ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2022.240.112-129isplta-162Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYПервый пилотный карбоновый полигон в Калужской области: методика и эксперимент по оценке запаса и поглощения углерода биомассой лесовThe first pilot carbon polygon in the Kaluga region: methodology and experiment for assessing the stocks and carbon sequestration in forest biomassФилипчукА. Н.FilipchukA. N.

ФИЛИПЧУК Андрей Николаевич – заместитель директора, доктор сельскохозяйственных наук

141200, ул. Институтская, д. 15, г. Пушкино, Московская область

Scopus Author ID 57201318444

FILIPCHUK Andrey N. – DSc (Agriculture), Deputy Director

141200. Institutskaya str. 15. Pushkino, Moscow region

Scopus Author ID 57201318444

afilipchuk@yandex.ruМалышеваН. В.MalyshevaN. V.

МАЛЫШЕВА Наталия Викторовна – заместитель заведующего отделом аналитических исследований состояния и динамики лесов, кандидат географических наук; доцент кафедры сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства

141200, ул. Институтская д. 15, г. Пушкино Московская область

127434, Тимирязевская ул., д. 49, г. Москва

Web of Science Researcher ID ABI-5705-2020

Scopus Author ID 57212860024

MALYSHEVA Nataliya V. – PhD (Geography), Deputy Head of the Department; Associate Professor of Agricultural Reclamation, Silviculture and Land Management Department

141200. Institutskaya str. 15 Pushkino. Moscow region

127434. Timiryazevskaya str. 49. Moscow

Web of Science Researcher ID ABI-5705-2020

Scopus Author ID 57212860024

natmalysheva@yandex.ruИппС. Л.IppS. L.

ИПП Сергей Леонидович – управляющий директор

115162, ул. Шаболовка, д. 31, стр. 11, этаж 4, помещение 1-15, г. Москва

IPP Sergei L. – Managing Director

115162. Shabolovka str. 31. 11 building. 4 floor. 1-15 room

s.ipp@ctrl2go.comСуминЮ. В.SuminY. V.

СУМИН Юрий Валерьевич – заместитель управляющего директора, кандидат технических наук

115162, ул. Шаболовка, д. 31, стр. 11, этаж 4, помещение 1-15, г. Москва

SUMIN Yuri V. – PhD (Technical), Deputy Managing Director

115162. Shabolovka str. 31. 11 building. 4 floor. 1-15 room. Moscow

y.sumin@ctrl2go.comДурмановН. Д.DurmanovN. D.

ДУРМАНОВ Николай Дмитриевич – специальный представитель, доктор медицинских наук

DURMANOV Nikolai D. – DSc (Medicine), Special Representative

Moscow

n.durmanov@ctrl2go.comВсероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства (ФБУ ВНИИЛМ)РоссияRussian Research Institute for Silviculture and Mechanization of ForestryRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства (ФБУ ВНИИЛМ); Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry; Russian State Agrarian University, Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationБлок «Агро»; ООО «КонтролТуГоу.Ру»РоссияAgro Block of LLC «Ctrl2Go.Ru»Russian FederationБлок «Агро» ООО «КонтролТуГоу.Ру»РоссияAgro Block of LLC «Ctrl2Go.Ru»Russian FederationМинистерство высшего образования и науки РФ по вопросам биологической и экологической безопасностиРоссияMinistry of Science and Higher Education of the Russian Federation for Biological and Environmental SafetyRussian Federation2022260220240240112–129Copyright © Филипчук А.Н., Малышева Н.В., Ипп С.Л., Сумин Ю.В., Дурманов Н.Д., 20242024Филипчук А.Н., Малышева Н.В., Ипп С.Л., Сумин Ю.В., Дурманов Н.Д.Filipchuk A.N., Malysheva N.V., Ipp S.L., Sumin Y.V., Durmanov N.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/162

