содержание .. 24 25 26 27 ..
Национальный доклад РФ о кадастре антропогенных выбросов - часть 26
Эта формула и была использована нами в расчетах годового потока СО2 от почв постоян-
ных кормовых угодий всех областей России. Затем находили суммарную годовую эмиссию с
территории страны и переводили в единицы углерода. Полученные результаты по ежегод-
ным потерям углерода с микробным дыханием почв земель сенокосов и пастбищ за период с
1990 по 2015 гг. приведены в таблице 6.59.
Сокращение дыхания почв и соответственных потерь углерода после 1990г. обусловлено
сокращением площадей кормовых угодий в стране в течение рассматриваемого периода.
Ежегодный баланс углерода. На основании полученных оценок поступления и выноса
углерода был составлен общий ежегодный баланс углерода на землях кормовых угодий за
период 1990-2015 гг., который приведен в таблице 6.48 выше. Годовое нетто поглощение
углерода в расчете на гектар земель кормовых угодий в стране представлено на рисунке
6.16.
Таблица 6.59
Потери углерода с земель сенокосов и пастбищ при дыхании почв
Годы
Потери углерода при дыхании почв, млн. тонн С
1990
236,31
1995
231,89
2000
214,28
2005
218,06
2006
210,97
2007
211,81
2008
212,84
2009
212,11
2010
212,64
2011
212,97
2012
213,56
2013
213,84
2014
214,16
2015
214,15
Органогенные почвы. Площадь осушенных органогенных земель на территории кормо-
вых угодий была определена расчетным путем на основании общей ежегодной площади се-
нокосов и пастбищ в стране (Госкомстат, 1995a, 2000; Росстат, 2004; Росстат, 2005-2016;
Роснедвижимость, 2007b, 2008b, 2009b; Росреестр, 2010b, 2012b, 2013b, 2014, 2015, 2016) и
доле торфянистых и торфяных почв в кормовых угодьях России, которая по состоянию на
1980 г. составляла около 3,0% (Минсельхоз РСФСР, 1980). Эта величина была использована
для 1990 года. Для лет периода с 1991 по 2005 годы площади органогенных почв на кормо-
вых угодьях были определены методом интерполяции. С 2006 года и далее для расчетов ис-
пользуются статистические данные по площадям осушенных земель сенокосов и пастбищ
(Роснедвижимость, 2007b, 2008b, 2009b; Росреестр, 2010b, 2012b, 2013b, 2014, 2015,2016).
Их доля от общей площади кормовых угодий постепенно сокращается от 2,59% (2006г.) до
2,49% (2015г.). Уточнение площадей органогенных почв выполнено в соответствии с реко-
мендациями группы экспертов по проверке Национального кадастра РФ в 2011г.
В настоящем кадастре для оценки выброса СО2 от органогенных почв кормовых угодий
впервые применяется методика в соответствии с уровнем 1 и коэффициенты по умолчанию
из дополнительного руководства МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014). Соглас-
но рекомендациям, содержащимся в главе 2, раздел 2.2.1, выбросы СО2 от осушенных почв
происходят непосредственно на территории осушения (EF_CO2_on-site) и, дополнительно,
- 300-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
при вымывании органического материала
(растворенное органическое вещество)
(EF_CO2_DOC). Эти коэффициенты соответствуют:
EF_CO2_on-site (= 5,7тоннС/га/год) - табл. 2.1, раздел 2.2.1.1, стр. 2.9-2.11 для луго-
выхценозов бореальной зоны;
EF_CO2_DOC (= 0,12 тонн С/га/год) - табл. 2.2, раздел 2.2.1.2, стр. 2.16 для бореаль-
ной зоны;
Таким образом, полученный комбинированный пересчетный коэффициент равен 5,82
тонн С/га/год, который и был использован в расчетах. Результаты расчета площадей органи-
ческих почв и потерь углерода с них приведены в таблице 6.49 выше.
Выбросы закиси азота с рассчитанной площади органогенных почв кормовых угодий за
период с 1990 по 2014 гг. представлены в отчетности сектора Сельского хозяйства, катего-
рия 3D1.6.
В кадастре оценены также выбросы метана от осушенных органогенных почв кормовых
угодий. При этом применены методика и рекомендуемые коэффициенты по умолчанию из
дополнительного руководства МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014).
Расчеты выброса СН4 проведены в соответствии с уравнением 2.6, стр. 2.18, глава 2
(IPCC, 2014). Коэффициенты соответствуют:
Frac_ditch (= 0,05) - табл. 2.4, раздел 2.2.2.1, стр. 2.25 для луговых ценозов глубокого
и мелкого осушения бореальной/умеренной зон;
EF_land (= 1,4 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для луговыхценозов
бореальной зоны;
Предполагается, что 50% осушенных органогенных почв кормовых угодий находит-
ся в стадии мелкого осушения и 50% - глубокого осушения. Поэтому EF_ditch была
рассчитана как среднее между двумя коэффициентами по умолчанию:
EF_ditch (= 1165 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для пахотных зе-
мель и глубоко осушенных луговых ценозов бореальной/умеренной зон;
EF_ditch (= 527 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для мелко осушен-
ных луговых ценозов бореальной/умеренной зон;
Таким образом, полученный комбинированный пересчетный коэффициент равен 43,63
СН4 кг/га/год, который и был использован в расчетах.
