Атмосферный сигнал

Институтом леса имени В. Н. Сукачева СО РАН ведутся длительные мониторинговые наблюдения за состоянием и функционированием экосистем Средней Сибири, пространственно-временной динамикой растительности и процессами экогенеза в регионе. В этом материале мы подробнее остановимся на теме трансформации среднесибирских экосистем в условиях глобальных климатических изменений.

В целях обеспечения полноценного мониторинга экосистем Средней Сибири в институте создан «Региональный евразийский центр мониторинга пожаров». Соответствующее соглашение было подписано в марте 2017 года между Институтом леса и Центром глобального мониторинга пожаров (Фрайбург, Германия). Зона ответственности центра распространяется от Урала до Дальнего Востока, включая весь Сибирский федеральный округ и Якутию.

Данный центр проводит исследования по ряду направлений: динамика горимости на уровне субрегионов Сибири, прогностические сценарии горимости и пожарных режимов в условиях климатических изменений; разработка методов инструментальной оценки прямых пожарных эмиссий углерода в оперативном режиме; мониторинг, моделирование и валидация послепожарных эффектов – послепожарное состояние лесов, степень нарушенности.

Результаты деятельности центра показывают, что потепление климата в сочетании с «волнами тепла» способствовали как возрастанию частоты и площади лесных пожаров, так и продвижению границы горимости в северном направлении – в лесотундру и тундру.

Большое внимание на фоне глобальных изменений климата уделяется водным ресурсам, нехватка которых в ряде регионов серьезно беспокоит мировое сообщество. Анализ динамики годового стока ряда рек Средней Сибири выявил специфику изменения их годового стока в связи с лесистостью водосборов.

Установлено, что в южных широтах повышение лесистости водосборов сопровождается снижением стока рек, поскольку продуктивные леса расходуют большое количество влаги на испарение, тем самым уменьшая суммарный сток. В северных широтах повышение лесистости сопровождается увеличением стока, что связано в основном со спецификой баланса снеговой влаги. На безлесных территориях тундровой зоны снег активно испаряется во время метелей, тогда как в редкостойных лиственничниках формируется мощный снежный покров, при таянии способствующий увеличению стока рек. Поэтому с увеличением лесистости водосборов северных рек сток возрастает.

Кроме того, глобальные климатические изменения вызывают деградацию вечной мерзлоты (солюфлюкция, усиление микробной декомпозиции органики, формирование термокарста) которая сопровождается выделением парниковых газов. Объективная оценка такого рода эмиссий необходима для составления полного бюджета парниковых газов в экосистемах региона, а также для глобальных оценок. Надежным способом получения таких оценок могут служить данные полевых инкубационных экспериментов с погребенной органикой, которые проводятся на о. Самойловский в дельте р. Лена. Результаты инкубационных экспериментов свидетельствуют о том, что открытая экспозиция погребенной почвы (имитация береговой эрозии) «производит» меньше CO2, чем закрытая экспозиция (имитация криотурбационных процессов), тогда как эмиссии метана при разрушении береговой линии превышают таковые в случае криотурбации.

Считается, что одним из путей адаптации к климатическим изменениям и смягчению их негативных последствий может служить формирование карбоновых полигонов, поглощающих атмосферный СО2. Результаты исследований сибирских ученых свидетельствуют о том, что при должном уходе в лучших лесорастительных условиях возможно кратное увеличение продуктивности древостоев и соответствующее повышение депонирования запасов углерода в биомассе.

С 2022 года Институт леса является участником проекта «РИТМ углерода» ( www.ritm-c.ru), который осуществляется в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения (ВИП ГЗ), направленного на создание единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ. Задачи Института в данном проекте – оценка запасов углерода и пространственно-временной изменчивости баланса парниковых газов на основе результатов наблюдений в экосистемах на территории Средней Сибири; информационное и модельное обеспечение мониторинга продуктивности лесов России с целью оценки бюджетов основных климатически активных веществ и разработки программ адаптации и смягчения нежелательных последствий изменения климата на территории России.

На сегодня на основе климатических моделей, почвенных карт и геоморфологических параметров разработана и апробирована технология выделения оптимальных лесорастительных условий для интенсивного лесовыращивания и формирования карбоновых полигонов.

Такие технологии успешно разрабатываются в Институте леса имени В. Н. Сукачева СО РАН, обеспечивая усиление углероддепонирующей функции управляемых лесов. Наиболее контрастно увеличение прироста древесины по сравнению с контролем проявляется в средневозрастных и спелых насаждениях.

Материал подготовлен на основе доклада научных исследований ИЛ СО РАН по изучению динамики лесных экосистем Сибири, климатических изменений (А. А. Онучин, И. М. Данилин, 2021 г.)

За предоставленные материалы редакция выражает благодарность Институту леса имени В. Н. Сукачева СО РАН