«Лидеры в области окружающей среды и развития»

Вид материала

Семинар

Содержание Роль болот в смягчении изменений климата по докладам МГЭИК Потенциальные скорости накопления/выделения углерода при некоторых способах управления болотными территориями Скорости накопления/выделения углерода(т C на га в год) Рекомендации ТДО МГЭИК (с комментариями) Аналогичные меры могут быть разработаны и в области рационального управления болотными угодьями России. Сельскохозяйственное, лесное и болотное землепользование Потоки парниковых газов между геосферами Парниковый потенциал болот Парниковый газ Васюганское болото – крупнейший торфяник мира

Подобный материал:

• Программа «лидеры в области окружающей среды и развития» (lead cis 2011), 19.5kb.
• «Лидеры в области окружающей среды и развития», 296.97kb.
• «Лидеры в области окружающей среды и развития», 745.36kb.
• «Лидеры в области окружающей среды и развития», 1198.97kb.
• Inspiring leadership for a sustainable world, 50.12kb.
• Участие общественности в процессе принятия решений в области окружающей среды и развития, 360.41kb.
• Решение 10 сентября 2007 года №36 город Актау, 22.02kb.
• «Об охране окружающей среды», 2395.05kb.
• А. А. Даниленко «Об организации мониторинга окружающей среды на территории г. Новосибирска, 38.68kb.
• Комиссия Администрации Ярославской области по природопользованию и охране окружающей, 1793.11kb.

Роль болот в смягчении изменений климата по докладам МГЭИК

Ни Резюме для лиц принимающих решение, ни Техническое резюме третьей рабочей группы МГЭИК не содержат никаких сведений и/или рекомендаций, связанных с потенциальной ролью болот в смягчении последствий антропогенных изменений климата.

В полном тексте третьего тома ТДО МГЭИК проблеме управления болотными территориями для смягчения последствий антропогенных изменений климата посвящен п. 4.3.2.2, состоящий из двух абзацев, которые имеет смысл привести полностью:

«Глобально болота являются большими резервуарами органического углерода емкостью от 300 до 600 Гт С (Gorham, 1991; Scharpenseel, 1993; Kauppi et al., 1997). Большая часть этого углерода находится в торфяных болотах, часто облесенных и расположенных как северных (302 млн. га, 397 Гт C), так и в тропических экосистемах (50 млн. га, 144 Гт C) (Zoltai and Martikainen, 1996). В течение долгого времени торфяные болота аккумулируют дополнительный углерод, поскольку разложение в подводном состоянии подавленно (Mitsch and Wu, 1995; Rabenhorst, 1995; Zoltai and Martikainen, 1996; Kasimir-Klemedtsson et al., 1997). Однако, выгоды за счет такого накопления углерода, как минимум частично компенсируются выделением метана – тоже парникового газа (Gorham, 1995).

Существует несколько возможностей усилить накопление углерода в болотах за счет разумного управления ими. Дренаж олесенных торфяных болот, преимущественно расположенных в бореальных районах, может существенно улучшить условия роста деревьев, но суммарный эффект изменения содержания углерода в таких экосистемах не вполне ясен – некоторые исследования показывают результирующее накопление углерода, а другие – результирующий поток углерода в атмосферу (см. обзор Zoltai and Martikainen, 1996). Более важные меры по смягчению последствий накопления СО2 в атмосфере – охрана углерода, уже накопленного в торфяных болотах (van Noordwijk et al., 1997). Осушение болот для сельскохозяйственного и другого землепользования приводит к быстрому выделению накопленного углерода (Kasimir-Klemedtsson et al., 1997)».

Естественно, что существенно более подробно проблема управления болотными территориями для смягчения последствий антропогенных изменений климата освещена в Специальном докладе МГЭИК о землепользовании, изменениях в землепользовании и лесном хозяйстве (СДЗИЗЛХ). В этом докладе отмечается, что хотя болота занимают только 4-6 % поверхности суши Земли(530-570 млн. га), они содержат 20-25 % углерода почвенного углерода (350-535 Гт C). Скорость аккумуляции углерода изменяется с возрастом болота, но в конце концов устанавливается равновесие между накоплением и потерей углерода.

Разложение в анаэробных условиях приводит к выделению метана. Болота, крупнейший природный источник метана, поставляют в атмосферу примерно 0.11 Гт CH₄ в год из общей глобальной эмиссии 0.50-0.54 Гт CH₄ в год.


Различные меры по преобразованию болотных угодий по данным СДЗИЗЛХ приводят к следующим результатам.

