Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка влияния биотических и антропогенных факторов лесов России на бюджет углерода

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка влияния биотических и антропогенных факторов лесов России на бюджет углерода"

ио - о

2890

На правах рукописи

ШИМОН Татьяна Николаевна

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ БИОТИЧЕСКИХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ ЛЕСОВ РОССИИ НА БЮДЖЕТ УГЛЕРОДА

03.00.16-Экология

Автореферат

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса».

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Филипчук А. Ы.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Никольский A.A.

кандидат сельскохозяйственных наук Моисеев Б. Н.

Ведущая организация ГУ Институт глобального климата и экологии

Росгидромета и РАН

Защита состоится « 25 » декабря 2008г. в 17 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 в Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, Москва, Подольское шоссе, д.8/5, аудитория 303.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо Маклая, д.6.

Автореферат разослан « 24 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор

ОБЩДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.....

Актуальность темы. Леса России играют значительную роль в углеродном бюджете планеты (Писаренко, Страхов, 2004). По оценкам Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, из 500 млрд. т. углерода наземной биомассы вклад российских лесов - 34 млрд. т. углерода, из которых более 25 млрд. т. углерода приходится на хвойные леса (Исаев, Коровин, 2004). Почвы земель лесного фонда РФ содержат около 250 млрд. т. углерода, а почвы покрытых лесной растительностью земель около 125 млрд. т. углерода, детрита (отмершего органического вещества) в наших лесах - около 18 млрд. т. углерода (Shvidenko, Nilsson, 2003).

Глобальные экологические проблемы приобрели особую важность с конца 50-х годов, когда стали очевидны губительные для биосферы последствия антропогенного воздействия на окружающую среду. В ряде регионов страны интенсивность антропогенного воздействия достигла таких масштабов, что природа оказалась не в состоянии его нейтрализовать. Последствиями антропогенного воздействия являются глобальное изменение климата, разрушение природных ландшафтов, накопление в почвах и водоемах токсичных веществ, которые ведут к ухудшению условий местообитания и качества жизни населения (МГЭИК, 2007).

В создавшихся условиях биосферная роль лесов из чисто научной проблемы переходит в область большой экономики, политики и бизнеса. Наряду с возрастанием понимания важности экологических функций лесов, появляется возможность вовлечения экологических полезностей леса в рыночный оборот. В частности, экологическая услуга по поглощению и хранению углерода лесами приобретает потребительскую ценность. Очевидно, что это возможно только при условии существенного улучшения состояния лесов, их охраны, защиты и устойчивого лесоуправления.

Очевидно, что только полный эколого-экономический анализ воздействия на леса вредных организмов, промышленных эмиссий и других факторов природного и антропогенного характера позволит определить их способность выполнять природоохранные и климатозащитные функции, в том числе отвечающие логике и основополагающим целям Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН) и ее Протокола Киото. Решение этих задач требует углубленного изучения продукционного процесса лесов и режима биотических и антропогенных нарушений в них.

Цель и задачи исследования. Главная цель работы - эколого-экономическая оценка влияния биотических и антропогенных факторов воздействия на леса России и их способность формировать бюджет углерода при различных сценариях лесопользования. Для достижения поставленной цели решаются следующие программные задачи:

- анализ современных данных об интенсивности депонирования углерода лесными массивами с учетом их текущего состояния;

- разработка сценариев лесопользования, направленных на эффективное использование способности лесных насаждений депонировать углерод;

- оценка уменьшения количества депонируемого углерода при воздействии различных неблагоприятных факторов;

- изучение влияния биотических и антропогенных факторов на бюджет углерода в течение 100-летнего периода при различных сценариях лесопользования;

- сравнительный анализ различных методов и подходов к стоимостной оценке депонирования углерода.

Научная новизна работы. Впервые для Российской Федерации разработана концептуальная методология и проведена комплексная эколого-экономнческая оценка бюджета углерода насаждений с учетом влияния на них различных факторов негативного воздействия (ФНВ). На основе детального анализа данных выявлены закономерности и связи между количеством депонируемого углерода, интенсивностью воздействия неблагоприятных факторов и способом лесопользования. Проведенные исследования способствуют пониманию характера формирования и размеров различных пулов углерода в лесах России, а также фундаментальных процессов, которые определяют ход углеродного обмена между пулами.

Разработаны и рекомендованы к применению критерии оценки углерододепонирующих функций насаждений в зависимости от масштаба приближения (насаждение, регион) и рубок главного пользования.

Основные положения диссертации, выносимые иа защиту:

- Комплексная методология оценки характера формирования бюджета углерода лесных насаждений в зависимости от влияния на них биотических и антропогенных факторов.

- Принципиальная схема исследования влияния биотических и антропогенных факторов на бюджет углерода в лесных насаждениях в процессе их эксплуатации.

- Закономерности накопления углерода лесными насаждениями в результате влияния биотических и антропогенных факторов.

- Концепция эколого-экономической оценки депонирования углерода лесными насаждениями.

- Анализ стоимости депонирования углерода при влиянии биотических и антропогенных факторов на базе показателей лесной ренты.

Практическая значимость полученных результатов.

