Результаты деятельности полигона "Чашниково" в 2022 году

Результаты деятельности полигона "Чашниково" за 2022 г.

Цель создания карбонового полигона «Чашниково» - разработка низкоуглеродных стратегий природопользования, лесовосстановительных и агрономических технологий, направленных на долгосрочное депонирование атмосферного углерода в лесных, пойменных и аграрных ландшафтах южной тайги Европейской территории России. Для достижения этих целей в 2022 году выполнялись несколько задач:

Была организована система инструментального круглогодичного мониторинга газообмена в системе почва-растения-атмосфера на основе учета эмиссии парниковых газов, динамики биомассы различных растительных сообществ и показателей углеродного состояния почвы;
Была разработана и проверена методология 6aлaнcoвoй количественной оценки и мониторинга углеродного бюджета природных и aнтpoпoгeннo-пpeo6paзoвaнныx ландшафтов с анализом пространственной и сезонной динамики потенциала секвестрирования углерода;
Были разработаны сопряженные динамические модели для детализированной оценки тенденций долгосрочных изменений запасов углерода при различных сценариях природопользования и их ГИC- интерполяция с использованием данных дистанционного зондирования поверхности.

За 2022 г. в рамках работ на полигоне "Чашниково" были проведены работы по организации инструментального мониторинга круглогодичного мониторинга, реализации образовательных программ и реализации прототипа природно-климатического проекта.

Прототип климатического проекта "Чашниково - лес"

Основными задачами проекта стали разработка и проверка методологии бaлaнcoвoй количественной оценки и мониторинга углеродного бюджeтa природных и aнтpoпoгeннo‐пpeoбpaзoвaнныx ландшафтов с анализом пространственной и сезонной динамики потенциала секвестрирования углерода. Оценочный объем поглощенного углерода составляет до 2 т. CO2 в год на гектар.

Площадь проекта составляет 1 гектар под лесовосстановление и 1 гектар под контроль. Под разведение сеянцев в питомнике отведен участок площадью 1 сотка.

По базовому сценарию участок ельника утратил свою структуру после нашествия короеда‐типографа, в результате чего происходит усыхание пород. В последующие годы прошла серия ветровалов. В настоящее время осуществляется вторичная сукцессия.

По проектному сценарию на участке производится лесовосстановление (порода - ель обыкновенная). При этом территория находится в зоне южной тайги, для которой ель обыкновенная является характерной породой.

Для осуществления проектного сценария производятся специальные работы. Был проведен выбор участка площадью 1 га в лесном массиве для лесовосстановления, также близлежащего участка площадью 1 га для контроля. На 1‐2 террасе реки Клязьма. Находясь в зоне южной тайги, выбирается участок, занятый преимущественно елью обыкновенной Было проведено геоботаническое описание, анализ основных почвенных и климатических показателей. Были заказаны 2 тыс. штук ели обыкновенной в питомнике, произведен посев, уход, перевалка 1 раз. В итоге был получен контейнер Р9 с растениями высотой 10‐15 см, готовых к посадке осенью 2023 г. Была организована теплица для лесных сеянцев для воспроизводства. Произведен посев в мультиплаты семенами 2 тыс. штук. (продолжительность 2 года) Была разработана почвенная конструкция, которая применяется на этапе первой перевалки в контейнер Р9 (водоудерживающий материал, удобрения). Была произведена подготовка 1 га деградированного лесного участка для лесовосстановления под посадку осенью 2023 года (конец августа начало сентября), контейнеры Р9. Запланированы посадка и уход (прополка от ДКР осенью следующего года)

Реализация образовательных программ

Было проведено обучение по двум программам повышения квалификации, внедренным по тематике карбоновых полигонов в 2021 г., разработано две новых программы повышения квалификации, одна учебная магистерская программа.

Организация мониторинговых инструментальных измерений

На протяжении 2022 года в рамках реализации плана работ на карбоновом полигоне «Чашниково» был проведен комплекс мероприятий, направленный на развитие инфраструктуры полигона, приобретение необходимого измерительного оборудования, сбора данных о структуре и видовом составе растительности, структуре почвенного полигона, создание фермы по выращиванию высокопродуктивных растений, проведение учебных и образовательных мероприятий. В ходе исследований были выполнены количественные оценки запасов углерода в почве, надземной биомассе в различных природных экосистемах с использование надземных и дистанционных (БПЛА) наблюдений. Разработан комплекс процесс-ориентированных моделей для проведения региональных оценок потоков парниковых газов с использованием наземной и дистанционной информации. В течение года проводились работы по пяти основным направлениям:

Подготовка оцифрованных карт карбонового полигона для геоинформационной системы (ГИС).
Установка реперной метеорологической станции и ее испытания по протоколу ВМО (класс-2).
Проведение калибровки и тестовых измерений метеорологических параметров, а также канала передачи данных.
Организация регулярных метеорологических наблюдений с передачей данных срочных метеорологических наблюдений в Экспертный центр.
Определение плотности и гранулометрического состава образцов минеральных горизонтов почв, оценка параметров водного режима почв, кислотности.