Потенциальные скорости накопления/выделения углерода при некоторых способах управления болотными территориями
Способы управления	Скорости накопления/ выделения углерода (т C на га в год)	Другие парниковые газы и воздействия
Перевод в сельскохозяйственные угодья	Северные и умеренные широты: -1 to -19 (выброс)	---CH4 (суммарный эффект: увеличение эмиссии парниковых газов в зависимости от начальной эмиссии CH4 современной эмиссии CO2)
	Тропики: -0.4 to –40 (выброс)
Перевод в лесопосадки	Северные и умеренные широты: -0.3 to -2.8 (выброс)	---CH4 (суммарный эффект: от слабого увеличения до слабого уменьшения эмиссии парниковых газов)
	Тропики: -0.4 to -1.9 (выброс)
Перевод под городскую и индустриальную застройку	Существенные выбросы	---CH4 (суммарный парниковый эффект примерно нулевой)
Восстановление болот	0.1-1.0	+++CH4 (суммарный парниковый эффект примерно нулевой)
Создание новых заболоченных земель	Краткосрочно: -0.1 to -2; Долгосрочно: 0-0.05	Краткосрочно – выбросы парниковых газов, долгосрочно – стабилизация баланса и поглощение парниковых газов.

Если использовать глобальный парниковый потенциал метана - 21 и скорость его эмиссии – 1,7 г CH₄ м^-2 год^-1_, то такое выделение метана с поверхности болот полностью балансирует поглощение углекислого газа на той же площади со скоростью 0,1 Мг C га^-1 год^-1. По оценкам МГЭИК пресноводные болота выделяют от 7 до 40 g CH₄ м^-2 год^-1 и поглощают до 0,35 т C га^-1 год^-1.

Таким образом, по данным СДЗИЗЛХ большинство типов пресноводных болот являются слабым источником парниковых газов. Однако есть два важных исключения – это олесенные торфяники, которые могут усваивать небольшое количество метана, и прибрежные болота, которые не производят заметных количеств метана.

Болота могут быть также относительно слабыми источниками закиси азота, за исключением тех случаем, когда заболоченные земли превращаются в сельскохозяйственные угодья.

Для расчета результирующего эффекта эмиссии парниковых газов болотами нужно знать долю заболоченных земель, переводимых в другие типы землепользования. К сожалению, эти оценки на глобальном уровне варьируют от 6 до 50 %.


Рекомендации ТДО МГЭИК (с комментариями)

В основном тексте Третьего тома МГЭИК-2001 отмечается, что смягчение последствий изменения климата - это антропогенное вмешательство в климатическую систему Земли с целью ослабления источников парниковых газов или усиления их поглотителей. Причем в МГЭИК под изменением климата понимается любое его изменение в течение времени как в силу естественной изменчивости, так и в результате деятельности человека. Это понимание отличается от определения, содержащегося в РКИК ООН, где изменение климата означает только изменение климата, прямо или косвенно обусловленное деятельностью человека по изменению состава атмосферы.

В третьем томе доклада МГЭИК оцениваются научные, технические, экологические, экономические и социальные аспекты смягчения последствий изменения климата. Этот доклад опирается на ряд специальных докладов МГЭИК:

• Специальный доклад об авиации и глобальной атмосфере,
  
• Специальный доклад о методологических и технологических вопросах передачи технологии (СДПТ),
  
• Специальный доклад о сценариях выбросов (СДСВ)
  
• Специальный доклад о землепользовании, изменениях в землепользовании и лесном хозяйстве (СДЗИЗЛХ).
  

Последний из перечисленных специальных докладов является ключевым для понимания роли болот в смягчении антропогенного изменения климата с точки зрения МГЭИК

В основном докладе МГЭИК и в СДЗИЗЛХ отмечается, что изменение климата является проблемой с уникальными характеристиками. Она является глобальной, долгосрочной (до нескольких столетий) и охватывает комплекс взаимодействий между климатическими, экологическими, экономическими, политическими, институциональными, социальными и технологическими процессами. Это может иметь значительные последствия для международных отношений и связей между поколениями в контексте более широких целей общества, таких, как справедливость и устойчивое развитие. Разработка мер реагирования на изменение климата характеризуется принятием решений в условиях неопределенности и риска, включая возможность нелинейных и/или необратимых изменений.

Будучи справедливыми в принципе эти соображения оказываются особенно актуальными при оценки роли болотных угодий в смягчении изменений климата в силу огромных неопределенностей болотообразующих процессов.

Сценарии мер по смягчению последствий, предполагают, что характер, порядок величины, сроки и стоимость мер по смягчению последствий зависят от различных национальных условий и социально-экономических и технологических путей развития, а также от желаемого уровня стабилизации концентрации парниковых газов в атмосфере.

