Обводненные торфяники в климатической отчетности Российской Федерации

Авторы

  • А. А. Сирин ФГБУН Институт лесоведения РАН
  • М. А. Медведева ФГБУН Институт лесоведения РАН
  • Д. В. Ильясов ФГБУН Институт лесоведения РАН
  • В. Н. Коротков ФГБУ Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля
  • Т. Ю. Минаева ФГБУН Институт лесоведения РАН
  • Г. Г. Суворов ФГБУН Институт лесоведения РАН

DOI:

https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-3-84-112

Ключевые слова:

Смягчение климатических изменений, изменение климата, диоксид углерода, метан, закись азота, растворенный углерод, торфоразработки, вторичное обводнение, восстановление болот

Аннотация

Реферат. Осушенные торфяники выделяют при микробном окислении торфа и торфяных пожарах ~5% всех антропогенных эмиссий парниковых
газов (ПГ) или более 25%, связанных с землепользованием. Происходит также эмиссия метана из осушительной сети, некоторые осушенные торфяники выделяют закись азота, выносится органическое вещество с дренажным стоком. Будучи оставленными пользователем, осушенные торфяники часто подвержены пожарам. Наиболее эффективным путем сокращения выбросов ПГ неиспользуемыми осушенными торфяниками является их вторичное обводнение, которое может внести существенный вклад в выполнение Парижского соглашения по климату в части землепользования. Рекультивация болота или его части после добычи торфа должна проводиться согласно Водному кодексу РФ (2006) преимущественно путем обводнения и искусственного заболачивания. В 2010-2013 гг. в Московской области было обводнено более 73 тыс. га пожароопасных торфяников (наиболее масштабный опыт в Северном полушарии), долговременный мониторинг которых показал снижение частоты торфяных пожаров. Вторично обводненные торфяники – объект национальной отчетности об антропогенных источниках и поглотителей парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, однако их учет в России не ведется. Представлен подход к определению площадей вторично обводненных торфяников, основанный на апробированной методике мониторинга их пожароопасности и эффективности обводнения по мультиспектральным спутниковым данным. К обводненным торфяникам предложено относить участки, занятые гидрофильной растительностью, а также покрытые водой. Такие участки могут быть отнесены к категориям, определяемым Дополнением по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014) к Руководящим принципам по национальным инвентаризациям парниковых газов МГЭИК 2006 (IPCC,
2006), как увлажненные органические почвы («rewetted organic soils») и затопленные земли («flooded lands»). Для Московской области на 2019 год их площади составили более 5.3 и 3.6 тыс. га соответственно. Коэффициенты эмиссии ПГ для увлажненных органических почв и торфоразработок даны в Дополнении МГЭИК (IPCC, 2014), а для затопленных земель – в Уточнении 2019 года к Руководящим принципам МГЭИК 2006 года по национальным инвентаризациям парниковых газов (IPCC, 2019б). При допущении об исходной принадлежности обводненных участков к торфоразработкам расчеты показали общее сокращение выбросов ПГ более чем на 36 тыс. т СО2-экв год-1,
даже несмотря на увеличение эмиссии метана. Подход может быть использован и для оценки снижения выбросов ПГ в результате вторичного обводнения отдельно взятых объектов. Оценки консервативны (т.е. минимальны), так как не учитывают эффект обводнения для всей площади объектов обводнения и снижения выбросов ПГ от торфяных пожаров. Учет этих факторов, а также переход по данным проводимых измерений на КЭ регионального уровня могут в перспективе уточнить результаты расчетов.

Библиографические ссылки

Болота (2017) В кн.: Экологический атлас России Н.С. Касимов, В.С.

Тикунов. (ред.), М., Феория, с. 118-121.

Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 № 74-ФЗ (ред. от

12.2020) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2021).

Вомперский, С.Э., Сирин, А.А., Сальников, А.А., Цыганова, О.П., Валяева,

Н.А. (2011) Оценка площади болотных и заболоченных лесов России, Лесо-

ведение, № 5, с. 3-11.

Вомперский, С.Э., Сирин, А.А., Цыганова, О.П., Валяева, Н.А., Майков,

Д.А. (2005) Болота и заболоченные земли России: попытка анализа простран-

ственного распределения и разнообразия, Известия РАН. Серия географиче-

ская, № 5, с. 39-50.