На первом пилотном карбоновом полигоне в Калужской области выполнены исследования, направленные на совершенствование и верификацию методов количественной оценки запасов, поглощения и эмиссий углерода лесами. Цель исследования – разработка методики оценки, алгоритмов расчетов поступлений и потерь углерода биомассой лесов в ходе естественного роста и развития древостоев. Экспериментальная часть исследования включает апробацию расчетов на текущий период и прогнозный, на 20 лет. Объект экспериментальных работ – часть территории Беляевского участкового лесничества Национального парка «Угра» Калужской области общей площадью 4134 га. Исходными данными для экспериментальных расчетов служили материалы таксации 2021 г., выполненной глазомерно-измерительным способом по первому таксационному разряду. Разработан алгоритм, позволяющий рассчитать показатели текущего прироста запаса древесины (прирост по наличному запасу) и прироста по общей продуктивности по данным натурной таксации древостоев на выделах и таблицам хода роста на текущий год и прогнозный период (20 лет). Показатели текущего прироста по запасу и годичного накопления отпада преобразованы в годичное поглощение углерода фитомассой и накопление углерода пулом древесного детрита (отпада). Сопоставление текущего значения и прогнозных оценок поступления углерода в фитомассу на территории объекта исследований свидетельствует о снижении общего объема и среднего значения поглощения за 20 лет на ≈ 37% вследствие уменьшения прироста запаса спелых насаждений, увеличения отпада за счет отмирания части деревьев и распада насаждений при переходе из возрастной группы спелых в перестойные. В течение прогнозного периода в ходе естественного развития древостоев, не нарушаемого внешним воздействием, будет происходить перераспределение запасов углерода между пулами фитомассы и мертвого органического вещества. Прогноз годичного поступления углерода в пул древесного детрита (отпада) для перестойных насаждений по таблицам хода роста приводит к его недооценке. Для численной оценки углеродных параметров лесов необходимо усовершенствование всеобщих и региональных таблиц хода роста основных лесообразующих пород, в том числе по общей продуктивности (с учетом естественного отпада).

The studies to improve and verify methods for quantifying forest carbon stocks, sequestration and emissions have been carried out at the first Carbon Test Site in the Kaluga region. The study aims to develop the methods and algorithms for the estimating the carbon revenues and losses in the forest biomass due to natural stand growth. The experimental part of the study includes the testing calculations for the current period and projection, in the future, for 20 years. The object of experimental work with a total area of 4134 hectares is a part of the Belyaev forest management unit of the National Park «Ugra» in the Kaluga region. Experimental calculations were based on the forest inventory performed by the visual measurement method for the first class of inventory in 2021. An algorithm has been developed to calculate the net growth (stock increment) and mortality based on the field inventory data of tree stands and tables and models of growth and productivity of forests for the current year and the projection for 20 years. The net growth and annual mortality have been converted into annual carbon sequestration in the phytomass and annual carbon storage in the wood detritus. A comparison of the current value and projections of carbon sequestration in the phytomass shows a decrease of 37 per cent in total and average for 20-year due to a decrease in the growth of the mature stands, increased mortality due to loss of trees and disintegration of stands in the transition from the mature to the over-mature stands. Carbon stocks will be redistributed between phytomass and dead organic matter pools due to the natural growth of the stands not disturbed by external influences over the projection period. The projection of annual carbon accumulation in the dead organic matter (detritus pool) with tables and models of growth and productivity for over-mature stands underestimates it. General and regional tables of growth and mortality of stands for major forest forming species need to be improved to quantify the forest carbon.

