Вісник НАН України. 2017. № 1. С. 100-108
https://doi.org/10.15407/visn2017.01.098
БЕДЕРНІЧЕК Тимур Юрійович –
кандидат сільськогосподарських наук, докторант Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України,bedernichek@nas.gov.ua
РЕЗЕРВУАРИ І ПОТОКИ КАРБОНУ В НАЗЕМНИХ ЕКОСИСТЕМАХ УКРАЇНИ
За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 9 листопада 2016 року
На сьогодні в Україні немає достовірної інформації про запаси карбону (вуглецю) в основних резервуарах наземних екосистем та про його потоки між цими резервуарами. У доповіді обґрунтовано необхідність проведення реальної кількісної оцінки резервуарів і потоків карбону в наземних екосистемах України та розроблення національної системи їх обліку, яка має відповідати вимогам IPCC, а також узгоджуватися з поширеними системами CBМ-CFS3, BIOMASAR, РОБУЛ, ROMUL, EFIMOD. Показано доцільність та перспективність використання з цією метою едафічної сітки Погребняка. Доведено необхідність диференціальної оцінки різних фракцій (пулів) органічної речовини ґрунту – основного джерела парникових газів, з особливим акцентом на лабільну органічну речовину.
Ключові слова: карбон, вуглець, секвестрація, органічна речовина ґрунту, глобальне потепління.
Глобальне потепління клімату та цикл карбону
Починаючи з середини минулого століття температура приземних шарів атмосфери невпинно зростає. Останнє десятиліття визнано найтеплішим за всю історію метеорологічних спостережень, а у 2010, 2013, 2015 та 2016 роках було перевищено історичні температурні максимуми. Основною причиною глобального потепління клімату є збільшення концентрації парникових газів і, зокрема, продуктів окиснення (СО2) та відновлення (СН4) карбону [1].
Газів, здатних ефективно поглинати інфрачервоне випромінювання, в атмосфері Землі є досить багато. Крім діоксиду карбону (вуглекислого газу) та метану, це водяна пара, оксиди нітрогену, озон, фторхлорвуглеводні. Проте саме водяна пара, CO2 та CH4 є основними. Це пов’язано насамперед з двома головними причинами: 1) концентрація цих сполук в атмосфері Землі є значно вищою, ніж інших парникових газів;
2) їм властиві сильні позитивні зворотні зв’язки: підвищення температури призводить до збільшення їх концентрації в атмосфері і навпаки [2]. Ці зв’язки (рис. 1) є вагомими дестабілізуючими факторами, які істотно впливають на стан планетарної кліматичної системи. Найсильніші позитивні зв’язки у цій системі властиві водяній парі та діоксиду карбону і значно слабші – метану.
Щоправда, вже найближчим часом ситуація може докорінно змінитися: під вічною мерзлотою та в її товщі містяться дуже великі запаси метану – до 10 000 Гт; танення вічної мерзлоти може призвести до надходження метану, зв’язаного у формі газогідратів, до атмосфери [3].
Раніше основним джерелом парникових газів була вулканічна та поствулканічна активність (гейзери, терми, фумароли) [2]. Сьогодні людство, як нова геологічна сила, почало помітно впливати на біогеохімічний цикл карбону і, як наслідок, на газовий склад атмосфери.
Найбільшими планетарними резервуарами карбону, які інакше називають «повільними», є: Світовий океан, поклади вугілля, нафти та газу, карбонатні гірські породи. Проте, незважаючи на їхній розмір (десятки гігатонн карбону), їх характерний час (mean residence time) становить мільйони років. Саме тому, за винятком окремих катастроф (наприклад, виверження Кракатау 1883 р.), вплив найбільших резервуарів карбону на сучасне потепління клімату є незначним, і людська діяльність на них практично не впливає. Сучасне потепління клімату залежить від менших за розмірами, але високодинамічних резервуарів карбону: атмосфери, поверхневих вод, ґрунту, біомаси, а також потоків між ними [3].