«Лёгкие» планеты, дыхание почвы и углеродная нейтральность
Инструментальный мониторинг, потоки климатически активных веществ, бюджет углерода в лесах и квоты на выбросы парниковых газов
Н. Сиденко проводит измерения в экосистеме плоскобугристого торфяника. Фото автора
Чем отличаются экосистемы в Туре, Зотино, Игарке?
Красноярский институт леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН с 1997 года проводит исследования углеродного баланса и эмиссионных потоков CO2 с поверхности почвы («дыхание почвы») в приенисейской Сибири. Для этого организован непрерывный инструментальный мониторинг газообмена между атмосферой и почвой для разных типов экосистем с использованием высокоточных измерительных комплексов.
В чём суть? Первый тип измерений – это круглосуточный мониторинг обменных потоков парниковых газов методом микровихревых пульсаций, которые происходят между всеми типами растительных сообществ и атмосферным воздухом в пределах единой экосистемы. Кроме того, проводится ещё и второй тип измерений: фиксируются эмиссионные потоки только надпочвенного покрова с учётом корневой системы и биоразлагаемых органических остатков (и без учёта древостоя и кустарников) в период активного фотосинтеза.
Если объяснять простыми словами – мониторинг эмиссионных потоков CO2 нужен для того, чтобы выявить особенности экосистем в разных биоклиматических зонах Енисейской Сибири в плане выделения (эмиссии) и поглощения (стока) СО2 между надпочвенным растительным покровом и атмосферным воздухом.
Игарка
Исследования в данном направлении, с учётом современной климатической повестки, имеют неотъемлемое приоритетное значение для государственной экологической политики.
В 2021 году Россия объявила о цели достичь углеродной нейтральности не позднее 2060 года – Распоряжение Правительства РФ № 3052-р от 29 октября 2021 г.
Углеродная нейтральность – это, грубо говоря, баланс между выбросами антропогенных парниковых газов и их поглощением. Поэтому с конца 1990-х годов различные научно-исследовательские институты заняты отслеживанием того, как различные экосистемы реагируют на рост парниковых газов в условиях изменяющегося климата. От этого зависит, какие квоты на выбросы получит отечественная промышленность.
Летом 2023 года мне довелось побывать в Игарке и пообщаться с сотрудником красноярской лаборатории биогеохимических циклов лесных экосистем Института Леса им. В.Н. Сукачева СО РАН Никитой Сиденко. Данная лаборатория выполняет государственные задания, в том числе и по отслеживанию «дыхания почвы», совместно с рядом других российских лабораторий и имеет в Красноярском крае несколько своих исследовательских точек, объединённых в единую сеть атмосферного мониторинга – KrasFLUX. В перечень данной сети входят станции измерения методом микровихревых пульсаций в пос. Тура, в Зотино, в Игарке, а также две обсерватории по измерению концентраций климатически активных веществ в Зотино (обсерватория «ZOTTO») и в пос. Диксон (обсерватория «DIAMIS»).
Научный сотрудник Н. Сиденко готовится проводить измерения
Все четыре места выбраны с учётом регионального разнообразия представленных биогеоценозов и их эколого-климатических особенностей и удалённости от промышленных центров для более достоверной оценки естественных механизмов экосистемного газообмена. Таким образом достигается большая репрезентативность по Красноярскому краю. В Зотино и Туре лаборатория имеет свои собственные опорно-экспедиционные пункты, в Игарке сотрудничает с Игарской геокриологической лабораторией Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, на Диксоне измерения проводятся при поддержке Большого Арктического Заповедника.
Чем же отличаются экосистемы в Туре, Зотино, Игарке? В Зотино измерения проводятся в экосистеме сосняка лишайникового, верхового болота и пихтарника осоково-разнотравного; в Игарке – на участке плоскобугристого торфяника, расположенного на границе северной тайги и лесотундры; в Туре – в лиственничнике кустарничково–зеленомошном; в Диксоне – в приморской экосистеме тундры.