Меры по смягчению последствий изменения климата будут не только подвержены влиянию широкого спектра социально-экономической политики и тенденций, но и воздействовать на них. Некоторые меры по смягчению последствий могут привести к крупным выгодам в других, неклиматических областях. Например, они могут уменьшить заболеваемость людей, увеличить занятость, сократить негативные воздействия на окружающую среду (например загрязнение воздуха), защитить и обогатить леса, почвы и водоразделы, снизить субсидии и налоги, которые ведут к увеличению выбросов парниковых газов и внедрить изменение и распространение технологии, способствующее достижению более широких целей устойчивого развития.

Аналогично этому, пути развития, удовлетворяющие целям устойчивого развития, могут в конечном итоге привести к более низким уровням выбросов парниковых газов и обеспечению их стока в наземные экосистемы, включая болота.

Как отмечается в Третьем докладе МГЭИК, в сельском хозяйстве могут быть сокращены выбросы метана и закиси азота в результате желудочной ферментации домашнего скота, от рисовых чеков, использования азотных удобрений и отходов животноводства; в зависимости от применения выбросы фторированных газов могут быть сведены к минимуму за счет изменений в процессах, улучшения улавливания, рециклирования и локализации или их можно будет избежать путем использования альтернативных соединений и технологий.


Аналогичные меры могут быть разработаны и в области рационального управления болотными угодьями России.

Леса, сельскохозяйственные угодья и другие экосистемы суши располагают значительным потенциалом смягчения последствий. Консервация и улавливание углерода, хотя и не всегда постоянные, могут дать время для дальнейшей разработки и внедрения других альтернатив. Биологическое смягчение последствий может быть реализовано посредством трех стратегий:

а) консервация существующих резервуаров углерода;

b) улавливание посредством увеличения размеров резервуаров углерода; и

с) замена на устойчиво производимые биологические продукты, например, энергоемких строительных материалов на дерево и ископаемого топлива на биомассу.

Консервация находящихся под угрозой резервуаров углерода может помочь избежать выбросов, если удастся предотвратить утечку, но может стать устойчивой только в том случае, если будут анализироваться социально-экономические факторы, обусловливающие обезлесение и другие потери резервуаров углерода. Улавливание, которое отражает биологическую динамику роста, часто начинается медленно, проходит через максимум и затем снижается до нуля в период от десятилетий до столетий.

Консервация и улавливание в конечном итоге дают более высокие накопления углерода, что может привести к более высоким будущим выбросам углерода, если эти экосистемы серьезно нарушатся под влиянием либо природных возмущений, либо прямых/косвенных результатов деятельности человека. Даже если природные возмущения будут, как правило, сменяться последующим улавливанием, деятельность по борьбе с такими возмущениями может сыграть важную роль в ограничении выбросов углерода. Выгоды от замены могут, в принципе, продолжаться постоянно. Соответствующее землеустройство под сельскохозяйственные культуры, строевой лес и устойчивое производство биоэнергии могут увеличить выгоды для смягчения последствий изменения климата.

Приведенные выше возможные и уже реализуемые меры и рекомендации могут послужить основой для принятия аналогичных мер и рекомендаций в управлении болотными угодьями.

Принимая во внимание конкуренцию за землепользование, потенциал биологических альтернатив смягчения последствий определяется к 2050 г. величиной порядка 100 ГтУ (суммарно), хотя имеются существенные неопределенности, связанные с этой оценкой, что будет эквивалентно примерно 10—20 % прогнозируемых выбросов от сжигания ископаемых видов топлива в течение этого периода. Реализация этого потенциала зависит от наличия земельных и водных ресурсов, а также от темпов принятия на вооружение различной практики землеустройства. Самый большой биологический потенциал смягчения воздействия атмосферного углерода существует в субтропических и тропических регионах.

Оценки расходов на биологическое смягчение последствий значительно различаются и составляют от 0,1—20 долл. США/тУ в некоторых тропических странах до 20—100 долл. США/тУ в нетропических странах. Методы финансового анализа и подсчета углерода несопоставимы. Кроме того, во многих случаях подсчеты расходов не охватывают, среди прочего, стоимость инфраструктуры, соответствующее дисконтирование, мониторинг, сбор данных и расходы на осуществление, вмененные издержки на землю и обслуживание или другие непериодические издержки, которые часто исключаются или не учитываются. Нижние границы этих диапазонов предвзято занижены, но понимание и учет расходов со временем улучшаются.

