Это произошло на полях 29-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата

Во время 29-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата Минобрнауки России провело «День науки». В рамках мероприятий деловой программы были представлены новейшие разработки российских и иностранных ученых в области климатического мониторинга, моделирования и прогнозирования углеродного баланса, технологий секвестрации, сохранения биоразнообразия и предотвращения опустынивания.

Валерий Фальков провел международное заседание Экспертного совета по карбоновым полигонам. Одной из центральных тем заседания стало утверждение программ «зеркальных» карбоновых полигонов в Бразилии и Республике Сербской (Босния и Герцеговина). Кроме того, по итогам заседания подписан меморандум о планах создания «зеркального» карбонового полигона между ФНЦ агроэкологии РАН и Агентством лесного хозяйства Минприроды Азербайджана.

«Мы готовы делиться своим опытом и перенимать его у наших зарубежных коллег. Отрадно, что все больше специалистов из разных стран поддерживают наш проект и присоединяются к нему»,— сказал Валерий Фальков.

Под «зеркальным» карбоновым полигоном понимаются области со схожими антропогенными изменениями природных экосистем в разных странах. Основная задача исследования «зеркальных» полигонов — выработка единых международных протоколов мониторинга и верификации климатических данных, распространение и внедрение эффективных природно-климатических решений, основанных на принципах биоэкономики.

Пилотный проект по созданию сети карбоновых полигонов эффективно реализуется при поддержке Минобрнауки России с 2021 года. В настоящее время запущено уже 19 карбоновых полигонов. Это создающиеся на базе российских вузов и научных организаций научно-образовательные опытные площадки для наблюдений за потоками основных климатически активных (парниковых) газов, подготовки высококвалифицированных кадров и отработки технологических решений, направленных на уменьшение выбросов парниковых газов и увеличение их поглощения из атмосферы.

На карбоновых полигонах в Самарской, Калужской, Кировской областях, Республике Башкортостан и Чеченской Республики разрабатываются методики карбонового земледелия на основе управляемых плантаций сельскохозяйственных культур с секвестрацией атмосферного и депонированием почвенного органического углерода, которые могут быть реализованы в организациях АПК, ведущих деятельность в отрасли растениеводства, независимо от почвенно-климатических условий.

Сущность карбонового земледелия заключается в уменьшении интенсивного использования машинно-тракторного парка, энергопотребления, искусственных удобрений и средств защиты растений, что влечет за собой снижение углеродного следа производимой продукции.

С 2024 года самарским карбоновым полигоном «Агроинженерия будущего» реализуется климатический проект по сбережению углерода при обработке пахотных земель. Общий климатический эффект, рассчитанный за пять лет, составляет более 40 тыс. тонн CO2-экв.

Евразийским карбоновым полигоном разработаны управляемые плантации сельскохозяйственных культур с депонирующими свойствами по секвестрации атмосферного и почвенного органического углерода (технологии карбонового земледелия).

Проект сотрудников Евразийского карбонового полигона направлен на улавливание растениями выделяемого из почвы углерода, аккумуляцию его в почве в составе пожнивных растительных остатков и повышение почвенного органического углерода, депонирования в виде сырья и материалов для строительной, текстильной и другой промышленности.

Для сохранения биоразнообразия и защиты земель от деградации на Чеченском карбоновом полигоне создаются инструменты управления пастбищным хозяйством (регенеративное животноводство).

Деревья с новыми свойствами

На карбоновых полигонах в Воронежской, Московской, Тюменской, Новосибирской, Томской областях, Уральском федеральном округе, Республике Татарстан изучается поглощение углерода лесными экосистемами, разрабатываются технологии адаптивного лесного хозяйства.

Так, например, на воронежском карбоновом полигоне FOR&ST CARBON при участии СИБУРа ведется работа по высадке углерододепонирующих насаждений на участках гарей. Сотрудниками ФГБОУ ВО «ВГЛТУ имени Г. Ф. Морозова» разработана технология создания углерододепонирующих насаждений на участках гарей в Центральной лесостепи на территории Воронежской области, в пределах Левобережного участкового лесничества, которое является частью учебно-опытного лесхоза. Лесничество включает типичные для региона почвы, такие как чернозем и серые лесные почвы. Новая технология по ускоренному получению посадочного материала методом клонального микроразмножения in vitro позволит получать растения с высокой продуктивностью и повышенным потенциалом секвестрации углерода. Преобладающие лесообразующие породы до пожара — дуб черешчатый и сосна обыкновенная. Проект направлен на восстановление экологического баланса территории через посадку углерододепонирующих насаждений, что особенно актуально для участков, пострадавших от лесных пожаров.