Результаты расчета выброса СН4 от органогенных почв кормовых угодий приведены в
таблице 6.49 выше. Для отчетности в таблицах ОФД выбросы метана от осушенных земель
кормовых угодий приведены в категории 4(II) «Выбросы и поглощение при осушении, об-
воднении и ином управлении» раздела 4С, в подкатегории «осушенные органогенные поч-
вы».
Сжигание биомассы на сенокосах и пастбищах. Оценка прямых выбросов парниковых
газов
(СН4, N2O, CO, NOx, NMVOC) от травяных пожаров проводили по формуле
6.36(МГЭИК, 2007):
Lпожар = A MBCfGef 10-3
(6.36)
где: Lпожар - количество выбросов парниковых газов от пожара; тонн каждого парни-
кового газа, например, CH4, N2O и т.д.;
A - выжигаемая площадь, га;
MBCf - произведение массы доступного для горения топлива и коэффициента сгорания
= потребление топливной массы (мертвое органическое вещество плюс живая биомас-
са) при пожаре, тонн сухого вещества га-1. Для расчетов использовано среднее значе-
ние 10,0 тонн га-1 для пастбищ (таблица 2.4, МГЭИК, 2007);
Gef - коэффициент выбросов; г/кг сжигаемого сухого вещества (таблица 2.5, МГЭИК,
2007). Коэффициент выбросов для оценки выброса неметановых углеводородов
(NMVOC) при сжигании биомассы был взят из работы (Akagi et al., 2011).
Результаты расчетов выбросов парниковых газов от травяных пожаров приведены в таб-
лице 6.50 выше.
- 301-
6.4.3.1.1.3 Неопределенность и согласованность временных рядов
Точность статистических исходных данных по площадям земель сельскохозяйственного
назначения оценивается не более ±5%.
Расчет неопределенности балансовой оценки почвенного углерода минеральных почв по-
стоянных кормовых угодий выполнен пошагово в соответствии с уровнем 1 МГЭИК. Не-
определенности статистических данных, использованных в расчетах, составляют ±5%. Точ-
ность средних значений хлорофилльного индекса и связанного углерода определены на ос-
нове статистического анализа данных, использованных для усреднения, и равны соответ-
ственно ±13,3 и ±19,14%. Их произведение дает среднюю величину продуктивности хлоро-
филла с неопределенностью ±23,31%. Таким образом, общая неопределенность оценки по-
ступления углерода с фотосинтезом на территории кормовых угодий определена с неопре-
деленностью ±23,84%.
Для оценки поступления углерода с навозом пастбищных животных были использованы
следующие неопределенности:
время, проведенное на пастбищах крупным рогатым скотом ±5%, остальными кате-
гориями животных ±10%;
коэффициенты выброса метана из навоза крупного рогатого скота ±3%, остальных
категорий животных ±4,6% (см. раздел по сельскому хозяйству);
коэффициент эмиссии СО2 из навоза ±5% (по данным Козьмина и др, 1998);
влажность навоза ±6,4% (по данным использованной литературы);
содержание углерода в навозе ±2,49% (по данным использованной литературы);
коэффициенты экскреции азота крупным рогатым скотом ±22,45% (на основании не-
определенности ежегодной оценки валовой энергии кормов ±2%, соотношения гру-
бого протеина в корме ±10% и коэффициента удержания азота в теле животных
±20%);
соотношение С:N в навозе крупного рогатого скота ±30% (по данным использован-
ной литературы);
среднегодовой выход навоза животных (кроме крупного рогатого скота) - от ±11,1%
(лошади, мулы, ослы) до ±83,3% (птица);
Расчет неопределенности поступления углерода в почвы с навозом пастбищных живот-
ных выполнялся отдельно по каждой категории животных, затем найдена неопределенность
суммы, равная ±20,9%.
Неопределенность выноса углерода с территории кормовых угодий также определена
пошагово. Коэффициент содержания кормовых единиц в пастбищных кормах имеет неопре-
деленность ±15,48% а содержание углерода в биомассе ±8,89% (на основе использованных
литературных данных, в том числе (Кормовые нормы и состав кормов, 1991)). На основе
этих значений неопределенность выноса углерода с кормами и сеном оценена равной
±11,38%. Неопределенность коэффициента выноса углерода с механическими потерями
(эрозия и дефляция) рассчитана на основе статистического анализа данных, использованных
для усреднения, и соответствует ±93,1%. Таким образом, общая неопределенность расчета
потери углерода с механическими потерями равна ±93,24%. Для оценки неопределенности
выноса углерода с дыханием почвы были использованы следующие значения неопределен-
ностей:
- длительность вегетационного периода ±7,38% (на основе межгодовой вариабельности);
- средний коэффициент дыхания почв ±46,27% (на основе статистического анализа дан-
ных, использованных для усреднения);
- вклад дыхания корней ±25% (по данным (Благодатский и др.,1993));
- среднегодовая температура ±17,86% (по межгодовой вариабельности);
- вклад летнего дыхания ±7,87% (по данным (Кудеяров, Курганова, 2005)).
Неопределенность оценки эмиссии СО2 с дыханием почв выполнялась отдельно по каж-
дому региону. Ошибка суммы по стране рассчитана равной ±10,38%.