Эти биологические альтернативы смягчения последствий могут иметь социальные, экономические и экологические выгоды помимо сокращения содержания СО₂ в атмосфере, если они осуществляются надлежащим образом (например: сохранение биоразнообразия, охрана водоразделов, расширение практики устойчивого землеустройства и повышение занятости сельского населения). Однако при неразумном осуществлении они могут создать риск негативных последствий (например: потеря биоразнообразия, разрушение экосистем и загрязнение подземных вод). Биологические альтернативы смягчения могут сократить или увеличить выбросы других газов, помимо СО₂.

К сожалению, в связи с малой изученностью болотных экосистем России сегодня трудно сделать конкретные оценки потенциальной выгоды рационального природопользования на этих территориях.

Сельскохозяйственное, лесное и болотное землепользование

В Третьем докладе МГЭИК указано, что общая доля сельского хозяйства составляет всего около 4 % выбросов углерода в результате использования энергии, однако более 20 % антропогенных выбросов ПГ (в показателях МтУэкв/г) главным образом СН₄ и N₂О, а также углерода, образуются в результате расчистки земли под пашню. В последнее время наблюдалось незначительное повышение эффективности использования энергии в сельскохозяйственном секторе, а биотехнологические достижения, связанные с растениеводством и животноводством, могли дать дополнительный выигрыш, при условии должного решения проблем, связанных с негативными экологическими последствиями. Переход от мясного скота к растениеводству для производства продуктов питания людей, в тех случаях, когда это было реально возможно, могло бы повысить энергетический кпд и уменьшить выбросы ПГ (особенно N₂О и СН₄ из сельскохозяйственного сектора). Значительное сокращение выбросов ПГ может быть достигнуто к 2010 г. посредством изменений в сельскохозяйственной практике, таких, как:

- увеличение поглощения почвенного углерода благодаря противоэрозионной обработке почвы и снижению интенсивности землепользования;

- уменьшение СН₄ благодаря рациональному использованию орошения риса-сырца, более совершенному применению удобрений, а также уменьшению энтеральных выбросов СН₄ жвачных животных;

- предотвращение антропогенных выбросов N₂О в сельском хозяйстве (которые в сельском хозяйстве превышают выбросы углерода в результате использования ископаемого топлива) посредством использования медленно действующих удобрений, органических удобрений, ингибиторов нитрификации и в перспективе бобовых культур, выращенных с использованием генетической технологии.

Примеры изменений в сельскохозяйственной практике для смягчения парникового эффекта должны послужить основой для разработки аналогичных и других проектов по устойчивому (с климатической точки зрения) развитию заболоченных территорий России.

В ТДО МГЭИК предложен ряд мер по смягчению последствий изменения климата с помощью наземных экосистем и землеустройства.

Леса, сельскохозяйственные земли и другие наземные экосистемы обеспечивают важный, хотя часто временный, потенциал для смягчения последствий. Сохранение и поглощение дают время для дальнейшей разработки и осуществления других вариантов.

Согласно оценкам МГЭИК к 2050 г. около 60 - 87 ГтУ может быть сохранено или поглощено лесами и еще 23 - 44 ГтУ может быть поглощено сельскохозяйственными землями. В этом случае к 2020 г. потенциал вариантов биологического смягчения последствий составляет в общей сложности порядка 100 ГтУ, что является эквивалентом порядка 10—20 % прогнозируемых выбросов ископаемых видов топлива в течение этого периода.

Увеличение резервуаров углерода посредством рационального использования наземных экосистем может лишь частично компенсировать выбросы от использования ископаемого топлива. Кроме того, увеличение объемов накопления углерода может быть связано с риском более высоких выбросов СO₂ в будущем, если будет прекращена практика, связанная с консервацией углерода. Например, прекращение противопожарных мероприятий в лесах или возвращение к интенсивной противоэрозионной обработке почвы в сельском хозяйстве может привести к быстрой утрате как минимум части углерода, аккумулированного в течение предшествующих лет.

Объем накопителей углерода в большей части экосистем в конечном итоге достигает почти максимального уровня. Общий объем сохраняемого углерода и/или предотвращенных выбросов углерода благодаря проекту рационального использования лесов в любое данное время зависит от конкретной практики управления. Таким образом, экосистема, лишенная углерода в результате предшествующих событий, может обладать высоким потенциалом аккумулирования углерода, в то время как экосистемы со значительным количеством накопленного углерода характеризуется низким показателем поглощения углерода. Поскольку экосистемы в конечном итоге приближаются к своим максимальным накоплениям углерода, объем поглощения (т.е. показатель изменения накопления) будет уменьшаться.

