Введение к работе
Актуальность темы. Проблему глобального изменения климата связывают с возрастающей антропогенной эмиссией парниковых газов, в основном диоксида углерода. Его доля в общей (выраженной в ССЬ - эквиваленте) эмиссии парниковых газов в развитых странах и странах с переходной экономикой составляет 82,7% (UNFCCC, 2005). Количественное описание процессов эмиссии и поглощения парниковых газов имеет фундаментальное значение для биосферы, адаптации человечества к происходящим изменениям, а также смягчения и ограничения нежелательного антропогенного воздействия на климатическую систему. Поэтому в последние десятилетия задача количественной оценки углеродного цикла приобрела помимо научного, еще и экономический и политический характер (Израэль с соавт., 2002; Замолодчиков с соавт., 2005; IPCC, 2006 и др.). С целью ограничения негативного воздействия на климатическую систему, развитые страны приняли обязательства о сокращении совокупных выбросов парниковых газов. Информирование о ходе выполнения принятых обязательств производится в форме национальных кадастров парниковых газов (Рамочная конвенция ООН об изменении климата, 1992; Киотский протокол, 1998).
Абсорбция атмосферного диоксида углерода, его депонирование и удержание в органическом веществе обусловливают вклад лесных экосистем в продукционный баланс биосферы. В свою очередь, лесопользование является одним из основных антропогенных факторов, влияющих на характер и интенсивность потерь органического вещества в лесных экосистемах (Гитарский с соавт., 2006). Часть углерода изъятой при лесозаготовках фитомассы преобразуется в новые резервуары, которые в свою очередь, подвергаются дальнейшей антропогенной трансформации в процессе переработки и использования. В то же время лесозаготовка, переработка древесины и утилизация древесных отходов сопровождаются атмосферной эмиссией парниковых газов диоксида углерода (СОг) и метана (СН4). Поэтому комплексный и всесторонний анализ преобразований органического вещества при лесозаготовке и лесопереработке представляется актуальной задачей для понимания влияния человеческой деятельности на глобальный углеродный цикл. Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключалась в количественной оценке изменений запасов углерода и эмиссии углеродсодержащих парниковых газов СОг и СН4 при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов на основе данных о хозяйственной деятельности в лесах, экономических показателей лесопромышленного комплекса страны и методологии Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Для достижения цели были поставлены и решены следующие научные и практические задачи:
исследование интенсивности хозяйственной деятельности в лесах и анализ экономических показателей лесопромышленного комплекса с 1961 по 2004 гг. включительно;
разработка адаптированных для условий Российской Федерации методик расчета изменений запасов углерода и эмиссии углеродсодержащих парниковых газов при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов;
количественная оценка изменений запасов углерода и эмиссии парниковых газов ССЬ и СНд при трансформации лесной фитомассы в продукцию деревообработки, а также ее последующем использовании и утилизации древесных отходов с 1961 по 2004 гг.;
разработка пошаговых схем расчета изменений запасов углерода при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов для подготовки Национального кадастра парниковых газов Российской Федерации.
Основные защищаемые положения. На защиту выносятся следующие положения:
методики оценки изменений запасов углерода и эмиссии парниковых газов ССЬ и СН4 при трансформации лесной фитомассы в продукцию деревообработки и ее последующем использовании;
параметры и принципы оценки изменений запасов углерода и эмиссии парниковых газов СОг и СН4 в отходах, образующихся при лесопереработке и использовании лесной продукции;
расчетные оценки изменений запасов углерода и атмосферных выбросов ССЬ и СН4 при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов с 1961 по 2004 гг.;
пошаговые схемы расчета изменений запасов углерода при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов в Российской Федерации.
Теоретическая значимость и научная новизна работы. Теоретическая значимость и научная новизна работы состоят в том, что:
впервые в России оценены и проанализированы изменения запасов углерода и выбросы в атмосферу углеродсодержащих парниковых газов при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов с 1961 по 2004 гг.;
разработаны методики оценки изменений запасов углерода и выбросов парниковых газов СОг и СН4 при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов; получены расчетно-переводные коэффициенты, специфичные для территории Российской Федерации;
впервые разработаны пошаговые схемы расчетов изменений запасов углерода при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов; составлены рабочие
таблицы, адаптированные для условий Российской Федерации и согласующиеся с общими принципами методологии МГЭИК. Практическое значение. Выполненные исследования имеют большую практическую значимость, так как включаются в состав Национального кадастра парниковых газов, ежегодно представляемого в органы Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН) и Киотского протокола к РКИК ООН (КП) для отчета о выполнении принятых Российской Федерации международных обязательств. Кроме того, полученные оценки позволяют уточнить вклад антропогенной деятельности в глобальное изменение климата и, соответственно, могут быть использованы для разработки мер по смягчению негативных климатических изменений.
Внедрение. Материалы диссертационной работы были использованы и используются при выполнении НИР Росгидромета по темам 1.3.2.19 «Развитие теории эволюции климата под воздействием естественных и антропогенных факторов, включая накопления парниковых газов в атмосфере с учетом процессов их эмиссии и океанического и биосферного стоков» (2005 - 2007 гг.) и 3.5.2. «Анализ и прогноз антропогенных потоков парниковых газов между атмосферой и другими средами». Разработанные автором пошаговые схемы расчета изменений запасов углерода при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов будут использованы в Российской системе оценки антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, учрежденной распоряжением Правительства Российской Федерации в марте 2006 года.
Апробация работы. Материалы работы доложены на конференции молодых учёных «Проблемы гелиогеофизики и экологии» (2006 г.), III Сибирской Международной конференции молодых учёных по наукам о Земле (2006 г.), международной конференции «Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии» (2007 г.), Всероссийской конференции «Развитие системы мониторинга состава атмосферы» (2007 г.). Личный вклад автора. Автором диссертации разработаны методики оценки изменений запасов углерода и выбросов углеродсодержащих парниковых газов при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов в Российской Федерации, а также получены расчетно-переводные коэффициенты, специфичные для территории нашей страны. Рассчитана и проанализирована динамика запасов углерода и его эмиссия в форме СОг и СН4 при трансформации лесной фитомассы в продукцию деревообработки и ее последующем использовании с 1961 по 2004 гг. Разработаны пошаговые схемы расчета изменений запасов углерода при лесозаготовке, лесопереработке и утилизации древесных отходов и составлены рабочие таблицы для ввода исходных данных и результатов расчетов.
Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 9 научных работах. Из опубликованных работ - 3 в рекомендованных ВАК научных журналах и изданиях, причем 2 работы опубликованы автором самостоятельно.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём диссертации - 153 страниц, включая 11 рисунков, 16 таблиц и 30 страниц приложений. При написании диссертации было использовано 161 литературных источников, из которых 37 иностранных.