На основании полученных данных общая неопределенность модуля баланса запасов уг-
лерода минеральных почв постоянных кормовых угодий оценивается в пределах ±12,65%.
- 302-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
Потери углерода на используемых органогенных почвах кормовых угодий определены с
помощью коэффициентов выбросов по умолчанию из дополнительного руководства
МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014). Также рассчитаны выбросы метана от
органогенных почв кормовых угодий в соответствии с дополнительным руководством
МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014). Неопределенность всех использованных
параметров и коэффициентов приведена в соответствующих таблицах руководства: 2.1, 2.2,
2.3 и 2.5 из главы 2 (IPCC, 2014). Совокупная неопределенность расчетов по данным катего-
риям в соответствии с уровнем 1 МГЭИК определена равной для выброса СО2 ±49,23%, для
СН4 от кормовых угодий соответственно ±69,70%.
Неопределенность оценок выбросов метана и закиси азота от пожаров складывается из
неопределенности оценок площадей пожаров ±20% и объединенной неопределенности ко-
эффициентов выбросов и потребления топливной биомассы (для метана - ±108%, для закиси
азота - ±112%).
Учитывая, что исходные данные в течение всех лет рассматриваемого периода взяты из
одного источника статистической информации, а также то, что одинаковые методы оценки
применены для всего периода, можно заключить, что временные ряды выбросов согласо-
ванны.
6.4.3.1.1.4 Обеспечение и контроль качества
В соответствии с рекомендациями групп экспертов по проверке кадастра, все планируе-
мые и выполненные усовершенствования модели по оценке баланса углерода на почвах
кормовых угодий докладываются и предварительно апробируются на научных конференци-
ях и семинарах национального и международного характера. В частности, опубликована
статья в рецензируемом издании (переводимом на английский язык) по оценке динамики
углерода в почвах кормовых угодий в журнале «Известия РАН» (Романовская, Карабань,
2008).
6.4.3.1.1.5 Пересчеты и планируемые усовершенствования
При оценке потерь почвенного углерода минеральных почв величина эрозии и дефляции
за 2014 г. была пересмотрена на основе уточненных данных. Это привело к незначительным
пересчетам общего баланса углерода в минеральных почвах кормовых угодий в 2014 году.
Пересчеты выбросов парниковых газов от пожаров в 2014 г. связаны с исправлением
данных по площадям пожаров в этом году.
Специфичных для данной категории усовершенствований не запланировано. К данной
категории следует относить общие принципы дальнейшего совершенствования оценок, опи-
санные в разделе 6.8.
6.4.3.1.2 Неуправляемые постоянные луговые угодья (раздел 4.С.1 ОФД)
Потоки парниковых газов от неуправляемых постоянных луговых угодий не выполнялись
в связи с их естественным происхождением. Соответствующая таблица ОФД заполнена
стандартным указателем «не применимо» («NA»).
6.4.3.2 Земли, преобразованные в управляемые сенокосы и пастбища (раздел 4.С.2
ОФД)
6.4.3.2.1 Пахотные земли, преобразованные в управляемые сенокосы и пастбища
6.4.3.2.1.1 Характеристика подкатегории
После 1990 года в России происходило интенсивное сокращение площадей пахотных зе-
мель. Часть этих земель используется в качестве сенокосов и пастбищ. Очевидно, что по-
добная смена вида землепользования приводит к накоплению запасов углерода в живой
биомассе, мертвом органическом веществе и в почве.
Результаты оценки изменений запасов углерода врезервуаре биомассы и мертвого орга-
нического вещества приведены в таблице 6.60.
- 303-
Таблица 6.60
Накопление углерода в биомассе и мортмассе земель, переведенных из пахотных в
управляемые кормовые угодья
Площади переведенных
Изменение запасов
земель с учетом перио-
Изменение запасов углеро-
Годы
углерода мортмас-
да конверсии 20 лет,
да биомассы, тыс. тонн С
сы, тыс. тонн С
тыс. га*
1990
1 167,6
417,7
345,6
1995
11 442,9
3555,2
2941,5
2000
26 056,4
7977,5
6600,5
2005
36 364,3
11394,0
9427,3
2006
32 816,2
11740,0
9713,6
2007
33 032,9
11817,5
9777,7
2008
30 085,1
10763,0
8905,2
2009
28 304,1
10125,8
8378,0
2010
30 242,4
10401,5
8606,1
2011
29 513,2
9810,9
8117,5
2012
29 913,0
9388,8
7768,2
2013
29 655,7
8491,0
7025,4
2014
30 673,3**
8084,5
6689,1
2015
30 261,1
6728,8
5567,3
*площади могут не совпадать с данными матрицы земель точно, т.к. в матрице приведены
округленные расчеты
**с учетом Крымского ФО
Результаты расчета накопления органического углерода почвами бывших пахотных зе-
мель, переведенных в кормовые угодья, приведены в таблице 6.61.
