Одна из ведущих функций лесных экосистем – поглощение диоксида углерода – основного компонента парниковых газов, накопление которых приводит к повышению температуры атмосферы и изменению климатического режима с отягчающими последствиями во всех регионах планеты. В условиях растущего интереса к устойчивому управлению лесами оценка запаса углерода в лесных экосистемах приобретает важное значение. Для оценки углеродных потоков, баланса и моделирования обмена углеродом в лесных экосистемах необходимы данные накопления углерода в древесине, корнях, листве и почвах. Результаты такой оценки помогают понять, как лесные экосистемы поглощают, хранят и выбрасывают углерод, что важно для характеристики их роли в глобальном углеродном цикле. Для более понятного представления результатов, визуализации дифференциации данных в пространстве по углеродному запасу используется его картографическое отображение. Контурная основа которых проводится с учетом лесоустроительных материалов и корректируется на основе данных космической информации: систем дистанционного зондирования, таких как Landsat-8 и Sentinel-2. Подобное представление информации с использованием программного обеспечения GIS (географических информационных систем) позволяет получать дополнительные пространственные количественные характеристики.
Методика пространственного анализа содержания углерода разработана для исследования углеродных потоков и хранения углерода в лесных экосистемах.
Сценарий получения общего запаса углерода в лесных экосистемах следующий. На первом этапе составляются карты запаса углерода по биомассе древесины лесных экосистем на основе данных лесоустроительных показателей.
Изменение содержания углерода может быть связано с антропогенным воздействием на лесную растительность. Для учета этого фактора и получения прогнозных карт запаса углерода при восстановлении растительного покрова используется построение легенды на структурно-динамической основе. В этом варианте легенда к фито-экологической карте строится на базе сукцессионных рядов растительности. Такой структурно-динамический принцип составления легенды к карте позволяет построить на основе данной карты прогнозные. Подобный подход получения количественных показателей пространственно-временного характера приводит к получению количественных верифицированных данных для расчёта углеродного баланса в природных экосистемах, что является важным для оценки их вклада в глобальное углеродное регулирование.
На втором этапе, после получения данных по оценке массы мертвой древесины и органических остатков, строим карту общего углеродного запаса в лесных экосистемах. Для анализа общего углерода используется прием взятия образцов в границах каждого типа выдела на фитоэкологической карте, следуя репрезентативной выборке и пересчету показателей на единицу площади. Пробы отбираются из мест, в границах различных типов выделов, с повторностью в определенном типе растительности экосистемы, с учетом получения репрезентативных данных.
Полученные карты и данные о запасах углерода представляют ценную информацию для управления лесными ресурсами. Предложенный подход является инструментом для оценки запаса углерода как в настоящий момент, так и возможность дать прогноз на будущее, что предоставляет данные для разработки стратегий по управлению ресурсами, способствуя управлению углеродными потоками в различных экосистемах. Результаты подобного анализа позволяют разрабатывать эффективные меры по управлению и планированию лесными ресурсами для целей охраны окружающей среды.
Хорологическо-динамический подход к анализу запасов углерода в биомассе древостоя лесных экосистем демонстрируется на примере региона правобережья низовья реки Оредеж.
Пространственная организация запасов углерода представлена в картографическом варианте современного состояния и прогнозной модели.