GHG methodology verification final report Ecosystem

transcript

THHOBA rlrtrlltuit IIEHTP (EKOCT{CTE MAD

d;-rirBEPA)nEHO:

ufi 4uperrop

flpesrE4enr C<Erocrncterraa>,

4raropin YrpaiuueKoHOMlqHr4x HayK

Kepinnzx rpyrru"/--zV-!-+y'\- r\vPrblllllt I Py ilnKypvleuxo C.C.

TEXHITIHT 3BIT

rrpo BlrKoHaHHr po6iT 3a [poeKToM

(<JIor 2: IrepenipKa MeroAoJrorii oIIiHKn 3anaciB Ta rroroKiB ByrJrerrlrc Arq opraHiqHr.rxrpynrin>>

floronip }tb 2015/47 sia29 nmnys2Ot5 p.)

Eran 5

ffynrcru rexniqnoro 3aBAaHHq lniruoro nepio4y:

1. dlepenir< TeMarIlrrHI4x ruapin AaHLIX npo Br{Kr.rAra flf, cxra4eur.rfi ua oqroni .{aHrrx nasel4Hoinepenipru na linsHlli,y 2015 poqi n qinorr,ry ra oKpeMo sa xoxHrnfi uicrqr 2015 pory, sciqus no rpyAeHb BKrrroqHo (ao l5 Jrrororo 2016 p.)>

2. TexHi'rHlafi snir y (fopnaari Word, rrto uicrurb pe3ynbraru nepeniprg MeroAonorii ouiHxugauacis ra rororie Byl'neqro Ant opraHi.rHzx rpynrin 3a AorroMororo MeroAin Haser4Horos6opy AaHI'Ix. .{oryl,renr noB}IHeH BK.rrroqarrr n ce6e pe3yJrbrarr{ oqiuru 3 Br.rKopkrcraHHrMnaeroAis 4l'IcranqiftHoro s6opy Aanr4x, ropinHxHufl ABox uerogin oqiurH, pexouen4aqii uo6axartuit cnoci6 i npono:uqii uoao BAocKoHaneHHr Meroaororir. Anr 3Hr{xeuHr pinHrnoMLInoK' ,{oryuenr [oBIlHeH 6yatn .qetzurisonauuu, cxnaAenufi pociftcrxorc MoBoro 3anoraqiero auuificrxoro MoBoIo. flpoerr AoKyMeHTy ueo6xiAncl rroAarz Ha po3rr-sAllpoerry Ao 1 macrorlaAa 2015 pory. Ocraroqnufi napianr, po3r'Jrrrryrrafi llpoerroM, 3KoMeHTapquu MinnpupoAll, noBrdHeH 6yru npegcrasreHuft ne nigniure 15 nrororo 2016poKy).

Aara noAiruus: 10.02.201 6

Z(1tPatr,i)\*'z---.\ /

6i,,/a, \rt 0c[qTlll[

Kniin 2016

ЗМІСТ Вступ .................................................................................................................................................................. 3

1. Створення тематичних шарів згідно з переліком технічного завдання .............................................. 4

2. Верифікація методології .......................................................................................................................... 9

2.1. Модель для оценки значений коэффициентов эмиссии парниковых газов, используемая в

Методике ..................................................................................................................................................... 11

2.2. Верификация расчета значений коэффициентов эмиссии парниковых газов по

опубликованным данным .......................................................................................................................... 21

2.2.1. Расчетные значения коэффициентов эмиссии ..................................................................... 21

2.2.2. Верификация расчетных значений коэффициентов эмиссии путем сравнения с

опубликованными данными .................................................................................................................. 24

2.3. Верификация методики путем сравнения расчетных значений коэффициентов эмиссии

парниковых газов полученных с использованием данных, собранных наземными и

дистанционными методами ....................................................................................................................... 29

2.3.1. Спецификация космического снимка ................................................................................... 30

2.3.2. Оценка запасов живой надземной биомассы с использованием дистанционных методов

сбора данных ........................................................................................................................................... 32

2.4. Верификация оценки выбросов и поглощения парниковых газов с органических грунтов

путем сравнения значения выбросов, полученных с использованием дистанционных и наземных

данных ......................................................................................................................................................... 36

3. Рекомендации по снижению погрешности оценки ............................................................................. 45

Приложение 1. Детальная информация по расчетам коэффициентов эмиссии парниковых газов с

использованием дистанционных данных оценки запасов живой надземной биомассы ......................... 46

Участки без растительного покрова ......................................................................................................... 46

Нитрофильная разнотравная растительность .......................................................................................... 67