Дополнительные работы на карбоновом полигоне "Чашниково"

В дополнение к основным работам был заложен полевой эксперимент по оценке углеродного баланса при выращивании кукурузы и быстрорастущих растений на участке карбоновой фермы. Основные исследования были сфокусированы на работах по созданию ГИС карбонового полигона "Чашниково". В рамках этих работ были получены ортофотопланы для двух периодов, мультиспектральные снимки (1-4 и 2-4 канала), цифровые модели местности и рельефа. В Яндекс.Облаке запущен геосервер с данными о карбоновом полигоне. Организован инструментальный круглогодичный мониторинг метеорологических параметров, Центральным УГМС по договору о сотрудничестве с МГУ установлена вышка и предоставлен доступ к метеорологическим данным. Начат агроклиматический эксперимент: высажены быстрорастущие культуры, отобраны укосы по фазам развития кукурузы и люпина. Проведен отбор почвенных образцов на участке пашни площадью 10 га по регулярной сетке с шагом 30 м (более 100 точек). Описана пространственная изменчивость потоков диоксида углерода и метана на территории карбонового полигона с помощью трехмерной локальной процесс-ориентированной математической модели переноса парниковых газов. По карте-плану территории проведена векторизация границ участков полигона. Уточнены границы древесной растительности по спутниковому снимку в сравнении с картой-планом. Проведен мониторинг состояния посевов на опытном участке агроклиматического проекта. Отобраны образцы почвы для составления карты запасов углерода почв до закладки опыта на участке агроклиматического проекта до закладки опыта. В рамках исследовательской работы карбонового полигона "Чашниково" опубликованы статьи в рецензируемых журналах и представлены доклады на конференциях и симпозиумах:

Доклады и публикации

Ольчев А.В. "Современная климатическая повестка. Программа карбоновых полигонов" Доклад на Евразийской климатической конференции. XV юбилейный форум "Международная неделя бизнеса", Уфа, 14-16 декабря 2022 г.
Ольчев А.В. "Глобальные изменения климата и карбоновые полигоны" Доклад на Всероссийской научной конференции "Глобальные и региональные изменения климата. Экологические вызовы". г. Грозный, 28 ноября – 2 декабря 2022 г.
Ольчев А.В. "Карбоновые полигоны и наземные экосистемы". Доклад на Круглом столе по вопросам углеродной эмиссии и "зеленой экономики". Москва, 7 октября 2022 г.
Ольчев А.В. "Карбоновые полигоны и их роль в реализации низкоуглеродного развития России". Доклад на Всероссийской научно-практической конференции "Изменения климата и углеродная нейтральность: вызовы и возможности", г. Ханты-Мансийск, 10 июня 2022 г.
Ольчев А.В. "Перспективы применения методов математического моделирования для реализации целей и задач карбоновых полигонов". Доклад на I Международной конференции "Методы, модели, технологии устойчивого развития: агроклиматические проекты и углеродная нейтральность" (MMTGE 2022), Грозный, 24-25 мая 2022 г.
Olchev Alexander, Gulev Sergey "Carbon research centers in Russia: the main objectives, challenges and perspectives". Доклад. Japan Geosciences Union Meeting 2022, May 22, 2022 - June 3, 2022, Japan.
Ольчев А.В. "Карбоновые полигоны: цели, задачи, перспективы". Доклад на Международной конференции "Пятый международный молодежный научно-практический форум "Нефтяная столица", Сургут, 23-24 марта 2022 г.
Ольчев А.В. "Карбоновые полигоны и их роль в реализации низкоуглеродного развития России". Доклад на Международной конференции (выставке) 32-я международная специализированная выставка "Агрокомплекс". 22-25 марта 2022 г.
Ольчев А.В., Гулев С.К. "Карбоновые полигоны в Российской Федерации: основные цели, задачи и перспективы". Всероссийская с международным участием Конференция (Семинар (workshop)) : Семинар "Суперкомпьютерное моделирование Земной системы", 2022 г. 16 февраля 2022 г.
Бобрик А.А. "Углеродный вопрос: от Арктики до карбоновых полигонов”. Доклад на конференции 24-28 октября 2022 года, тезисы в сборнике "Почвоведение. Горизонты будущего. 2022" (Сборник тезисов докладов шестой конференции молодых ученых Почвенного института им. В.В. Докучаева, посвященной 95-летию Почвенного института).
Бобрик А.А. "Карбоновые полигоны Российской Федерации: предпосылки, цели, надежды”. Доклад в рамках проекта "Ученые в школы" Всероссийского фестиваля НАУКА 0+ 7-9 октября 2022 года.