Стратегии управления экосистемой могут зависеть от того, заключается ли данная цель в увеличении краткосрочного накопления или поддержании накопителей углерода в течение определенного времени. Экологически достижимый баланс между этими двумя целями ограничен возможным нарушением экологического баланса, производительностью данного места, а также целевыми сроками. Например, варианты максимального увеличения поглощения к 2010 г. не могут быть использованы для максимального увеличения поглощения к 2020 или 2050 гг.; в некоторых случаях максимальное увеличение поглощения к 2010 г. может привести к снижению со временем накопления углерода.

Эффективность стратегий по накоплению углерода, а также безопасность этих накоплений углерода будут испытывать неблагоприятные последствия в результате будущих глобальных изменений, однако последствия этих изменений будут меняться в зависимости от географического региона, типа экосистемы и местного потенциала адаптации. Например, увеличение атмосферной концентрации СO₂, изменение климата, изменившийся круговорот питательных веществ, а также измененные (в результате естественного или антропогенного воздействия) режимы могут сами по себе оказать негативное или позитивное воздействие на накопление углерода в наземных экосистемах.

В прошлом в результате землепользования происходило сокращение углеродных пулов, однако во многих регионах, например таких, как Западная Европа, углеродные пулы в настоящее время стабилизируются и начинают восстанавливаться. В большинстве стран, расположенных в умеренных и северных климатических зонах, площадь лесов расширяется, однако нынешние углеродные пулы все еще меньше по сравнению с теми, которые были в доиндустриальную эпоху. Хотя полное восстановление углеродных пулов до их доиндустриального уровня маловероятно, тем не менее в настоящее время существует возможность их существенного увеличения.

Согласно статистическим данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) и Европейской экономической комиссии ООН (ЕЭК), среднегодовой чистый прирост лесных площадей в начале 90-х годов в управляемых бореальных и умеренных лесах несколько превышал вырубку. Например, поглощение углерода живой древесной биомассой увеличивалось на 0,17 ГтУ/год в США и на 0,11 ГтУ /год в Западной Европе, поглощая около 10 % глобальных выбросов СО₂, образующихся в результате сжигания ископаемых видов топлива за тот же период. Хотя в этих оценках не учитываются изменения, связанные с лесной подстилкой и почвами, тем не менее, они показывают, что площадь земли играет существенную и регулирующую роль в балансе атмосферного углерода. Повышение качества этих углеродных пулов обеспечивает в перспективе огромную возможность для смягчения последствий изменения климата.

Земля — ценный и ограниченный ресурс, используемый для самых разнообразных целей в каждой стране. Взаимосвязь между стратегиями в области смягчения последствий изменения климата и другими видами использования земель может носить конфликтный, нейтральный или взаимодополняющий характер. Есть основания считать, что стратегию в области смягчения последствий в результате выбросов углерода, можно осуществлять в качестве части более комплексной стратегии, направленной на достижение целей устойчивого развития, в которых повышение потенциала поглощения углерода является всего лишь одной из многочисленных целей.

Зачастую для смягчения последствий выбросов углерода и в то же время для достижения других социальных, экономических и экологических целей можно принимать соответствующие меры в области лесоустройства, лесного хозяйства и других видов землепользования. Меры по смягчению последствий выбросов углерода могут обеспечить дополнительные выгоды и преимущества в области землепользования и развития сельских районов. Местные решения и задачи можно соответствующим образом адаптировать с учетом приоритетов в области устойчивого развития на национальном, региональном и глобальном уровнях.

Для обеспечения эффективного и устойчивого характера деятельности по смягчению последствий выбросов углерода необходимо в первую очередь обеспечить их сбалансированность с другими экологическими, экономическими и социальными целями в области землепользования. Многие стратегии по смягчению последствий биологическими методами могут носить нейтральный или благоприятный характер по отношению ко всем трем целям и могут рассматриваться в качестве «беспроигрышных» или «выигрышных» решений. В других случаях, возможно, необходимо будет пойти на компромисс.

Важные потенциальные последствия для окружающей среды включают воздействие на биоразнообразие, воздействие на объемы и качество водных ресурсов (особенно в тех случаях, когда они уже истощены) и долгосрочное воздействие на продуктивность экосистем. Кумулятивные экологические, экономические и социальные последствия можно оценивать как в рамках индивидуальных проектов, так и в более широкой национальной и международной перспективе. Важным вопросом является «утечка» — увеличение или сохранение углеродного пула в каком-либо одном районе при одновременном увеличении выбросов в другом районе. Определенное влияние на эффективность осуществления политики по смягчению последствий может оказать факт ее принятия общественностью на местном, национальном и глобальном уровнях.