Глухова, Т.В., Сирин, А.А. (2018) Потери почвенного углерода при пожаре

на осушенном лесном верховом болоте, Почвоведение, № 5, с. 580-588. https://

doi.org/10.7868/S0032180X18050076.

Информационный выпуск «О состоянии природных ресурсов и окружаю-

щей среды Московской области в 2017 году». (2018), Красногорск, Министер-

ство экологии и природопользования Московской области. Обводнение

пожароопасных торфяников, с. 97-99.

Лабутина, И.А. (2004) Дешифрирование аэрокосмических снимков, Учеб.

пособие для студентов вузов, М., Аспект Пресс, 184 с.

Маслов, А.А., Гульбе, А.Я., Гульбе, Я.И., Медведева, М.А., Сирин, А.А.

(2016) Оценка ситуации с зарастанием сельскохозяйственных земель лесной

растительностью на примере Угличского района Ярославской области,

Устойчивое лесопользование, № 4, с. 6-14.

Матрица ошибок и расчет показателей точности тематических карт.

(2010) http://gis-lab.info/qa/error-matrix.html.

Медведева, М.А., Возбранная, А.Е., Барталев, С.А., Сирин, А.А. (2011)

Оценка состояния заброшенных торфоразработок по многоспектральным

спутниковым изображениям, Исследование Земли из космоса, № 5, с. 80-88.

Медведева, М.А., Возбранная, А.Е., Сирин, А.А., Маслов, А.А. (2017) Воз-

можности различных многоспектральных спутниковых данных для оценки

состояния неиспользуемых пожароопасных и обводняемых торфоразработок,

Исследование Земли из космоса, № 3, с. 76-84. doi: https://doi.org/10.7868/

S0205961417020051.

Медведева, М.А., Возбранная, А.Е., Сирин, А.А., Маслов, А.А. (2019) Воз-

можности различных мультиспектральных космических данных для монито-

ринга неиспользуемых пожароопасных торфяников и эффективности их

обводнения, Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из

космоса, № 16(2), с. 150-159. doi:10.21046/2070-7401-2019-16-2-150-159.

Минаева, Т.Ю., Сирин, А.А. (2011). Биологическое разнообразие болот и

изменение климата, Успехи современной биологии, т. 131, № 4, с. 393-406.

Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников

и абсорбции поглотителями парниковых газов не регулируемых Монреаль-

ским протоколом за 1990-2019 гг. Часть 2. Приложения. Приложение 3.4 –

Справка об обводненных торфяниках Российской Федерации. (2021) М., с. 71-

URL: http://www.igce.ru/performance/publishing/reports/.

Перспективное использование выработанных торфяных болот. (2013) /

под. ред. В.В. Панова, Тверь, «Триада», 280 с.

Романовская, А.А., Коротков, В.Н., Смирнов, Н.С., Карабань, Р.Т., Трунов,

А.А. (2014). Оценка вклада землепользования в антропогенную эмиссию пар-

никовых газов на территории России в течение 2000-2011 гг., Метеорология и

гидрология, № 3, с. 5-18.

Семенов, С.М., Гладильщикова, А.А., Дмитриева, Т.М. (2019) Антропоген-

ные нарушения взаимодействия суши и атмосферы: оценки МГЭИК, Фунда-

ментальная и прикладная климатология, т. 3, с. 5-27. doi: 1021513/2410-8758-

-3-05-31.

Сирин, А.А., Минаева, Т.Ю., Возбранная, А.Е., Барталев, С.А. (2011) Как

избежать торфяных пожаров? Наука в России, № 2, с. 13-21.

Сирин, А.А., Суворов, Г.Г., Чистотин, М.В., Глаголев, М.В. (2012) О значе-

ниях эмиссии метана из осушительных каналов, Динамика окружающей

среды и глобальные изменения климата, т. 3, № 2, (6), с. 1-10.

Сирин, А.А., Маслов, А.А., Валяева, Н.А., Цыганова, О.П., Глухова, Т.В.

(2014) Картографирование торфяных болот Московской области по данным

космической съемки высокого разрешения, Лесоведение, № 5, с. 65-71.