Таблица 6.61
Накопление углерода почвами земель, переведенных из пахотных в управляемые кормовые
угодья
Площади переведенных
Среднее ежегодное погло-
Общее поглощение
Годы
земель, тыс. га
щение, тонн С/га
С, тыс. тонн
1990
1 167,6
0,10
112,5
1995
11 442,9
1,42
16 235,2
2000
26 056,4
0,77
19 975,6
2005
36 364,3
0,78
28 515,9
2006
32 816,2
0,62
20 412,4
2007
33 032,9
0,70
23 145,0
2008
30 085,1
0,65
19 654,5
2009
28 304,1
0,61
17 240,9
2010
30 242,4
0,57
17 176,1
2011
29 513,2
0,53
15 628,8
2012
29 913,0
0,49
14 769,6
2013
29 655,7
0,49
14 642,5
2014
30 673,3
0,49
15 145,0
2015
30 261,1
0,49
14 941,5
- 304-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
Выбросы СО2 и СН4 от органических почв пашен, переведенных в кормовые угодья, при-
ведены в таблице 6.62.
Таблица 6.62
Выбросы углекислого газа и метана на территории органогенных почв бывших пахотных
земель, переведенных в кормовые угодья, тыс. тонн
Площадь быв-
Доля органо-
Площадь органоген-
ших пахотных
генных почв в
ных почв бывших па-
Выброс
Выброс
земель, переве-
Годы
общей площади
хотных земель, пере-
СО2, тыс.
СН4, тыс.
денных в кормо-
кормовых уго-
веденных в кормовые
тонн С
тонн СН4
вые угодья, тыс.
дий, %
угодья, тыс. га/год
га
1990
1167,6
2,88
33,6
195,5
1,5
1995
9937,6
2,88
286,0
1664,3
12,5
2000
22299,0
2,88
641,7
3734,6
28,0
2005
31849,1
2,88
916,5
5334,0
40,0
2006
32816,2
2,88
944,3
5496,0
41,2
2007
33032,9
2,87
949,2
5524,4
41,4
2008
30085,1
2,80
841,6
4898,1
36,7
2009
28304,1
2,77
782,9
4556,7
34,2
2010
30242,4
2,80
845,7
4922,0
36,9
2011
29513,2
2,75
813,0
4731,5
35,5
2012
29913,0
2,76
825,1
4802,3
36,0
2013
29655,7
2,74
812,6
4729,1
35,5
2014
30673,3
2,73
838,7
4881,1
36,6
2015
30, 261,1
2,73
826,8
4812,0
36,1
6.4.3.2.1.2 Методология сбора данных и расчетов
По официальной статистической информации (Госкомстат, 1995a, 1998, 2000; Росстат,
2002; Росстат, 2005-2016; Роснедвижимость, 2007b, 2008b, 2009b; Росреестр, 2010b, 2012b,
2013b, 2014, 2015, 2016) оценена площадь земель, выведенных из сельскохозяйственного
использования с 1990 по 2015г. включительно, которая составляет 30,7 млн. га (рис. 6.17).
При этом рассчитывали неиспользуемую посевную площадь, определяемую как разницу
между данными по общей площади пашни и суммой культивируемых земель, т.е. посевов,
пара и многолетних насаждений в целом по РФ и отдельно для каждого региона.
Значительные территории были переведены из пашни в сенокосы и пастбища в Цен-
тральном районе, в Северо-Западном округе, в Поволжье, в Уральском и Дальневосточном
округах. Наименьшая удельная площадь брошенных пахотных угодий наблюдается в цен-
трально-черноземном и южных районах РФ с благоприятными для сельского хозяйства
климатическими и почвенными условиями.
В 2008 и 2009 гг. впервые за период с 1990 года часть переведенных угодий была вновь
распахана. В 2011 году распашке подверглось около 808 тыс. га земель, переведенных в
кормовые угодья. Еще меньшая площадь (266 тыс. га) была вновь распахана в 2013 году.
Очевидно, что для этого были использованы земли, на которых не успели полностью сфор-
мироваться луговые сообщества и пройти сильное задернение, т.е. заброшенных в течение
не более 2-3 последних лет. Поэтому было условно принято, что на этих землях существен-
ного изменения запасов углерода ни в живой биомассе, ни в почвах произойти не может и
оценивать изменение запасов углерода на этих площадях в категории 4.В.2. Земли, пере-
устроенные в пахотные земли, было бы некорректно. Оценка изменения запасов углерода на
- 305-
этих землях включены в категорию постоянно обрабатываемые пахотные земли (раздел
4.В.1 ОФД).
40 000
35 000
30 000
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
0
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2011
2014
Рисунок 6.18 - Площади земель, переведенных из пахотных в кормовые угодья, тыс. га
Изменения углерода в биомассе растений на пахотных землях, преобразованных в управ-
ляемые сенокосы и пастбища.В кадастре разработаны национальные коэффициенты и вы-
полнена оценка изменения запаса углерода в биомассе пахотных земель, преобразованных в
управляемые сенокосы и пастбища. Используемая методология соответствует Уровню 1
(МГЭИК, 2007) и заключается в оценке разницы средних запасов биомассы надземной и
подземной частей до и после конверсии. Период конверсии до достижения стационарного
состояния резервуара углерода биомассы растений сенокосов и пастбищ принят равным 20
годам (МГЭИК, 2007).
