Вторичное обводнение неиспользуемых осушенных торфяников и сокращение выбросов парниковых газов

Осушенные торфяники являются значительным источником поступления парниковых газов (ПГ) в атмосферу. В случае оставления пользователем, они становятся наиболее вероятными объектами торфяных пожаров. Эффективный путь сокращения эмиссии ПГ и предотвращения торфяных пожаров на неиспользуемых осушенных торфяниках – вторичное обводнение и заболачивание. Это может внести весомый вклад в реализацию Парижского соглашения по климату в рамках сектора “землепользование, изменение в землепользовании и лесное хозяйство” и, в конечном счете, в смягчение изменений климата. Представлен подход к оценке сокращения выбросов ПГ после вторичного обводнения, применимый для учета на национальном и региональном уровнях, а также для конкретных проектов обводнения. Он включает методику определения эффективно обводненных площадей, которые можно рассматривать как водно-болотные угодья, приложения к ним коэффициентов эмиссии ПГ, предлагаемых Межправительственной группой экспертов по изменению климата, а также оценку неопределенности. Подход был использован при включении с 2020 г. вторично обводненных торфяников в Национальный доклад Российской Федерации о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом. Представлена оценка сокращения выбросов ПГ на примере участка торфяника площадью 1.5 тыс. га программы обводнения пожароопасных торфяников в Московской области (2010– 2013 гг.). Сокращение выбросов CO2 составило накопительным итогом к 2022 г. 33.4 тыс. т (с учетом потоков закиси азота, выноса растворенного углерода и увеличения эмиссии CH4 – 20 тыс. т CO2-экв.) и по прогнозу достигнет почти 113 (68) тыс. т к 2050 г. Отмечены показатели сокращения выбросов ПГ, пока не включенные в рассмотрение, и возможные пути их учета в дальнейшем.

1. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 № 74-ФЗ.

2. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Цыганова О.П. и др. Болота и заболоченные земли России: попытка анализа пространственного распределения и разнообразия // Изв. РАН. Сер. геогр. 2005. № 5. С. 39–50.

3. Вомперский С.Э., Глухова Т.В., Смагина М.В., Ковалев А.Г. Условия и последствия пожаров в сосняках на осушенных болотах // Лесоведение. 2007. № 6. С. 35–44.

4. Глухова Т.В., Сирин А.А. Потери почвенного углерода при пожаре на осушенном лесном верховом болоте // Почвоведение. 2018. № 5. С. 580–588. https://doi.org/10.7868/S0032180X18050076

5. Медведева М.А., Возбранная А.Е., Барталев С.А., Сирин А.А. Оценка состояния заброшенных торфоразработок по многоспектральным спутниковым изображениям // Иссл. Земли косм. 2011. № 5. С. 80–88.

6. Медведева М.А., Возбранная А.Е., Сирин А.А., Маслов А.А. Возможности различных многоспектральных спутниковых данных для оценки состояния неиспользуемых пожароопасных и обводняемых торфоразработок // Иссл. Земли косм. 2017. № 3. С. 76–84. https://doi.org/10.7868/S0205961417020051

7. Медведева М.А., Возбранная А.Е., Сирин А.А., Маслов А.А. Возможности различных мультиспектральных космических данных для мониторинга неиспользуемых пожароопасных торфяников и эффективности их обводнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 16. № 2. С. 150–159. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-2-150-159

8. Медведева М.А., Макаров Д.А., Сирин А.А. Применимость различных спектральных индексов на основе спутниковых данных для оценки площадей торфяных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Т. 17. № 5. С. 157–166. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-5-157-166

9. Минаева Т.Ю., Сирин А.А. Биологическое разнообразие болот и изменение климата // Усп. соврем. биол. 2011. Т. 131. № 4. С. 393–406.

10. Национальный докл. о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990–2020 гг. М.: Росгидромет, 2022. Ч. 1. 468 с. https://unfccc.int/documents/461970

11. Перспективное использование выработанных торфяных болот: Монография / под общ. ред. В.В. Панова. Тверь: Изд-во “Триада”, 2013. 280 с.

12. Романовская А.А., Коротков В.Н., Смирнов Н.С. и др. Оценка вклада землепользования в антропогенную эмиссию парниковых газов на территории России в течение 2000–2011 гг. // Метеорол. гидрол. 2014. № 3. С. 5–18.

