основi точного визначення бюмаси люових рослин (вимiрювання рiзних параметрiв дерев i структурних показниюв насаджень, оцiнка росту насаджень, а також шструментальш оцiнки ФАР). Динамжа насаджень включае 3 елементи, що важливi як "шди-катори" стану лiсiв та динамiки вуглецю: природне поновлення, рют живих дерев i всихання. Ц данi одержують за допомогою повторного обстеження дерев на постшних дiлянках у серiях послщовних описiв. Характеристика структури насаджень дае точне вщображення ïхнього стану протягом кожного промiжку часу мiж дослiдженнями. Вона включае оцiнку значноï кiлькостi параметрiв, що описують оточення, у якому юнують окремi дерева чи ixm групи. Цi параметри, як правило, грунтуються на показниках плошд i, визна-чаються або безпосередньо шляхом вимiрювання на дшянках мошторингу (наприклад, густота насаджень), або розраховуються за шшими ознаками.
Кожна дшянка монiторингу другого рiвня складаеться з чотирьох кру-гових шддшянок фiксованоï площi. Розмiри пiддiлянок повинш бути досить великими для того, щоб данi, отриманi за ушма видами оцiнок, були досто-вiрними як мiнiмум протягом 30 роюв, а бажано - протягом усього життя на-садження.
На дшянках проводяться визначення приросту та продуктивност за компонентами бюмаси шляхом перюдичного вимiрювання дiаметрiв всiх дерев на шддшянках, вiдбору кернiв у модельних дерев та вимiрюваннi ïx висот. Пара-лельно проводять оцiнку шших компонентiв насадження (пiдлiску та шдросту, лiсовоï пiдстилки тощо). Для вщстеження динамiки вуглецю в грунтах проводять визначення вмюту органiчного вуглецю та шдльносп за горизонтами.
На кожнш пiддiлянцi встановлюеться клас люових умов. Вiн визна-чаеться п'ятьма змiнними: (1) категорiею земель люового фонду, (2) типом лi-су, (3) походженням насадження, (4) вжом деревостану i (5) порушеннями в минулому. Для отримання характеристик пiднаметовоï рослинносл на кож-нiй шддшянщ монiторингу закладають постiйнi мiкродiлянки. Крiм того, ви-користовуються ботанiчнi квадрати розмiром 1х1 метр, якi закладаються у кiлькостi 12 штук на кожнш дшянщ монiторингу для опису трав,янистоï та чагарниковоï рослинностi. Iншi вимiри рослинностi проводяться на усш дi-лянцi, тобто на кожнш з шддшянок обстежуються вш живi дерева i суxостiй з
дiаметром. Нав^ь пiсля того, як дерево впало, воно продовжуе впливати на процеси кругооб^у вуглецю. Тому за вЫма деревами, що зафiксованi в перший раз шд час закладки дшянки монiторингу, а також деревами, що вирос-тають згодом на кожнш з пiддiлянок, ведуться спостереження з часу досяг-нення деревом облжового дiаметру до моменту 1хнього падiння на землю або вилучення з насадження. Для дерев визначаеться комплекс бюметричних по-казникiв, як дають змогу визначити запас вуглецю: дiаметр на висотi 1,3 м, показники крони (висота, дiаметр, щшьтсть та периферiйне вiдмирання). Для уЫх значимих елементiв лiсу за межами шддшянок пiдбирають модельнi дерева. Для модельних дерев додатково вимiрюють висоту, вж дерева i по-точний прирют за дiаметром за допомогою бурава та суму площ перерiзiв повнотомiром.
Сухостiйнi дерева вимiрюються за такою ж процедурою, як i живь Для сухостiйних дерев та вщпаду додатково встановлюють класи розкладан-ня, якi дають змогу визначити втрати бюмаси.
Визначення запасу вуглецю в живих деревах проводиться за допомогою перевщних коефщенпв. Шд перевщними (конверсiйними) коефщента-ми розумшть вiдношення фiтомаси в абсолютно сухому сташ т1е1 чи шшо! фракцп до об'ему стовбурово! деревини (К=М!г/У) [3,5]. У разi необхiдностi, на зрубаних модельних деревах проводять аналiз стовбура та ощнку бiомаси за фракщями. Конверсiйнi коефiцiенти встановлюються залежно вiд дiаметру та висоти стовбура, а також показниюв крони (висоти, дiаметра, щiльностi). Для орiентовних розрахунюв коефiцiент вмiсту вуглецю у деревиш може бути прийнятий за 0.5, а для недеревних частин та тднаметово! рослинност - 0.45.
Для визначення показниюв люово! пiдстилки на кожнш шддшянщ ви-падково вибирають чотири мюця вiдбору проб i вiдбирають зразки за шдго-ризонтами або середнш зразок з ушх пiдгоризонтiв. При збираннi пiдстилки мшеральш домiшки, живi частини рослин та коршня видаляють. Зiбрану шд-стилку висушують до абсолютно сухого стану, зважують та визначають вмют вуглецю [8].
