Введение к работе
Актуальность темы
Леса России покрывают около 763 млн. га (или, примерно 15% площади страны). Они играют ключевую ландшафтообра-$угощую экологическую роль и представляют собой гигантский эезервуар углерода. Запасы углерода на землях Лесного Фонда щениваются как около 40 млн. т в фитомассе и 200 млн. т — ючвенный органический углерод [Исаев и др., 1995], [Кобак, 1988].
Согласно современным представлениям, бореальные леса в делом (и в том числе леса России) в настоящее время являются стоком С02 из атмосферы, кроме того, существенные климатические изменения прогнозируются именно в этих широтах. Всё это эбуславливает важность изучения углеродного цикла в бореаль-їьіх лесах и его взаимодействия с климатической системой.
Актуальность этой задачи получила дополнительный им-іульс после подписания в 1992 году в Рио-де-Жанейро Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Страны-участники Кон-їєнции, включая Россию, приняли на себя обязательства ограни-швать эмиссию С02 в определенных рамках, а также регулярно шформировать Мировое сообщество о ведущейся работе в спе-гиальных докладах — Национальных Сообщениях. В свете при-зятых обязательств, роль лесов как поглотителей С02 из атмосферы, является для нашей страны ключевой. Проведение соответствующих детальных и максимально обоснованных расчетов становится важной практической задачей рационального исполь-ювания природных ресурсов.
Как сейчас, так и в ближайшем будущем прямые измерения ютоков С02 невозможны в столь больших масштабах. Единственным выходом является построение модели, специально ори-
ентированной на такие расчёты. Имеющиеся модели решают дру гие задачи (моделирование отдельных процессов, исследованш небольших лесных массивов, расчёт экономического эффекта и т.п.) и не годятся для детальных крупномасштабных оценок по глощения С02 в лесах России.
Цель исследования
Целью работы является получение оценок стока/эмиссш С02 в лесных экосистемах России как в настоящее время, так и і будущем при различных сценариях климатических изменений і влиянии изменения химического состава атмосферы на леса.
Для достижения этой цели была поставлена задача построе ния компьютерной модели углеродного цикла, которая объеди нила бы накопленные данные о лесных экосистемах России і единую, внутренне согласованную систему и позволила бы еде лать оценку текущих потоков С02 и прогноз на будущее.
Научная новизна
Впервые разработана крупномасштабная модель для ком плексной оценки и прогноза влияния антропогенных климатических и экологических факторов на цикл углерода и потоки СО между атмосферой и лесными экосистемами в лесах России Главными особенностями модели являются: 1) описание полногс цикла углерода в лесной экосистеме (включая разложение, верховые и низовые пожары, зарастание гарей и др.); 2) рассмотрение крупномасштабной динамики возрастной структуры лесов; 3 учет комплекса внешних факторов, влияющих на разбаланс угле родного цикла: климатических изменений и антропогенных изменений химического состава атмосферы. В структуре модели также предусмотрена возможность учета локальных эффектов воздействия загрязнения окружающей среды и прочих факторов.
Ряд модельных решений, в частности, представление комплекса эффектов, связанных с низовыми лесными пожарами; модельное описание роста молодых деревьев в первые годы жизни; старых деревьев во вновь образовавшемся молодом лесу; были впервые реализованы для крупномасштабного модельного описания цикла углерода.
Защищаемые положения
Построена принципиально новая динамическая модель для крупномасштабной оценки и прогноза влияния климатических факторов и изменения химического состава атмосферы на углеродный цикл в лесах России.
С помощью построенной модели получены оценки текущего и прогнозируемого стока/эмиссии С02 для различных лесных регионов России.
Практическая ценность работы
С помощью разработанной модели были проведены практически важные расчеты, которые позволили дифференцировано я детально оценить разбаланс углеродного цикла в лесных экосистемах. Впервые получены прогностические оценки влияния возможных изменений температуры, количества осадков, концентрации С02 и тропосферного озона на нетто-сток С02 в лесах России в целом и отдельно по 30 экорегионам. Такие оценки тре-эуются для подготовки Национальных Сообщений Российской Федерации по Рамочной Конвенции ООН об изменении климата. эезультаты расчётов использовались при подготовке Первого и Зторого Национального Сообщения Российской Федерации.
Выявлены лесные массивы, где следует ожидать наиболее :ильных негативных последствий (наибольшего снижения нетто-угока), что позволяет дифференцировано подойти к планирова-
нию и осуществлению мер по смягчению климатических измене ний и их последствий.