13. Сирин А.А. Болота и антропогенно-измененных торфяники: углерод, парниковые газы, изменение климата // Успехи современной биологии. 2022. Т. 142. № 6. С. 560–577. https://doi.org/10.31857/S0042132422060096

14. Сирин А.А., Суворов Г.Г. Эмиссия парниковых газов на торфоразработках в центре Европейской России // Метеорол. гидрол. 2022. № 3. С. 68–80. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2022-3-68-80

15. Сирин А.А., Минаева Т.Ю., Возбранная А.Е., Барталев С.А. Как избежать торфяных пожаров? // Наука в Рос. 2011. № 2. С. 13–21.

16. Сирин А.А., Суворов Г.Г., Чистотин М.В., Глаголев М.В. О значениях эмиссии метана из осушительных каналов // Динам. окр. среды глоб. измен. клим. 2012. Т. 3. № 2. С. 1–10.

17. Сирин А.А., Маслов А.А., Валяева Н.А. и др. Картографирование торфяных болот Московской области по данным космической съемки высокого разрешения // Лесоведение. 2014. № 5. С. 65–71.

18. Сирин А.А., Макаров Д.А., Гуммерт И. и др. Глубина прогорания торфа и потери углерода при лесном подземном пожаре // Лесоведение. 2019. № 5. С. 410–422. https://doi.org/10.1134/S0024114819050097

19. Сирин А.А., Медведева М.А., Иткин В.Ю. и др. Выявление торфяных пожаров для оценки эмиссии парниковых газов // Метеорол. гидрол. 2022. № 10. С. 33–45.

20. Сирин А.А., Медведева М.А., Макаров Д.А. и др. Мониторинг растительного покрова вторично обводненных торфяников Московской области // Вестн. СПбГУ. Науки о Земле. 2020. Т. 65. № 2. С. 314–336. https://doi.org/10.21638/spbu07.2020.206

21. Сирин А.А., Медведева М.А., Ильясов Д.В. и др. Обводненные торфяники в климатической отчетности Российской Федерации // Фунд. прикл. климатол. 2021. Т. 7. № 3. С. 84–112. https://doi.org/10.21513/2410-8758-2021-3-84-112

22. Сирин А.А., Суворов Г.Г. Эмиссия парниковых газов на торфоразработких в центре Европейской России // Метеорол. гидрол. 2022. № 3. С. 68–80. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2022-3-68-80

23. Суворов Г.Г., Чистотин М.В., Сирин А.А. Влияние растительности и режима увлажнения на эмиссию метана из осушенной торфяной почвы // Агрохимия. 2010. № 12. С. 37–45.

24. Суворов Г.Г., Чистотин М.В., Сирин А.А. Потери углерода при добыче торфа и сельскохозяйственном использовании осушенного торфяника в Московской области // Агрохимия. 2015. № 11. С. 51–62.

25. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации / ред. А.А. Сирин, Т.Ю. Минаева. М.: ГЕОС, 2001. 190 с.

26. Углеродные кредиты и заболачивание деградированных торфяников. Климат–Биоразнообразие– Землепользование / ред. Ф. Таннебергер, В. Вихтманн. Stuttgart: Schweizerbart Science Publ., 2011. 221 с.

27. Чистoтин М.В., Cиpин А.А., Дулов Л.Е. Сезонная динамика эмиссии углекислого газа и метана при осушении болота в Московской области для добычи торфа и сельскохозяйственного использования // Агрохимия. 2006. № 6. С. 54–62.

28. Чистотин М.В., Суворов Г.Г., Сирин А.А. Динамика эмиссии метана из осушенной торфяной почвы в зависимости от растительности и режима увлажнения (результаты вегетационного опыта) // Агрохимия. 2016. № 12. С. 20–33.

29. A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe / T. Minayeva, A. Sirin, O. Bragg (Eds.). Wageningen: Wetlands Int., 2009. 132 p.

30. Ahmad S., Liu H., Günther A. et al. Long-term rewetting of degraded peatlands restores hydrological buffer function // Sci. Total Environ. 2020. Vol. 749. P. 141571. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141571

31. Alekseychik P., Korrensalo A., Mammarella I. et al. Carbon balance of a Finnish bog: temporal variability and limiting factors based on 6 years of eddy-covariance data // Biogeosciences. 2021. № 18. P. 4681–4704. https://doi.org/10.5194/bg-18-4681-2021

32. Assessment on peatlands, biodiversity and climate change. Main report / F. Parish, A. Sirin, D. Charman et al. (Eds.). Kuala Lumpur: Global Environment Centre; Wageningen: Wetlands Int., 2008. 179 p.

