Forest structure and a comparative analysis of the carbon sequestration capacity of the main forest-forming species in Omsk Oblast
Forest structure and a comparative analysis of the carbon sequestration capacity of the main forest-forming species in Omsk Oblast
Abstract
According to data from the Main Forestry Administration of Omsk Oblast, the region’s forest structure has been analysed and the carbon sequestration potential of the main forest-forming species has been calculated. In terms of area, deciduous species predominate in the forest structure (75,71% of the region’s total forest area), while coniferous species account for 24,27%. Carbon reserves in the phytomass pool of the region’s main forest-forming species vary widely — from 7,62 t C ha-1 in young lime plantations to 102,34 t C ha-1 in mature and overmature larch plantations. Coniferous stands have the highest carbon stocks in the biomass pool per hectare (58,27%). However, in terms of total carbon reserves in phytomass in the region, broad-leaved species predominate (78,43%), forming the main share of the forest structure by area, while coniferous species account for less than a third of total carbon reserves.
1. Введение
Леса выполняют ряд значимых экологических, экономических и социальных функций, в том числе различные экосистемные услуги , . Россия занимает первое место в мире по площади лесов и второе место по запасу стволовой древесины. Среди основных лесообразующих пород в стране первое место занимает лиственница (28,1% от общей площади), затем следуют сосна (19,2%), береза (16,4%), ель (12,6%), кедр (9,2%) .
В связи с глобальными изменениями климата особого внимания заслуживает климаторегулирующая функция лесов, непосредственно связанная с их углерододепонирующей способностью , , . Углерододепонирующая способность лесов зависит от многих факторов, среди которых первостепенное значение имеет их структура по основным лесообразующим породам и группам возраста. К числу пород с высокой углерододепонирующей способностью относятся сосна, ель, лиственница, тополь, а в группах возраста — молодняки, средневозрастные и приспевающие .
Омская область обладает высоким потенциалом для развития лесного хозяйства – площадь земель лесного фонда составляет 42% общей площади региона, причем доля эксплуатационных лесов наибольшая (82.6%). Основной хвойной лесообразующей породой в регионе является сосна, мягколиственной — береза , .
Цель работы — оценка углерододепонирующего потенциала основных лесообразующих пород Омской области.
2. Материалы и методы исследований
Расчеты и анализ проведены по данным Главного управления лесного хозяйства Омской области и Лесного плана Омской области в редакции от 14.02.2025 г. , .
Запас углерода в фитомассе древостоев рассчитывали по формуле:
M=K*V,
где М — фитомасса, т;
К — конверсионный коэффициент, т C м-3;
V — запас стволовой древесины, м3/га.
Конверсионный коэффициент отражает связь запаса стволовой древесины с фитомассой древостоя. Коэффициент рассчитан для преобладающих пород по группам возраста и климатическим зонам .
Статистическую обработку данных проводили в программе Microsoft Excel.
3. Результаты и обсуждение
Основную долю в структуре лесов Омской области по площади произрастания составляют мягколиственные породы (75,71% общей площади лесов региона), хвойные насаждения — 24,27%, твердолиственные и кустарниковые породы — 0,1%. В структуре мягколиственных пород региона по площади произрастания преобладает береза (84,79% общей площади мягколиственных пород), среди хвойных — сосна (71,33% общей площади хвойных пород) (табл. 1).