карбоновый полигонтекущий приростотпадпоглощение углерода фитомассойпоступление углерода в отпадтаблицы и модели хода ростаcarbon polygonnet growthmortality of standscarbon sequestration in phitomasscarbon accumulation in dead organic mattertables and models of growth and productivity of forestsАвторы выражают благодарность ООО «КонтролТуГоу.Ру» за финансирование и поддержку исследований на карбоновом полигоне в 2021 г.ReferencesВаганов Е.А., Ведрова Э.Ф., Верховец С.В., Ефремов С.П., Ефремова Т.Т., Круглов В.Б., Онучин А.А., Сухинин А.И., Шибистова О.Б. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода // Сибирский экологический журнал. 2005. № 4. С. 631–649.IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories 2007, vol 4. URL: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/russian/vol4.html (In Russ.)Ваганов Е.А., Порфирьев Б.Н., Широв А.А., Колпаков А.Ю., Пыжев А.И. Оценка вклада российских лесов в снижение рисков климатических изменений// Экономика региона. 2021. Т. 17. Вып. 4. С. 1096–1109. https://doi.org/10.17059/ekon.reg.2021–4-4.Filipchuk A.N., Malysheva N.V., Moiseev B.N. & Strakhov, V.V. Analytical overview of methodologies calculating missions and absorption of greenhouse gases by forests from the atmosphere. Lesokhozyaistvennaya informatsiya [Forestry Information], 2016, no. 3, pp. 36–85. (In Russ.)Ведрова Э.Ф. Биогенные потоки углерода в бореальных лесах Центральной Сибири // Изв. РАН. Сер.: биологическая. 2011. № 1. С. 77–89.Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Ipp S.L., Kaganov V.V., Khoroshaev D.A., Rukhovich D.I., Sumin Yu.V., Durmanov N.D. & Kuzyakov Ya.V. Pilot carbon polygon in Russia: analysis of carbon stocks in soils and vegetation. Pochvy i okruzhayushchaya sreda [The Journal of Soils and Environment], 2022, 5(2), e169. DOI: 10.31251/pos.v5i2.169 (In Russ.)Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Краев Г.Н. Динамика бюджета углерода лесов России за два прошедших десятилетия // Лесоведение. 2011. № 6. С. 16–28.Metodika ucheta pogloshcheniya CO2 v lesah Rossijskoj Federacii [Procedure for Estimating CO2 Removals in the Forests of the Russian Federation] Pushkino: VNIILM, 2017. 82 p. (In Russ.)Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Честных О.В. Коэффициенты конверсии запасов насаждений в фитомассу основных лесообразующих пород России // Лесная таксация и лесоустройство. 2003. Вып. 1 (32). С. 119–127.Mokany K., Raison R.J., Prokushkin A. S. Critical analysis of Root : Shoot ratios in terrestrial biomes. Glob.Chang. Biol., 2006, 12: 84–96. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2005.001043.x.Курганова И.Н., Лопес де Гереню В.О., Ипп С.Л., Каганов В.В., Хорошаев Д.А., Рухович Д.И., Сумин Ю.В., Дурманов Н.Д., Кузяков Я.В. Пилотный карбоновый полигон в России: анализ запасов углерода в почвах и растительности // Почвы и окружающая среда. 2022. Т. 5, № 2. e169. doi:10.31251/pos.v5i2.169Monitoring of greenhouse gas fluxes in natural ecosystems. ed. by D.G. Zamolodchikov, D.V. Karelin, M.L. Gitarsky, V.G. Blinov. Saratov: Amirit, 2017. 279 p. (In Russ.)Методика учета поглощения СО2 в лесах Российской Федерации / А.А. Мартынюк, А.Н. Филипчук, Б.Н. Моисеев, Н.В. Малышева, В.В. Страхов [и др.]. Пушкино: ВНИИЛМ, 2017. 82 с.Schepaschenko D. Moltchanova Е., Shvidenko А., Blyshchyk V., Dmitriev, Е., Martynenko, О., See L. & Kraxner F. Improved Estimates of Biomass Expansion Factors for Russian Forests. Forests. 