К сожалению, как уже неоднократно отмечалось, в докладах МГЭИК практически не обсуждаются меры по смягчению последствий за счет землеустройства и рационального землепользования на заболоченных территориях.

Варианты смягчения последствий могут быть самыми разными в зависимости от социально-экономических условий: в некоторых регионах наиболее реальной возможностью является сокращение масштабов или полное прекращение вырубки лесов. В других регионах, где темпы вырубки лесов снизились до незначительного уровня, наиболее привлекательной возможностью может явиться совершенствование методов регулирования естественных лесов, облесение и лесовозобновление на деградированных лесных участках и бросовых землях.

В умеренных и бореальных зонах существуют определенные возможности по сохранению существующих углеродных пулов, повышения их потенциала и использования биомассы для нейтрализации использования ископаемого топлива. Примеры таких стратегий включают:

• борьбу с пожарами или насекомыми, сохранение лесов, облесение с использованием быстрорастущих видов, изменение практики лесоводства, посадка деревьев в городских зонах,
  
• совершенствование методов утилизации и удаления отходов, рациональное использование сельскохозяйственных земель для накопления большего количества углерода в почвах,
  
• совершенствование системы управления пастбищными угодьями и восстановление травяного или лесного покрова на культивируемых землях.
  

К этому перечню необходимо добавить:

• олесевание торфяников,
  
• сохранение существующих болотных угодий
  

Среди критериев выбора биологических вариантов смягчения последствий выбросов углерода по ТДО МГЭИК включают особого рассмотрения заслуживают следующие критерии:

• потенциальный вклад в увеличение углеродных пулов во времени;
  
• устойчивый, безопасный, стойкий, постоянный и надежный характер поддерживаемых или создаваемых углеродных пулов;
  
• совместимость с другими целями в области землепользования;
  
• вопросы «утечки» и взаимодополняемости;
  
• экономические расходы;
  
• экологические последствия, помимо последствий, связанных с изменением климата;
  
• социальные, культурные и общие вопросы, а также вопросы справедливости;
  

Большинство исследований МГЭИК дают основания сделать вывод о том, что экономические расходы некоторых биологических вариантов смягчения последствий выбросов углерода, в особенности варианта, связанного с лесами, являются скромными. Примерные расходы на осуществление биологических вариантов смягчения, по имеющимся на сегодняшний день данным, варьируются в широких пределах: от 0,1 долл.США/тУ до 20 долл. США/тУ в некоторых тропических странах и от 20 до 100 долл. США/тУ в нетропических странах.

Цифры в нижней части этого диапазона субъективно занижены, однако понимание и учет расходов со временем улучшаются. Кроме того, во многих случаях варианты деятельности по смягчению последствий биологическими методами могут иметь другие позитивные последствия, такие, как защита тропических лесов или создание новых лесопосадок, оказывающих позитивное внешнее воздействие на окружающую среду.

По мере более широкой реализации на практике вариантов смягчения последствий биологическими методами и увеличения альтернативных расходов, связанных с использованием земли, эти расходы возрастают. Расходы на деятельность по смягчению последствий биологическими методами ниже в развивающихся и выше в развитых странах. Если деятельность по смягчению последствий биологическими методами скромна, то процесс «утечки» может быть слабым. Однако объем «утечки» может увеличиться, если деятельность по смягчению последствий биологическими методами будет осуществляться широко и повсеместно.

Приведенные выше соображения особенно важны при подготовке и реализации проектов рационального землепользования на заболоченных территориях с целью смягчения антропогенных изменений климата. Это обусловлено длительным циклом жизни, высокой устойчивостью и самосохранением болотных экосистем при внешних воздействиях. Такие особенности болот требуют особо тщательной разработки программ и проектов, поскольку их результаты могут сказаться через многие десятилетия.

Потоки парниковых газов между геосферами

Проблема потоков парниковых газов на поверхности заболоченных территорий является частью большой научной проблемы изучения потоков вещества и в первую очередь, газов между верхними геосферами Земли – сушей атмосферой и океаном. В 2002-2004 году по контракту с Минпромнаукой РФ (а затем Минобрнаукой РФ) Институт физики атмосферы осуществлял (как головное учреждение) исследования по теме «Потоки вещества и энергообмен между геосферами, включая литосферу, океан и атмосферу» в рамках блока «Экология и рациональное природопользование» ФЦНТП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники” на 2002-2006 годы» (Голицын, Гинзбург, Виноградова, 2005).

За время осуществления этого проекта были выполнены, в частности, работы по инвентаризации потоков углекислого газа между атмосферой, гидросферой и литосферой, оценке атмосферных эффектов мощных прорывов метана из литосферы и исследованию потоков СО₂ и СН₄ через поверхность Большого Васюганского болота и озера Байкал.