Запасы углерода в резервуаре биомассы до конверсии принятыми равными нулю. Как
правило, все пахотные земли, использованные в сельскохозяйственном производстве в
предыдущем году, подвергаются вспашке осенью или весной для подготовки к следующему
сезону. В случае оставления таких земель для естественного зарастания посев культурных
растений в год конверсии не производится. Таким образом, биомасса на пахотных землях в
первый год конверсии равна нулю.
Средние запасы углерода надземной и подземной биомассы кормовых угодий были
определены по национальным данным экспериментального исследования запасов биомассы
луговых ценозов в разных биоклиматических зонах России (Базилевич, 1993). В данной ра-
боте приводятся результаты исследования лугов бореальной зоны (16 ценозов) и субборе-
альной зоны (8 ценозов). Экспериментальные данные были усреднены по каждой из зон и
определены их неопределенности (см. табл. 6.63). Для перевода количества сухого вещества
биомассы в запасы углерода использован стандартный переводной коэффициент
0,45
(Левин, 1977).
Таблица 6.63
Средние запасы биомассы и мортмассы луговых ценозов РФ (по данным Базилевич, 1993)
Бореальная
Суббореальная
Среднее
Показатель
зона
зона
Запасы общей биомассы, тонн сух.в-ва/га
18,4
13,4
15,9
Запасы углерода биомассы, тонн С/га
8,28
6,03
7,16
Неопределенность запаса углерода биомассы, ±σ
±64,6
±54,4
±43,8
%
Запасы мортмассы, тонн сух.в-ва/га
11,2
18,4
14,8
Запасы углерода мортмассы, тонн С/га
4,48
7,36
5,92
Неопределенность запаса углерода мортмассы, ±σ
±52,9
±63,2
±44,1
%
- 306-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
Учитывая принятый период конверсии, полученные коэффициенты по запасам углерода
до и после конверсии были разделены на 20. Таким образом, в среднем при преобразовании
пахотных земель в земли кормовых угодий в резервуаре биомассы ежегодно накапливается
0,358 тонн С/га/год. Эта величина была использована в расчетах.
С учетом того, что площади переведенных земель из пахотных в кормовые угодья в кате-
гории 4.С.2 ОФД являются кумулятивными с 1990 года, для расчетов изменений запасов
углерода в биомассе были определены площади не старше 20 лет после их перевода. Резуль-
таты расчета приведены в таблице 6.60 выше.
Ежегодное изменение запасов углерода в мертвом органическом веществе на пахотных
землях, преобразованных в управляемые сенокосы и пастбища.В кадастре разработаны
национальные коэффициенты и выполнена оценка изменения запаса углерода в мортмассе
пахотных земель, преобразованных в управляемые сенокосы и пастбища. Используемая ме-
тодология соответствует Уровню 1 (МГЭИК, 2007) и заключается в оценке разницы средних
запасов надземной и подземной мортмассы до и после конверсии. Период конверсии до до-
стижения стационарного состояния резервуара углерода мортмассы растений сенокосов и
пастбищ принят равным 20 годам (МГЭИК, 2007).
Запасы углерода в резервуаре мортмассы до конверсии (на пахотных землях) принятыми
равными нулю. Конверсии подвергаются только площади, используемые ранее для выращи-
вания однолетних культур, которые не приводят к формированию резервуара мортмассы.
Средние запасы углерода надземной и подземной мортмассы кормовых угодий были
определены по национальным данным экспериментального исследования запасов мортмас-
сы луговых ценозов в разных биоклиматических зонах России (Базилевич, 1993). В данной
работе приводятся результаты исследования лугов бореальной зоны (16 ценозов) и субборе-
альной зоны (8 ценозов). Экспериментальные данные были усреднены по каждой из зон и
определены их неопределенности (см. табл. 6.63). Для перевода количества сухого вещества
мортмассы в запасы углерода использован стандартный переводной коэффициент 0,40 (стр.
6.40, глава 6, том 4 (МГЭИК, 2007)).
Учитывая принятый период конверсии, полученные коэффициенты по запасам углерода
мортмассы до и после конверсии были разделены на 20. Таким образом, в среднем при пре-
образовании пахотных земель в земли кормовых угодий в резервуаре мортмассы ежегодно
накапливается 0,296 тонн С/га/год. Эта величина была использована в расчетах.
С учетом того, что площади переведенных земель из пахотных в кормовые угодья в кате-
гории 4.С.2 ОФД являются кумулятивными с 1990 года, для расчетов изменений запасов
углерода в биомассе были определены площади не старше 20 лет после их перевода. Резуль-
таты расчета приведены в таблице 6.60 выше.
Ежегодное изменение запасов углерода в минеральных и органогенных почвах на пахот-
ных землях, преобразованных в управляемые сенокосы и пастбища.
Минеральные почвы. Расчет ежегодного изменения запасов почвенного углерода на зем-
лях сенокосов и пастбищ проводился на основе балансовой оценки соединений углерода,
Скорость и величина изменения запасов углерода в землях, переведенных из пахотных
угодий, зависят от климатических параметров, типа растительности, физических и химиче-
ских свойств почвы, которые в комплексе определяют величину поступления органических
остатков в почвы и скорость их разложения. Поэтому для оценки запасов углерода целесо-
образно использовать метод математического моделирования, который позволяет учесть
весь комплекс воздействующих параметров. В Институте глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН проведены расчеты изменения запасов почвенного углерода брошен-
ных пахотных земель в России (Романовская, 2006, 2008), выполненных с помощью модели
RothC (ColemanandJenkinson, 1996; Jenkinson, 1990).
