Карбоновый полигон «БиоКарбон»

Описание участков

Участки лесоклиматических исследований ЦБС СО РАН - 848 га

Участок представляет фрагмент ландшафта зональных травяных березовых лесов Западной Сибири на дренированных возвышенных равнинах, характеризуется разнообразной растительностью, в соответствии с расчлененным рельефом.

Структура и типы растительности

Небольшие плоские участки водораздельного плато со слабоволнистым рельефом покрыты осиново-березовыми снытевыми лесами. Чистые березовые насаждения встречаются нечасто. В подросте постоянно присутствует осина, в то время как сосна и береза встречаются единично.

Кустарниковый ярус негустой, его сомкнутость обычно не превышает 10%. Наиболее часто встречаются черемуха (Padus avium), рябина (Sorbus sibirica), калина (Viburnum opulus), ива козья (Salix caprea).

Травостой пышный, достаточно однородный. Основу травостоя составляют сныть (Aegopodium podagraria) и папоротник-орляк (Pteridium aquilinum). Виды сибирского высокотравья постоянны, но необильны. На выпуклых участках световых склонов основным доминантом травостоя становится осока большехвостая.

Типы почв

Для участка характерны следующие типы почв:

• чернозем выщелоченный среднемощный тяжело суглинистый (5-6% гумуса, рН 5,5);
• чернозем выщелоченный среднемощный суглинистый (6% гумуса, рН 5,5);
• темно-серые оподзоленные среднемощные тяжело суглинистые вблизи береговой линии (5% гумуса, рН 5);
• чернозем выщелоченный маломощный суглинистый (6% гумуса, рН 5,3);
• серая оподзоленная среднемощная среднесуглинистая (5% гумуса, рН 5,3);
• чернозем оподзоленный среднемощный глинистый (5% гумуса, рН 4,5);
• темно-серые среднеоподзоленные среднемощные тяжело суглинистые (5% гумуса, рН 5,2);
• чернозем оподзоленный маломощный глинистый (6% гумуса, рН 5,5);
• дерново-подзолисто-глеевые среднемощные (5% гумуса, рН 5,0).

Участок естественного соснового леса (Экспериментальный Пироговский лес) - 160 га

Участок представлен типичным ландшафтом Приобских сосновых лесов на древнем дюнном рельефе.

Структура и типы растительности

Растительность участка довольно однородна и представлена сосновыми лесами с кустарничково-травяным покровом. Древостои практически чисто сосновые с небольшой (не более двух единиц состава) примесью березы повислой.

Подлесок варьирует от единичных кустов на вершинах дюн до развитого кустарникового яруса, создающего от 30 до 60% покрытия на склонах и в междюнных понижениях. Видовой состав кустарников довольно разнообразен (до 12 видов). Наибольшим обилием в отдельных сообществах отличается карагана древовидная (Caragana arborescens) и, реже, крушина ломкая (Frangula alnus).

В соответствии с элементами мезорельефа, мозаика растительного покрова представлена тремя основными элементами: практически мертвопокровными редкотравными участками на гребнях дюн, кустарничково-травяными лесами с обилием брусники по склонам и лесами с доминированием черники в междюнных понижениях. Основными доминантами травяно-кустарничкового яруса выступают брусника, осока большехвостая и коротконожка перистая.

Характерной чертой этих лесов является постоянное присутствие напочвенных бореальных мхов (Dicranum polysetum, Pleurozium schreberi, Ptilium crista-castrensis, Rhytidiadelphus triquetrus). Покрытие почвы мхами в некоторых сообществах достигает 60%.

Типы почв

Для участка характерны следующие типы почв:

• чернозем выщелоченный среднемощный тяжело суглинистый (5-6% гумуса, рН 5,5);
• чернозем выщелоченный среднемощный суглинистый (6% гумуса, рН 5,5);
• темно-серые оподзоленные среднемощные тяжело суглинистые вблизи береговой линии (5% гумуса, рН 5);
• чернозем выщелоченный маломощный суглинистый (6% гумуса, рН 5,3);
• серая оподзоленная среднемощная среднесуглинистая (5% гумуса, рН 5,3);
• чернозем оподзоленный среднемощный глинистый (5% гумуса, рН 4,5);
• темно-серые среднеоподзоленные среднемощные тяжело суглинистые (5% гумуса, рН 5,2);
• чернозем оподзоленный маломощный глинистый (6% гумуса, рН 5,5);
• дерново-подзолистое-глеевые среднемощная (5% гумуса, рН 5,0).

Научно - исследовательские работы

Экосистемы травяных сосновых и мелколиственных лесов как регуляторы азотного и углеродного баланса в лесостепном ландшафте Западной Сибири

Срок реализации: 2021-2023 гг.

Ожидаемые результаты

С использованием автоматических датчиков температуры, влажности, скорости ветра и мощности снежного покрова будут получены основные климатические параметры под пологом различных типов леса. Путем сравнения с данными метеостанций гидрометеослужбы оценено средообразующее воздействие леса на климат. Интерпретация данных измерений на региональном уровне с использованием спутниковых данных высокого разрешения позволит создать климатическую картину региона с учетом особенностей рельефа и растительного покрова. Ожидается, что такая модель будет существенно отличаться от оценочных показателей климата территории, имеющихся в настоящее время.

С помощью современного приборного оборудования будут измерены потоки парниковых газов (CO2, H2O, CH4, N2O) как для экосистемы в целом, так и для отдельных ее компонентов, что позволит выявить вклад различных структурных элементов экосистемы в общий газообмен и, таким образом, подойти к оптимизации эмиссии и поглощения газов системой.

Будут рассмотрены все составляющие продукционного процесса в надземной и подземной сферах, оценен общий запас углерода в экосистеме, скорость и сезонность его секвестирования/эмиссии, а также вынос углерода в подземной сфере за пределы экосистемы.