33. Bonn A., Reed M., Evans C.D. et al. Investing in nature: developing ecosystem service markets for peatland restoration // Ecosyst. Serv. 2014. Vol. 9. P. 54–65. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2014.06.011

34. Couwenberg J., Michaelis D., Joosten H. et al. Assessing greenhouse gas emissions from peatlands using vegetation as a proxy // Hydrobiologia. 2011. Vol. 674. P. 67–89.

35. Escobar D., Belyazid S., Manzoni S. Back to the future: restoring northern drained forested peatlands for climate change mitigation // Front. Environ. Sci. 2022. Vol. 10. P. 834371. https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.834371

36. Frolking S., Roulet N.T. Holocene radiative forcing impact of northern peatland carbon accumulation and methane emissions // Glob. Change Biol. 2007. Vol. 13. № 5. P. 1079–1088. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2007.01339.x

37. Global Peatlands Assessment – The State of the World’s Peatlands: Evidence for action toward the conservation, restoration, and sustainable management of peatlands. Main Report. Nairobi: Global Peatlands Initiative. United Nations Environment Programme, 2022. 418 p. https://www.unep.org/resources/global-peatlands-assessment-2022

38. Granath G., Moore P., Lukenbach M., Waddington J.M. Mitigating wildfire carbon loss in managed northern peatlands through restoration // Sci Rep. 2016. № 6. P. 28498. https://doi.org/10.1038/srep28498

39. Günther A., Barthelmes A., Huth V. et al. Prompt rewetting of drained peatlands reduces climate warming despite methane emissions // Nat. Commun. 2020. Vol. 11. P. 1644. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15499-z

40. Huang X., Rein G. Downward spread of smouldering peat fire: The role of moisture, density and oxygen supply // Int. J. Wildland Fire. 2017. № 26. P. 907–918. https://doi.org/10.1071/WF16198

41. IPCC, 2000. IPCC 2000 Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories. Methodology Report / J. Penman, D. Kruger, I. Galbally, T. Hiraishi, B. Nyenzi, S. Emmanul, L. Buendia, R. Hoppaus, T. Martinsen, J. Meijer, K. Miwa, K. Tanabe (Eds.). Hayama: IGES Publ., 2000.

42. IPCC, 2003. Good Practice Guidance for Land Use, LandUse Change and Forestry. Methodology Report / J. Penman, M. Gytarsky, T. Hiraishi, T. Krug, D. Kruger, P. Riitta, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe, F. Wagner (Eds.). Hayama: IGES Publ., 2003.

43. IPCC, 2006. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme. Vol. 4. Agriculture, forestry and other land use / H.S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa et al. (Eds.). Hayama: IPCC, 2006. http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp

44. IPCC, 2014. 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands / T. Hiraishi, T. Krug, K. Tanabe (Eds.). Switzerland: IPCC, 2014.

45. IPCC, 2019. 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories / E. Calvo Buendia, K. Tanabe, A. Kranjc (Eds.). Switzerland: IPCC, 2019a.

46. IPCC, 2019. 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 et al. (Eds.). Switzerland: 2019б. https://www.ipcc.ch/srccl/

47. Jarašius L., Etzold J., Truus L. et al. Handbook for assessment of greenhouse gas emissions from peatlands. Applications of direct and indirect methods by LIFE Peat Restore. Vilnius: Lithuanian Fund for Nature, 2022. 201 p.

48. Joosten H., Sirin A., Couwenberg J. et al. The role of peatlands in climate regulation // Peatland restoration and ecosystem services: science, policy and practice / A. Bonn, T. Allott, M. Evans et al. (Eds.). Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2016. P. 63–76. https://doi.org/1017/CBO9781139177788.005

49. Laine J., Silvola J., Tolonen K. et al. Effect of water-level drawdown on global climatic warming: northern peatlands // Ambio. 1996. Vol. 25. № 3. P. 179–184.

