The first pilot carbon polygon in the Kaluga region: methodology and experiment for assessing the stocks and carbon sequestration in forest biomass
Authors: А.Н. Филипчук, , Н.В. Малышева, , С.Л. Ипп, , Ю.В. Сумин, , Н.Д. Дурманов, 
Published: December 2022

На первом пилотном карбоновом полигоне в Калужской области выполнены исследования, направленные на совершенствование и верификацию методов количественной оценки запасов, поглощения и эмиссий углерода лесами. Цель исследования – разработка методики оценки, алгоритмов расчетов поступлений и потерь углерода биомассой лесов в ходе естественного роста и развития древостоев. Экспериментальная часть исследования включает апробацию расчетов на текущий период и прогнозный, на 20 лет. Объект экспериментальных работ – часть территории Беляевского участкового лесничества Национального парка «Угра» Калужской области общей площадью 4134 га. Исходными данными для экспериментальных расчетов служили материалы таксации 2021 г., выполненной глазомерно-измерительным способом по первому таксационному разряду. Разработан алгоритм, позволяющий рассчитать показатели текущего прироста запаса древесины (прирост по наличному запасу) и прироста по общей продуктивности по данным натурной таксации древостоев на выделах и таблицам хода роста на текущий год и прогнозный период (20 лет). Показатели текущего прироста по запасу и годичного накопления отпада преобразованы в годичное поглощение углерода фитомассой и накопление углерода пулом древесного детрита (отпада). Сопоставление текущего значения и прогнозных оценок поступления углерода в фитомассу на территории объекта исследований свидетельствует о снижении общего объема и среднего значения поглощения за 20 лет на ≈ 37% вследствие уменьшения прироста запаса спелых насаждений, увеличения отпада за счет отмирания части деревьев и распада насаждений при переходе из возрастной группы спелых в перестойные. В течение прогнозного периода в ходе естественного развития древостоев, не нарушаемого внешним воздействием, будет происходить перераспределение запасов углерода между пулами фитомассы и мертвого органического вещества. Прогноз годичного поступления углерода в пул древесного детрита (отпада) для перестойных насаждений по таблицам хода роста приводит к его недооценке. Для численной оценки углеродных параметров лесов необходимо усовершенствование всеобщих и региональных таблиц хода роста основных лесообразующих пород, в том числе по общей продуктивности (с учетом естественного отпада).

The studies to improve and verify methods for quantifying forest carbon stocks, sequestration and emissions have been carried out at the first Carbon Test Site in the Kaluga region. The study aims to develop the methods and algorithms for the estimating the carbon revenues and losses in the forest biomass due to natural stand growth. The experimental part of the study includes the testing calculations for the current period and projection, in the future, for 20 years. The object of experimental work with a total area of 4134 hectares is a part of the Belyaev forest management unit of the National Park «Ugra» in the Kaluga region. Experimental calculations were based on the forest inventory performed by the visual measurement method for the first class of inventory in 2021. An algorithm has been developed to calculate the net growth (stock increment) and mortality based on the field inventory data of tree stands and tables and models of growth and productivity of forests for the current year and the projection for 20 years. The net growth and annual mortality have been converted into annual carbon sequestration in the phytomass and annual carbon storage in the wood detritus. A comparison of the current value and projections of carbon sequestration in the phytomass shows a decrease of 37 per cent in total and average for 20-year due to a decrease in the growth of the mature stands, increased mortality due to loss of trees and disintegration of stands in the transition from the mature to the over-mature stands. Carbon stocks will be redistributed between phytomass and dead organic matter pools due to the natural growth of the stands not disturbed by external influences over the projection period. The projection of annual carbon accumulation in the dead organic matter (detritus pool) with tables and models of growth and productivity for over-mature stands underestimates it. General and regional tables of growth and mortality of stands for major forest forming species need to be improved to quantify the forest carbon.