Схема круговорота углекислого газа в океане, атмосфере и литосфере была уточнена за счет более полного учета процессов в педосфере (почве). Показано, что в настоящее время в естественном цикле атмосфера, педосфера, биосфера и озерно-речная система выступают в роли аккумулятора углерода, а океан - в роли его донора. Главные черты циклов СО₂ определяются процессами, протекающими на границах оболочек разных сфер Земли.

В ходе экспедиций НИС в Арктику, Антарктику и Атлантический океан (ИО РАН) проведены натурные исследования потоков вещества в толще океана и на его границах с атмосферой и литосферой. Основное внимание было уделено роли морской биоты в формировании потоков вещества в океане.

В течение 2003-2004 гг. проводилось экспериментальное изучение вертикальных потоков метана и других углеродсодержащих газов в Западной Сибири (Большое Васюганское болото) с целью оценки вклада болотных экосистем в глобальный поток парниковых газов на границе атмосфера – литосфера (ИМКЭС СО РАН).

Сравнительный анализ вертикальных потоков метана (модели ИДГ РАН и ГГО) показал противоречивость имеющихся экспериментальных результатов и выводов о глобальных процессах, формирующих баланс этого газа в атмосфере Земли.

В 2003 г. на Байкале проведен комплексный эксперимент по детальному исследованию процессов газообмена (углекислого газа и метана) в системе «водная поверхность – атмосфера» (ИОА СО РАН).

На Звенигородской научной станции ИФА РАН проведены экспериментальные исследования вертикальных потоков малых газовых составляющих атмосферы вблизи поверхности Земли. Оценивалось влияние растительного покрова на сухое осаждение газов из атмосферы (ИФА РАН).

Парниковый потенциал болот

К основным парниковым газам, попадающим под действие Киотского протокола, относят CO₂, CH₄, N₂O, SF₆ и фреоны. Эти газы сильно различаются не только по своей концентрации в атмосфере, но и по коэффициентам поглощения инфракрасного излучения. Для оценки относительного влияния различных газов на климат обычно используют величину глобального парникового потенциала или "климатическое воздействие", определяемое как усредненное изменение достигающего поверхности теплового потока за счет изменения концентрации данного газа в атмосфере.

Углекислый газ, как известно, ответственен более чем за 60% антропогенного изменения климата. Время жизни углекислого газа в атмосфере, определяемое скоростью обмена с поверхностью океана, оценивается в 10 лет, но при учете перемешивания океанских вод и поглощения углерода осадочными породами реальное время релаксации его концентрационных изменений может достигать многих десятков и даже сотен лет.

Метан - второй по значению парниковый газ. Его вклад в антропогенный парниковый эффект оценивается в 18-19 %, время жизни в атмосфере примерно 10 лет, а концентрация с 1850 года более чем удвоилась и превысила 1,7 ppm. За этот же период концентрация закиси азота N₂O увеличилась на 15%. Фреоны являются практически полностью антропогенными соединениями, не наблюдавшимися в атмосфере до 50-х годов. В связи с их ролью в разрушении стратосферного озона, в соответствии с Монреальским протоколом, их производство резко сокращено, но из-за большого времени жизни в атмосфере (50-100 лет) их концентрация будет только постепенно сокращаться в течение всего XXI столетия.

Метан, попадающий в атмосферу, ответственен всего за 0,5 % от полного кругооборота углерода в природе, хотя примерно половина всего количества углеводородов органического происхождения разлагается до метана анаэробной микрофлорой. Разница обусловлена деятельностью аэробных метанпоглощающих микроорганизмов, располагающихся между анаэробными отложениями, в которых происходит образование метана, и атмосферой. Есть данные, свидетельствующие о протекании и анаэробных биохимических процессов окисления метана в отложениях на морском дне с образованием диоксида углерода. Не исключено, что в анаэробных условиях происходит неоднократное взаимопревращение этих газов.




Оценка воздействия на климат различных атмосферных факторов (F- усредненное значение достигающего земной поверхности теплового потока при влиянии данного фактора). По данным NASA.

Глобальный парниковый потенциал основных газов, поглощаемых и выделяемых заболоченными землями, приведен в таблице по данным ВДО и ТДО МГЭИК.

Парниковый газ	Время жизни в атмосфере		Глобальный парниковый потенциал
	ВДО	ТДО	Двадцатилетний период	Столетний период		Пятисотлетний период
				ВДО	ТДО
Углекислый газ	50-200	5-200	1	1		1
Метан	9-15	8-12	56	21	23	6,5
Закись азота	120	114-120	280	310	296	170

Различия в данных ВДО и ТДО невелики, кроме нижней границы времени жизни углекислого газа в атмосфере, однако в ряде других исследований приводятся сильно отличающиеся от данных МГЭИК парниковые потенциалы основных «болотных газов».

