На наших глазах

Как создается карбоновый полигон


2021 год

Февраль. Минобрнауки России запустило пилотный проект по созданию на площади регионов России карбоновых полигонов для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса.

Напомним, полигон — это территория с уникальной экосистемой для разработки и испытаний технологий дистанционного и наземного контроля эмиссии парниковых газов и других значимых для изменения климата параметров на лесных территориях и сельскохозяйственных землях. Правительством РФ был утвержден план создания государственных карбоновых ферм. Кемеровская область тогда не вошла в число пилотных региональных проектов, которые, с поддержкой федерального центра, должны были стартовать первыми.

Июнь. По инициативе Кеме­ров­ского государственного университета при поддержке правительства Кузбасса и индустриальных партнеров в регионе стартовал проект «Оценка углеродоемкости экономики и бюджета углерода лесов Кемеровской области — Кузбасса и перспектив организации карбоновых полигонов на охраняемых природных территориях регионального значения».

В ходе его реализации планируется оценить углеродоемкость экономики Кузбасса, углеродоемкость продукции отдельных отраслей и разработать рекомендации для индустриальных партнеров по созданию карбоновых полигонов в соответствии с требованиями российских и международных правил.

 

Сентябрь. «СДС-уголь» выразил намерение построить первый в Кемеровской области карбоновый полигон для мониторинга выбросов парниковых газов.

Под полигоны «СДС-уголь» хочет выделить три участка земли общей площадью две тысячи га., проект оценивается в 200-300 миллионов рублей.

Октябрь. Образован научно-производственный консорциум «Карбоновый полигон «Кузбасс». Разработкой и внедрением технологий для улучшения состояния окружающей среды и сокращения выбросов парниковых газов теперь занимаются ученые и студенты Кузбасского государственного технического университета (КузГТУ), специалисты НОЦ «Кузбасс» и работники крупнейших промышленных предприятий: АО ХК «Сибирский Деловой Союз», АО ХК «СДС-Уголь», АО «Черниговец», КАО «Азот» и других.

Площадки полигона планируется разместить как на промышленных, так и на природных территориях, чтобы комплексно изучать выбросы парниковых газов и технологии их поглощения.

Ноябрь. Известные кузбасские ученые — Владимир Уфимцев, д.б.н., заведующий лабораторией «Рекультивации и биомониторинга» Кузбасского ботанического сада Института экологии человека Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, и Андрей Куприянов, д.б.н., профессор, главный научный сотрудник Кузбасского ботанического сада, представляют концепцию «Карбоновые фермы — отвалы угольных предприятий Кузбасса».

«Для восполнения потерь углерододепонирующей функции естественных лесных экосистем региона и уменьшения углеродного следа в результате разработки месторождений каменного угля лесовосстановление в Кемеровской области должно проводиться на площади не менее 9 тысяч га ежегодно при активном вовлечении отвалов вскрышных пород угольной промышленности.

Для повышения углерододепонирующей способности лесных насаждений на участках лесной рекультивации следует отдавать предпочтение многоярусным природоподобным сообществам с существенной долей хвойных деревьев 1-й и 2-й величины — лесоэкологического направления или сосновым насаждениям лесохозяйственного назначения», — резюмируется в качестве заключения.

2024 год

Январь. Министерство науки и высшего образования РФ одобрило проект карбонового полигона «Кузбасс» в Кемеровской области.

— Здесь будет организована современная научно-образовательная инфраструктура для разработки и испытаний технологий мониторинга баланса климатически активных газов в лесных экосистемах на основе автоматизированного сбора, хранения, анализа и математической обработки мультимодальных данных с использованием цифровых платформ. Будут отработаны механизмы депонирования углекислого газа, организована подготовка кадров для промышленности Кузбасса, — отметили в Минобре РФ.

— В качестве объектов исследования выбраны коренные пихтовые леса и сосновые лесопосадки на отвалах горных пород разного возраста, — пояснил тогда Юрий Манаков, д.б.н., руководитель проекта. — Низкогорная черневая тайга в Кемеровской области — явление уникальное. Это связано с расположением главных горных систем Кузнецкого Алатау, Горной Шории и Салаирского кряжа, создающих благоприятный режим увлажнения для таежных экосистем. Другой объект исследований — нарушенные территории с участками лесной рекультивации. В каждом случае нужно определить газовый баланс и способность природных и регенерационных лесов обеспечивать сохранение углерода в биомассе и почве. Эта информация необходима для создания лесоклиматических проектов на поверхности отвалов и на зональных почвах.