Таблица 1 - Распределение площади лесов и запаса стволовой древесины по основным лесообразующим породам и группам возраста
Основные лесообразующие породы | Пло щадь, тыс. га | Группы возраста | Запас, млн м3 | Группы возраста | ||||||||||||||||||||||
Молодняки I класса | Молодняки II класса | Средневозрастные | Приспевающие | Спелые и перестойные | Молодняки I класса | Молодняки II класса | Средневозрастные | Приспевающие | Спелые и перестойные | |||||||||||||||||
тыс. га | % | тыс. га | % | тыс. га | % | тыс. га | % | тыс. га | % | в том числе перестойные | млн м3 | % | млн м3 | % | млн м3 | % | млн м3 | % | млн м3 | % | в том числе перестойные | |||||
тыс. га | % | млн м3 | % | |||||||||||||||||||||||
Хвойные | ||||||||||||||||||||||||||
Сосна | 788,6 | 69,5 | 8,8 | 50,5 | 6,4 | 287,0 | 36,4 | 136,0 | 17,3 | 245,6 | 31,1 | 25,6 | 10,4 | 84,6 | 1,40 | 1,6 | 5,59 | 6,6 | 32,64 | 38,5 | 18,77 | 22,1 | 26,46 | 31,2 | 3,22 | 12,2 |
Ель | 110,1 | 19,0 | 17,3 | 6,2 | 5,6 | 37,9 | 34,4 | 24,2 | 22,0 | 22,8 | 20,7 | 3,0 | 14,5 | 16,01 | 0,28 | 1,7 | 0,35 | 2,2 | 6,20 | 38,7 | 4,24 | 26,5 | 4,94 | 30,9 | 0,74 | 15,0 |
Пихта | 63,7 | 6,9 | 10,8 | 3,2 | 5,0 | 7,3 | 11,5 | 9,5 | 14,9 | 36,8 | 57,8 | 7,3 | 19,8 | 12,17 | 0,11 | 0,9 | 0,21 | 1,7 | 0,95 | 7,8 | 1,93 | 15,9 | 8,97 | 73,7 | 2,06 | 23,0 |
Лиственница | 2,3 | 0,4 | 17,5 | 0,5 | 21,7 | 0,5 | 21,7 | 0,2 | 8,7 | 0,7 | 30,4 | 0,3 | 42,9 | 0,35 | 0,01 | 2,8 | 0,07 | 20,0 | 0,06 | 17,2 | 0,03 | 8,6 | 0,18 | 51,4 | 0,08 | 44,4 |
Кедр | 140,8 | 10,3 | 7,3 | 7,0 | 5,0 | 69,8 | 49,6 | 26,7 | 19,0 | 27,0 | 19,1 | 0,8 | 3,0 | 29,26 | 0,21 | 0,7 | 0,79 | 2,7 | 16,33 | 55,9 | 6,33 | 21,6 | 5,6 | 19,1 | 0,15 | 2,7 |
Итого | 1105,5 | 106,1 | 9,6 | 67,4 | 6,1 | 402,5 | 36,4 | 196,6 | 17,8 | 332,9 | 30,1 | 37,0 | 11,1 | 142,65 | 2,01 | 1,4 | 7,01 | 4,9 | 56,18 | 39,4 | 31,30 | 21,9 | 46,15 | 32,4 | 6,25 | 13,5 |
Твердолиственные | ||||||||||||||||||||||||||
Клен | 0,7 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,1 | 14,3 | 0,0 | 0,0 | 0,6 | 85,7 | 0,2 | 33,3 | 0,03 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,03 | 100,0 | 0,01 | 33,3 |
Мягколиственные | ||||||||||||||||||||||||||
Береза | 2923,5 | 216,9 | 7,4 | 90,3 | 3,1 | 755,0 | 25,8 | 420,0 | 14,4 | 1441,3 | 49,3 | 653,5 | 45,34 | 412,43 | 2,30 | 0,6 | 3,0 | 0,7 | 79,52 | 19,3 | 63,35 | 15,4 | 264,26 | 64,0 | 131,45 | 49,7 |
Осина | 509,8 | 85,2 | 16,7 | 49,7 | 9,8 | 65,4 | 12,8 | 50,3 | 9,9 | 259,2 | 50,8 | 180,5 | 69,6 | 82,29 | 1,45 | 1,8 | 2,87 | 3,5 | 7,52 | 9,1 | 7,92 | 9,6 | 62,53 | 76,0 | 45,84 | 73,3 |
Липа | 5,2 | 0,2 | 3,8 | 0,3 | 5,8 | 2,7 | 51,9 | 1,1 | 21,2 | 0,9 | 17,3 | 0,2 | 22,2 | 0,78 | 0,0 | 0,0 | 0,01 | 1,3 | 0,41 | 52,5 | 0,19 | 24,4 | 0,17 | 21,8 | 0,03 | 17,6 |