Для выполнения расчетов выполнены три последовательных этапа: 1. выбор модели, ее
инициализация и получение предварительных результатов моделирования; 2. анализ полу-
ченных результатов и экспериментальных данных для уточнения входных данных и адапта-
ции параметров модели к условиям брошенных пахотных земель; 3. апробация усовершен-
ствованной модели расчете поглощения СО2 почвами бывших пахотных земель России с
1990 по 2006 год и определение коэффициентов для использования в дальнейших расчетах
(после 2006г.).
- 307-
Для проведения расчетов поглощения СО2 почвами земель, переведенных в кормовые
угодья, нами выбрана модель RothC (Coleman, Jenkinson, 1996). Эта модель пригодна для
использования на территории России. В качестве исходных данных требуются сравнительно
легко доступная информация по климату, почвам и растительности. Модель имеет удобное
временное разрешение и позволяет рассчитывать содержание органического углерода еже-
месячно.
Для проведения первого этапа моделирования территория России была подразделена на
40 регионов, для которых по данным литературы определены усредненные базовые почвен-
ные и климатические характеристики и поступление органического вещества в почвы при
зарастании (Романовская, 2006). Итоги этой работы выявили необходимость выполнения
сравнительного анализа модельных расчетов и экспериментальных данных изменения запа-
сов почвенного органического углерода брошенных пахотных земель в районах с макси-
мальными и минимальными темпами накопления углерода, а также в районах, в которых
получены не согласующиеся с соседними зонами результаты. Для верификации и адаптации
модели было решено выполнить полевые исследования, в Московской области, Свердлов-
ской области и Ставропольском крае. Для более полного покрытия растительных и клима-
тических зон также провести отбор почвенных проб в зоне северной тайги, т.к. мы предпо-
ложили, что в крайних северных регионах величина расхождения модельных расчетов и ре-
альных величин может быть наибольшей. Эти полевые исследования были выполнены в
2005-2007 гг.
Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют, что во всех исследован-
ных регионах содержание углерода почв постепенно увеличивалось в ряду пашня - зараста-
ющие угодья - сформированные сенокосы и пастбища. Однако для почв, брошенных около
5 лет назад и менее, получены самые высокие степени неопределенности оценок содержания
углерода, которые свидетельствуют о возможности потерь почвенного углерода в этих зем-
лях по сравнению с пахотными почвами. После трех лет зарастания брошенных посевов
многолетних трав на болотных низинных почвах Мурманской области в слое почвы 0-20 см
накоплено 0,07% С от уровня пашни. В среднем для шести- и восьмилетних залежей этих
почв содержание органического углерода увеличилось соответственно на 0,2% и 0,46% С. В
Свердловской области в течение 16 лет зарастания содержание органического углерода чер-
нозема оподзоленного увеличилось на 0,94% С (15,2 ± 1,7 т С/га), а дерново-подзолистые
суглинистые почвы накапливали в среднем 0,08 ± 0,03% С/год (1,40 ± 0,46 т С/(га/год)). В
Московской области серые лесные почвы в среднем накопили около 0,5% С (14,8 ± 1,6 т
С/га) в течение 15ти лет; дерново-подзолистые суглинистые почвы - 0,3% С (8,9 ± 0,9 т С/га)
и дерново-подзолистые супесчаные - 0,6% С (17,8 ± 1,9 т С/га) за этот период (Романовская,
2008).
В южных регионах (Ставропольский край) брошенные пахотные почвы характеризова-
лись потерями органического углерода в течение первых 3-5 лет зарастания. Средние потери
углерода за первые 4 года в пахотном горизонте составили около 2,2 ± 1,2 тонн С/га в год.
По-видимому, значительные потери объясняются теплым климатом этих регионов, который
способствует быстрой минерализации органического вещества, а также малой продуктивно-
стью луговых биоценозов в степной зоне и сравнительно медленным развитием сукцессии
на залежах этой зоны. После 4х летнего возраста к 12 годам зарастания почвы в среднем
накопилось 0,5 ± 0,2%С, что соответствует около 11,0 ± 5,3 тонн С/га (1,24 ± 0,56 тонн С/га в
год). Черноземы характеризовались меньшими темпами накопления углерода после 4х лет
зарастания (0,04 ± 0,02% С в год) по сравнению с темно-каштановыми почвами - 0,08 ±
0,02% С в год, в то время как, темпы потерь до возраста 4-х лет были очень близки: 0,10 ±
0,035% С в год и 0,09 ± 0,023% С соответственно (Романовская, 2008).
На основании анализа результатов первого этапа моделирования и данных полевых ис-
следований на 80 пробных площадках 4-х регионов России были уточнены входные данные
модели по запасам углерода исходных пахотных почв. Также проведена калибровка кон-
стант минерализации органического вещества, используемых в модели RothC, для ее адап-
тации к специфике скоростей микробных процессов в зарастающих землях. Полученные
экспериментальные результаты по интенсивности дыхания образцов почв Луховского и
Дмитровского районов Московской области свидетельствуют, что наблюдается тенденция
- 308-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
увеличения величины минерализованного углерода почв по отношению к его общему пулу в
течение зарастания брошенных пахотных угодий луговой растительностью. Разработаны
калибровочные коэффициенты для зон смешанных и широколиственных лесов от 5 до 35
лет зарастания (R2 = 0,99):
КК = 0,00008x3 - 0,0057х2 + 0,1397х + 0,4667,
(6.37)
где: КК - калибровочный коэффициент для константы минерализации органического
вещества почв;
x - время зарастания, годы.
