Воспроизводственный подход углерододепонирующей оценки фитобиоты

УДК 551:554 С.Я. Кудряшова СГГ А, Новосибирск

ВОСПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПОДХОД УГЛЕРОДОДЕПОНИРУЮЩЕЙ ОЦЕНКИ ФИТОБИОТЫ

В течение последних десятилетий в различных странах мира, в том числе и в Российской Федерации, которая обладает огромными запасами природных ресурсов глобального значения и имеет экологические последствия и ущерб от их использования, в практике управления природопользованием данные об объектах окружающей среды стали активно дополняться их экономическими показателями. Экономическая оценка природных ресурсов представляет собой определение их ценности в денежном выражении при заданных режимах природопользования и экологических ограничениях на хозяйственную деятельность. Предполагается, что с учетом оценки природных ресурсов в физических показателях, социального и экологического факторов, экономическая оценка позволяет создавать качественно новую информационную базу для принятия управленческих решений. При многоцелевом использовании природных ресурсов экономическая оценка служит основой для более обоснованного выбора направления использования конкретного природного ресурса и определения стратегии рационального использования природоресурсного потенциала территории в целом.

Несмотря на значительные трудности из-за отсутствия единых согласованных методических подходов денежной оценки природных ресурсов, в научной литературе содержится довольно много сведений о результатах их экономической оценки и экономического анализа антропогенных воздействий на окружающую среду. Широко известны практические работы по стоимостной оценке территорий и природных объектов рекреационного и культурно-исторического значения, проведенные для создания комплексного территориального кадастра природных ресурсов субъектов РФ, в котором обобщены данные по минеральным, водным, климатическим, лесным, ресурсам и содержатся отдельные сведения о редких и исчезающих видах растений и животных. Однако, при экологоэкономическом анализе большинства регионов биологические ресурсы или не рассматриваются как самостоятельный объект экономические оценки или оцениваются с использованием традиционных методов и подходов, не учитывающих их сложность и функциональную значимость, поэтому цена на них, как правило, занижена или отсутствует вообще.

В середине 90-х годов прошлого столетия с признанием концепции устойчивого развития биосферы, которое поддерживается функционированием природных экосистем, и осознанием важности сохранения глобального биологического разнообразия, возникла необходимость поиска новых экономических инструментов, непосредственно не связанных с рыночным механизмом. Для решения проблем оценки биоразнообразия и биологических ресурсов очень важно, что в этот период в

экономической теории и практике получили распространение принципиально новые методические подходы, которые позволяют оценивать не только прямые ресурсные функции, но и регулирующие, ассимиляционные функции, природные услуги. Новым и также имеющим большое значение для оценки биоты и измерения эффекта от сохранения биоразнообразия стал подход, основанный на выделении в структуре общей экономической ценности стоимости не использования или косвенной стоимости использования.

Применение в нашей стране различных методов оценки биологических природных ресурсов направлено на максимально полное отражение специфики сочетания факторов, влияющих на общую оценку природных биологических ресурсов. В число методов, получивших наибольшее развитие, входят методы, основанные на воспроизводственном подходе, который является сравнительно новым, и оценки, проводимые методом восстановительной стоимости, наиболее приемлемы в условиях отсутствия данных о рыночных ценах на биологические объекты. При этом стоимость возобновляемых природного ресурсов определяется как совокупность затрат, необходимых для их воспроизводства в прежнем качестве и количестве, или компенсации с учетом неухудшения качества для невозобновляемых. Критерием восстановления служит состояние окружающей среды, приближенное к естественному или заданному уровню (Природные ресурсы..., 2002).

В данной работе заключение о состоянии растительного покрова было сделано с учетом косвенных эколого-экономичских показателей - полученных нами величин запасов углерода в основных биомах Сибири.

Фитобиота представляет собой самовоспроизводящийся ресурс антропосферы. В процессах фотосинтеза и биосинтеза создаются органические соединения, из которых строятся клетки, ткани и органы растений, то есть растения ежегодно продуцируют сами себя целиком (однолетние растения), или заменяют часть отмерших органов. Наряду с продуцированием постоянно происходит отмирание отдельных органов. Образующееся мертвое растительное вещество ежегодно в большей части минерализуется до СО2, Н2О и минеральных составляющих, и в меньшей части гумифицируется, то есть из него образуется почвенное органическое вещество, которое также со временем минерализуется. Таким образом, в ходе биологического круговорота ежегодно воспроизводится фитобиота и почвенное органическое вещество экосистем.

