ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2014, № 6, с. 110-113
= РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
УДК 630.571
НОВЫЕ ДАННЫЕ О БАЛАНСЕ УГЛЕРОДА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ
© 2014 г. Ю.В. Робертус, А.В. Кивацкая, Р.В. Любимов
Горно-Алтайский филиал ИВЭП СО РАН, Поступила в редакцию 08.04.2014 г.
В статье показано, что пул углерода основных экосистем территории Республики Алтай составляет 1121 Мт. Суммарный сток углерода (6.75 Мт) превышает его эмиссию в атмосферу (0.25 Мт) в 27 раз. Рассчитанное годичное депонирование углерода лесными экосистемами составляет 40% от годового стока и имеет тенденцию к росту. По уровню эмиссии СО2 (0.03 т/га в год) Республика Алтай занимает одни из последних позиций.
Глобальные изменения климата определяются в том числе увеличением содержания в атмосфере парниковых газов (в основном СО2 и СН4), в связи с чем растет интерес к геохимическому обороту углерода, в том числе на региональном уровне[3, 4]. В общих чертах оборот складывается из процессов изъятия углерода из атмосферы, связывания и депонирования в природных средах, и противоположного процесса его выделения в атмосферу.
Можно предположить, что большинство субъектов Российской Федерации, в том числе Республика Алтай (РА), имеют положительный баланс стока углерода, но к сожалению в большинстве случаев достоверные оценки его значений отсутствуют. Отсутствуют также официальные данные по уровню депонирования углерода основными экосистемами (леса, степи, болота и пр.), не ведется единый мониторинг его эмиссии, что не позволяет оценить углеродные выгоды при планировании земле- и лесопользования.
Республика Алтай характеризуется значительным разнообразием высотно-поясных экосистем, среди которых преобладают бореальные горнолесные экосистемы, занимающие 4.46 млн га или 48% ее территории, а с учетом "вкрапленных" в них лесостепных экосистем - 65.6%. В высокогорном поясе широко проявлены горные тундры, а в межгорных котловинах и широких речных долинах - горно-степные и остепненные экосистемы. Около 7% территории РА занимают болота и заболоченные ландшафты, и примерно 10% -территории, лишенные почвенно-растительного покрова - ледники, скальные выходы, курумники, осыпи, водные объекты и др.
Экосистемы региона претерпели незначительные антропогенные изменения, большинство из них сохранили свой первозданный облик. Основные виды землепользования в Республике Алтай - лесное и сельское хозяйство, в основном, отгонное животноводство, в небольшой степени рекреация, добыча полезных ископаемых и др., в целом оказывают незначительное, чаще локальное воздействие на экологическое состояние экосистем [2].
Согласно имеющихся оценок, средний уровень депонирования углерода лесными экосистемами РА составляет 0.8-1.1 т/га в год. Суммарное удельное депонирование лесами и болотами оценивается в 0.8-1.7 т/га в год. При этом антропогенная эмиссия СО2 на территории республики менее 0.2 т/га в год [10]. Запасы мортмассы лесных экосистем около 20-40 т/га, а удельный поток органического углерода, поступающего в лесные почвы - 1-2.5 т/га в год, в степные - 1.5-3.5 т/ га в год. Эмиссия углерода почвенным покровом оценивается 0.9-2.0 т/га в год [5].
В настоящей статье приведены предварительные результаты оценки современных пулов углерода в основных экосистемах, выполненные с учетом подходов, изложенных в работах [1, 6, 7, 9]. Так, при оценке запасов углерода в древесной фитомассе применялся коэффициент пересчета 0.5, при пересчете углерода в СО2 - экв. коэффициент 3.67 [1]. Для оценки депонирования углерода на непокрытых лесом землях применялся коэффициент 0.2 [6]. При расчете потерь углерода от пожаров применялся коэффициент 0.11 от его запасов в общей надземной фитомассе, от вредителей - 0.05 [7, 9]. Запасы углерода в почве пере-
Таблица 1. Пулы углерода и уровень его депонирования в основных экосистемах Республики Алтай
Экосистемы Площадь, млн. га Средний запас углерода, т/га Общие запасы углерода, Мт Депонирование углерода
т/га • в год Мт • год
Горно-тундровые 2.13 50 53.21 0.5 1.06
Горно-лесные 4.46 160 713.82 0.61 2.71
Горно-лесостепные 1.63 100 163 1.0 1.63
Горно-степные 1.00 135 1353 1.0 1.00
Горно-болотные 0.07 800 56 5.0 0.35
Итого: 9.29 1121 6.75
Примечание. 1 - с учетом площадей, лишенных почвенного покрова; 2 - запасы в кроне, корневой системе и лесной подстилке; 3 - запасы в почвах и растениях на сельскохозяйственных угодьях
Таблица 2. Запас углерода надземного органического вещества лесных земель Республики Алтай
Категории лесных земель Площадь, млн. га Фито- масса, Мт Запасы углерода, Мт Депонирование углерода, Мт/год Фито- масса, т/га Запасы углерода, т/га Депонирование углерода, т/га в год
Покрытые лесом 4.12 657 327 2.62 159.5 79.7 0.64
Не покрытые лесом 0.336 10.7 5.3 0.09 31.9 15.9 0.27
Всего: 4.456 667.7 332.3 2.71 149.8 74.6 0.61
считывались от запасов гумуса с коэффициентом 1.15. Доля углерода в кроне, корневой системе и мортмассе принималась равной 50% от его запасов в древесине.
