Запаси вуглецю у лісах Лівобережного Лісостепу України за даними інтенсивного моніторингу

  • Volodymyr Pasternak Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького https://orcid.org/0000-0003-1346-1968
  • Tetiana Pyvovar Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького https://orcid.org/0000-0001-7250-8549
  • Volodymyr Yarotsky Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького
Ключові слова: фітомаса; мортмаса; вуглецеві пули; зміни запасів вуглецю; дубові насадження; соснові насадження; класи віку.

Анотація

Розглядаються питання запасів і динаміки вуглецю в різних вуглецевих пулах лісових насаджень Лівобережного Лісостепу України. Метою дослідження було оцінити запаси вуглецю та їхні зміни в основних пулах – фітомасі та мортмасі на ділянках інтенсивного моніторингу лісів. Для дослідження використано дані двох повторних спостережень на 19-ти постійних ділянках інтенсивного моніторингу лісів у Харківській і Сумській областях. Запаси і динаміка вуглецю в пулах фітомаси і мортмаси оцінено за допомогою конверсійного методу. Узагальнені значення запасів вуглецю в ґрунтах та підстилці за літературними даними включені до сумарної оцінки запасу вуглецю для дубових і соснових насаджень у віці 80-100 років. Дані представлено за класами віку.

Вивчення динаміки приросту і відпаду на ділянках моніторингу показало, що на баланс вуглецю впливають два процеси: біотичні пошкодження, що призводять до всихання та відпаду дерев, і часткове видалення мертвої деревини з деревостанів.

Встановлено, що середній запас вуглецю © у фітомасі дубових лісів становить 94,1 ± 10,5 тС·га-1; соснових – 93,4 ± 12,6 тС·га-1, у мортмасі дубових – 8,8 ± 3,8 тС·га-1; соснових – 5,3 ± 4,2 тС·га-1. У середньому в усій вибірці дубові насадження нагромаджують сумарно більший запас вуглецю у фітомасі та мортмасі (102,9 тС·га-1), ніж соснові (98,7 тС·га-1), що пов'язано з більшою представленістю стиглих і перестійних дубових насаджень. Однак, порівняння значень за класами віку показало, що соснові насадження загалом мають більші значення C у фітомасі, що пов'язано з більшою продуктивністю соснових деревостанів. Відзначено збільшення запасів вуглецю з віком. Найменший запас вуглецю визначений в інших листяних насадженнях (77,1 т С га -1).

Встановлено, що запас вуглецю у мортмасі у дубових лісах вищий, ніж у соснових, як в абсолютному, так і у відносному вираженні: у перших він становить 9,3% пулу фітомаси, тоді як у останніх – лише 5,7%.

У дубових і соснових лісах найбільшу річну зміну запасу C у фітомасі визначено у молодших насадженнях, і з віком цей показник зменшується, тоді як у мортмасі – збільшується. Стиглі і перестійні дубові насадження характеризуються негативним приростом фітомаси і позитивним – мортмаси.

Поєднання наших даних із літературними про запаси вуглецю в пулах підстилки та ґрунту (30-сантиметровому шарі) свідчить, що у віці 81-100 років дубові ліси є більш ефективними нагромаджувачами вуглецю, ніж соснові (загальний запас вуглецю в чотирьох основних пулах становить 191,7 т C га-1 для дубових лісів і 175,4 т C га-1 для соснових). Частка вуглецю у фітомасі переважає серед інших пулів (50,3% у дубових лісах і 57,6% у соснових), за нею йде пул ґрунтів (45,9 і 29,0% відповідно).

Впровадження Національної інвентаризації лісів забезпечить первинними даними для оцінювання запасів вуглецю і його динаміки для пулів фітомаси та мортмаси. Однак, для оцінювання пулів ґрунтів і підстилки, які відіграють важливу роль у кругообігу вуглецю в лісових екосистемах, необхідний моніторинг лісових ґрунтів.