Одна из главных характеристик биологического круговорота углерода -продуктивность экосистемы, которая отражает биологический потенциал системы и характеризуется двумя параметрами - запасом фитомассы и чистой первичной продукцией - ЫРР, то есть количеством органического вещества, создаваемого зелеными растениями за единицу времени на единице площади. Определенные величины запасов фитомассы и чистой первичной продукции характерны для каждой климатической зоны и растительной формации.

Хозяйственная деятельность особенно на протяжении минувшего столетия привела к значительной трансформации растительности ландшафтов Сибири. Изменения территории включают полное исчезновение природных экосистем, их глубокую или частичную трансформацию и изменение продуктивности при сохранении типа растительности. Исчезновение природных экосистем происходит при постройке городов и поселков, при дорожном строительстве, добыче полезных ископаемых, отсыпке промышленных отвалов и т. д.

Глубокая трансформация экосистем связана, прежде всего, с развитием сельского хозяйства. Под поля распахивались степи и луга, вырубались леса и распахивались вырубки. При пахоте и посеве длительно вегетирующие, многовидовые фитоценозы замещались агрофитоценозами, состоящими из одной культуры с коротким периодом вегетации. В то же время почва переходила в агроэкосистему «по наследству» со всей ее биотой и потенциалом к разложению органических веществ. Количество растительных остатков, поступающих в почву и поддерживающих гумусовый баланс, резко уменьшалось по двум причинам: более низкой ЫРР агроценозов по сравнению с целинными степями и лугами и отчуждением части продукции с урожаем.

Частичная трасформация экосистем происходит при использовании природных степей и лугов под выпас скота. При данном виде хозяйственной деятельности глубина трансформации зависит от типа экосистемы, длительности ее использования и интенсивности пастбищного пресса. Перевыпас во всех экосистемах приводит к изменению видового состава фитоценоза и снижению его продуктивности.

Сенокосная нагрузка не разрушает травяной экосистемы, при рациональном сенокосном использовании сохраняется видовой состав фитоценоза, а иногда и его продуктивность, но длительная эксплуатация сенокосов приводит к выносу питательных элементов из почвы и снижению продуктивности растений.

Правильная эксплуатация лесов, когда ежегодная вырубка древесины равна ее приросту, не влияет на породный состав леса и его продукцию. Однако часть лесов эксплуатируются человеком очень интенсивно. В таких лесах меняются породный состав древостоя, видовой состав подлеска и напочвенного покрова.

Общим для всех четырех типов использования земель является отчуждение некоторой доли и вынос ее за пределы экосистемы.

Ненарушенные леса, травяные экосистемы и заболоченные экосистемы сильно различаются по запасам растительного вещества. Самая активная часть - фотосинтезирующая фитомасса, в которую входят зеленые органы растений, максимальна в ненарушенных лесах и в три раза меньше в травяных экосистемах. Максимальный запас надземной фитомассы характерен для лесов, его основная часть сосредоточена в стволовой древесине. Надземной фитомассы в травяных экосистемах в 58 раз меньше, чем в лесных, при почти одинаковой площади распространения этих

экосистем. В агроценозах надземная фитомасса почти такая же как в травяных экосистемах. Подземная фитомасса, как и надземная, максимальна в ненарушенных лесах (16,9 т/га), значительно ниже в заболоченных экосистемах (10,3 т/га), еще ниже в используемых лесах (8,4 т/га) и травяных экосистемах (4,7т/га) и минимальна в агроценозах (0,5 т/га). Наибольшие запасы растительного вещества сосредоточены в ненарушенных (52%) лесах. Общий запас углерода в растительном веществе Западной Сибири начало 21 века составлял 5 840 млн. т.

Чистая первичная продукция, ЫРР, современного растительного покрова юга Западной Сибири достигает 472 млн. т С в год. Оставшиеся целинные и залежные земли продуцируют немногим более половины ежегодно создаваемой фитомассы. Среди антропогенных трансформатов наиболее продуктивны используемые в качестве пастбищ и сенокосов травяные экосистемы. На втором месте стоят агроценозы. В лесостепи и степи вклад агроценозов достигает 30% от общей продукции ландшафтного региона. Среди природных трансформатов главным продуцентом выступают пастбища (12%) и лишь 9% приходится на агроценозы (Титлянова и др., 2001).