Полученные результаты представляют интерес с позиции выбора оптимального сценария лесопользования в лесах страны. Бореальные леса не только ежегодно депонируют углерод, но также являются хранителями его огромных запасов во всех компонентах насаждения. Разработанные в диссертации концепции и методологии оценок углерододепонирующих ресурсов центрального лесотаксационного района России позволят повысить эффективность использования их экономического потенциала, в том числе и в

рамках международных соглашениий по климату (РКИК ООН и Киотский протокол).

Принципы эколого-экономической оценки бюджета углерода в зависимости от влияния природных и антропогенных факторов, а также результаты исследований, основные выводы и рекомендации предназначены для использования в практике ведения лесного хозяйства в:

- Федеральной службе лесного хозяйства России;

- практике лесоустройства;

- государственных лесоустроительных предприятиях для определения современного состояния лесных насаждений и прогнозных оценок их развития с позиции углерододепонирования.

Результаты работы могут быть полезны при осуществлении лесного мониторинга, реализации лесохозяйственных мероприятий по повышению продуктивности и комплексному использованию лесных ресурсов, создании баз данных по запасам углерода в лесах России.

Достоверность н обоснованность выводов и предложений основывается на обширном массиве использованных автором учетных данных и современных методах статистического анализа, комплексном и системном подходах к реализации поставленных задач. Использование современной вычислительной техники и компьютерных программ определяют обоснованность и достоверность полученных и приведенных в диссертации выводов и предложений.

Апробация работы. Основные положения диссертации, результаты и практические рекомендации докладывались на ежегодных научных конференциях преподавателей и аспирантов в Московском государственном университете леса (2002-2007г.г.) и на Международной научной конференции «Актуальные проблемы рекреационного лесоиспользования» (Москва, 16-18 октября 2007г.). По результатам проведенных работ получены патенты на изобретения №2253089 «Способ определения площади рельефа»; №2255357 «Способ определения площади рельефа».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка используемой литературы и приложения. Работа изложена на 171 странице и содержит 14 таблиц и 36 рисунков. Список используемой литературы включает 261 наименование, в том числе 37 - на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Углеродный потенциал лесных массивов

Углеродный потенциал лесных насаждений и характер его формирования определяется естественными и антропогенными факторами. Естественные факторы формируются в процессе эволюции биосферы, и их динамика зависит

от взаимодействия природных экосистем. Уровень антропогенного вмешательства в глобальный круговорот углерода определяется соотношением природных сил с различными аспектами развития человеческого общества. Такие антропогенные и природные явления, как сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ), промышленное загрязнение, заготовка древесины, мелиоративные работы, лесные пожары, гибель лесов от вредителей и болезней влияют на круговорот биогенных элементов, в том числе углерода. В связи с этим возникла необходимость "консервации" углерода, за счет увеличения естественных хранилищ этого элемента в экологическом природном круговороте. Леса играют важную роль в глобальном углеродном цикле, поскольку представляют экосистемы с наибольшими запасами фитомассы. По данным Olson et al. (1983), глобальный растительный покров содержит около 600 млд. т углерода, в том числе: 440-550 млд. т лесная растительность, 20-50 млд. т травянистая растительность, 17-30 млд. т сельскохозяйственные культуры, 5-15 млд. т болота, 10-40 млд. т тундра и аридные территории, 1-45 млд. т океан. Согласно более поздней оценке Dixon et al (1994), запасы углерода в мировых лесных экосистемах составляют 1100 млд. т, распределенные по зонам бореальных, умеренных и широколиственных лесов в соотношении 49%, 14% и 37% соответственно.

Анализируя распределение покрытых лесом земель в лесах можно отметить, что максимальный запас углерода свойственен насаждениям хвойных пород (76,63 %). Доля твердолиственных невелика (2,71 %), в сравнении с долей мягколиственнных (18,58 %), запас углерода которых свидетельствует о более высоких темпах роста. К тому же доля мягколиственнных пород в годичном депонировании углерода заметно возрастает. Очевидно, высокая углерододепонирующая способность мягколиственных насаждений обусловлена их возрастной структурой - преобладанием молодых и средневозрастных насаждений, сформировавшихся на обширных площадях вырубок и гарей нескольких последних десятилетий. Основные запасы углерода сосредоточены в лесах из лиственницы, сосны, ели и березы. На их долю приходится 81% общего количества углерода для насаждений основных лесообразующих пород (Исаев, Коровин, Сухих и др., 1995; Швиденко, Страхов, Нильсон, 2000; Рощупкин, 2003; Писаренко, 2004; Кудеяров и др., 2007). По годичному депонированию углерода значимой является доля осины (4,10 %). Участие хвойных насаждений в годичном депонировании углерода за исключением сосны уменьшается. Это объясняется тем, что величина депонирования существенно зависит от возрастной структуры древостоев. Так, преобладание спелых и перестойных хвойных насаждений обусловливает высокий запас углерода и небольшие размеры его депонирования. Преобладание же молодняков и средневозрастных насаждений, напротив, повышает депонирование и снижает запас углерода в них. В возрастной структуре лесов России преобладают спелые и перестойные насаждения, расположенные в основном в Азиатской части страны. В Европейской части Российской Федерации леса разных групп возраста распределены более

равномерно вследствие интенсивного ведения лесного хозяйства (Гитарский и др., 2006).