Сирин, А.А., Медведева, М.А., Макаров, Д.А., Маслов, А.А. Юстен, Х.

(2019) Мониторинг растительного покрова вторично обводненных торфяни-

ков Московской области, Вестник СПбГУ. Науки о Земле, т. 65, № 2, с. 321-

URL: https://doi.org/10.21638/spbu07.2020.206.

Сирин, А.А., Макаров, Д.А., Гуммерт, И., Маслов, А.А., Гульбе, Я.И. (2020)

Глубина прогорания торфа и потери углерода при лесном подземном пожаре,

Лесоведение, № 5, с. 410-422. https://doi.org/10.1134/S0024114819050097.

Суворов Г.Г., Чистотин, М.В., Сирин, А.А. (2010). Влияние растительности

и режима увлажнения на эмиссию метана из осушенной торфяной почвы,

Агрохимия, № 12, с. 37-45.

Суворов, Г.Г., Чистотин, М.В., Сирин, А.А. (2015) Потери углерода при

добыче торфа и сельскохозяйственном использовании осушенного торфяника

в Московской области, Агрохимия, № 11, с. 51-62.

Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации. (2001) / под

ред. Сирина А.А., Минаевой Т.Ю, М., ГЕОС, 190 с.

Чистотин, М.В., Сирин, А.А., Дулов, Л.Е. (2006) Сезонная динамика эмис-

сии углекислого газа и метана при осушении болота в Московской области

для добычи торфа и сельскохозяйственного использования, Агрохимия, № 6, с.

-62.

Чистотин, М.В., Суворов, Г.Г., Сирин, А.А. (2016). Динамика эмиссии

метана из осушенной торфяной почвы в зависимости от растительности и

режима увлажнения: Результаты вегетационного опыта, Агрохимия, № 12, с.

-33.

A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe. (2009) /T. Minayeva,

A. Sirin, O. Bragg (eds), Wageningen, Wetlands International, 132 p.

Ahmad, S., Haojie, L., Günther, A., Couwenberg, J., Lennartz, B. (2020) Longterm

rewetting of degraded peatlands restores hydrological buffer function,

Science of the Total Environment, vol. 749, no. 20, pp. 141571. URL: https://

doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141571.

Bonn, A., Reed, M., Bain, C., Chris, D.E., Joosten, H., Farmer, J., Emmer, I.,

Couwenberg, J., Moxey, A., Artz, R., Tanneberger, F., von Unger, M., Smyth, MA.,

Birnie, D. (2014) Investing in nature: Developing ecosystem service markets

for peatland restoration, Ecosystem Services, no. 9, pp. 54-65. URL: https://

doi.org/10.1016/j.ecoser.2014.06.011.

Briefing Paper on the role of peatlands in the new European Union’s Common

Agriculture Policy (CAP) (2019), Greifswald Mire Centre, Germany.

Granath, G., Moore, P.A., Lukenbach, M.C., Waddington, J.M. (2016)

Mitigating wildfire carbon loss in managed northern peatlands through restoration,

Sci. Rep. 6, 28498:1–28498:9, doi:10.1038/srep28498.

Günther, A., Barthelmes, A., Huth, V., Joosten, H., Jurasinski, G., Koebsch, F.,

Couwenberg, J. (2020) Prompt rewetting of drained peatlands reduces climate

warming despite methane emissions, Nature Communications, no. 11, 1644. URL:

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15499-z.

Huang, X., Rein, G. (2017). Downward spread of smouldering peat fire: the role

of moisture, density and oxygen supply, International Journal of Wildland Fire, 26,

-918, doi.org/10.1071/WF16198.

IPCC (2000) Good Practice Guidance and Uncertainty Management in

National Greenhouse Gas Inventories. J Penman, D Kruger, I Galbally, T Hiraishi,

B Nyenzi, S Emmanul, L Buendia, R Hoppaus, T Martinsen, J Meijer, K Miwa

and K Tanabe (Eds). IGES, Japan. https://www.ipcc.ch/publication/good-practice-guidance-and-uncertainty-management-in-national-greenhouse-gasinventories/.

IPCC (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas

Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Program /

H.S. Eggleston, L., Buendia, K., Miwa, T., Ngara, K., Tanabe (eds). Volume 4.

