Модификация методики и обновленные оценки
(1) Изложенная в разделе «Методика оценки древесного углерода» методика, использовалась для оценки фитомассы живого древостоя, сухостоя, валежа (не включая элементы меньше 1 см), пней и сухих ветвей каждого участка лесопокрытой территории размером 230×230 м, что соответствует пространственному разрешению спектрорадиометра MODIS. Затем на основе оценок плотности мертвой массы (мортмасса) и коэффициентов BCEF полученный запас всех фракций переводился в массу органического вещества и запас углерода в различных компонентах растительной биомассы лесов.
В 2022 году мы модифицировали методику с целью более точного учета углерода на лесных гарях. Оценка запаса древостоя, погибшего в результате пожара, выполняется по следующему алгоритму:
- Весь запас живого древостоя переводился в сухостой, а вся мортмасса кроме сухостоя переводилась в валеж;
- Падение запаса по данным ДЗЗ в последующие годы интерпретировалось как вывал сухостоя с переходом запаса из сухостоя в валеж;
- На основе коэффициентов ежегодного разложения сухостоя и валежа, их запас корректируется для каждого года;
- На основе таблиц хода роста (Швиденко и др., 2008), а также данных о породе и бонитете до пожара моделировалась динамика запаса для древесного подроста, восстановляющегося на старых лесных гарях;
- Полученные оценки запаса древесного подроста, сухостоя и валежа переводились в запас углерода по формулам, описанным в указанном выше разделе
Ниже приводятся графики изменения
Запаса углерода в фитомассе живого древостоя до и после введения метода учета гарей
Запаса углерода в мортмассе сухостоя до и после введения метода учета гарей
Запаса углерода в мортмассе валежа до и после введения метода учета гарей
(2) Также в суммарную оценку запаса углерода лесов включена оценка запаса углерода в фитомассе подроста, подлеска и живого напочвенного покрова. Для этого использовались модели, описанные в таблицах хода роста (Швиденко и др., 2008). Модели характеризуют зависимость углерода в подросте, подлеске и напочвенном покрове от породы, бонитета, полноты и возраста, которая выражена в виде уравнения:
где Rfr – соотношение массы фракции (подрост, подлесок или наземный покров, Mfr) к запасу (GS, c0-4 – коэффициенты, зависящие от породы, SI – код бонитета, A – возраст древостоя, а RS – его относительная полнота.
Запас углерода в данных пулах составляет около 20% от запаса углерода остальных пулов, динамика запаса углерода характеризуется выраженным положительным трендом.
Доработанная методика была использована для обновления оценок углеродного бюджета лесов России за 2002-2019 гг. В 2019 г. суммарный запас углерода в лесах России составил 52,6 млрд тонн. Наибольший вклад в общий запас углерода вносит пул фитомассы живого древостоя (около 67%), доля запаса углерода в фитомассе подроста, подлеска и наземного покрова составляет около 20%, запасы углерода в мортмассе вносят несколько менее значимый вклад (13%). Средний удельный запас углерода в лесах составляет около 65 тонн на гектар лесопокрытой площади. Ниже представлены карты запаса углерода во всей растительной биомассе (а), в фитомассе (б) и мортмассе (в) лесов России.
Практически половина запаса углерода сосредоточена в лесах шести субъектов РФ: Красноярский край, республике Саха (Якутия), Иркутская обл., Хабаровский край, республике Коми, Ханты-Мансийский АО – Югра.
Наибольшие запасы углерода сосредоточены в растительной биомассе древостоев таких пород, как лиственница – 32%, сосна – 21%, береза – 19%. К породам, характеризующимся наибольшими удельными запасами углерода, относятся бук, клен, пихта, дуб, ель.
Анализ временного ряда ежегодных карт запаса углерода в растительной биомассе лесов России позволил установить, что с 2002 по 2019 гг. запас углерода увеличился на 2,6 млрд тонн с 50 млрд тонн до 52,6 млрд тонн, что составляет 5,2%.
Для оценки баланса углерода использовался анализ тренда его динамики. Тренд динамики суммарного запаса углерода представлен ниже на рисунке и составляет 194 млн тС в год.
Оценки трендов и баланса углерода были получены для всех субъектов России. За период 2002-2019 г. наибольший прирост запаса углерода во всех пулах наблюдается в республика Саха (Якутия) – около 30 млн т C в год, в Красноярском крае – более 25 млн. т C в год, в Иркутской области и Хабаровском крае – около 13 млн. т C в год. Средний удельный запас углерода в лесах всей страны за 2002–2019 гг. вырос на 4,8 т/га с 61 т/га до 65,8 т/га. Тренд динамики удельного запаса углерода в органическом веществе всех компонентов лесных насаждений составляет около 350 кг/га в год. Наиболее высокие значения этого показателя характерны для лесов республики Хакассии (500 кг/га в год), Псковской (790 кг/га в год), Сахалинской (740 кг/га в год), Амурской (640 кг/га в год) и Рязанской (540 кг/га в год) областях.
Увеличение запаса углерода в растительной биомассе лесов России в текущем столетии произошло в основном за счет березы (+1,3 млрд т), лиственницы (+1 млрд т), сосны (+0,7 млрд т). Запасы углерода в биомассе лесов темнохвойных пород за 2002-2019 гг. сократились. Запасы углерода в растительной биомассе ели сократились на 1,3 млрд т, сибирского кедра – на 0,6 млрд т, пихты – на 0,1 млрд т.