Оценка современного пула углерода на территории Республики Алтай, проведенная в разрезе основных экосистем региона, показала превалирование его общих запасов в горно-лесных экосистемах - 63.7% (с учетом лесостепей - 78.2%). Средние запасы углерода в экосистемах региона варьируются от 50 т/га для горной тундры до 800 т/га для низовых болот. Среднегодовой общий сток углерода на территории региона оценен в 6.75 Мт или 0.6% от его общих запасов (табл. 1).
Для оценки запасов фитомассы лесных земель и депонированного в ней углерода использованы данные государственного лесного реестра по РА на начало 2014 г.. Общий запас углерода в надземной фитомассе лесопокрытой территории региона составляет 327 Мт или 79.7 т/га, а его среднегодовое депонирование - 0.64 т/га (табл. 2).
Следует отметить, что по результатам ранее проведенной детальной оценки (с учетом всех составляющих депонирования углерода в лесных экосистемах) общий запас органического углерода в надземной фитомассе лесопокрытой площади РА составил 311 Мт, а его сток из атмосферы оценен в 0.43 т/га в год [9].
Эмиссия углерода на территории региона происходит, в основном, из-за его выбросов в атмо-
сферу в форме СО2 и частично в виде "черного углерода" при лесных пожарах, сельхозпалах, при обработке земель сельхозназначения. Лесные пожары, 80-90% из которых имеют антропогенное происхождение, один из наиболее значимых факторов эмиссии, нарастающих в условиях увеличения степени горимости лесов на территории региона. В то же время эмиссия от сельхозпалов незначительна из-за их запрета в регионе.
В 2013 г. в приземную атмосферу от стационарных и передвижных источников республики было выброшено около 10 Кт углерода (0.004 т га), 62% из которых поступило от автотранспорта. Среднегодовая общая эмиссия СО2 - экв. на территории РА оценивается величиной 247.5 Кт, что составляет порядка 0.03 т/га в год (табл. 3).
Предварительные данные по масштабам депонирования и потерям углерода в лесных экосистемах РА указывают на то, что главным фактором его накопления является прирост фитомассы древостоя лесного фонда - 2.71 Мт/год (0.8% от запасов углерода в надземной массе древостоя). Объемы лесовосстановления и естественного лесовозобновления обеспечивают депонирование углерода всего около 0.2% от этого уровня.
Основной причиной потерь углерода в лесных экосистемах республики - около 30% Мт/год или 12.4% от объема его депонирования, - являются все виды рубок (89% от всех потерь) и лесные пожары (10% потерь). Другие виды потерь угле-
112 РОБЕРТУС и др.
Таблица 3. Источники и масштабы эмиссии углерода в атмосферу на территории Республики Алтай
Источники эмиссии Площадь, тыс. га Запасы углерода, Кт Годовая эмиссия, Кт Эмиссия СО2-экв., т/г год
углерода СО2-экв.
Выбросы в атмосферу 9290 10.01 10.0 36.7 0.0044
Лесные пожары 3.9 310.8 27.5 100.9 28.9
Сельхозпалы 0.5 68.5 1.0 3.7 7.3
Распашка земель2 106.2 14337.03 28.9 106.2 1.0
Итого эмиссия: 67.4 247.5 0.034
Примечание. 1 - запасы в выбросах от стационарных и передвижных источников; 2 - пашня и приусадебные участки; 3 - с учетом запасов углерода в почве; 4 - в среднем для территории РА
Таблица 4. Основные источники депонирования и ежегодных потерь углерода в лесных экосистемах РА
Основные факторы депонирования Площадь, тыс. га Депонирование углерода, Кт/год Основные факторы потерь Площадь тыс. га Потери углерода, Кт/год
Продукционные процессы 4456 2710 Все виды рубок 6003 300.0
Лесовосстановление 1.6 0.8 Лесные пожары 3.9 34.2
Лесовозобновление1 3.2 1.6 Вредители, болезни 0.4 1.1
Лесовозобновление2 12.8 3.2 Потравы, перевыпас 2.0 1.2
Итого: 4473.6 2715.6 Итого: 336.5
Примечание. 1 - естественное лесовозобновление в лесах, 2 - то же на сельхозземлях, 3 - объем, тыс. м3
Таблица 5. Запасы депонированного углерода при облесении деградированных сельхозугодий РА
Типы угодий Площадь облесения, тыс. га Запасы углерода в молодняках, Кт Запасы СО2-экв., Кт Депонирование углерода, т/га год
Пашня 39.1 68.7 252.1 0.5
Сенокосы 43.5 72.6 266.4 0.4
Пастбища 198.8 149.1 547.2 0.25
Все виды угодий 281.4 290.4 1065.7 0.25-0.5
рода из-за гибели лесных культур от вредителей, болезней, потрав и перевыпаса скота на лесопо-крытой территории РА не превышают 1% от его ежегодных потерь (табл. 4).
Необходимо отметить, что существующие биоклиматические модели [3] прогнозируют увеличение фитомассы на территории Горного Алтая в результате глобальных изменений климата и, следовательно, увеличение массы связанного растениями углерода. Вместе с тем предполагаемое обострение пожароопасной обстановки в регионе будет способствовать увеличению объема выбросов С02 от лесных и степных пожаров.
Последствия социально-экономического кризиса 1990-х годов имели позитивную роль в плане увеличения депонирования и снижения эмиссии углерода из-за ликвидации большинства промышленных предприятий и значительного уменьшения поголовья скота в Республике Алтай.
Последнее привело к выводу части сельхозугодий (пашня, сенокосы, пастбища) из оборота, что способствовал
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.