Охарактеризованы пулы углерода в наземных экосистемах России в целом. Исследован качественный и количественный состав источников углекислого газа в основных типах почв. Сделана оценка эмиссии углекислого газа с почвенного покрова России за счёт микробного и корневого дыхания, а также при разложении крупных древесных остатков (дебриса). Оценён ежегодный фотосинтетический сток углерода и чистая экосистемная продукция в пределах территории России. Вскрыты закономерности климатогенной миграции за историческое время карбонатов, которые являются одновременно источником и стоком диоксида углерода в степных почвах Восточной Европы. Разработана методика оценки пулов и динамики углерода с применением математического моделирования в различных компартментах лесных экосистем.

Для специалистов в области физико-химических и биологических проблем почвоведения.

Проблема парниковых газов, в первую очередь углекислого газа, приобретает всё большую остроту, поскольку тесно связана с изменением климата на нашей планете. Рамочная конвенция ООН по климату и Киотский протокол обязывают страны-участницы принимать меры к уменьшению источников, увеличению стоков, сохранению резервуаров предшественников парниковых газов. В настоящей книге коллектив авторов попытался дать оценку современного состояния биогеохимического цикла углерода на территории России и определить место нашей страны в глобальных процессах.

В настоящее время принято считать, что одним из главных факторов потепления климата на Земле является увеличивающаяся концентрация в атмосфере парниковых газов, среди которых СО₂ играет главную роль. Резкие изменения климата происходили и в доисторическом прошлом и они зарегистрированы в колонках льда Гренландии под названием «явление Даансгарда-Оешгера». Тем не менее мировое сообщество предпринимает определённые попытки приостановить изменение климата, вызванное и антропогенными причинами. В связи с этим была заключена Рамочная конвенция по изменению климата (РКИК), обязывающая подписавшие её страны составить баланс углерода на территории страны. Конвенция обязывает страны-участницы принимать меры к уменьшению источников, увеличению стоков, сохранению резервуаров. Приложением к Конвенции служит Киотский протокол, обязывающий страны-участницы сохранить уровень промышленных выбросов парниковых газов 1990 года. Требования юридического документа вызывают чрезвычайно пристальное внимание к нему и бюрократии, и средств массовой информации, но совершенно необязательно соответствуют приоритетам, имеющим место в естествознании. За превышение уровня эмиссий 1990 года наступают экономические санкции к государствам, превысившим этот уровень, если не предъявляются доказательства увеличения стока СО₂ в долговременные резервуары. В связи с этим возникает настоятельная потребность определить эти резервуары и расставить приоритеты. Ранжирование приоритетов, несомненно, определяется объёмом резервуаров. Они различаются для стран с разными географическими условиями, и приоритеты будут разными для промышленных стран с небольшой территорией, как Великобритания, и для громадных территорий России или Бразилии. Поэтому каждая страна должна определить свои приоритеты соответственно компонентам углеродного цикла, протекающим на находящейся под её юрисдикцией территории.

Для научного обоснования проблем, связанных с изменением климата, создана Межправительственная комиссия по изменению климата, получившая аббревиатуру IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, русское сокращение МГЭИК). Отчёты IPCC принимаются как исходные для принятия решений.

Однако те группы учёных, которые вовлечены в деятельность IPCC, не являются единственными экспертами в проблеме. Над ними довлеет предубеждение в правительственной ангажированности. Чтобы развиваться, в науке всегда должно существовать различие мнений и точек зрения. Единомыслие противопоказано науке, хотя некоторый консенсус, основанный на фактах, может быть достигнут. Так и в проблеме углеродного цикла несколько иные данные были представлены в отчёте SCOPE (Scientific Committee On the Problems of Environment) как неправительственной научной организации, хотя и активно поддерживающей требования Киотского протокола. Оценить долю своей страны в глобальных процессах и дать обоснованные рекомендации можно, лишь располагая глобальными данными, которые становятся доступными при участии в международных организациях. Из этого следует необходимость участия РАН в международных организациях, поскольку без этих данных невозможно определить долю участия России в глобальных процессах. Для глобальных процессов особое значение имеют физико-химический обмен СО₂ атмосферы и карбонатной системы океана, включая биологическое поглощение фитопланктоном. Однако океан не находится под национальной юрисдикцией.

В настоящей книге рассматриваются пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России. На основе многолетних мониторинговых наблюдений за эмиссией углекислого газа из почв различных экосистем получены оценки годовых и сезонных потоков СО₂. Исследован качественный и количественный состав чистого почвенного источника диоксида углерода в основных типах почв Русской равнины. Предпринята попытка раздельно оценить вклад дыхания корней растений и микроорганизмов в общую продукцию СО₂ в почвах.

Приводятся оценки запасов углерода в составе крупных древесных остатков, сухостое, величины годичного отпада, годичного накопления крупных древесных остатков и годичной эмиссии СО₂ от их разложения в лесах России. Следует отметить, что такие оценки регионального уровня до сих пор нечасто встречаются в научной литературе.

Освещаются принципиально новые положения методологии расчёта фотосинтетического стока углерода, нетто-продуктивности фотосинтеза, нетто-продуктивности экосистемы растительного покрова Северной Евразии.

Вскрыты закономерности климатогенной миграции карбонатов, являющихся одновременно источником и стоком диоксида углерода в степных почвах Восточной Европы за историческое время.

В книге описывается методика оценки пулов и динамики углерода с помощью математического моделирования в различных компартментах лесных экосистем: лесной растительности, сухостое и валеже, почве. Показано, что наибольшим накоплением углерода обладают сценарии естественного развития и выборочных рубок. Обычные рубки приводят к обеднению углеродом лесных почв.

Книга рассчитана на специалистов, работающих в областях знаний, кооперированных в эколого-биосферных исследованиях, — экологов, биогеохимиков, почвоведов, микробиологов, физиологов растений, лесоведов и др.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Состояние и комплексный мониторинг природной среды и климата. Пределы изменений, Израэль Ю. А., ред., 2001
2. Основы физики биосферы, Хильми Г. Ф., 1966
3. Энергия и климат: Сборник статей, 1981
4. Химия нижней атмосферы, Расул С. И., ред., 1976
5. Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера, Бобкова К. С., Галенко Э. П., ред., 2001
6. Мониторинг биологического разнообразия лесов России: методология и методы, Исаев А. С., ред., 2008
7. Разнообразие почв и биоразнообразие в лесных экосистемах средней тайги, Федорец Н. Г., ред., 2006
8. Динамика и продуктивность субальпийских лугов Северного макросклона Киргизского хребта, Лебедева Л. П., 1984
9. Кислотные выпадения на территории Сибири: Расчёт и картирование допустимых нагрузок, Семёнов М. Ю., 2002
10. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС, Щеглов А. И., 1999