Початкове визначення вуглецю у грунтах проводиться у однометровому шарi за горизонтами. Наступш визначення проводяться у верхньому 30-ти сантиметровому шар^ осюльки вш найбiльше шддаеться змiнам [10]. Видаляють коршня та iншi органiчнi включення. Розрахунки проводять з ураху-ванням вщсоткового вмiсту вуглецю за горизонтами, об'емно! ваги та кам'янистостi. Узагальнення шформаци щодо секвестраци вуглецю проводиться за компонентами люових екосистем - деревна рослиншсть (живi та сухостшш дерева), дерева, якi впали, шднаметова рослиннiсть, опад i шд-стилка, грунти.
Окремим завданням монiторингу е оцшка поглинання вуглекислого газу новоствореними люовими насадженнями в рамках проеклв спiльного впровадження (СВ) згiдно механiзмiв Кiотського протоколу. Для таких люо-вих насаджень необхiднi бiльш точш оцiнки на всiх етапах 1х розвитку. Для кожного СВ проекту мае окремо складатися схема проведення мошторингу вуглецю з врахуванням особливостей умов проведення проекту.
180
Менеджмент природних ресурав, еколопчна i лкова полiтика
Висновки. Для спостереження за динамiкою вуглецю в лiсових насад-женнях необхщно виконувати програми монiторингу за спещальною методикою, яка повинна включати оцiнки всiх компонентiв лiсових екосистем. З метою точного оцшювання вуглецевого балансу потрiбно розробити керiвництво з гармонiзованого використання даних мониторингу та швентаризаци лiсiв. Запропонованi у данш роботi методичнi пiдходи узгоджуються з мiжнародни-ми вимогами i можуть бути використанi при шдготовщ такого керiвництва.
Л1тература
1. Букша I. Внесок лiсового господарства Украши у зменшення ризику змiни кшма-ту// Деякi аспекти глобально! змши клiмату в Украiнi: Зб. статей. - К.: Мщатива з питань змь ни клiмату, 2002. - С. 132-146.
2. Букша I., Пастернак В., Коршснко В. Роль люового господарства у зменшенш ризику глобальних змiн клiмату// Лiсовий i мисливський журнал. - К.: Преса Украши, 2002, № 1. - С. 28-29.
3. Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Определение запасов углерода по зависимым от возраста насаждений конверсионно-объёмным коэффициентам// Лесоведение.
- 1999, № 3. - С. 84-93.
4. Киотский протокол к Конвенции об изменении климата// UNEP-IUC Geneva Executive Center. - 1997 - 33 с.
5. Лакида П.1. Ф^омаса лiсiв Украши. - Тернопшь: Збруч, 2002. - 256 с.
6. Пастернак В.П., Букша 1.Ф. Можливост оцшки динамки вуглецю в люах Харювсько! обласп на основi даних мошторингу// Вюник ХНАУ. - Харюв: ХНАУ. - 2003, № 2 - С. 135-138.
7. Рамочная Конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата.
- UNFCCC. - 1992 - 29 с.
8. Родин Л.Е., Ремезов Н.П., Базилевич Н.И. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. - Л.: Наука, Ленинград. отд., 1968. - 145 с.
9. Intensive monitoring of forest ecosystems in Europe, 2003, Technical report. EC, UN/ECE Brussels, Geneva. - 163 p.
10. IPCC Guidelines for National greenhouse gas inventories. Module 5: Land-use change and forestry// Proceedings of the revised 1996 IPCC Guidelines, Vol. 3 Reference manual, 74 p.; Workbook, Vol.2. Working Group I. TSU, UK, 54 p.
11. Manual on methodologies and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effect of air pollution on forests, Hamburg, Prague: BFH and Sachsische Zeitung, 1994. - 177 p.
12. Nabuurs Ger-Jan, Mohren Frits, Dolman Han Monitoring and reporting carbon stocks and fluxes in Dutch forests: Pap. COST E21 Workshop "Contribution of Forests and Forestry to Mitigate Greenhouse Effects", Joensuu, 28-30 Sept, 2000// Biotechnol., agr., soc. et environ. - 2000. № 4. - С. 308-310.
13. Tallent-Halsell N.G. (ed.). 1994. Forest Health Monitoring, Field Methods Guide. EPA/620/R-94/027. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D C.
14. Thenhunen J.D., Valentini R., Kostner B. et al. Variation in forest gas exchange at landscape to continental scales. Annales des Sciences Forestrieres 55 (1-2), 1998. - P. 1-11.
УДК 630*89 Асист. Л. О. Малик, канд. екон. наук - УкрДЛТУ
Л1СОВА ПОЛ1ТИКА ЧЕХ11 I ФШЛЯНДП ЩОДО ВИКОРИСТАННЯ НЕДЕРЕВНИХ РЕСУРС1В Л1СУ
Розкрито стан використання недеревних люових ресурав в европейських кра-1нах, 1'х економiчне значення та перспективи розвитку ще'1 галузь
Ключов1 слова: недеревш рослинш лiсовi ресурси, люовий менеджмент, спець альне використання.