Тополь | 4,0 | 0,5 | 12,5 | 1,3 | 32,5 | 1,9 | 47,5 | 0,0 | 0,0 | 0,3 | 7,5 | 0,0 | 0,0 | 0,30 | 0,01 | 3,4 | 0,04 | 13,3 | 0,21 | 70,0 | 0,0 | 0,0 | 0,04 | 13,3 | 0,0 | 0,0 |
Ива древовидная | 5,5 | 0,3 | 5,5 | 0,5 | 9,0 | 1,5 | 27,3 | 0,3 | 5,5 | 2,9 | 52,7 | 1,4 | 48,3 | 0,31 | 0,01 | 3,2 | 0,01 | 3,2 | 0,07 | 22,6 | 0,02 | 6,5 | 0,20 | 64,5 | 0,12 | 60 |
Итого | 3448,0 | 303,1 | 8,8 | 142,1 | 4,1 | 826,5 | 24,0 | 471,7 | 13,7 | 1704,6 | 49,4 | 835,6 | 49,0 | 496,11 | 3,77 | 0,8 | 5,93 | 1,2 | 87,73 | 17,7 | 71,48 | 14,4 | 327,20 | 65,9 | 177,4 | 54,2 |
Всего | 4554,2
| 409,2
| 9,0 | 209,5
| 4,6 | 1229,1
| 27,0 | 668,3
| 14,7 | 2038,1
| 44,7 | 872,8
| 42,8 | 638,79 | 5,78 | 0,9 | 12,94 | 2,0 | 143,91 | 22,5 | 102,78 | 16,1 | 373,38 | 58,5 | 183,70 | 49,2 |
По запасам стволовой древесины распределение между основными породами такое же, наибольшими запасами древесины обладают мягколиственные породы, первое место среди них принадлежит березе (83,13%). Среди хвойных пород по запасам древесины лидирует сосна (59,31%) (см. табл. 1).
В возрастной структуре мягколиственных насаждений по площади и запасу стволовой древесины преобладают спелые и перестойные леса, а у хвойных насаждений — средневозрастные (см. табл. 1) .
На основании проведенных расчетов запасов углерода в пуле фитомассы основных лесообразующих пород региона установлено, что запасы углерода на один гектар площади варьируют в широких пределах: минимальные показатели присущи молодым липовым насаждениям (7,62 т Сга-1), максимальные — спелым и перестойным лиственничным насаждениям (102,34 т С га-1). По общему запасу углерода на 1 гектар среди хвойных пород лидирует кедр (271,40 т С га-1), среди мягколиственных — осина (193,94 т С га-1), показатели которой ненамного превышают березу (190,28 т С га-1). По общему запасу углерода на 1 гектар хвойные породы привносят 58,27 % от общего запаса углерода на 1 гектар и превосходят мягколиственные породы на 30.45%. Однако в общей структуре лесов Омской области основной запас углерода в фитомассе (млн т С) приходится на мягколиственные породы, ввиду их преобладания по площади и запасу стволовой древесины (табл. 2).
На основании проведенных полевых работ в период 2022–2024 гг. нами было установлено, что запас углерода в фитомассе средневозрастных лиственничных лесов, произрастающих на разных участках южной лесостепи Омской области, варьирует от 47,30 до 147,40 т С га-1 . Запас углерода в фитомассе приспевающих и спелых березовых лесов варьировал от 57,05 до 120,90 т С га-1 . Полученные нами показатели запасов углерода в фитомассе лиственничных и березовых насаждений хорошо согласуются с данными, установленными для основных лесообразующих пород Северной Евразии . Сведения о запасах углерода в пуле фитомассы других основных лесообразующих пород Омской области к настоящему времени отсутствуют.