Посилання

Alemu, B. (2014). The Role of Forest and Soil Carbon Sequestrations on Climate Change Mitigation. Journal of Environment and Earth Science, 4 (13), 98-111. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/324844908_The_Role_of_Forest_and_Soil_Carbon_Sequestrations_on_Climate_Change_Mitigation
Alioshkina, U., Zhovtenko, A., Vyshenska, I., Rasevych, V., Gavrylov, S., & Tkachova, A. (2011). Carbon accumulation by forest ecosystems (by the example of “Foresters” reserve, Kyiv). NaUKMA Research Papers. “Biology and ecology”. Vol. 119, 52-55 (in Ukrainian).
Balyuk, S., Medvedyev, V., Kucher, A., Solovey, V., Levin, A., & Kolmaz, Yu. (2017). Control over organic carbon of soil in the context of safety and climate fluctuation. Bulletin of agrarian science, 95 (9), 11-18. Retrieved from https://agrovisnyk.com/pdf/en_2017_09_02.pdf
Bilous, A., Matsala, M., Radchenko, V., Matiashuk, R., Boyko, S., & Bilous S. (2019). Coarse woody debris in mature oak stands of Ukraine: carbon stock and decomposition features. Forestry Ideas, 25 (1), 196-219. Retrieved from http://oaji.net/articles/2020/6191-1577991276.pdf
Bilous, A., Myroniuk, V., Holiaka, D., Bilous, S., See, L., & Schepaschenko, D. (2017). Mapping growing stock volume and forest live biomass: a case study of the Polissya region of Ukraine. Environmental Research Letters, 12 (10). https://doi.org/10.1088/1748-9326/aa8352
Bilous, A. M., & Kotlyarevska, U. M. (2017). The biomass structure of alder plantations of Ukrainian Polissya. Scientific bulletin of Ukrainian National Forestry University, 27 (9), 14-18. https://doi.org/10.15421/40270902 (in Ukrainian).
Buksha, I. F., Raspopina, S. P., & Pasternak, V. P. (2012). Carbon stock in soil and litter in forest monitoring plots. Forestry & Forest melioration, 120, 106-112. Retrieved from http://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/issue/view/13/120-pdf (in Ukrainian).
Buksha, I. F., Butrim, O. V., & Pasternak, V. P. (2008). Inventory of greenhouse gases in the land use and forestry sectors. Kharkiv: KhNAU (in Ukrainian).
Cienciala, E., Seufert, G., Blujdea, V., Grassi, G., & Exnerová, Z. (2010). Harmonized Methods for Assessing Carbon Sequestration in European Forests. Results of the Project “Study under EEC 2152/2003 Forest Focus regulation on developing harmonized methods for assessing carbon sequestration in European forests”. JRC-IES Italy, EUR 24300 EN – 2010 Retrieved from https://ec.europa.eu/jrc/en/publication/eur-scientific-and-technical-research-reports/harmonized-methods-assessing-carbon-sequestration-european-forests
Cosmoa, L. Di, Gasparinia, P., Palettoa, A., & Nocettib, M. (2013). Deadwood basic density values for national-level carbon stock estimates in Italy Forest. Ecology and Management, 295, 51-58. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2013.01.010
Filipchuk, A. N., Malysheva, N. V. Moiseev, V. V., & Strahov, V. V. (2016). Analytical overview of methodologies calculating missions and absorption of greenhouse gases by forests from the atmosphere. Forestry information, 3, 36-85. Retrieved from http://lhi.vniilm.ru/PDF/2016/3/LHI_2016_03-04-Filipchuk.pdf (in Russian).
IPCC (2014). Revised Supplementary Methods and Good Practice Guidance Arising from the Kyoto Protocol, Hiraishi, T., Krug, T., Tanabe, K., Srivastava, N., Baasansuren, J., Fukuda, M. and Troxler, T.G. (eds). Published: IPCC, Switzerland. Retrieved from https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/kpsg/index.html.
Jandl, R., Bauhus, J., Bolte, A., Schindlbacher, A. & Schüler, S. (2015). Effect of Climate-adapted forest management on carbon pools and greenhouse gas emissions. Current forestry report 1, 1-7. https://doi.org/10.1007/s40725-015-0006-8
Ķēniņa, L., Jaunslaviete, I., Liepa, L., Zute, D., & Jansons, Ā. (2019). Carbon pools in old-growth Scots pine stands in Hemiboreal Latvia. Forests, 10 (10), 911. https://doi.org/10.3390/f10100911
