Результаты проекта по годам

В 2022 году сотрудниками СПбГЛТУ, согласно техническому заданию, решены задачи:

1) оценены значения пулов углерода фитомассы, крупных древесных остатков (КДО) и почвы, и их вариабельность во времени и в пространстве,

2) рассчитаны значения и вариабельность потоков углерода, связанных с накоплением биомассы, отпадом древостоя, опадом, разложением опада и разложением КДО (биогенным ксилолизом);

3) на основе полученных данных оценены факторы, влияющие на параметры углеродного цикла коренных лесов на уровнях БГЦ и их комплекса – лесного массива,

4) определены диапазоны устойчивости параметров углеродного цикла в коренных таежных лесах.

Работы выполнены в полном объеме. Полученные результаты характеризуют модельные объекты Ленинградской области – территории резерватов «Вепсский лес» и «Ащозерский» природного парка «Вепсский лес», а также Охтинского лесничества. Уточненная средняя величина общего пула углерода в массиве коренных лесов «Вепсского леса» оценена в 1165 т С га-1. 89% пула приходится на почву, 8% – на фитомассу и 3% на крупные древесные остатки. Подобная структура углеродного пула изучаемого лесного массива обусловлена преобладанием болотных и болотно-подзолистых почв с глубиной торфяного горизонта более 60 см и, соответственно, высоким содержанием углерода в почвенной толще.

Пул углерода отдельных биогеоценозах (БГЦ) «Вепсского леса» определялся в наибольшей степени преобладающим типом почвообразовательных процессов. По данным детальных исследований на восьми постоянных пробных площадях общий пул углерода варьировал от 221 до 2158 т С га-1. Пул углерода фитомассы варьировал от 63 до 152 тС га-1 в коренных лесах, и от 17.5 до 159 тС га-1 в лесах, восстанавливающихся после рубок 1970-х годов. Пул углерода крупных древесных остатков отдельных БГЦ составил 38 - 233 в коренных лесах, и 12 - 68 т С га-1 в лесах, восстанавливающихся после рубок. Годичная динамика пула углеродафитомассы, определяемая соотношением величин потоков углерода в связи с приростом и отпадом древостоя, в отдельных БГЦ варьировала от -2.53 до +2.72 тС га-1 г-1.

Значения потока углерода в связи с опадом, а также сезонная динамика и структура опада определялись лесорастительными условиями, запасом древостоя и его сукцессионным состоянием. Полученные результаты с высокой степенью достоверности показывают, что продуктивные по запасу древесины насаждения дают значительно меньшее количество опада, нежели менее продуктивные. Аналогичное соотношение наблюдается и по накопленному в опаде углероду (R2=0.659).

В целом, результаты позволяют говорить, что в насаждениях с высокими запасами древесины, на продолжительное время аккумулируется большое количество углерода в древесине. В то время как углерод опада, то есть тот углерод, который быстро возвращается в почву, представлен в незначительных количествах.

В коренных относительно-разновозрастных лишайниково-зеленомошных сосняках с периодическими низовыми пожарами запас углерода фитомассы древостоя составил в среднем 61.0 тС га-1 (SE = 3.37); запас углерода КДО составил в среднем 14.4 тС га-1 (SE=4.00); запас углерода в метровой толще почв, включая подстилку, составил 138.5 при вариации 110.9-166.0 тС га-1.

База данных по Охтинскому лесничеству характеризует смешанные вторичные южнотаежные леса с вариацией возраста древостоев от средневозрастных до спелых и перестойных, в основном черничной и кисличной группы, частично пройденные рубками ухода, находящиеся в зоне рекреационной нагрузки, на осушенных почвах. Запас углерода фитомассы древостоя составил в среднем 74.4 тС га-1 (вариация 19.1-74.0); запас углерода КДО составил в среднем 8.2 тС га-1 (вариация 2.8-12.6); запас углерода в метровой толще почв, включая подстилку, составил 587.0 при вариации 153.6-974.3 тС га-1.

В целом полученные результаты позволяют сделать заключение о том, что формирование углеродного пула таежных лесных БГЦ зависит от ряда взаимно сопряженных факторов: типа почв, лесорастительных условий и режима нарушений.
В эксплуатируемых лесах, находящихся в зоне интенсивной рекреационной нагрузки, доля КДО не превышает двух процентов. Наибольшую роль КДО играют в высокопродуктивных южнотаежных ельниках, подверженных периодическим ветровалам, где их доля составляет в среднем 23.5%, но может достигать и 84-х %.

Завершается первый этап беспрецедентного для нашей страны проекта «Российская система климатического мониторинга» (РСКМ, он же ВИП ГЗ). В 2022-2024 гг. над созданием РСКМ работают шесть научных консорциумов, одним из них является консорциум «РИТМ углерода».

Напомним, что в составе нашего консорциума 23 организации: 19 научных центров и институтов РАН, 3 вуза и производственное объединение «Рослесинфорг».

На первом этапе создания Российской системы климатического мониторинга в 2022-2024 гг. специалисты СПбГЛТУ:

1. Создали пять стационарных объектов наблюдений за пулами углерода в лесных экосистемах: два БГЦ-полигона в ельниках черничного и чернично-сфагнового типов леса (по 5 пробных площадей на каждом БГЦ-полигоне) в природном парке «Вепсский лес» (Ленинградская область) и три БГЦ-полигона в ельниках черничного типа леса на разных этапах сукцессионного восстановления после сплошной рубки леса (по 5 пробных площади на каждом БГЦ-полигоне) в Лисинском учебно-опытном лесхозе (Ленинградская область).

На всех пробных площадях отобраны образцы напочвенной и древесной растительности, почв для дальнейших анализов на содержание углерода и азота, pH, гигроскопической влажности, а также микробиологических исследований; сделано геоботаническое описание, оценены запасы древесного яруса и крупных древесных остатков, выполнены работы по оценки подроста и подлеска, а также отобрана макрофауна.

Установлены камеры для замеров потоков углекислого газа из почв: по 6 в молодняках, средневозрастных и спелых ельниках черничного типа леса, находящихся на разных стадиях восстановления после сплошной рубки леса в Лисинском учебно-опытном лесхозе и по 10 на четырех пробных площадях в коренных и вторичных лесах природного парка «Вепсский лес».

2. Зарегистрированы пять баз данных (РИД). Подано в печать/опубликовано 20 публикаций. Результаты проекта «Российская система климатического мониторинга» (ВИП ГЗ) представлены на 14 конференциях. На конференции «Леса России: политика, промышленность, наука, образование» организована секция «Природные климатические проекты, исследования потенциала лесов и иных природных экосистем в достижении целей углеродной нейтральности. Результаты работы консорциума «РИТМ углерода».

3. Для популяризации результатов проекта проведены ознакомительные экскурсии в Лабораторию по изучению и анализу потоков углерода в наземных экосистемах для школьников, представителей бизнеса и органов государственной власти.

Организовано студенческое научное общество (СНО) для развития научного потенциала студентов в области оценки пулов и потоков углерода в наземных экосистемах. В апреле-мае 2024 г. проведены четыре заседания, в ходе которых обсуждались вопросы накопления и эмиссии парниковых газов лесными экосистемами. В июле 2024 года для магистрантов 1-го курса проведен полевой обучающий тренинг по работе с газоанализатором.

Подготовлены и защищены 4 бакалаврские работы, выполненные в рамках реализации проекта.