Конкретно в Игарке научная работа ведётся в кооперации с Игарской геокриологической лабораторией Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН. Данное государственное задание относится к важнейшим инновационным проектам, направленным на создание единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ, в частности, разработки системы наземного и дистанционного мониторинга углерода и потоков ПГ на территории РФ, создания системы учёта данных о потоках климатически активных веществ и бюджете углерода в лесах и других наземных экосистемах.
Мониторинговая станция сети KrasFlux в Игарке
В чём разница между Сибирью от Амазонией?
Необходимость изучения взаимодействия атмосферы с экосистемой, а именно – какой объём парниковых газов поглощается или, наоборот, выделяется живым надпочвенным покровом и биоразлагаемыми почвенными остатками – возникла в 1990-х годах, когда мировая общественность начала задумываться о глобальном потеплении, накоплении парниковых газов в атмосфере и других климатических изменениях. В итоге в 1992 году состоялась первая рамочная конференция об изменении климата, на которой были согласованы обязательства по предоставлению углеродной отчётности и составлен перечень парниковых газов и источников выбросов.
Далее Киотский протокол определял обязательство по сокращению выбросов на 5% с 2008 к 2012 году по сравнению с 1990 годом. В 2015 году было заключено Парижское соглашение об ограничении роста глобальной температуры до двух градусов. Так и возник основополагающий вопрос о том, какой регион является «лёгкими планеты»; от этого и зависят квоты на выбросы для той или иной страны. И даже тут не всё так однозначно.
Многие слышали, что таким «титулом» нередко наделяют джунгли Амазонии, но и там за счёт жаркого, влажного климата и сопутствующих процессов гниения почва в естественных условиях выделяет в атмосферу большое количество углекислого газа. Исследования, подобные тем, что ведёт Институт леса СО РАН, должны дать ответ на этот фундаментальный вопрос и однозначно определить, кто же является «лёгкими планеты». Подобные исследования ведут все крупнейшие страны.
Отличие Сибири и Амазонии в том, что у нас в период вегетации растений за счёт длительности полярного дня (белых ночей) и активного фотосинтеза происходит практически круглосуточное поглощение парниковых газов; к тому же хвойные леса средней тайги в начале данного периода первыми вступают в естественный газообменный процесс.
В Игарке основные измерения проводятся с мая по ноябрь. На первом этапе каждого сезона запускается мониторинг обменных потоков, – это происходит незадолго до начала вегетационного сезона. Далее организуются плановые измерения почвенного дыхания. Сотрудники лаборатории приезжают на месячную «вахту», живут в служебном жилье. Измерения проводят раз в семь дней, и так до окончания периода вегетации. Далее мониторинговый комплекс консервируется до следующего сезона. Зимнее «дыхание почвы» тоже начали измерять, но не так давно.
Заброска к станции по реке Енисей на моторной лодке. Тут нам помогает Анатолий Иванович – сотрудник геокриологической станции в Игарке. Чёрный чемоданчик стоит несколько миллионов рублей.
Санкции, оборудование и «научные» зарплаты
Львиная доля измерительного оборудования и программного обеспечения иностранного производства и поставлялась российскими поставщиками. Санкции, наложенные на нашу страну в 2022 году, по словам сотрудников лаборатории, не успели нанести ощутимых проблем, потому как изначально по данным категориям исследований имелся серьёзный задел по оборудованию, комплектующим и расходным материалам. В данной сфере основным регулятором выступает механизм государственных закупок: были разработаны и согласованы приемлемые способы поставок, и на данный момент вся необходимая техника и расходники есть.
Зарплаты в науке сейчас «достойные», особенно у тех, кто хорошо знает и выполняет свою работу: пишет научные статьи, участвует в конференциях, ведёт исследования по системе государственных заданий и обязательств по реализации грантов, научных проектов и договоров федерального и регионального уровня и т.д. Точных цифр наш источник раскрывать не захотел, но среди моих друзей есть много научных сотрудников, и зарплаты у них действительно хорошие, большинство не жалуются.
Автор выражает благодарность Никите Сиденко за помощь в написании данной статьи.
***
Константин Каськаев, специально для GoArctic