Agriculture, forestry and other land use. Chapter 7. Wetlands /Blain, D., Row, C.,

Alm, J., Byrne, K., Parish, F., Duchemin, É., Huttunen, J.T., Tremblay, A.,

Delmas, R., Menezes, C.F.S., Delmas, R., Minayeva, T., Pinguelli, Rosa L.P.,

Sirin, A. – IGES, Japan, 24 p.

IPCC (2014) 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National

Greenhouse Gas Inventories: Wetlands /T. Hiraishi, T., Krug, K., Tanabe, N.,

Srivastava, J., Baasansuren, M., Fukuda, T.G., Troxler (eds). Chapter 3.

Rewetted organic soils /Blain, D., Murdiyarso, D., Couwenberg, J., Nagata, O.,

Renou-Wilson, F., Sirin, A., Strack, M., Tuittila, E-S., Wilson, D., Evans, C.D.,

Fukuda, M., Parish, F., Leifeld, J., Sanz-Sánchez, M.J. – IPCC, Switzerland,

p.

IPCC (2019a) Climate Change and Land: an IPCC special report on climate

change, desertification, land degradation, sustainable land management, food

security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems /P.R. Shukla, J., Skea,

E., Calvo Buendia, V., Masson-Delmotte, H.-O., Pörtner, D.C., Roberts, P., Zhai,

R., Slade,, S. Connors, R., van Diemen, M., Ferrat, E., Haughey, S., Luz, S., Neogi,

M., Pathak, J., Petzold, J., Portugal Pereira, P., Vyas, E., Huntley, K., Kissick, M.,

Belkacemi, J., Malley (eds.). URL: https://www.ipcc.ch/srccl/.

IPCC (2019b) 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National

Greenhouse Gas Inventories. /E. Calvo Buendia, K., Tanabe, A., Kranjc, J.,

Baasansuren, M., Fukuda, S., Ngarize, A., Osako, Y., Pyrozhenko, P., Shermanau,

S., Federici (eds). – IPCC, Switzerland.

Joosten, H., Sirin, A., Couwenberg, J., Laine, J., Smith, P. (2016) The role of

peatlands in climate regulation. − In: A. Bonn, T. Allott, M. Evans, H. Joosten, R.

Stoneman (eds.). Peatland restoration and ecosystem services: science, policy and

practice, Cambridge, Cambridge University Press, pp. 66-79. URL: https://doi.org/

1017/CBO9781139177788.005.

Joosten, H. (2010) The global peatland CO2 picture, Wetlands International,

Wageningen, Netherlands, 35 p. URL: https://www.wetlands.org/publications/theglobal-

peatland-co2-picture/.

Leifeld, J., Wüst-Galley, C., Page, S. (2019) Intact and managed peatland soils

as a source and sink of GHGs from 1850 to 2100, Nat. Clim. Change, no. 9, pp.

-947. URL: https://doi.org/10.1038/s41558-019-0615-5.

Leifeld, J., Menichetti, L. (2018) The underappreciated potential of peatlands in

global climate change mitigation strategies, Nat. Commun., no. 9, pp. 1-8. URL:

https://doi.org/10.1038/s41467-018-03406-6.

Minayeva, T.Y., Bragg, O.M., Sirin, A.A. (2017) Towards ecosystem-based

restoration of peatland biodiversity, Mires and Peat, no. 19, pp. 1-36. URL: https://

doi.org/10.19189/MaP.2013.OMB.150.

Minayeva, T., Sirin, A., Stracher, G.B. (2013) The Peat Fires of Russia. In: Coal

and Peat Fires: A Global Perspective. V.2: Photographs and Multimedia Tours;

Stracher G.B., Prakash A., Sokol E.V. (eds.), Elsevier: Amsterdam, The

Netherlands, pp. 375-394, ISBN: 9780444594129.

Olofsson, P., Foody, G.M., Herold, M., Stehman, S.V., Woodcock, C.E.,

Wulder, M.A. (2014) Good practices for estimating area and assessing accuracy of

land change, Remote Sensing of Environment, 148, pp. 42-57. URL: https://doi.org/

1016/j.rse.2014.02.015.