Анализ показал, что деятельность лесоустроительных, лесопромышленных и прочих организаций лесного хозяйства определяет интенсивность и характер поглощения С02 российскими лесами. При этом посадки, более тщательный уход за лесом, эффективная защита от вредителей и охрана от пожаров могут получить дополнительную поддержку через механизмы Киотского протокола и привлечь средства на нужды лесного хозяйства. Для этого нужен комплексный анализ поглощения СОг лесами, выполненный в на основе экологических и экономических показателей лесохозяйственной деятельности.

Глава 2. Программа и методика исследований

Основными источниками данных в формировании бюджета углерода являются: материалы ГУЛФ (Лесной фонд..., 1995, 1999, 2004), материалы исследований (Государственный доклад, 2005), обзоры состояния лесов России (Обзор..., 1998, 1999, 2000, 2001, 2002), Российский статистический вестник (2000, 2005, 2006), Национальный доклад..., 2003, статистический ежегодник «Охрана окружающей среды в России» с 1998 года. В качестве базовых материалов использовались данные работ (Исаев и др., 1993, 1995; Уткин и др., 2001; 1зае\у й а1., 1995), база данных «Биологическая продуктивность лесных экосистем» и в работах (Честных и др., 1999, 2004; Кудеяров и др., 2007).

Проанализированные нами современные данные об интенсивности депонирования углерода и количественные оценки его баланса в лесных экосистемах базируются на величинах среднего периодического прироста древесины и конверсионных коэффициентах, учитывающих не только изменения запаса живой фитомассы, но и мертвого органического вещества (детрита). Такие коэффициенты приводятся Замолодчиковым (2004) и в таблицах хода роста (Загреев и др., 1993). Таблицы характеризуют интенсивность роста насаждений в зависимости от основных лесообразующих пород и классов бонитета. Оценка классов бонитета проводится на основе данных Государственного учета лесов (Лесной фонд..., 1995, 1999, 2004 и др.).

Для количественной оценки объема депонированного углерода используются конверсионно-объемные методы, базирующиеся на расчете параметров углеродного цикла насаждений с учетом их возраста с применением соответствующих коэффициентов (Диксон, 2000, Замолодчиков, и др., 1998; и др.). И полученные различными авторами (Исаев и др., 1993, 1995; Замолодчиков, 2004; Филипчук, Моисеев, 2003, 2006; и др.) результаты расчетов интенсивности депонирования углерода использовались нами для стоимостной оценки углерода (глава 5).

При рассмотрении стоимости углерода учитывали, что при каждой сделке купли-продажи углеродных квот их цена зависит от рыночной конъюнктуры, объемов сделки, количества сделок и ряда других факторов. По имеющи.мся

данным, стоимость одной тонны СОг оценивается в пределах 5-50 долл. США (Диксон и др., 2000). В нашем исследовании предложено учитывать в составе цены тонны диоксида углерода стоимость лесозащитных мероприятий, направленных на минимизацию воздействия конкретных неблагоприятных факторов - повреждения лесных насаждений насекомыми-вредителями и болезнями. В этом случае оценка стоимости СОг будет более точной, так как она будет учитывать реальное состояние лесных массивов рассматриваемого региона.

Наиболее точным показателем экономической эффективности является ее доходность. Для всесторонней и объективной оценки экономической эффективности депонирования углерода используются два показателя:

- относительная доходность, измеряемая в процентах (%), которая рассчитывается как отношение доходов от деятельности к расходам (1):

= Кх 100%, где (1)

Л,4 - относительная доходность деятельности по депонированию углерода, %; Ка - величина инвестиций, формируемых из капитализируемой части прибыли и амортизации, млн. руб.; Р(1 - величина прибыли после отчислений на капитальные вложения - чистая прибыль, млн. руб.; Яс - «углеродная» рента, выплачиваемая лесопользователем собственнику леса, млн. руб.; Сл - текущие затраты лесопользователя на осуществление хозяйственной деятельности для обеспечения депонирования углерода, млн. руб.Показатель относительной доходности депонирования углерода (%) отражает прибыльность деятельности, показывая величину дохода от депонирования углерода, приходящуюся на единицу расходов связанных с этой деятельностью.

- абсолютная доходность, которая рассчитывается как соотношение доходов от деятельности к количеству депонируемого углерода и измеряется в долл. США/т С (2):

= , допл.США / тС, где (2)

40-А

- абсолютная доходность деятельности по депонированию углерода в расчете на 1 т депонированного углерода, долл. США/т С; - количество депонированного углерода за оцениваемый период времени, т С. Показатель абсолютной доходности депонирования углерода (долл. США/т С) отражает прибыльность деятельности в расчете на одну тонну депонированного углерода.

В настоящей работе при оценке и сравнении рассматриваемых сценариев лесопользования показатели относительной и абсолютной доходности деятельности по депонированию углерода выделены как наиболее

соответствующие объективной оценке эффективности хозяйственной деятельности.

Глава 3. Анализ интенсивности формирования бюджета углерода лесных насаждений в зависимости от уровня их повреждения насекомыми и воздействия других неблагоприятных факторов

В данной главе проанализирована углерододепонирующая способность лесных насаждений, произрастающих в условиях интенсивной хозяйственной деятельности человека или подверженных воздействию неблагоприятных факторов биотического и иного характера, например, пожары, вспышки массового размножения вредных насекомых, болезни и другие.