Технология лесовосстановления на участках гарей включает несколько этапов, начиная от подготовки участков до агротехнических уходов за посадками. Выращивание посадочного материала осуществляется в питомниках. Особое внимание уделяется видам деревьев, которые лучше всего адаптированы к местным условиям: сосна обыкновенная, сосна крымская, береза, тополь и дуб черешчатый. Используются технологии клонального микроразмножения для быстрого получения качественного посадочного материала. Например, сеянцы выращиваются в теплицах с использованием специальных контейнеров, что позволяет сократить сроки их адаптации и обеспечить высокую приживаемость. После подготовки почвы саженцы высаживаются на лесокультурные площади. Для этого используются современные методы, которые минимизируют вмешательство в экосистему и способствуют быстрому укоренению молодых растений. Для обеспечения успешного роста насаждений проводятся регулярные агротехнические уходы, включающие обработку почвы, полив и защиту от вредителей. Важной частью является контроль за пожарами, для чего внедряются меры противопожарной безопасности, такие как минерализованные полосы и расчистка участков от горючих материалов.

Технология разработана по заказу СИБУРа с учетом специфики территории с высоким риском пожаров, позволяет сократить время на выращивание, повысить приживаемость растений и способствует сохранению углеродного баланса. В отличие от традиционных методов расчистки, которые предполагают сжигание древесных остатков, в данном проекте используются мульчеры, которые измельчают древесину и вносят ее в почву. Использование современных технологий снижает затраты на восстановление лесных территорий, повышает их продуктивность и способствует созданию устойчивых экосистем. Это первое и пока единственное для лесостепной зоны природное решение по лесовосстановлению гарей, прошедшее апробацию и поддержанное на уровне Федерального агентства лесного хозяйства.

На Уральском карбоновом полигоне создается экспериментальная карбоновая ферма на рекультивируемом гранитном карьере. В процессе реализации проекта проведен комплекс работ по технической и биологической рекультивации на выработанной части гранитного карьера площадью 1,2 га. Поверхность карьера была покрыта почвогрунтом разной толщины с целью создания различных условий для роста высаживаемой древесной растительности. Данные о естественном формировании древесной растительности создадут базовую основу для определения объема поглощенного углерода в древесине, естественно формирующейся на выработанных гранитных карьерах в условиях Средне-Уральского таежного лесного района. Для корневой и внекорневой подкормки сеянцев и саженцев, для ускорения их развития в ранней, наиболее замедленной фазе роста использовались созданные специалистами карбонового полигона удобрения.

Проектом предполагается депонировать углерод на долгие годы в древесину и почву на нарушенных землях предприятий на каждом из типов субстратов отвалов Свердловской области. Реализация на любых нарушенных промышленностью землях: отвалах вскрышных пород и отходов обогащения руды, хвостохранилищах, на сухих и влажных золоотвалах и на гидроотвалах, на карьерах, на иных нарушенных землях. Это позволяет предприятиям в той или иной степени компенсировать собственные выбросы СО2 и снизить трансграничный налог, в перспективе получить карбоновые единицы и выйти на карбоновую биржу, снизить экологическую налоговую нагрузку на проблемные активы — нарушенные земли и образующиеся отходы, сформировать положительный «зеленый имидж» в рамках существующих или новых ESG-стратегий. Проект позволяет относительно быстро и эффективно восстанавливать нарушенные в результате деятельности горнодобывающей промышленности лесные земли. На Урале значительные площади заняты карьерами и отвалами, нуждающимися в рекультивации. Полученные данные позволят распространить опыт на другие нарушенные земли. Ожидается, что через 15 лет после начала выполнения проекта максимальная скорость депонирования углерода будет составлять не менее 20,2 тСО2/год на га. Кроме того, углерод будет задепонирован в кроне и корнях деревьев, подросте, подлеске, живом напочвенном покрове и в почве, включая лесную подстилку.

