Освоение лесостепной и степной зон Западной Сибири увеличило эмиссию углерода | № 8 осень 2000 | Степной Бюллетень 
ISSN 1726-2860
(печатная версия ISSN 1684-8438)

Содержание номера

№ 8 осень 2000

Степные паркиСтепи под охранойПрактика управления степямиОптимизация природопользованияИстория природопользованияЗаконодательствоСтепной регионСобытияИменаЗащита редких видовКонвенция по борьбе с опустыниваниемДеньги для природыОбъявленияНовые книги Выходные данные журнала

История природопользования

Освоение лесостепной и степной зон Западной Сибири увеличило эмиссию углерода

А.А. Титлянова
(Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск)

Сельскохозяйственные и селитебные ландшафты сменили целинные степи лесостепной и степной зон в Европе и во многих регионах Азии. В Европе земледелие развилось так давно, что отследить историю изменения земель очень трудно. Иное в Западной Сибири. Период ее интенсивного освоения короток (приблизительно 150 лет) и хорошо документирован, что позволяет проследить историю замещения целинных земель антропогенными трансформатами.

Распашка степных и лесных почв под посевы началась в Западной Сибири в 60-е годы XVIII столетия. К 1860 г. было распахано около 2,5 млн га. К 1915 г. территория пашни превышала 5 млн га, к 1930 году достигла 10 млн га и далее непрерывно повышалась вплоть до периода распашки целины и залежей, когда за 5 лет (1953 – 1958 гг.) она возросла сразу на 30 %, достигнув 20 млн га. Эта площадь, колеблясь, сохранялась до 1990 г., после которого начала снижаться.

Из 20 млн га девять десятых расположено в лесостепной и степной зонах. Больше половины этой площади в прошлом было занято остепненными лугами и луговыми степями и более четверти настоящими и сухими степями (cм. таблицу).

В настоящее время в Западной Сибири в виде залежей и неудобий насчитывается около 600 тыс. га луговых степей и остепненных лугов в сочетании с колками. Около 2600 тыс. га подобных комплексов используется как сенокосы и пастбища, 650 тыс. га занято городами, селами, деревнями, дорогами, оврагами и другими нарушенными землями. В зоне степей около 1500 тыс. га настоящих и сухих степей так мало нагружены, что их можно считать целинными. Интенсивно используемые пастбища занимают около 1300 тыс. га. В целом в лесостепной и степной зонах около 70 % территории занято антропогенными трансформатами: агроценозами, пастбищами и сенокосами, дорогами, поселениями.

Изменения в использовании земель являются главным фактором, контролирующим бюджет углерода, величины чистой первичной продукции и эмиссии углерода из наземных экосистем в атмосферу.

Чистая первичная продукция и эмиссия СО2 – фундаментальные параметры функционирования экосистем. Чистая первичная продукция – это количество органического вещества, которое создает биомасса на единице площади за единицу времени, например, т/(га*год).

Этот показатель может выражаться в сухом весе и в углероде. Эмиссия СО2 – это поступление углерода в атмосферу при минерализации растительных остатков и органического вещества почвы. Эмиссию измеряют в количестве углерода, перешедшего в атмосферу, на единице площади за единицу времени, например, т/(га*год).

В природных экосистемах чистая первичная продукция = входу растительных остатков в почву = эмиссии углерода. При этом количество биомассы, растительных остатков и органического вещества почвы остается в среднем постоянным. В агроэкосистемах биомасса и чистая первичная продукция ниже, чем в целинных экосистемах, часть создаваемого органического вещества выносится с урожаем, вход растительных остатков в почву резко снижается. В результате минерализация органического вещества почвы превышает его образование, и эмиссия становится больше чистой первичной продукции, т.е. выход углерода в атмосферу из агроэкосистем превышает его вход в агроэкосистемы из атмосферы. Концентрация СО2 в атмосфере растет; запасы биомассы, растительных остатков и почвенного органического вещества уменьшаются по сравнению с целинными экосистемами.

Таким образом, уничтожение естественных экосистем – вырубка лесов в лесостепной зоне под пашню, распашка вырубок и степей – приводит к такой цепи событий, какая показана на схеме (вверху страницы).