Используя результаты исследований, полученных и другими авторами (Грабар, 2006; Замолодчиков и др., 2005; Исаев и др., 1995; Курбанов, 2003; Филипчук, Моисеев, 2003, 2006; и др.), мы проанализировали характер формирования бюджета углерода в лесах Российской Федерации в результате воздействия ряда антропогенных и биотических факторов. При этом были рассмотрены следующие показатели:

- средний прирост запаса древостоев;

- средние запасы углерода в насаждении за длительный период;

- запасы углерода в конце определенного периода.

При оценке характера формирования бюджета на уровне лесного насаждения, нами учитывались потоки и запасы углерода, всех компонентов насаждения.

В качестве методической основы расчетов чистой продукции экосистем (МЕР), большинство авторов использовали данные по общему среднему (периодическому) приросту запаса стволовой древесины государственных учетов лесного фонда (ГУЛФ), а также конверсионные коэффициенты, отражающие прирост запаса всей живой фитомассы и мертвого органического вещества, включая сухостой, валеж и лесную подстилку (Моисеев и др., 2000; Моисеев, Страхов, 2002; Писаренко, 2000 и др.). Расчеты ТЯЕР для основных древесных пород и возрастных групп выполняются по следующей формуле (Базилевич, 1993):

ИЕР(С) = Сп'КрЬу,-(1+Ктоп), где (3)

ЫЕР(С) - чистая экосистемная продукция углерода, тС/га/год; Сп - средний прирост запаса древостоев в определенной возрастной группе, м3/год; Кр11у1 -конверсионное отношение живой фитомассы, тС/м3; Ктоп - отношение запасов детрита к живой фитомассе.

Расчет бюджета углерода на уровне субъектов Российской Федерации производится по формуле Филипчука и Моисеева (2003) (4):

В(С) = ЫЕР(С) - Эр - Эп - Эв - Эсо - Эсд, где (4)

В(С) - бюджет углерода в лесах региона (субъекта РФ); ЫЕР(С) - суммарная чистая продукция углерода лесных экосистем в регионе; Эр - вывоз (эмиссия) углерода древесины, заготовленной в результате рубок главного пользования, рубок ухода и прочих рубок; Эп - эмиссия углерода древесины и подстилки, сгоревших во время лесных пожаров; Эв - эмиссия углерода фитомассы в очагах вредителей и болезней леса; Эсо - эмиссия углерода при сжигании (и окислении) древесных отходов и потерь на лесосеках, лесовозных дорогах, верхних и нижних складах; Эсд - эмиссия углерода при сжигании отопительных дров, заготовленных в лесу сельским населением самостоятельно.

Объем вывоза древесины, заготовленной в результате рубок главного пользования и рубок ухода, а также площади пожаров, очагов вредителей и болезней леса, а также погибших от разных факторов неблагоприятного воздействия насаждений включена в состав ежегодной статистической отчетности (Национальный доклад... 2003, Государственный доклад.... 2005). Их значения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Динамика площадей погибших лесных насаждений, га (Национальный

доклад..., 2003; Государственный доклад..., 2005)

Причины гибели 1978 1983 1988 1993 1998 2001 2004

Насекомые 12793 8268 1753 13159 3081 15461 24818

Болезни 812 2641 1437 809 5085 7200 6354

Повреждение днкнми животными 5087 3951 11859 3886 1115 651 327

Антропогенные факторы 66798 1512 3058 2178 8702 161467 102496

Неблагоприятные погодные условия 15390 39818 30190 19593 15298 11200 12615

Пожары н\д н\д 377 131607 245913 131100 138562

Всего площадь, га 100888 56190 48674 171232 279194 327079 285172

Доля от площади земель покрытых леспой растительностью,% 0,015 0,008 0,007 0,024 0,039 0,45 0,35

н\д - нет данных

Из приведенных данных (таблица 1), становится очевидно, что основной причиной гибели насаждений являются лесные пожары. От воздействия огня за последний учетный год (2004) погибло свыше 138 тыс. га лесов, что составило более 48 % площади всех усохших за этот период древостоев. Поэтому можно утверждать, что пожары являются весомой причиной, влияющей на бюджет углерода. Удельный вес погибших от пожаров лесов в разные годы колебался от 76,9 % (1993 г.) до 48 % (2004 г.)

Серьезную опасность для российских лесов представляют насекомые-вредители и болезни. В 2004 году доля лесов страны, погибших от насекомых составила 8,7 %, или 24,8 тысяч га. В целом на территории России преобладают

очаги хвоегрызущих насекомых, на их долю приходится 77% площадей лесов с повышенной численностью вредителей. Второе место по распространенности занимают очаги листогрызущих насекомых (19%). Другие вредители, ксилофаги, хрущи и сосновый подкорный клоп, отмечены на 4% общей площади действующих очагов (Линдеман, 2003; Методы мониторинга, 2004; Мозолевская, 1998, 2004; Мозолевская и др., 2003, Мозолевская, Белов, 2006).