Lakyda, P., Vasylyshyn, R., Lashenko, A., & Terentiev, A. (2011). Standards of evaluation of components of aboveground trees biomass of trees of the main forest-forming species of Ukraine. Kyiv: ECO-inform (in Ukrainian).
Lakyda, P., Bilous, A., Shvidenko, A., Myroniuk, V., Matsala, V., Vasylyshin, R. ... Lakyda, I. (2018). Ecosystem services of Ukrainian forests: a case study for Polissya region. Kyiv: National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.
Manual on methods and criteria for harmonized sampling, assessment, monitoring and analysis of the effects of air pollution on forests. (2016). UNECE ICP Forests Programme Co-ordinating Centre (ed.). Thünen Institute of Forest Ecosystems, Eberswalde, Germany. Retrieved from http://www.icp-forests.net/page/icp-forests-manual
Meshkova, V., & Davydenko, K. (2016). Verticillium wilt on Norway maple (Acer platanoides L.) in the East of Ukraine. Proceedings of the Forestry Academy of Sciences of Ukraine. 14, 174-179. Retrieved from http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nplanu_2016_14_27.
Ostapenko, B. F., & Tkach, V. P. (2002). Forest typology: Tutorial. Kharkiv: Kharkiv State Agrarian University (in Ukrainian).
Paris agreement. (2015). United Nations. 25 p. Retrieved from https://unfccc.int/files/essential_background/convention/application/pdf/english_paris_agreement.pdf
Pregitzer, K. S., & Euskirchen, E. S. (2004). Carbon cycling and storage in world forests: biome patterns related to forest age. Global Change Biology, 10 (12), 2052-2077. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2004.00866.x
Shpakivska, І. M. & Maryskevych, О. G. (2009). Estimation the reserves of organic carbon in the forest ecosystems of Eastern Beskydy. Forestry & forest melioration, 115, 176-180 (in Ukrainian).
Shvidenko, A. Z., Schepaschenko, D. G., Nilsson, S., & Buluy, Yu. I. (2008). Tables and models of growth and productivity of forests of major forest forming species of Northern Eurasia (standard and reference materials) (2nd ed.). Moscow: Russian Federal Forestry Agency (in Russian).
Shvidenko, A., Buksha, I., Krakovska, S., & Lakyda, P. (2017). Vulnerability of Ukrainian forests to climate change. Sustainability, 9 (7), 1152. https://doi.org/10.3390/su9071152
Shvidenko, A., Lakyda, P., Schepaschenko, D., Vasylyshyn, R., & Marchuk, Yu. (2014). Carbon, climate, and land-use in Ukraine: Forest sector: A monograph. Korsun-Shevchenkivskyi: FOP Gavrishenko V.M. (in Ukrainian).
Strochynsʹkyy, A. A. & Kashpor, S. M. (Ed.) (2013). Forest inventory handbook. Korsun-Shevchenkivsky: publisher Maidachenko (in Ukrainian).
Taylor, A. R., Seedre, M., Brassard, B. W., & Chen, H. Y. H. (2014). Decline in net ecosystem productivity following canopy transition to late-succession forests. Ecosystems, 17, 778-791. https://doi.org/10.1007/s10021-014-9759-3
Tokar, O. (2015). Information technology for studying carbon sink in forest ecosystems. (Thesis for Ph.D degree. Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine) (in Ukrainian).
Wang, G., Oyana T., Zhang, M., Adu-Prah, S., Zeng, S., Lin H., & Se J. (2009). Mapping and spatial uncertainty analysis of forest vegetation carbon by combining national forest inventory data and satellite images. Forest Ecology and Management. 258 (7), 1275-1283. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2009.06.056
Yarotskiy, V. Yu., Pasternak, V. P., & Nazarenko, V. V. (2019a). Deadwood in the oak forests of the Left Bank Forest steppe of Ukraine. Folia Forestalia Polonica, Series A. Forestry. 61 (4), 247-254. https://doi.org/10.2478/ffp-2019-0024
Yarotskiy, V. Yu., Pasternak, V. P., & Nazarenko, V. V. (2019b). Phytomass and mortmass assessment in pine Forests of Left-bank Forest Steppe of Ukraine. Silva Balcanica. 20 (2), 63-71. https://silvabalcanica.files.wordpress.com/2020/03/sb_202_2019_6.pdf
Zamolodchikov, D. (2011). Carbon stock assessment and forecasting systems in forest ecosystems. Sustainable forest management. 4 (29), 15-22. Retrieved from https://wwf.ru/upload/iblock/fb8/04-_17_.pdf (In Russian).
Опубліковано
2020-06-04
Розділ
ЛІСОВА ТАКСАЦІЯ ТА ЛІСОВПОРЯДКУВАННЯ