Болота — это хорошо

Важнейшую роль в поддержании состава атмосферного воздуха играют болота. Они обогащают атмосферу кислородом, изымая из планетарного цикла углерод и консервируя его в торфяниках на тысячи лет. В них связано 30% всего наземного углерода. Более того, торфяные болота выступают в качестве мощных естественных фильтров, способных улавливать токсичные вещества, а также создают особую среду обитания и часто служат убежищем видов, для которых другие земли стали некомфортными, например, из-за изменения климата.

Экологическое состояние покинутых торфяников в настоящее время слабо исследовано. Между тем такие зоны могут создавать реальную угрозу пожаров и многократного увеличения выбросов углекислого газа в результате окисления торфа, водной и ветровой эрозии. В связи с этим крайне важно защищать и восстанавливать болота, изучать их биоразнообразие и, разумеется, разрабатывать и внедрять современные технологии секвестрации и природопользования. Это не только способствует сокращению эмиссии климатически активных газов, но и способствует предотвращению торфяных пожаров.

Так, в Ханты-Мансийском автономном округе на карбоновом полигоне «Мухрино» разработана методика восстановления углеродного баланса нарушенных экосистем болот в результате нефтедобычи. Методика направлена на оценку и восстановление углеродного баланса нарушенных болотных экосистем, особенно в районах активной нефтедобычи.

Методика восстановления углеродного баланса нарушенных болотных экосистем базируется на комплексе научно обоснованных технологических решений — от устройства водорегулирующих сооружений, таких как дамбы, шлюзы, до восстановления растительного покрова.

Одной из ключевых особенностей разработанной методики является ее способность быть адаптированной к специфическим условиям каждого месторождения. Это позволяет учитывать особенности различных районов. Например, в районах с высоким содержанием нефтепродуктов в почве могут потребоваться специфические методы очистки и восстановления почвы и воды. Другим важным аспектом методики является возможность интеграции в существующие системы экологического мониторинга нефтедобывающих компаний. Это позволяет компаниям непрерывно отслеживать состояние болотных экосистем, своевременно реагировать на возможные угрозы и предотвращать возникновение новых экологических проблем. Такая интеграция не только способствует сохранению природы и снижению негативного влияния промышленных процессов на окружающую среду, но и позволяет нефтедобывающим компаниям соблюдать законодательство в области устойчивого развития. Это становится важным фактором для обеспечения долгосрочной устойчивости бизнеса и сохранения репутации компаний на рынке.

Разработанная методика обеспечивает комплексный эколого-экономический эффект, связанный с сохранением и увеличением емкости углеродных пулов, сокращением эмиссии парниковых газов, повышением биоразнообразия и средообразующих функций болот. Стоит также отдельно отметить, что полигон обеспечивают энергией солнечные батареи и ветряная электростанция, есть спутниковая связь и Wi-Fi, что делает его привлекательным для исследователей со всей России.

Еще один очень перспективный проект разработан и реализуется в Калининградской области сотрудниками карбонового полигона «Росянка». На карбоновой ферме здесь отрабатываются стратегии восстановления болотной экосистемы на месте заброшенных торфяных разработок по средствам вторичного обводнения. Проект совмещает анализ истории развития почв, оценку их текущего состояния и собственно прогноз будущего развития. Восстановление болотной экосистемы также создаст устойчивую и здоровую среду для развития растительного и животного мира. Разработанная проектная документация передана в правительство Калининградской области.

Еще один из сильнейших поглотителей СО2 — Мировой океан. Работы по исследованию углеродного цикла в морской среде и пресных водоемах проводят в том числе на карбоновом полигоне «Росянка», а также в Краснодарском и Приморском краях, Волгоградской, Ростовской и Сахалинской областях.

Так, например, Сахалинским карбоновым полигоном выращиваются углерододепонирующие плантации водорослей, используемых как в пищевой промышленности, так и в качестве биомассы для переработки в строительные материалы и биоуголь, разработаны технология микробных топливных элементов и методология по реализации климатического проекта «Поглощение углекислого газа из атмосферы, накопление, трансформация и долгосрочное захоронение органического углерода на прибрежно-морских водно-болотных угодьях».

Подготовлено при поддержке Минобрнауки России