На примере исследования почв Мурманской области получен калибровочный коэффици-
ент для условий северной тайги (понижение константы минерализации гумифицированного
органического вещества почвы с четвертого года зарастания на 10%).
По результатам полевых исследований входные параметры модели RothC по ежегодному
поступлению растительных остатков на зарастающих пахотных угодьях были изменены в
целях получения максимально приближенных результатов модельных расчетов к экспери-
ментальным данным. Моделирование продуктивности наземной биомассы на бывших па-
хотных землях Свердловской области и Ставропольского края верифицировано с экспери-
ментальными данными. При моделировании продуктивности растительности в Московской
и Свердловской областях (зоны смешанных и широколиственных лесов) получены сходные
зависимости: в течение первых 5-6 лет зарастания происходит резкое нарастание продук-
тивности наземной биомассы, связанное с бурным развитием однолетних и корневищных
растений, после 5-6-го года начинают формироваться сообщества длиннокорневищных и
рыхлодерновинных злаков, и общая продуктивность трав снижается. В менее благоприят-
ных условиях северной тайги (Мурманская область) и сухих степей (Ставропольский край)
продуктивность растений нарастает практически линейно, постепенно достигая значений,
характерных для луговых сообществ каждой зоны.
Для проведения расчета поглощения СО2 почвами земель, переведенных из пахотных в
кормовые угодья, составлена карта ГИС, имеющая три взаимосвязанных слоя: почвенная
карта России, карта типов растительности и административная карта страны, и выявлено
1206 полигонов пахотных земель, каждый из которых характеризуется уникальным набором
почвенных, растительных характеристик и областной принадлежности. Для всех полигонов
заданы начальные параметры модели по среднемесячным погодным данным в течение всех
лет периода с 1990 по 2006 год. Начальный запас почвенного органического углерода опре-
делен по информации справочников и обзоров литературы и результатам собственных ис-
следований. Ежегодную продуктивность растительности рассчитывали, как долю от макси-
мально возможной продуктивности луговых сообществ в данной растительной зоне, полу-
ченную по данным литературы. Значение долей определяли для каждого года на основе по-
лученных зависимостей. Распределение площадей брошенных пахотных земель по типам
почв в каждом административном субъекте России было выполнено на основе соотношения
площадей этих типов почв.
Результаты расчета с использованием откалиброванной модели RothC и на основании по-
лученных входных параметров модели показывают, что в течение 90-х годов среднее накоп-
ление углерода почвами зарастающих угодий в России составляло около 1,08 ± 0,45 тонн
С/га/год, а после 2000 года - 0,97 ± 0,21 тонн С/га в год. Постепенное снижение скорости
удельной аккумуляции между 1990-ми годами и 2000-2006г. объясняется увеличением срока
зарастания, которое сопровождается уменьшением интенсивности нарастания запасов поч-
венного углерода и, соответственно, скорости поглощения атмосферного СО2(рис. 6.18).
Распределение величин удельного накопления почвенного углерода на бывших пахотных
землях по территории России показывает увеличение поглощения углерода от северных ре-
гионов к центральным, при переходе от зон северной и средней тайги к южной тайге и сме-
шанным лесам (рис. 6.19). И затем снижение аккумуляции углерода и даже его потери при
переходе к южным регионам и степной зоне. Это распределение в целом повторяет измене-
ние продуктивности луговых сообществ, которая может считаться ведущим фактором, воз-
- 309-
действующим на изменение запасов углерода земель, переводимых из пахотных в кормовые
угодья. Максимальная продуктивность луговой растительности определена для зон южной
тайги и смешанных лесов, а также в зоне луговых степей.
Используя проведенные модельные расчеты и полученные закономерности, можно оце-
нить общее поглощение углерода на землях, переведенных из пахотных в кормовые угодья
за период с 1990 по 2006 гг.
Для лет после 2006 года применен регрессионный анализ зависимости сокращения еже-
годного накопления углерода зарастающими землями после пика его аккумуляции (в сред-
нем на 6ой год зарастания) (см. рис. 6.18). Нисходящая кривая, приведенная на рисунке 6.18,
после 1996 года описывается следующим уравнением (R2=0,695):
Сакк = 1,623 • EXP (-0,07 • число лет),
(6.38)
где: Сакк- аккумуляция углерода почв, тонн С/га/год;
число лет - порядковое число лет после прохождения пика аккумуляции углерода (в
среднем 6ой год).
Таким образом, для лет 2007-2015 гг. расчеты ежегодного накопления углерода были вы-
полнены в соответствии с уравнением 6.38. Результаты расчетов приведены в таблице 6.61
выше.
В настоящем кадастре для оценки изменений запасов углерода при конверсии пахотных
земель в кормовые угодья применяется национальный период конверсии, в течение которого
запасы углерода находятся в динамике, равный 50 годам (период по умолчанию - 20 лет).