При оценке роли болот России в смягчении изменений климата на различных временных интервалах надо учитывать приведенные выше парниковые потенциалы и времена жизни «болотных газов», что существенно затрудняет моделирование и прогнозирование баланса парниковых газов на территории России.

Усвоение углекислого газа и выбросы метана болотами могут быть промоделированы, хотя это очень сложно в связи с необходимостью разрабатывать конкретные модели для каждого типа болот. Особенно трудно валидировать такие модели из-за сложности натурных наблюдений в труднодоступных болотных территориях. Кроме того, широкомасштабные измерения потоков метана трудны и дороги.


Васюганское болото – крупнейший торфяник мира

В Западной Сибири площадь торфяных болот достигает 42% от их площади по всей территории России с содержанием углерода 42,3·10⁹ т. Именно в торфяной залежи находятся основные запасы углерода в болотах, причем практически поровну распределяются запасы углерода между верховыми типами залежей (21,8·10⁹ т) и в сумме переходными, смешанными и низинными (20,8·10⁹ т).

Специфичность биосферной функции болот обусловлена незамкнутостью круговорота веществ, т.е. система получает больше вещества и энергии, чем отдает. Скорость приращения углерода в торфяных болотах Западной Сибири варьирует от 15 до 65 г м^-2 год^-1, что приводит к ежегодной аккумуляции в них (5–20) 10⁶ т углерода.

Зеленые растения аккумулируют углерод, часть которого затрачивается на дыхание самих растений, а остальная часть идет на образование биомассы растений (фитомасса). Одним из основных показателей биологической продуктивности является чистая первичная продукция фитоценоза (NPP), величина которой зависит от видового состава растительного сообщества, климатических и гидротермических условий. Поэтому NPP болот может изменяться в широких пределах – от 210 до 3400 г м^-2 год^-1. При отмирании фитомассы образуется мортмасса, которая разлагается с образованием СО₂ и почвенного органического вещества (ПОВ), одновременно происходит и минерализация ПОВ. Согласно литературным данным, в северных торфяниках средняя скорость накопления углерода в торфе составляет около 29 г м^-2 год^-1 или 10% от средней ежегодной NPP.

Согласно литературным данным, поток СН₄ в атмосферу от северных болот, в зависимости от типа болота, может составлять от –0.15 до 22.3 мг м^-2 ч^-1 , т.е. в отдельных случаях может происходить поглощение метана торфяной залежью. При оценках большое значение имеет не только общее содержание метана в торфе, но и зависимость концентрации метана от глубины залежи, т.к. при продвижении к поверхности метан может окисляться до СО₂.

Запасы углерода в Васюганском болоте составляют 5.1·10⁹ т или 12 % от депонированного углерода в торфяных залежах всего Западно-Сибирского региона.

Исследования проводились в пределах междуречья Бакчар-Икса на отрогах Большого Васюганского болота (Бакчарский район, Томская область) на научно-исследовательском полигоне «Васюганье», включающем ландшафтный профиль нативного олиготрофного болота. Ландшафтный профиль (в пределах водосборной площади р. Ключ) пересекает следующие основные виды болотных фитоценозов: сосново-кустарничково-сфагновый фитоценоз - высокий рям, сосново-кустарничково-сфагновый фитоценоз с угнетенным древостоем - низкий рям, открытую осоково-сфагновую топь. Мощность торфяной залежи от периферии болота к центру изменяется от 0,9 м до 3 м.

Согласно результатам исследования, ежегодный сток углекислого газа в болотные экосистемы эквивалентен 125 г С м^-2 год^-1. В разные по погодным условиям годы сток углерода может изменяться от 108 до 139 г С м^-2 год^-1.

Наибольший суммарный поток СО₂ за вегетационный период отмечается на сосново-кустарничково-сфагновом биогеоценозе (90 г м^-2 год^-1 углерода), минимальный - в осоково-сфагновой топи (48 г м^-2 год^-1 углерода). Суммарный поток СО₂ в среднем по биогеоценозам ландшафтного профиля составляет 229 г м^-2 год^-1 (или 62 г м^-2 год^-1 углерода), что в два раза ниже ежегодного поступления углерода в виде фитомассы растений.

Основной результат изучения состояния углеродного баланса Васюганского болота состоит в том, что в настоящее время процесс депонирования углерода в торфяной залежи преобладает над процессами выделения углерода в атмосферу.