Анализ бюджета углерода лесов России

Согласно исследованиям Филипчука и Моисеева (2003), депонирование углерода - NEP(C) в лесах России в 2000 г. составило около 600 1 06тС/год, в том числе ~200-106тС/год - это прирост запаса фитомассы, компенсирующий часть древесного отпада и опада листьев и хвои, численно равный чистому приросту детрита. Полученные результаты оценки углеродного бюджета приведены в таблице 2. В 1990 году баланс углерода составил 442 Мт, а в 2000 году уже 493 Мт. По нашим прогнозным расчетам, к 2010 году NEP(C) составит —650-106 т С/год, а баланс углерода - 550 Мт (Шимон, 2007). Прогнозы основываются на долгосрочных тенденциях развития отрасли и согласуются с основными целями Комплексной долгосрочной стратегии развития лесного комплекса (РБК, 2007). Наибольший суммарный прирост углерода дают леса средней тайги, по-видимому, за счет большего объема (чем в южной тайге) депонированной мортмассы (Филинчук, Моисеев, 2003, 2006). Отметим, что оценки Филипчука и Моисеева значительно выше оценок Исаева (2004), но достаточно хорошо согласуются с расчетами FAO (FAO, 2001).

Таблица 2

Бюджет углерода в лесных экосистемах России по данным Филипчука и Моисеева (2003; 2006) и Шимон (2007)

Показатели 1990 г. 2000 г. 2010 г. (прогноз)

Общий средний прирост запаса древесины, Мм3/год 890 970 1057

Составляющие углеродного бюджета, МтС/год:

- чистая продукция экосистем 570 600 650

Потери (эмиссия) в лесах, в том числе: 128 107 100

рубки гл. пользования, рубки ухода (Ср) 66 32 62

сжигание древесных отходов (Эсо) 31 15 7

пожары (Эд) 15 19 13

вредители и болезни леса (Эф) 7 32 12

сжигание отопительных дров (Эсд) 9 9 7

Бюджет в лесных экосистемах 442 493 550

Объем заготовленной и вывезенной древесины от рубок главного пользования, рубок ухода и прочих рубок в 1990 г. составил 331 млн. м', в 2000 г. - 158 млн. м3, а по прогнозу на 2010 г. - 306 млн. м3. Долю потерь от сжигания (и окисления) порубочных остатков приняли приближенно в размере 20 % объема древесины, заготовленной в ходе рубок главного пользования, рубок промежуточного пользования и прочих рубок.

Площади поражения пожарами составили: в 1990 г. - 974 тыс. га, в 2000 г. - 1281 тыс. га, в 2010 г. (прогноз) - 918 тыс. га. При этом нами прогнозируется снижение общей площади, пройденной пожарами к 2010 г., практически к уровню 1990 г., что связано с ожидаемым увеличением расходов на лесоохрану, включая совершенствование системы пожарной охраны.

Потери фитомассы в очагах вредителей и болезней леса составили в 1990 г. - 1828 тыс. га, в 2000 г. - 8401 тыс. га, в 2010 г. (прогноз) - 2134 тыс. га. Как и в случае с прогнозом лесных пожаров, в 2010 г. предполагается сокращение очагов и площади поражения вредными насекомыми и болезнями по причине увеличения финансирования лесоохранных мероприятий и совершенствования системы профилактики и борьбы с вредителями и болезнями. Расчет выбросов от сжигания дров Филипчук и Моисеев выполняли на основе предполагаемого среднего расхода древесины 1-2 м3 (250-500 кг С) на 1 человека в год (Филипчук, Моисеев, 2003). К 2010 году и в долгосрочной перспективе прогнозируется снижение объемов сжигания древесных отходов в связи с ростом глубины переработки древесины и расширением газификации населенных пунктов в сельской местности. Основными вкладчиками в чистый углеродный сток страны являются лесные области Центральной и Восточной Сибири, Дальнего Востока (более 170 млн. т С/год). Там, кроме 183,9 млн. га спелых и перестойных древостоев, произрастают 144,2 млн. га молодняков и средневозрастных древостоев, прирост которых обеспечивает высокий уровень положительного углеродного баланса.

В аридной зоне Европейской территории страны выявлены районы , где потери фитомассы превышают ее общий прирост (Ставропольский край, респ. Калмыкия, юго-восточные районы Волгоградской, Ростовской и Астраханской областей). В этих регионах необходимо проводить мероприятия по созданию «углеродных лесов», возможно, с привлечением финансовых ресурсов индустриально развитых стран (или регионов).

Очевидно, что замену спелых и перестойных древостоев на молодняки не следует рассматривать как положительный фактор секвестра С02, так как связанное с рубкой окисление порубочных остатков, отходов и эрозия почвы значительно увеличивают эмиссию парниковых газов. Молодняки и средневозрастные древостой действительно производят больший прирост фитомассы, но при этом происходит увеличение эмиссии СОг в результате более интенсивного дыхания самих растений.

Глава 4. Методология эколого-экономической оценки стоимости депонирования углерода лесными насаждениями с учетом влияния биотических и антропогенных факторов при различных сценариях лесопользования

Одной из важнейших особенностей лесного хозяйства является длительный цикл воспроизводства лесных насаждений и их зависимость от масштабов хозяйственной деятельности и воздействия неблагоприятных факторов природного и антропогенного происхождения. Для эффективного планирования хозяйственной деятельности в лесном хозяйстве целесообразно применять долгосрочное прогнозирование развития лесных насаждений с учетом наиболее вероятных направлений их вовлечения в хозяйственный оборот.