Такой период подтверждается экспериментальными данными, свидетельствующими о
направленных изменениях в содержаниях минеральных и органических соединений в верх-
них горизонтах почв (0-30 см) залежных земель до 50 и более лет после конверсии (Люри и
др., 2010). Таким образом, площади залежных земель с возрастом 20 лет (выведенные из
пользования в 1990 и 1991г.) также остаются в категории земель пахотных угодий, переве-
денных в кормовые угодья, а не рассматриваются с постоянными землями сенокосов и паст-
бищ.
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Рисунок 6.19 - Ежегодное поглощение углерода почвами земель, переведенных из пахотных
в кормовые угодья в течение периода 1990-2006, тонн С/га
Органогенные почвы. Несмотря на то, что метод оценки приведенный выше для мине-
ральных почв охватывает также оценки, выполненные для органических почв, в соответ-
ствии с рекомендациями групп экспертов по проверке нами дополнительно рассчитываются
- 310-
6. Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (Сектор 4 ОФД)
выбросы СО2 и СН4 от органогенных почв бывших пахотных земель, переведенных в сено-
косы и пастбища, с использованием коэффициентов по умолчанию. Таким образом, некото-
рое несоответствие удельных коэффициентов, приведенных в настоящем докладе в таблице
6.61 и таблицах ОФД для минеральных почв пашен, переведенных в кормовые угодья, объ-
ясняется применением данных из таблицы 6.61 для всей площади переведенных земель (в
сумме по минеральным и орагническим почвам). Однако в ОФД такие суммарные оценки
отнесены к минеральным почвам, в то время как для органических в таблице ОФД приведе-
на отчетность исключительно по дополнительным выбросам СО2 и СН4 в результате их
осушения.
Соответствующие выбросы N2O от этих почв приведены в отчетности сектора Сельского
хозяйства, категория 3D1.7.
Площади органических почв на этих землях рассчитаны на основе ежегодных долей ор-
ганогенных почв в общей площади культивируемых земель (%), приведенных в таблице 5.20
(см. главу 5), и общих площадей переведенных земель.
В настоящем кадастре для оценки выброса СО2 от органогенных почв кормовых угодий
применяется методика в соответствии с уровнем 1 и коэффициенты по умолчанию из до-
полнительного руководства МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014). Согласно
рекомендациям, содержащимся в главе 2, раздел 2.2.1, выбросы СО2 от осушенных почв
происходят непосредственно на территории осушения (EF_CO2_on-site) и, дополнительно,
при вымывании органического материала
(растворенное органическое вещество)
(EF_CO2_DOC). Эти коэффициенты соответствуют:
EF_CO2_on-site (= 5,7 тонн С/га/год) - табл. 2.1, раздел 2.2.1.1, стр. 2.9-2.11 для луго-
вых ценозов бореальной зоны;
EF_CO2_DOC (= 0,12 тонн С/га/год) - табл. 2.2, раздел 2.2.1.2, стр. 2.16 для бореаль-
ной зоны.
Таким образом, полученный комбинированный пересчетный коэффициент равен 5,82
тонн С/га/год, который и был использован в расчетах. Результаты расчета площадей органи-
ческих почв и потерь углерода с них приведены в таблице 6.62 выше.
В кадастре оценены также выбросы метана от осушенных органогенных почв кормовых
угодий. При этом применены методика и рекомендуемые коэффициенты по умолчанию из
дополнительного руководства МГЭИК по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014).
Расчеты выброса СН4 проведены в соответствии с уравнением 2.6, стр. 2.18, глава 2
(IPCC, 2014). Коэффициенты соответствуют:
Frac_ditch (= 0,05) - табл. 2.4, раздел 2.2.2.1, стр. 2.25 для луговых ценозов глубокого
и мелкого осушения бореальной/умеренной зон;
EF_land (= 1,4 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для луговых це-
нозов бореальной зоны.
Предполагается, что 50% осушенных органогенных почв кормовых угодий находится в
стадии мелкого осушения и 50% - глубокого осушения. Поэтому EF_ditch была рассчитана
как среднее между двумя коэффициентами по умолчанию:
EF_ditch (= 1165 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для пахотных зе-
мель и глубоко осушенных луговых ценозов бореальной/умеренной зон;
EF_ditch (= 527 СН4 кг/га/год) - табл. 2.3, раздел 2.2.2.1, стр. 2.21 для мелко осушен-
ных луговых ценозов бореальной/умеренной зон.
Таким образом, полученный комбинированный пересчетный коэффициент равен 43,63
СН4 кг/га/год, который и был использован в расчетах. Результаты расчетов приведены в таб-
лице 6.62 выше.
Выбросы N2O при минерализации почвенного органического вещества. Оценка выбросов
N2O от почв при конверсии пахотных земель в земли кормовых угодий не производилась,
т.к. при минерализации почвенного органического вещества
(т.е. потерь) при данной
конверсии не происходит.
Сжигание биомассы на землях, преобразованных в сенокосы и пастбища. Учитывая,
что статистические данные по площадям пожаров на лугах приводятся в целом по виду уго-
дий, расчеты соответствующих выбросов приведены в разделе постоянных земель сенокосов
- 311-
содержание .. 24 25 26 27 ..