В целом чистая первичная продукция современного растительного покрова Южной Сибири оценивается величиной 1 100 х 106 т С в год. Половину продукции создают леса, более 30% приходится на травяные экосистемы и менее 10% - на заболоченные леса, моховые болота и высокогорные экосистемы. Продукция целинных и залежных земель достигает 730 х 106 т/год, что составляет 66% от общей величины ЫРР. Прошлый растительный покров этой территории продуцировал 1345 х 106 т С в год. Самой продуктивной ландшафтно-климатической зоной была лесостепь. Большой вклад лесостепной зоны в ежегодную продукцию был обусловлен высокой чистой первичной продукцией луговых степей (до 20 т /га в год). Второй по величине была продукция тайги.

Чистая первичная продукция прошлого и современного растительного покрова в Южной Сибири и снижение продукции за столетие

Географические КРР, 106 т С в год Снижение КРР,

регионы в прошлом в настоящем т/га в год

Западная Сибирь 650,0 471,6 1,6

Центральная Сибирь 256,0 220,2 0,5

Восточная Сибирь 439,0 405,5 0,2

Всего в Южной Сибири 1345,0 1097,3 0,8

Общее снижение первичной продукции за столетие достигло 248 х 106т/год. Наибольшее понижение ЫРР произошло в лесостепной и степной зонах, где степи были замещены агроценозами или деградировали под влиянием пастбищной нагрузки. Удельные потери продукции составляют 2,2 т С/га в год в лесостепи и 3,0 т С/га в год в степи. Снижение продукции в горных ландшафтах и в таежной зоне незначительно.

Помимо понижения величины ЫРР большое значение в балансе углерода имеет вынос растительного вещества из экосистем с урожаем

сельскохозяйственных культур, с косимой и поедаемой фитомассой на сенокосах и пастбищах, с древесиной из используемых лесов. Общая величина выноса достигает 84,5 х 106 т С в год, что составляет около 8% современной первичной продукции.

Наибольший вынос растительного вещества из экосистем происходит в лесостепи и степи, где он на 70 - 80% обусловлен отчуждением зерна, частично соломы, фитомассы кормовых культур, овощей и картофеля из агроценозов. Около 30% отчужденной фитомассы поступает в города, население которых в Сибири выше, чем в селах. Остальная фитомасса остается в селах;меньшая часть ее используется людьми, большая служит кормом для крупного и мелкого рогатого скота, свиней и птицы. Образовавшиеся отходы в виде навоза возвращались в почву, однако эта доля не превышала 10% от изъятой фитомассы. В таежной зоне и горных ландшафтах 60 - 80% выноса связана с заготовкой древесины, которая затем перераспределялась по другим регионам и вывозилась за пределы Сибири. Небольшая часть древесины используется как топливо. В долинах рек около 80% выноса обусловлено сенокошением. Эта изъятая фитомасса целиком использовалась в сельской местности для корма скота. Не более 7 - 8% содержащегося в сене углерода затем поступает в города с молочными и мясными продуктами (Титлянова и др., 1998).

Наибольший вынос (65% от полного) характерен для Западной Сибири, где сосредоточено сельскохозяйственное производство. В Центральной Сибири величины выноса из агроценозов и лесов близки. В Восточной Сибири половина выноса растительного вещества происходит при лесозаготовках.

В связи с выносом продукции вход углерода в почву снижается. Однако главной причиной уменьшения поступления органического вещества в почву является снижение продукции растительного покрова. Поступление растительных остатков в почвы Южной Сибири оценивается в 1030 х 106 т С в год. Оно наиболее велико в тайге в связи с ее малой нарушенностью и большой площадью. Удельное поступление (т/га в год) максимально в долинах рек, занятых травяными экосистемами, и минимально в горных ландшафтах в связи с их низкой продуктивностью. Снижение поступления чрезвычайно велико в лесостепной и степной зонах, где агроценозы заместили большие ареалы степей. В настоящее время в почвы этих зон поступает около половины того количества органического вещества, которое поступало в целинные экосистемы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Титлянова А.А., Кудряшова С.Я., Якутии М.В., Булавко Г.И., Миронычева-Токарева Н.П. Запасы лабильного углерода в экосистемах Западной Сибири // Почвоведение, 1999, № 3, с. 332-341.

2. Титлянова А.А., Кудряшова С.Я., Якутин М.В., Булавко Г.И., Миронычева-Токарева Н.П. Запасы углерода в растительном веществе и микробной массе в экосистемах Сибири // Почвоведение, 2001, № 8, с. 942-954.

3. Природные ресурсы антропосферы: воспроизводство, стоимость, рента.- М.: Янус-К- 2002. - 396 с.

© С.Я. Кудряшова, 2005