Для решения поставленной задачи нами была разработана модель, которая позволяет осуществлять прогноз стоимости способности леса поглощать углекислый газ из атмосферы. При этом мы исходим из того, что лесохозяйственные организации будут осуществлять несколько видов деятельности, одним из которых будет регулирование объема поглощения С02. Основным альтернативным «углеродному» видом деятельности в модели определена деятельность по заготовке древесины с ее последующей реализацией. В нашем исследовании рассматриваются четыре возможных сценария лесопользования в сравнении с базовым сценарием

Экономическая оценка осуществляется на основании результатов ранее выполненной экологической оценки являясь, тем самым, критерием целесообразности хозяйственного использования рассматриваемого ресурса леса. Оптимальным считается такой сценарий развития, у которого суммарная оценка экологических и экономических качеств наибольшая среди заданного множества рассматриваемых сценариев.

Общее выражение математической модели имеет следующий вид:

с общ.] = 1! (е Сжоюг], Сзконаи. /) Бшх) тах' гДе )

- общая оценка экологических и экономических ценностей

оптимального сценария лесопользования при соблюдении условия максимизации суммарной оценки рассматриваемого ]-го сценария по сравнению с другими; Т,Сзк0юг^ - суммарная оценка экологических

характеристик .¡-го сценария; X С-моном.} ~ суммарная оценка экономических характеристик ]-го сценария; Бтю1 - бонус в виде дополнительных баллов, присваиваемых сценарию, демонстрирующему лучшую динамику развития (темпы прироста) по большинству оцениваемых экологических и экономических показателей.

Суммарная оценка экологических характеристик по оцениваемым сценариям описывается следующим соотношением:

С = У

^ жолог ¿^ 1

ГЗдр + 5мас + Дгод + Удеп.есего + + Удеч.пожар + КУ„ожар +Л

.V , р I пдепон. , пдепон.

т ' болеэ.,насек. Уцте1^аСек. систлниж. т "сиет.емиж.+50%

, где (6)

п - количество рассматриваемых сценариев лесопользования; Здр - запас

древесины; Янас - площадь насаждений; Дгод - годичное депонирование

углерода; Удеп.есего ~ ущерб депонированию углерода всего; ~

соотношение величины ущерба депонированию углерода и запасу древесины всего; Уде„.пожар - ущерб от пожаров депонированию углерода; Яупг>^р -

соотношение величины ущерба от пожаров депонированию углерода и запасу древесины; Увояез..п<к<ж. ~ УЩфб от болезней и насекомых депонированию углерода; - соотношение величины ущерба от болезней и

' Г ' 3 оолез.,тсек. '

насекомых депонированию углерода и запасу древесины; В^'с'^"с11иж - величина системного уменьшения ущерба депонированию углерода; В^"°"с111ас +50«л -величина с учетом дополнительного уменьшения на 50 % ущерба депонированию углерода.

Суммарная оценка экономических характеристик по оцениваемым сценариям описывается следующим соотношением:

( „, 5/ А

п

С =У

^экон

I

Дох1„. + Л % + Дох,+ я + Удеп +Яу+1 +

Дох■

, /■чдепон. , /пдепон. Ч"*" сист.сниж. ^сист.сниж+50%

> где (7)

п - количество рассматриваемых сценариев лесопользования; Дох£п -относительная доходность депонирования углерода; Кдох% ~ соотношение

доходности депонирования углерода (%) и деловой древесины (%); Дохд™с -

абсолютная доходность депонирования углерода в расчете на 1 т; Л -

Дох/тС

соотношение доходности депонирования углерода (долл.США/тС) и деловой древесины (долл.США/куб.м); Удеп - объем рынка депонирования углерода; Яу - соотношение объемов рынка депонирования углерода и деловой древесины; Ь - запас финансовой прочности; С^т.сниж. ~ стоимость системного снижения ущерба депонированию углерода; -

стоимость с учетом дополнительного снижения ущерба депонированию углерода на 50 %.

Модель позволила нам спрогнозировать динамику стоимости депонирования углерода лесными насаждениями с учетом воздействия рассматриваемых неблагоприятных факторов при различных сценариях

ведения лесного хозяйства, а также динамики рынка углерода и деловой древесины.

Глава 5. Практическое применение результатов эколого-экономической оценки влияния биотических и антропогенных факторов на бюджет углерода лесных экосистем

На основе проведенных расчетов нами получены результаты эколого-экономической оценки рассматриваемых сценариев лесопользования. Оценка произведена по частным экологическим и экономическим показателям, выбор которых производился исходя из их существенности для наиболее полного отражения эффективности различных сценариев лесопользования. Эколого-экономическая оценка влияния антропогенных и биотических факторов на бюджет углерода лесных насаждений Российской Федерации осуществлялась путем последовательной оценки экологических и экономических показателей, характеризующих несколько сценариев лесопользования и выбора оптимального сценария с учетом значимости оцениваемых показателей. Полученные нами результаты сравнительной оценки, представленные на рисунках 1—3, наглядно демонстрируют положение сценариев, как по группам показателей, так и по их сводной эколого-экономической оценке.

