Проблема глобального изменения климата, связанная с эмиссией парниковых газов в атмосферу, делает необходимой оценку баланса и динамики углерода. Леса являются одним из крупнейших наземных хранилищ углерода, и на Россию приходится более 20% общей площади лесного покрова Земли. В связи с деятельностью человека и климатическими изменениями можно ожидать значительного изменения характеристик лесов и содержащегося в них углерода, что обуславливает значимость оценки баланса и динамики углерода лесов России.
В лекции представлено краткое описание существующих методов оценки запаса углерода в лесах и его динамики. Методы могут основываться на данных лесных реестров, данных спутникового мониторинга, использовать подходы моделирования.
Особое внимание уделено применяемой в ИКИ РАН технологии оценки углерода лесов России. В ней для оценки углерода используются многолетние ряды карт, созданных в ИКИ РАН на основе данных спутникового мониторинга, и оценивающих такие характеристики лесов, как запас стволовой древесины, лесистость и полнота, породный состав, бонитет и возраст.
Для вычисления баланса углерода в лесах используются разработанные в IIASA формулы оценки фитомассы (Schepaschenko et al., 2018) и фракций детрита на основе запаса, породы, региона, полноты, возраста и бонитета. Также для оценки углерода в подросте и наземном покрове применяются формулы из таблиц хода роста (Швиденко и др., 2008).
Данные формулы предполагают нормальные, не нарушенные леса. В нарушенных лесах технология предполагает моделирование извлечения древесины (углерода) на рубках, перехода живых деревьев в сухостой и вывала сухостоя на гарях и в усыханиях, а также учет процесса лесовосстановления. Для определения нарушенности лесов используются карты рубок, усыханий и гарей, разработанные в ИКИ РАН.
Для оценки неопределенностей баланса углерода применяется метод Монте-Карло. Используются неопределенности входных параметров – запаса, полноты, лесистости, бонитета и возраста, а также неопределенности модельных параметров для коэффициентов BCEF. В соответствии с методом Монте-Карло, выполнение большого числа оценок (реализаций) баланса углерода с вариацией параметров позволяет получить набор оценок углерода, на основе которых могут быть вычислены значения неопределенности на уровне пиксела, лесничества, области или страны.
Представленная технология позволяет оценить баланс и динамику углерода лесов для всей территории России, построить карты запасов углерода с разбивкой по фракциям, и предоставить неопределенности данных оценок.
Исследования выполнены в рамках темы ГЗ "Методические подходы к оценке структурной организации и функционирования лесных экосистем", регистрационный номер НИОКТР 121121600118-8 при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №19-77-30015), с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа данных спутниковых наблюдений ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды (Лупян и др., 2019).