Исследование состава и структуры автотрофных синузий позволит выявить основные функциональные типы автотрофов, связать показатели биоразнообразия и продуктивности экосистемы.

Обоснование эффективных направлений и выбор механизмов реализации лесоклиматических проектов в Сибири.

Срок реализации: 2021-2023 гг.

Ожидаемые результаты

В результате выполнения проекта будут разработаны новые методические подходы к оценке эффективности реализации климатических проектов в Сибири. В рамках проекта предполагается получить результаты по нескольким блокам. В частности, на основе углублённого исследования особенностей отраслевой структуры экономики Новосибирской области планируется получить количественную оценку углеродоёмкости экономики регионов России, сопоставить её с мировым уровнем, а также проверить на межрегиональную конвергенцию. Это позволит определить ключевых источников выбросов парниковых газов и районировать территорию региона по уровню экономической активности и промышленного потенциала. Также предполагается провести анализ предприятий области по уровню промышленных выбросов углерода в атмосферу для локализации «проблемных» зон, что даст возможность оценить уровень спроса на углеродные единицы лесоклиматического проекта и прогнозировать его производственный потенциал. Подготовка доклада о структуре экономики НСО с точки зрения углеродоемкости.

Второй блок исследований будет ориентирован на разработку методики технико-экономического анализа организации карбоновой фермы, который будет включать этап построения организационной схемы реализации проекта, этап прогнозирования основных производственных, инвестиционных, ценовых, финансово-экономических показателей, а также этап оценки инвестиционной привлекательности и общественной значимости. Это позволит получить количественную оценку экономической целесообразности организации карбоновой фермы в Новосибирской области, а также разработать системы критериев оценивания мультипликативного эффекта на социальную сферу и смежные отрасли экономики региона. Планируется провести анализ российского и мирового опыта реализации климатических проектов, что поможет гармонизировать процесс создания карбоновой фермы в Новосибирской области с мировыми трендами. Важные результаты планируется получить в результате исследования агротехнических, климатических и географических предпосылок и рисков организации карбоновой фермы в Новосибирской области. Это поможет скорректировать план реализации проекта, сопоставить его с возможностями региона и организатора проекта.

В рамках третьего блока проекта планируется разработать методические рекомендации по развитию климатических проектов в Сибири с учётом опыта Новосибирской области. Рекомендации будут способствовать совершенствованию законодательной и нормативно-правовой базы реализации климатических проектов в России с учётом региональной специфики. Планируется разработать методики расчёта цены на углеродные единицы карбоновой фермы с учётом мировой практики, что сформирует периметр рынка обращения углеродных единиц на региональном уровне. На уровне отдельных компаний ожидается разработка методов исследования и оценки углеродного следа, что будет способствовать гармонизации интересов региона и компаний в достижении целей климатической политики страны в целом. Планируется подготовить методические рекомендации по обращению углеродных единиц на территории Новосибирской области.

Таким образом в рамках проекта предполагается создать ряд новых методических подходов и алгоритмов, позволяющих научно обосновать эффективные направления и осуществить выбор механизмов реализации лесоклиматических проектов в Сибири для минимизации затрат и рисков по выполнению взятых Россией международных обязательств.

Образовательная составляющая программы

1. Разработка новой магистерской междисциплинарной программы климатической направленности «Юрист в сфере экологического права»

Год разработки и внедрения: 2022 г.

2. Модернизация образовательных программ геолого-геофизического факультета в части технологий декарбонизации нефтегазового сектора.

Год разработки и внедрения: 2022 г.

3. Модернизация образовательных программ экономического факультета в части «зеленой экономики».

Год разработки и внедрения: 2022 г.

4. Программы дополнительного образования в области математических моделей климата.

Год разработки и внедрения: 2022 г.

5. Ежегодные образовательные проекты экологической направленности в рамках Большой математической мастерской центра мирового уровня «Математический центр в Академгородке»

Год разработки и внедрения: 2021-2022 гг.

Сроки проведения мероприятия: ежегодно, июль – август, проектный модуль длительностью 4 недели.

6. Проведение ежегодных выездных летних школ СУНЦ НГУ

Сроки проведения мероприятия: ежегодно, август.

Формат мероприятия: проведение мастер-классов ведущих российских и зарубежных исследователей и организация просветительских мероприятий для молодых ученых по направлениям: климатология, экология, биотехнологии, математическое моделирование, экономика, юриспруденция.

Международная интеграция деятельности карбонового полигона

1. Привлечение зарубежных научных организаций и специалистов с целью использования их компетенций для проектов карбонового полигона и развития международного сотрудничества:

Prof. Dr. Andreas Richter, Центр микробиологии и наук об окружающей среде, Университет Вены (Австрия)

Prof. Dr. Georg Gugenberger, Институт почвоведения, Университет Лейбница, Ганновер (Германия)

Prof. Dr. Christian Knoblauch, Институт почвоведения, Университет Гамбурга, Гамбург (Германия).

2. Представление научных докладов на международных конференциях по тематике лесоклиматических проектов, в том числе на «International Conference on Forests for Biodiversity and Climate», «International Conference on Climate Change and Forest Farming», «The 10th World Sustainability Forum».

3. Организация и проведение международного семинара «Международная сертификация лесоклиматических проектов».

Сроки проведения мероприятия: июль 2022 года.

4. Проведение стажировок сотрудников в ведущих научных центрах по мониторингу климатически активных газов, по проблемам экономики, климатологии, математического моделирования, экологического предпринимательства.

Место проведение стажировок: Польша, Китай, Финляндия, Германия.

5. Получение сертификата стандарта Verified Carbon Standard (VCS) для лесоклиматического проекта.