Известно, что ежегодно в атмосферу Земли поступает дополнительно (т.е. без компенсации образованием продукции) около 8*109 т углерода. Из этих восьми миллиардов 5,5 выделяются за счет сжигания топлива всех видов, 1,7 – за счет сведения лесов и 0,8 – за счет выделения углерода из почв.

В прошлом лесостепная и степная зоны Западной Сибири имели гораздо большую биомассу, чем сегодня. Запас биомассы на площади, занятой сегодня агроценозами, составлял 350*106 т углерода. Из этого количества 186*106 т приходилось на мелколиственные леса, которые были вырублены за 150 лет использования земель. Биомасса агроценозов до уборки урожая оценивается в 80*106 т углерода. Таким образом за период освоения Западной Сибири потери биомассы достигли 270*106 т углерода. Потери происходили непрерывно по мере вырубки лесов и распашки почв.

Прошлый растительный покров лесостепи и степи имел высокую продукцию, так как чистая первичная продукция степей и остепненных лугов достигает 15 – 25 т/(га*год) сухого вещества. Причем чистая первичная продукция травяных экосистем выше, чем лесов в той же зоне. Так, у березняков лесостепи она лежит в пределах 8 – 12 т/(га*год), а у луговых степей – в пределах 12 – 22 т/(га*год). Такая высокая продукция в степях и лугах достигается за счет быстрого прироста корней, корневищ и других подземных органов. Замещение природных травяных экосистем агроценозами с более низкой чистой первичной продукцией (10 – 12 т/(га*год)), интенсивное использование лесов и деградация пастбищ привели к огромному уменьшению суммарной продукции. В прошлом растительный покров лесостепи и степи Западной Сибири продуцировал 725*106 т сухого вещества в год, современный покров – лишь 420*106 т/год. Потери продукции в расчете на 1 га составляют 7 т в год в лесостепной зоне и 8 т в год в степной.

Вход растительных остатков в почву также снизился в связи с уменьшением чистой первичной продукции и удалением части продукции с урожаем. Уменьшение входа углерода в почву приводит к снижению количества вновь образуемого гумуса, которое становится меньше, чем образование почвенного органического вещества. Нарушение баланса углеродного цикла имеет своим следствием снижение запасов органического углерода в почвах и увеличение эмиссии СО2 из пахотных почв.

Однако потери углерода из почв начались лишь 60 лет тому назад. В XIX веке в степных и лесостепных регионах Западной Сибири существовала залежно-паровая система полеводства. Наиболее частым типом землепользования был многолетний севооборот: 6 лет поле было занято посевами, 9 лет – залежью и 2 года – парами. От этой средней для региона системы наблюдались самые различные отклонения, прежде всего в сроках залежи в зависимости от количества почвы и величины крестьянского надела. В почве залежи под действием травянистой растительности шли восстановительные процессы. Потери органического углерода из почвы, происходившие на возделываемых полях, компенсировались накоплением органического вещества в стадии залежи.

Залежно-паровая система сохранялась до середины 30-х годов и исчезла после коллективизации. Началось непрерывное использование пахотных почв, сопровождавшееся потерями почвенного органического вещества и увеличением эмиссии СО2. За 60 лет потери органического углерода из пахотных почв лесостепи и степи составили 1010*106 т. Следовательно, за 150 лет использования почвенно-растительный покров региона потерял 1280 млн т углерода. Этот углерод в виде СО2 поступил в атмосферу.

Правда, регион в целом не увеличивает, а даже снижает содержание углекислого газа в атмосфере. По оценкам, за тот же период многочисленные западносибирские болота аккумулировали около 1500 млн т углерода в виде ежегодно прирастающего торфа.

Контакт:
Титлянова Аргента Антониновна, д.б.н., в течение многих лет заведовала лабораторией биогеоценологии Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
630000 Новосибирск, ул. Советская, 18, ИПА СО РАН
Тел.: (3832) 22 54 15
E-mail: argenta@issa.nsc.ru
Рост площади распаханных земель в Западной Сибири






Наверх
503 просмотров



Сибирский экологический центр
Центр охраны дикой природы
Проект ПРООН/ГЭФ по степным ООПТ России
Казахстанская ассоциация сохранения биоразнообразия
Об издании

Популярное
ПРООН ГЭФ Минприроды России