О 16

054-, 15%

10

9%

а Базовый сценарий ' Сценарий! а Сценарий 2 в Сценарий 3 ■ Сценарий 4

Рис. 1. Сравнительная оценка экологических характеристик различных сценариев лесопользования.

Как видно (рис. 1), по экологическим характеристикам Сценарий 4, набравший максимальное количество баллов (52 балла), обладает существенным преимуществом по сравнению со следующим за ним Сценарием 3 (32 балла). Однако хозяйственные решения необходимо принимать, учитывая также экономические характеристики, являющиеся показателями реальности осуществления оцениваемых сценариев и их экономического результата (рис.2). По экономическим характеристикам, как наглядно демонстрирует рис.2 Сценарий3 (40 баллов) обладает значительным преимуществом по сравнению со Сценарием 4 (24 балла), что свидетельствует о его большей экономической выгодности по сравнению с другими сценариями.

Баэооый сценарий ' Сценарий 1 Я Сценарий 2 ¡'Сценарий 3 ■ Сценарий 4

Рис. 2. Сравнительная оценка экономических характеристик различных сценариев лесопользования

Результаты комплексной эколого-экономической оценки (рис. 3), наглядно свидетельствуют, что при всесторонней оценке, учитывающей различные аспекты функционирования сравниваемых сценариев, первенство получает Сценарий 3, набравший наибольшее количество баллов. При этом данный сценарий помимо наибольшей экономической выгоды имеет высокую оценку по экологическим показателям, а также обладает значительным потенциалом развития. Очевидно, что информативными являются показатели относительной и абсолютной доходности, отражающие величину полученного дохода в расчете на единицу принятой базы. Показатель относительной доходности отражает величину дохода, полученного от деятельности по депонированию углерода, в расчете на единицу расходов на ее осуществление.

Показатель абсолютной доходности отражает величину дохода, полученного от деятельности по депонированию углерода на 1 т депонированного углерода.

"I-------------------------------ИГ

70 ,-------------------------------------------------, ,

Базовый Сценарий 1 Сценарий 2 Сценарий 3 Сценарий 4

сценарий

■ Дополнительные баллы за преимущество по темпам прироста

Итого по экономическим характеристикам я Итого по экологическим характеристикам

Рис. 3. Эколого-экономическая оценка возможных сценариев лесопользования.

В целом, как свидетельствуют результаты исследований, наиболее предпочтительными являются сценарии, предусматривающие управляющий тип лесопользования, моделирующие условия функционирования лесных насаждений и их эффективное хозяйственное использование на основе повышения устойчивости к вредным воздействиям антропогенных и биотических факторов, обеспечивающие сбалансированное развитие различных направлений лесопользования на основе оптимизации его экологических и экономических характеристик. Таким образом, российские леса имеют большой углеродный потенциал и есть прямая возможность привлечения средств на нужды лесного хозяйства.

Выводы и рекомендации

В данной работе исследованы особенности формирования бюджета углерода лесными насаждениями России, влияние на него негативного воздействия неблагоприятных факторов антропогенного и природного характера. При этом выделены возможные сценарии лесопользования,

выполнены прогнозы динамики лесных насаждений, запаса древесины, ущерба от неблагоприятных факторов.

В связи с возможностью коммерческого использования депонирующей способности российских лесов, в работе исследованы основные показатели, оценивающие величину и конкурентоспособность потенциала депонирования углерода при вовлечении его в деловой оборот. Структурно основные выводы по работе можно представить следующим образом:

¡.Проанализирована интенсивность годичного депонирования углерода лесными насаждениями и ее зависимость от негативного воздействия лесных пожаров, промышленных выбросов, рубок, вредных насекомых и болезней.

2. Разработаны сценарии лесопользования, учитывающие способности лесных насаждений поглощать и удерживать углерод. Предложен сценарный подход, позволяющий прогнозировать развитие лесохозяйственной деятельности с учетом воздействия неблагоприятных факторов. Срок прогнозирования принят равным 100 лет.

3. Изучено влияние биотических и антропогенных факторов на бюджет углерода при различных сценариях лесопользования. Предложено коммерческое использование способности лесных насаждений поглощать С02 и депонировать углерод.

4. Рассмотрены потери углерода при воздействии различных неблагоприятных факторов. Разработаны принципы поддержания биологической продуктивности лесных экосистем, в том числе за счет комплекса мероприятий по профилактике и борьбе с негативными воздействиями неблагоприятных факторов с целью минимизации их ущерба.

5. Анализ различных методов и подходов к стоимостной оценке депонирования углерода показал, что наиболее эффективно экономическая стоимость депонирования углерода определяется на основе рентной оценки. Автором введено понятие «углеродной» ренты, описан механизм ее применения. Разработаны принципы формирования элементов стоимости депонирования углерода, таких как текущие затраты, инвестиции, прибыль и изменение их соотношения в зависимости от интенсивности воздействия неблагоприятных факторов. Введен показатель «запас финансовой прочности», отражающий разницу между мировой ценой на рынке торговли квотами на выбросы и ценой российского предложения квот.