2018, 9: 312. DOI: 10.3390/f9060312Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах / под ред. Д.Г. Замолодчикова, Д.В. Карелина, М.Л. Гитарского, В.Г. Блинова. Саратов: Амирит, 2017. 279 с.Shvidenko A.Z. & Shchepashchenko D.G. Carbon budget of Russian forests. Sibirskiy Lesnoy Zhurnal [Siberian Journal of Forest Science], 2014, 1, pp. 69–92. (In Russ.)Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК, 2006. URL: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/russian/vol4.htmlShvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G. Nilsson S. Assessment of wood detritus stocks in Russian forests Lesnaya taksaciya i lesoustrojstvo [Forest inventory and management], 2009, no. 1(41), pp. 133–147. (In Russ.)Таблицы и модели хода роста и продуктивности насаждений основных лесообразующих пород Северной Евразии (нормативно-справочные материалы) / А.З. Швиденко, Д.Г. Щепащенко, С. Нильссон, Ю.И. Булуй. М.: Федер. аг-во лесн. хоз-ва; IIASA, 2008. 886 с. URL: https://bookree.org/reader?file=826764&pg=3Tables and models of growth and productivity of forests of major forest forming species of Northern Eurasia (standard and reference materials). A.Z. Shvidenko, D.G. Shchepaschenko, S. Nilsson, Yu.I. Buluy. M.: Federal Forestry Agency, IIASA, 2008. 886 p. URL: https://bookree.org/reader?file=826764&pg=3 (In Russ.)Филипчук А.Н., Малышева Н.В., Моисеев Б.Н., Страхов В.В. Аналитический обзор методик учёта выбросов и поглощения лесами парниковых газов из атмосферы // Лесохозяйственная информация: [электрон. сетевой журн.]. 2016. № 3. С. 36–85. URL: http:// lhi.vniilm.ru/Vaganov E.A., Vedrova E.F., Verhovets S.V., Efremov S.P., Efremova T.T., Kruglov V.B., Onuchin A.A., Sukhinin A. I., Shibistova O.B. Siberian forests and swamps in the global carbon cycle. Sibirskij ekologicheskij zhurnal [Siberian Ecological Journal], 2005, no. 4, pp. 631–649. (In Russ.)Швиденко А., Щепащенко Д., Нильссон С. Оценка запасов древесного детрита в лесах России // Лесная таксация и лесоустройство. 2009. № 1(41). С. 133–147.Vaganov E.A., Porfiryev B.N., Shirov A.A., Kolpakov A.Yu., Pyzhev A.I. Assessment of the Contribution of Russian Forests to Climate Change Mitigation. Ekonomika regiona [Economy of regions], 2021, no. 17(4), pp. 1096–1109. URL: https://doi.org/10.17059/ekon.reg.2021–4-4 (In Russ.)Швиденко, А.З., Щепащенко Д.Г. Углеродный бюджет лесов России // Сибирский лесной журнал. 2014. № 1. С. 69–92.Vedrova, E.F. Biogenic carbon fluxes in boreal forests of Central Siberia. Izvestiya RAN:seriya biologicheskaya [Bulletin of the Russian Academy of Sciences: biological series], 2011, no. 1, pp. 77–89. (In Russ.)Mokany K., Raison R.J., Prokushkin A.S. Critical analysis of Root : Shoot ratios in terrestrial biomes // Glob.Chang. Biol. 2006. 12. Р. 84–96. DOI: 10.1111/j.1365-2486.2005.001043.x.Zamolodchikov, D.G., Grabovskii, V.I. & Kraev G.N. A twenty year retrospective on the forest carbon dynamics in Russia. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 2011, no. 6, pp. 16–28. (In Russ.)Schepaschenko D., Moltchanova Е., Shvidenko А., Blyshchyk V., Dmitriev, Е., Martynenko, О., See L. and Kraxner F. Improved Estimates of Biomass Expansion Factors for Russian Forests // Forests. 2018. 9: 312. DOI: 10.3390/f9060312Zamolodchikov D.G., Utkin A.I. & Chestnykh O.V. Conversion factors of stand volumes to phytomass for the main forest-forming species of Russia. Lesnaya taksaciya i lesoustrojstvo [Forest inventory and management], 2003, no. 1(32), pp. 119–127. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.