Май. Согласно плану работ по программе карбонового полигона «КарбоПромКузбасс» состоялся выезд сборного научного отряда в составе специалистов из организаций, подписавших соглашение об эколого-климатическом консорциуме.

После рекогносцировки таежной местности по заранее определенным координатам выбрана площадка для изучения пулов углерода, а в перспективе для установки станции вихревых пульсаций. Сотрудники КузГТУ провели воздушную съемку местности с использованием БПЛА DJI Matrix 300, оснащенного лидаром для трехмерной съемки древостоев.

Предстояло определить местонахождение дополнительных постоянных мониторинговых площадок со сходным видовым составом деревьев, провести геоботанические исследования, определить преобладающие типы почв и их свойства, сезонную эмиссию СО2 из почвы, а также экологические показатели экосистемы. Полученные данные передаются в информационную систему технологического партнера консорциума — ФИЦ ИВТ (Кемеровский филиал).

Основная задача федеральной сети карбополигонов — оценка поглотительной способности экосистем России. Для Кузбасса характерными и малонарушенными экосистемами являются черневые леса, занимающие 2/3 территории региона.

На площадке, выбранной для исследования, возраст наиболее крупных деревьев оценивается примерно в 300 лет, их высота составляет 32 метра. Это является признаком долговременного развития экосистемы без вмешательства человека. Флористический состав лесных ярусов насчитывает более 30 видов, что характерно в начале вегетативного сезона. На площадке проведены предварительные почвенные исследования. Камерным способом определены параметры почвенного дыхания. Отобраны почвенные образцы на содержание органического углерода и азота.

Сентябрь. Коллектив ученых провел замеры растительной биомассы на территории карбонового полигона «КарбоПромКузбасс».

Научные сотрудники Института почвоведения и агрохимии СО РАН, ФИЦ информационных и вычислительных технологий (Кемеровский филиал) и КузГТУ изучили почвенные условия черневой тайги в пределах мониторинговой площадки: собрали растительные и почвенные пробы, измерили концентрацию углекислого газа в почве.

За два дня исследований на полигоне «КарбоПромКузбасс» научный коллектив собрал 50 растительных и 30 почвенных проб, сделал описание двух почвенных разрезов и провел измерения эмиссии углекислого газа в условиях максимального развития таежной экосистемы. «Костяк» коллектива составили почвоведы под руководством Владимира Андроханова, д.б.н., директора ИПА СО РАН. Инструментальными методами определения эмиссии углекислого газа из почв таежных экосистем — «почвенного дыхания» — занимался Александр Чумбаев, к.б.н., заместитель директора ИПА СО РАН.

Мониторинг на карбоновом полигоне проводится на пяти постоянных пробных площадках (ППП) общей площадью 12500 кв.м. На каждой ППП — десять учетных площадок. Растительные пробы надземной фитомассы отбирают последовательно — кустарнички и травянистые растения, моховой покров, подстилка (органические остатки на разной стадии разложения). Каждый компонент помещается в отдельный мешок, в который вкладывают этикетку с указанием точного места отбора пробы. Вес биологического материала с одной учетной площадки может достигать пяти килограмм, так как слой накопившейся органики в коренных пихтовых лесах зачастую достигает 20 см.

Почвоведы отобрали пробы для анализа содержания углерода и питательных веществ, а также описали почвенные горизонты, для этого на смежных участках рядом с ППП выкопали два почвенных разреза глубиной два метра. Для определения эмиссии углекислого газа из почв таежных экосистем ученые использовали новый прибор EGM-5 от PP System — специальные камеры прибора помещаются в почву, закрываются крышкой с трубкой, через которую прокачивается газ из камеры к датчику через фиксированные промежутки времени. В осенние месяцы исследования на карбополигоне будут продолжены.

Октябрь. На Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Рекультивация нарушенных земель: технологии, эффективность и биоразнообразие» представлен доклад «Горно-таежная и лесостепная растительность Кемеровской области для карбоновых ферм» ученых и студентов СибГИУ.

«Несмотря на лесное богатство, эмиссия углерода в Кузбассе преобладает над депонированием. Для выравнивания углеродного баланса требуется увеличение доли молодых насаждений в общей структуре лесного фонда, — считают авторы. — В результате это будут карбоновые фермы с неприхотливыми травянистыми культурами, которые смогут поглощать углекислый газ и выделять кислород.

Выбирая местную растительность для карбоновых ферм, мы сможем не только поглощать углекислый газ и выделять кислород, но и поддерживать естественную экосистему. Развитие карбоновых полигонов и ферм будет переносить положительный эффект на многие отрасли и виды экономической деятельности».

Подготовил Леонид АЛЕКСЕЕВ