В этом году заработают 140 тестовых полигонов, к концу 2024 г. – 259, а к концу 2030 г. уже 1329 полигонов будут замерять потоки парниковых газов и запасы углерода в растительности и почвах. На основе полученных данных система мониторинга позволит управлять процессами, происходящими в лесах, сельскохозяйственных и водно-болотных угодьях в условиях меняющегося климата. В основе работы системы мониторинга – интеграция наземных измерений, данных дистанционного зондирования Земли и математического моделирования.

Согласно указу президента РФ от 4 ноября 2020 г. «О сокращении выбросов парниковых газов» необходимо обеспечить к 2030 г. сокращение выбросов до 70% относительно уровня 1990 г. «с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов и иных экосистем и при условии устойчивого и сбалансированного социально-экономического развития РФ». При этом стратегия социально-экономического развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г. предполагает рост поглощающей способности управляемых экосистем до 1200 млн т эквивалента углекислого газа в лесном хозяйстве.

Разработчиком системы мониторинга является консорциум «РИТМ углерода», в состав которого входят 18 научных центров и институтов Российской академии наук (РАН), два университета и Рослесинфорг (лесоучетное ведомство Федерального агентства лесного хозяйства). В настоящее время консорциум занят уточнением площади лесных и других наземных экосистем, а также всех иных исходных данных и коэффициентов, необходимых для расчетов динамики углеродного бюджета.

«Потоки парниковых газов измеряются круглогодично, запасы углерода в растительности и почвах оцениваются летом и осенью на полигонах и пробных площадях данной сети по единым методикам. Это важно для получения достоверной информации о параметрах цикла углерода, а также для обновления расчетных коэффициентов, которые используются в Национальном кадастре. Все методики разработаны участниками нашего консорциума и будут корректироваться по итогам экспедиционного сезона этого года», – рассказала координатор консорциума «РИТМ углерода», директор Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, член-корреспондент РАН Наталья Лукина.

В состав системы входят полигоны экстенсивного уровня и два типа полигонов интенсивного уровня. На полигонах экстенсивного уровня обеспечивается максимально полный охват всего разнообразия наземных экосистем. Наземные данные этих полигонов будут использоваться в комбинации со спутниковыми снимками высокого и среднего пространственного разрешения (30-230 м) для оценок динамики климатически активных веществ на национальном уровне.

На полигонах интенсивного уровня типа I детально изучаются характеристики растительности и почв, строятся модели пулов углерода с использованием спутниковых снимков высокого разрешения (1-30 м) и данных беспилотников (разрешение 5-20 см). Эти полигоны должны оценивать связи между данными наземных и спутниковых измерений разного уровня детальности. На полигонах интенсивного уровня типа II будут изучать баланс парниковых газов в разных экосистемах и собирать данные для построения климатических моделей, исследования там ведутся с использованием эколого-климатических автоматических станций.

«Эколого-климатические станции – это измерительные комплексы для непрерывной высокочастотной автоматической регистрации турбулентных потоков энергии и климатически активных веществ в приземном слое атмосферы. В основе работы станций заложен признанный во всем мире метод турбулентных пульсаций. Порядка 77% станций расположены на территориях южной и средней тайги, в основном в болотных и лесных экосистемах», – пояснила Лукина.

В 2023 г. в сеть мониторинга интенсивного уровня включены региональные и локальные сети наблюдений за потоками климатически активных веществ: в Красноярском крае (KrasFlux), в Якутии (SakhaFluxNet), в Тверской и Новгородской областях, в Республике Коми и в Ханты-Мансийском автономном округе (ХМАО). Такой мониторинг планируется поддерживать на 50 полигонах. К климатически активным веществам относятся углекислый газ (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), атмосферный аэрозоль, черный углерод, гексафторид серы (SF6), трифторметан (CHF3), дифторметан (CH2F2), пентафторэтан, тетрафторэтан, трифторэтан и другие газы.

Кроме того, на сегодняшний день в национальную систему мониторинга входят 120 полигонов экстенсивного уровня. Они расположены в 18 регионах. Это Тверская, Вологодская, Кировская, Тюменская, Свердловская, Омская, Иркутская, Архангельская, Курганская, Амурская, Томская области, Забайкальский, Хабаровский, Приморский край, Республика Коми, Башкирия, Бурятия и Якутия. Также четыре полигона интенсивного уровня типа I работают в Подмосковье, Карелии, Коми и ХМАО. А 16 полигонов интенсивного уровня типа II с установленными эколого-климатическими станциями расположены в Красноярском крае, Якутии, Тверской, Новгородской областях, а также в Коми и ХМАО.

Помимо сбора и оценки данных участники консорциума «РИТМ углерода» разрабатывают прогнозы поглощения парниковых газов разными типами наземных экосистем и развивают российскую систему учета углерода «Углерод-Э».

«Создание комплексной научно-обоснованной инфраструктуры учета, анализа и прогноза динамики климатически активных веществ поможет разрабатывать и принимать взвешенные управленческие решения в современных условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов. Данные единой национальной системы мониторинга станут основой для эффективного управления лесами, сельскохозяйственными и водно-болотными угодьями в условиях меняющегося климата», – прокомментировала Лукина.