Эффективность углеродных ферм для секвестрации СО2: сравнительный анализ лесных и болотных экосистем в условиях изменения климата
Ключевые слова:
углеродные фермы, секвестрация CO2, экосистемный мониторинг, климатические изменения, устойчивое лесопользованиеАннотация
В условиях глобального изменения климата поиск эффективных механизмов секвестрации углерода приобретает первостепенное значение для достижения целей Парижского соглашения. Настоящее исследование посвящено сравнительному анализу углерод-секвестрирующего потенциала специализированных лесных и болотных экосистем, функционирующих в режиме управляемых углеродных ферм. На основе данных трехлетнего мониторинга (2020-2023 гг.) проведена комплексная оценка эффективности секвестрации CO2 в различных климатических зонах Российской Федерации. Исследование базировалось на интеграции полевых измерений методом камер статических потоков, дистанционного зондирования, лабораторного анализа образцов почв и биомассы, а также математического моделирования углеродного баланса. Результаты демонстрируют, что при оптимальном управлении болотные экосистемы способны секвестрировать в среднем на 42,7% больше углерода в сравнении с лесными экосистемами аналогичной площади (4,3±0,5 т/га/год против 3,0±0,3 т/га/год). Выявлена сильная положительная корреляция (r=0,78, p<0,01) между уровнем грунтовых вод и интенсивностью секвестрации в болотных экосистемах. Для лесных углеродных ферм определена оптимальная структура древостоя, обеспечивающая максимальную эффективность поглощения CO2 в разных возрастных группах. Разработана экономико-экологическая модель функционирования углеродных ферм, учитывающая временные характеристики депонирования углерода, риски природных нарушений и экономическую рентабельность. Полученные результаты могут служить основой для формирования национальной стратегии развития проектов по управляемой секвестрации углерода и совершенствования методологии углеродного учета.
Библиографические ссылки
Вомперский С.Э., Иванов А.И., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Глухова Т.В., Дубинин А.И., Глухов А.И., Маркелова Л.Г. Заболоченные органогенные почвы и болота России и запас углерода в их торфах // Почвоведение. 1994. № 12. С. 17-25.
Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Краев Г.Н. Динамика бюджета углерода лесов России за два последних десятилетия // Лесоведение. 2011. № 6. С. 16-28.
Чернова О.В., Рыжова И.М., Подвезенная М.А. Опыт региональной оценки изменений запасов углерода в почвах южной тайги и лесостепи за исторический период // Почвоведение. 2016. № 8. С. 1013-1028. DOI: 10.7868/S0032180X16080037.
Frolking S., Roulet N.T. Holocene radiative forcing impact of northern peatland carbon accumulation and methane emissions // Global Change Biology. 2007. Vol. 13. № 5. pp. 1079-1088. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2007.01339.x.
Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T., Kuznetsov O., Smagin V., Fedotov Y. Russian Federation (European Part) // Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and Conservation / H. Joosten, F. Tanneberger, A. Moen (eds.). Stuttgart: Schweizerbart Science Publishers, 2017. pp. 589-616.
Nilsson S., Shvidenko A., Stolbovoi V., Gluck M., Jonas M., Obersteiner M. Full Carbon Account for Russia. IIASA Interim Report IR-00-021. Laxenburg: International Institute for Applied Systems Analysis, 2000. 180 p.
Strack M. (ed.). Peatlands and Climate Change. Jyväskylä: International Peat Society, 2008. 223 p.
Yu Z., Loisel J., Brosseau D.P., Beilman D.W., Hunt S.J. Global peatland dynamics since the Last Glacial Maximum // Geophysical Research Letters. 2010. Vol. 37. Article L13402. DOI: 10.1029/2010GL043584.
Pan Y., Birdsey R.A., Fang J., Houghton R., Kauppi P.E., Kurz W.A., Phillips O.L., Shvidenko A., Lewis S.L., Canadell J.G., Ciais P., Jackson R.B., Pacala S.W., McGuire A.D., Piao S., Rautiainen A., Sitch S., Hayes D. A large and persistent carbon sink in the world's forests // Science. 2011. Vol. 333. № 6045. pp. 988-993. DOI: 10.1126/science.1201609.
Fridman J., Holm S., Nilsson M., Nilsson P., Ringvall A.H., Ståhl G. Adapting National Forest Inventories to changing requirements — the case of the Swedish National Forest Inventory at the turn of the 20th century // Silva Fennica. 2014. Vol. 48. № 3. Article 1095. DOI: 10.14214/sf.1095.
Turetsky M.R., Benscoter B., Page S., Rein G., van der Werf G.R., Watts A. Global vulnerability of peatlands to fire and carbon loss // Nature Geoscience. 2015. Vol. 8. № 1. pp. 11-14. DOI: 10.1038/ngeo2325.
Leifeld J., Menichetti L. The underappreciated potential of peatlands in global climate change mitigation strategies // Nature Communications. 2018. Vol. 9. Article 1071. DOI: 10.1038/s41467-018-03406-6.
Hugelius G., Loisel J., Chadburn S. et al. Large stocks of peatland carbon and nitrogen are vulnerable to permafrost thaw // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. Vol. 117. № 34. pp. 20438-20446. DOI: 10.1073/pnas.1916387117.
Frolking S., Talbot J., Jones M.C., Treat C.C., Kauffman J.B., Tuittila E.-S., Roulet N. Peatlands in the Earth's 21st century climate system // Environmental Reviews. 2011. Vol. 19. pp. 371-396. DOI: 10.1139/a11-014.
Griscom B.W., Adams J., Ellis P.W. et al. Natural climate solutions // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2017. Vol. 114. № 44. pp. 11645-11650. DOI: 10.1073/pnas.1710465114.