Для эффективного использования вышеперечисленных преимуществ от развития вида хозяйственной деятельности, направленного на поглощение С02 из атмосферы и депонирование органического углерода лесами России автором предлагаются следующие рекомендации по развитию лесного хозяйства:

1. Разработать и принять стратегию развития лесного комплекса страны, в котором предусматривались бы конкретные меры развития лесного комплекса на основе наиболее перспективных направлений, способных обеспечивать значительную норму прибыли. Одним из таких направлений должна стать

хозяйственная деятельность, направленная на вовлечение способности лесных насаждений поглощать СОг и депонировать органический углерод.

2. На государственном уровне предусмотреть меры содействия осуществлению деятельности по депонированию углерода за счет налоговых льгот, применения сниженной ставки по целевым кредитам, привлекаемым под проекты по целевым государственным программам управления лесным хозяйством, увеличения сроков возврата кредитов, смягчения требований к залоговому обеспечению выдаваемых кредитов и другие меры.

3. Разработать концепцию создания российского рынка торговли квотами на выбросы парниковых газов с регламентацией прав и ответственности регулирующих органов федерального значения, регионов, а также хозяйствующих субъектов - участников рынка.

Список работ автора, опубликованных по теме диссертации

1. Шимон Т.Н. Современное состояние и перспективы мирового рынка леса./Сб. науч. тр.-Вып. 279. -М.: МГУЛ, 1995.

2. Шимон Т.Н. Особенности концептуальных подходов к проблеме эффективности капитальных вложений в лесном комплексе./ Сб. науч. тр-Вып. 284.-М.: МГУЛ, 1996.

3. Шимон Т.Н. Стратегия и тактика современного финансового менеджмента. // Эффективность работы предприятий и предпринимателей лесного комплекса для рынка бумажной продукции. / Сб. науч. тр.- Вып. 301. — М.: МГУЛ, 1999. - С.120-125.

4. Шимон Т.Н. Значение определения оптимума физиологического состояния человека для оценки качества его среды обитания. // Технология и оборудование для переработки древесины / Сб. науч. тр.- Вып. 324. - М.: МГУЛ, 2004. - С.226-229.

5. Шимон Т.Н. Основные методические подходы при эколого-экономической оценке биологических ресурсов. // Технология и оборудование для переработки древесины / Сб. науч. тр.- Вып. 324. - М.: МГУЛ, 2004. -С.229-232.

6. Давыдов В.Ф., Шимон Т.Н., Корольков A.B., Чернобровина O.K. Патент на изобретение №2253089. «Способ определения площади рельефа». Бюл. № 15 от 27. 05.2005.

7. Давыдов В.Ф., Шимон Т.Н., Корольков A.B., Чернобровина O.K. Гольцева Л. В., Патент на изобретение №2255357. «Способ определения площади рельефа». Бюл. №18 от 27.06.2005.

8. Шимон Т.Н. Комплексная эколого-экономическая оценка зеленых насаждений мегаполисов на основе системного подхода./ Сб. науч. тр.- Вып. 326.-М.: МГУЛ, 2005.

9. Шимон Т.Н.Общие принципы комплексной оценки баланса углерода. // Экология леса. / Сб. науч. тр.- Вып. 334. - М.: МГУЛ, 2006. - С.243-247.

10. Шимон Т.Н. Обзор экономических подходов к оценке стоимости поглощения углерода// Лесной вестник №6. -М.: МГУ Л, 2007.— С. 172-174.

11. Шимон Т.Н. Концептуальные основы эколого-экономической оценки потоков углерода в лесных насаждениях РФ с учетом воздействия неблагоприятных факторов. // Лесной вестник №1. - М.: МГУЛ, 2007. - С.62-64.

12. Шимон Т.Н. Значение учета воздействия неблагоприятных факторов на эколого-экономическую оценку потоков углерода в лесных насаждениях РФ.//Актуальные проблемы рекреационного лесоиспользования / Международная научная конференция. - М.: МГУЛ, Главный Ботанический Сад им. Цицина РАН, 2007. - С.90-92.

Шимон Татьяна Николаевна, Россия

Оценка влияния биотических и антропогенных факторов лесов России на

бюджет углерода.

В диссертационной работе рассмотрено влияние на бюджет углерода негативного воздействия неблагоприятных факторов антропогенного и природного характера. Анализируются возможные сценарии лесопользования, составленные на основе официальных данных учета лесного фонда России. Выполнен прогноз динамики площади лесных насаждений, запаса древесины, величины ущерба от рассматриваемых неблагоприятных факторов, а также величины годичного депонирования углерода. Предложен подход к определению стоимости способности лесных насаждений депонировать органический углерод на основе комплексной оценки экологических и экономических характеристик процесса депонирования. Разработана система критериев оценки.

Shimon Tatyana Nikolaevna, Russia

Estimation of influence biotic and anthropogenous factors of woods of Russia oil

the budget of carbon.

In dissertational work the influence on the carbon budget of negative influence of adverse factors of anthropogenous and natural character is considered. Thus possible scenarios of forest use are analyzed, which are developed on the basis of official the wood fund account of Russia. The forecast of dynamics of the area of forests, a stock of wood, sizes of damage from considered adverse factors, and also year absorption of carbon was made. It is suggested to determine the cost of ability of forests to absorb organic carbon on the basis of a complex estimation of ecological and economic characteristics of process of deposition. The system of criteria of estimation is developed.

Подписано в печать: 24.11.2008

Заказ № 1320 Тираж -100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

08"1ßr26

ум

2007373273

2007373273