Rydin, H., Jeglum, J.K. (2006) The biology of peatlands, University Press,

England, Oxford, 162 p.

Sirin, A., Laine, J. (2008) Peatlands and greenhouse gases, Chapter 7. In: Parish,

F., Sirin, A., Charman, D., Joosten, H., Minayeva, T., Silvius, M., Stringer, L.,

editors. Assessment on peatlands, biodiversity and climate change: main report.

Kuala Lumpur: Global Environment Centre; 2008. pр. 118-138. Joint publication

with Wetlands International, Wageningen.

Sirin, A.A., Medvedeva, M.A., Makarov, D.A., Maslov, A.A., Joosten, H.

(2020) Multispectral satellite-based monitoring of land cover change and

associated fire reduction after large-scale peatland rewetting following the 2010

peat fires in Moscow Region (Russia), Ecological Engineering, vol. 158, pp.

URL: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.106044.

Sirin, A., Medvedeva, M., Maslov, A., Vozbrannaya, A. (2018) Assessing the

Land and Vegetation Cover of Abandoned Fire Hazardous and Rewetted Peatlands:

Comparing Different Multispectral Satellite Data, Land, vol. 7(71), pp. 1-22. URL:

https://doi.org,/10.3390/land7020071.

Sirin, A., Minayeva, T., Yurkovskaya, T., Kuznetsov, O., Smagin, V., Fedotov,

Y.U. (2017) Russian Federation (European Part). – In: H. Joosten, F. Tanneberger,

A. Moen (eds.). Mires and Peatlands of Europe: Status, Distribution and

Conservation, Schweizerbart Science Publishers, Stuttgart, Germany, pp. 589-616.

URL: https://doi.org/10.1127/mireseurope/2017/0001-0049.

Tanneberger, F., Tegetmeyer, C., Busse, S., Barthelmes, A., Shumka, S., Mariné,

A.M., Jenderedjian, K., Steiner, G.M., Essl, F., Etzold, J., Mendes, C., Kozulin, A.,

Frankard, P., Milanovic, D., Ganeva, A., Apostolova, I., Alegro, A., Delipetrou, P.,

Navratilová, J., Risager, M., Leivits, A., Fosaa, A.M., Tuominen, S., Muller, F.,

Bakuradze, T., Sommer, M., Christanis, K., Szurdoki, E., Oskarsson, H., Brink,

S.H., Connolly, J., Bragazza, L., Martinelli, G., Aleksans ,O., Priede, A., Sungaila,

D., Melovski, L., Belous, T., Saveljic, D., de Vries, F., Moen, A., Dembek, W.,

Mateus, J., Hanganu, J., Sirin, A., Markina, A., Napreenko, M., Lazarevič, P.,

Stanová, V.S., Skoberne, P., Perez, P.H., Pontevedra-Pombal, X., Lonnstad, J.,

Kuchler, M., Wust-Galley, C., Kirca, S., Mykytiuk, O., Lindsay, R., Joosten, H. (2017). The peatland map of Europe, Mires and Peat, vol. 19, Article 22, pp. 1-17.

URL: https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.264.

Tubiello, FN, Biancalani, R, Salvatore, M, Rossi, S, Conchedda, G. (2016) A

worldwide assessment of greenhouse gas emissions from drained organic soils,

Sustainability, no. 8, Article 371, pp. 1-13. URL: https://doi.org/10.3390/

su8040371.

Wilson, D., Blain, D., Couwenberg, J., Evans, C.D., Murdiyarso, D., Page, S.E.,

Renou-Wilson, F., Rieley, J.O., Sirin, A., Strack, M., Tuittila, E.-S. (2016)

Greenhouse gas emission factors associated with rewetting of organic soils, Mires

and Peat, vol. 17, Article 04, pp. 1-28. doi: 10.19189/MaP.2016.OMB.222.

Загрузки

Опубликован

2021-11-25

Как цитировать

Сирин, А. А., Медведева, М. А., Ильясов, Д. В. ., Коротков, В. Н., Минаева, Т. Ю. ., & Суворов, Г. Г. . (2021). Обводненные торфяники в климатической отчетности Российской Федерации. Фундаментальная и прикладная климатология, 7(3), 84–112. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-3-84-112