По мнению ученых, территория России благодаря обилию лесов и болот, скорее всего, поглощает парниковых газов больше, чем выделяет. Чтобы доказать это, в стране создают национальную систему мониторинга климатически активных веществ. О том, как измеряют потоки углерода на одном из первых тестовых полигонов в карельской тайге.
Углеродная нейтральность
В 2018-м Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявила в специальном докладе, что «достижение и поддержание нулевых глобальных выбросов CO2 с высокой вероятностью остановит глобальное потепление». С тех пор более 140 государств и 65 процентов из 2000 крупнейших компаний мира заверили, что стремятся к углеродной нейтральности, а 27 стран прописали это во внутреннем законодательстве. В России, в частности, действует федеральный закон от 2 июля 2021-го № 296 «Об ограничении выбросов парниковых газов».Участившиеся в последние годы мощные лесные пожары дают много СО2, а активное таяние многолетней мерзлоты сопровождается эмиссией сильнейшего парникового газа — метана. Так что вопрос об углеродной нейтральности России пока открыт.
Углекислый газ и метан регулярно замеряют на пяти станциях Росгидромета: в Тикси, на Кольском полуострове и Ямале, в пригороде Санкт-Петербурга и Приокско-Террасном заповеднике в Московской области. Результаты передают в «Глобальную службу атмосферы» Всемирной метеорологической организации (ВМО).
В соответствии с Рамочной конвенцией ООН об изменении климата в качестве первичных можно использовать данные не только с метеостанций, но и от дистанционного зондирования — из космоса или с беспилотных летательных аппаратов. Однако для этого нужна система наземной апробации, организованная по методологии МГЭИК. В России такой еще нет.
Национальная система мониторинга
Поэтому в правительстве решили создать Единую национальную систему мониторинга климатически активных веществ, а на ее основе — Национальный кадастр с информацией в стандартизованном международном формате. Распоряжением от 29 октября 2022-го № 3240-р этому придали статус инновационного проекта государственного значения.
Предстоят два этапа. До конца 2024 года урегулируют научные, инфраструктурные, правовые и кадровые вопросы. В 2025-м систему апробируют и введут в эксплуатацию.
Главная задача первого этапа: базируясь на результатах исследований, выполненных на нескольких тестовых полигонах, сформировать единую методологию наблюдений и построить модель, позволяющую проводить дистанционный мониторинг углерода на больших площадях с помощью беспилотников и спутников.
От полигона до спутника
Это поручили консорциуму «РИТМ (Российские инновационные технологии мониторинга) углерода», объединившему 18 научных центров и институтов, в том числе из РАН, а также три университета. Подготовили пять тестовых полигонов в разных природно-климатических зонах.
На полигоне в заповеднике «Кивач» ученые из Института леса и других НИИ научного Карельского научного центра РАН (КарНЦ) анализируют потоки углерода в экосистеме с преобладанием сосновых лесов, в Нижегородской области занимаются широколиственными лесами, в Республике Коми — ельниками. Есть еще два полигона — в степи и на болотах.
«У каждого региона свои особенности — климатические, гидрологические, геологические, — объясняет генеральный директор КарНЦ РАН, член-корреспондент РАН Ольга Бахмет. — От всего этого зависят темпы депонирования углерода. Нам сейчас важно договориться об общей методологии, выйти на международные стандарты».
«В Карельском научном центре очень сильное экспертное сообщество: специалисты по лесу, болотоведы, почвоведы, геологи, ботаники, — продолжает она. — Углерод в наземных экосистемах мы изучаем давно, причем с самых разных сторон. Данных много. Также наши сотрудники участвуют в разработке прогнозных моделей климатических изменений».
Всего планируют создать около 1300 полигонов. На большинстве ограничатся отбором образцов для общей оценки характеристик растительности и почв. Это площадки экстенсивного уровня. Интенсивные, к которым относится и карельская, нацелены на долгосрочные наблюдения, позволяющие отследить динамику накопления и выделения углерода природными экосистемами. Таких подготовят около 150.
В карельской тайге
По размерам полигоны стандартные — два на два километра. «Кивач» — не исключение. Внутри — 30 пробных площадок 50 на 50 метров. Каждое дерево там вносят в реестр с GPS-координатами и основными параметрами: высота, диаметр, возраст. Замеры — раз в пять лет. Деревья пронумерованы. Уровень, где определяют диаметр, отмечен горизонтальной чертой.
Три раза за сезон ученые при помощи специального снаряжения поднимаются к кронам и срезают ветки, чтобы отправить их на анализ. Периодически сверлят стволы буром в пять миллиметров: берут химические пробы и проверяют возраст. Затем рассчитывают объем стволовой древесины. Зная ее плотность и химический состав, можно определить запас углерода в деревьях.
«Помимо живой древесины, в лесных экосистемах есть еще три пула (места накопления. — Прим. ред.) углерода, — рассказывает директор Института леса КарНЦ РАН, доктор биологических наук Александр Крышень. — В первую очередь это почвы. В них содержится до половины всего углерода лесной системы. Кроме того, надпочвенный покров и мертвая древесина: сухостой, валежник, пни».Для оценки распределения углерода в почвенных слоях делают прикопки — ямки диаметром 20 сантиметров и глубиной до метра. Надпочвенный покров — живые растения, мхи, лишайники, сухие ветки и листья — тоже отправляют в аналитическую лабораторию. Эмиссию СО2 с поверхности замеряют газоанализаторами.»Каждая травинка, каждая пылинка учитываются. Люди работают в перчатках, чтобы не занести в пробу свой углерод, — отмечает ученый. — Задача нашего полигона — оценить вклад всех четырех пулов, причем динамически, а также суммарную климаторегулирующую функцию леса: сколько углекислого газа он выделяет, сколько поглощает. Это очень непросто».Предварительные результаты указывают на то, что экосистемы Карелии и всего Северо-Западного региона поглощают СО2 больше, чем выделяют. Причем углерод там связывается надолго: в лесах — на столетия, болотах — на тысячелетия. И в целом по России положительный баланс. В отличие, например, от Европы, где леса вырубили практически полностью, а болота осушили. Скоро ученые получат и конкретные цифры, которыми можно оперировать на международных переговорах по изменению климата.