Таблица 2 - Запасы углерода в фитомассе основных лесообразующих пород Омской области
Основная лесообразующая порода | Группы возраста | Итого по породе запас углерода т С га-1 | Итого по породе млн т С | |||||||||||
Молодняки I и II класса | Средневозрастные | Приспевающие | Спелые и перестойные | |||||||||||
Конверсионный коэффициент | Запас углерода, т С га-1 | Общий запас, млн т С | Конверсионный коэффициент | Запас углерода т С га-1 | Общий запас, млн т С
| Конверсионный коэффициент | Запас углерода т С га-1 | Общий запас, млн т С | Конверсионный коэффициент | Запас углерода т С га-1 | Общий запас, млн т С | |||
Хвойные | ||||||||||||||
Сосна | 0,435 | 25,34 | 3,04 | 0,352 | 40,03 | 11,49 | 0,329 | 45,41 | 6,18 | 0,356 | 38,35 | 9,42 | 149,13 | 30,13 |
Ель | 0,614 | 15,35 | 0,39 | 0,369 | 60,36 | 2,29 | 0,351 | 61,50 | 1,49 | 0,364 | 78,87 | 1,80 | 216,08 | 5,96 |
Пихта | 0,42 | 13,31 | 0,13 | 0,308 | 40,08 | 0,29 | 0,283 | 57,49 | 0,55 | 0,27 | 65,81 | 2,42 | 176,70 | 3,40 |
Лиственница | 0,392 | 34,84 | 0,03 | 0,371 | 44,52 | 0,02 | 0,398 | 59,70 | 0,01 | 0,398 | 102,34 | 0,07 | 241,41 | 0,14 |
Кедр | 0,392 | 22,66 | 0,39 | 0,341 | 79,78 | 5,57 | 0,319 | 75,63 | 2,02 | 0,45 | 93,33 | 2,52 | 271,40 | 10,50 |
Итого | - | 111,5 | 3,99 | - | 264,78 | 19,66 | - | 299,73 | 10,24 | - | 378,71 | 126,07 | 1054,71 | 159,96 |
Твердолиственные | ||||||||||||||
Клен | 0,624 | 0,00 | 0,00 | 0,477 | 0,00 | 0,00 | 0,388 | 0,00 | 0,00 | 0,436 | 21,80 | 0,01 | 21,80 | 0,01 |
Мягколиственные | ||||||||||||||
Береза | 0,461 | 7,95 | 2,44 | 0,409 | 43,08 | 32,52 | 0,409 | 61,69 | 25,91 | 0,423 | 77,56 | 111,78 | 190,28 | 172,66 |
Осина | 0,356 | 11,40 | 1,54 | 0,363 | 41,74 | 2,73 | 0,335 | 52,75 | 2,65 | 0,365 | 88,05 | 22,82 | 193,94 | 29,74 |
Липа | 0,381 | 7,62 | 0,00 | 0,336 | 51,02 | 0,14 | 0,334 | 57,69 | 0,06 | 0,337 | 63,66 | 0,06 | 179,99 | 0,26 |
Тополь | 0,356 | 9,89 | 0,02 | 0,363 | 40,12 | 0,08 | 0,335 | 0,00 | 0,00 | 0,365 | 48,67 | 0,01 | 98,68 | 0,11 |
Ива древовидная | 0,381 | 9,53 | 0,01 | 0,336 | 15,68 | 0,02 | 0,334 | 22,27 | 0,01 | 0,337 | 23,24 | 0,07 | 70,71 | 0,11 |
Итого | - | 46,39 | 4,01 | - | 191,64 | 35,49 | - | 194,40 | 28,63 | - | 301,17 | 513,38 | 733,60 | 581,52 |
Всего | - | 157,89 | 8,0 | - | 456,42 | 55,15 | - | 494,12 | 38,87 | - | 701,68 | 639,47 | 1810,11 | 741,49 |
4. Заключение
Высокая доля спелых и перестойных лесов среди мягколиственных пород Омской области снижает углерододепонирующую способность лесных насаждений и относится к наиболее слабым сторонам углерододепонирующего потенциала лесов региона. Преобладание средневозрастных хвойных насаждений положительно влияет на углерододепонирующий потенциал лесов Омской области, но их доля в структуре лесов региона в 3 раза меньше, чем мягколиственных пород.
Для повышения углерододепонирующей способности лесов Омской области рекомендуется провести оптимизацию структуры лесных насаждений в регионе и направить мероприятия по лесовосстановлению и лесоразведению на увеличение посадочных площадей хвойными породами, обладающими высокой углерододепонирующей способностью.