50. Leifeld J., Menichetti L. The underappreciated potential of peatlands in global climate change mitigation strategies // Nat. Commun. 2018. Vol. 9. P. 1071. https://doi.org/10.1038/s41467-018-03406-6

51. Leifeld J., Wüst-Galley C., Page S. Intact and managed peatland soils as a source and sink of GHGs from 1850 to 2100 // Nat. Clim. Change. 2019. Vol. 9. P. 945–947. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0615-5

52. Minayeva T.Y., Bragg O.M., Sirin A.A. Towards ecosystembased restoration of peatland biodiversity // Mires and Peat. 2017. Vol. 19. P. 1–7. https://doi.org/10.19189/MaP.2013.OMB.150

53. Olofsson P., Foody G.M., Herold M. et al. Good practices for estimating area and assessing accuracy of land change // Remote Sens. Environ. 2014. № 148. P. 42–57. https://doi.org/10.1016/j.rse.2014.02.015

54. Päivänen J., Hanell B. Peatland ecology and forestry – a sound approach. Helsinki: Helsingin yliopiston metsätieteiden laitos, 2012. 267 p.

55. Peatlands and climate change / M. Strack (Ed.). Saarijaarvi: Saarijarven Offset Oy, 2008. 223 p.

56. Rydin H., Jeglum J. The biology of peatlands. 2nd edition. Oxford: Oxford Univ. Press, 2013. 382 p.

57. Sirin A., Laine J. Peatlands and Greenhouse Gases // Asesessment on Peatlands, Biodiversity and Climate Change. Main Report / F. Parish, A. Sirin, D. Charman (Eds.). Wageningen: Global Environ. Centre, Kuala Lumpur and Wetlands Int., 2008. P. 118–138.

58. Sirin A., Minayeva T., Yurkovskaya T. et al. Russian Federation (European Part) // Mires and peatlands of Europe: status, distribution and conservation / H. Joosten, F. Tanneberger, A. Moen (Eds.). Stuttgart: Schweizerbart Sci. Publ., 2017. P. 589–616. https://doi.org/10.1127/mireseurope/2017/0001-0049

59. Sirin A., Medvedeva M., Maslov A., Vozbrannaya A. Assessing the land and vegetation cover of abandoned fire hazardous and rewetted peatlands: comparing different multispectral satellite data // Land. 2018. Vol. 7. № 2. P. 71. https://doi.org/10.3390/land7020071

60. Sirin A.A., Medvedeva M.A., Makarov D.A. et al. 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) // Ecol. Engin. 2020. Vol. 158. P. 106044. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2020.106044

61. Sirin A., Maslov A., Makarov D. et al. Assessing Wood and soil carbon losses from a forest-peat fire in the boreonemoral zone // Forests. 2021a. Vol. 12. № 7. P. 880. https://doi.org/10.3390/f12070880

62. Sirin A., Medvedeva M., Minayeva T. et al. Addressing peatland rewetting in Russian Federation climate reporting // Land. 2021b. Vol. 10. P. 1200. https://doi.org/10.3390/land10111200

63. Sirin A., Medvedeva M. Remote sensing mapping of peatfire-burnt areas: identification among other wildfires // Remote Sens. 2022. Vol. 14. P. 194. https://doi.org/10.3390/rs14010194

64. Tanneberger F., Tegetmeyer C., Busse S. et al. The peatland map of Europe // Mires and Peat. 2017. Vol. 19. Art. 22. P. 1–17. https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.264

65. Tanneberger F., Joosten H., Moen A. et al. Mires in Europe – regional diversity, condition and protection // Diversity. 2021. Vol. 13. № 8. P. 381. https://doi.org/10.3390/d13080381

66. Tubiello F.N., Biancalani R., Salvatore M. et al. A worldwide assessment of greenhouse gas emissions from drained organic soils // Sustainability. 2016. № 8. Art. 371. P. 1–13. https://doi.org/10.3390/su8040371

67. Wilson D., Blain D., Couwenberg J. et al. Greenhouse gas emission factors associated with rewetting of organic soils // Mires and Peat. 2016. Vol. 17. P. 1–28. https://doi.org/10.19189/MaP.2016.OMB.222

68. Vozbrannaya A., Antipin V., Sirin A. After Wildfires and Rewetting: Results of 15+ Years’ Monitoring of Vegetation and Environmental Factors in Cutover Peatland // Diversity. 2023. Vol. 15. P. 3. https://doi.org/10.3390/d15010003