Мезофитная высокотравная растительность ........................................................................................... 87

Лиственные деревья ................................................................................................................................. 108

Злаковые луга ........................................................................................................................................... 129

Заросли кустарников ................................................................................................................................ 149

Заросли корневищных гелофитов ........................................................................................................... 170

Влаголюбивая разнотравная растительность, включая низкотравные осоки .................................... 190

Водоемы .................................................................................................................................................... 211

Приложение 2. Расчет значений выбросов парниковых газов с единицы площади органического

грунта на основе наземных данных (биомассы) ........................................................................................ 232

Злаковые луга ........................................................................................................................................... 232

Влаголюбивая разнотравная растительность ........................................................................................ 256

Высокотравные гелофиты ....................................................................................................................... 279

Мезофитные луга ...................................................................................................................................... 303

Нитрофильная высокотравная растительность ..................................................................................... 327

Высокотравные кочковатые осоки ......................................................................................................... 352

Вступ

Даний звіт підготовлено в рамках виконання роботи за договором №2015/47 від 29

липня 2015 року. Технічний звіт включає результати виконання роботи за останнім етапом з

терміном надання звіту 15 грудня 2016 року. Звіт включає результати роботи за наступними

завданнями:

(1) «Перелік тематичних шарів даних про викиди ПГ, складений на основі

даних наземної перевірки на ділянці, у 2015 році в цілому та окремо за кожний місяць

2015 року, з січня по грудень включно (до 15 лютого 2016 р.)»

(2) «Технічний звіт у форматі Word, що містить результати перевірки

методології оцінки запасів та потоків вуглецю для органічних ґрунтів за допомогою

методів наземного збору даних. Документ повинен включати в себе результати оцінки

з використанням методів дистанційного збору даних, порівняння двох методів оцінки,

рекомендації по бажаний спосіб і пропозиції щодо вдосконалення методології для

зниження рівня помилок. Документ повинен бути деталізованим, складений

російською мовою з анотацією англійською мовою. Проект документу необхідно

подати на розгляд Проекту до 1 листопада 2015 року. Остаточний варіант,

розглянутий Проектом, з коментарями Мінприроди, повинен бути представлений не

пізніше 15 лютого 2016 року.»

Технічний звіт містить розділ з результатами виконання роботи згідно завдання (1)

українською мовою та розділи згідно з результатами виконання роботи згідно завдання (2)

російською мовою.

Даний технічний звіт включає текстову частину у форматі Word, відповідні дані в ГІС

форматах, які надаються окремими файлами (назва папки: ―Thematic_layers_GHG_emission

Smolianka_2015.zip‖), та дані з оцінкою живої надземної біомаси проведеною з

використанням даних, отриманих дистанційними та наземними методами в форматі Excel,

які надаються окремим файлом

(―Smolianka_Biomass_2015_Remote_Sensing_&_Field_Data.xlsx ―).

1. Створення тематичних шарів згідно з переліком технічного

завдання

Пункт технічного завдання:

«Перелік тематичних шарів даних про викиди ПГ, складений на основі даних наземної

перевірки на ділянці, у 2015 році в цілому та окремо за кожний місяць 2015 року, з січня по

грудень включно (до 15 лютого 2016 р.)»

Результат:

В результаті роботи було створено 39 векторних тематичних шарів в середовищі

вільної кросс-платформової геоінформаційної системи «Quantum GIS 2.0.1» на основі

наданих замовником результатів моделювання емісії парникових газів за даними

дистанційного зондування та наземної перевірки в межах осушувальної системи «Смолянка»

з січня по грудень 2015р. та в цілому за 2015р. Створені шари мають формат .shp. Цифрові

тематичні шари мають систему координат WGS 84.

Перелік створених тематичних шарів наведено у даному розділі нижче. Тематичні

шарі у форматі .shp надаються окремими файлами. Назва папки

«Thematic_layers_GHG_emission Smolianka_2015.zip»

В рамках виконання даного пункут технічного завдання були створені унікальні назви

файлів тематичних шарів у відповідності до вимог технічного завдання. Назви файлів та

характер представлених у даному файлі даних наведено у таблиці 1.

Таблиця 1. Назви файлів створених тематичних шарів та характер

представлених у даному файлі даних

№ пп Назва створеного векторного шару Дані Тип данних

1 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_M1_0_FD.shp Викиди метану на

основі даних

наземної перевірки

за Січень 2015р

Полігональний

за Лютий 2015р

за Березень 2015р

за Квітень 2015р

за Травень 2015р

за Червень 2015р

за Липень 2015р

за Серпень 2015р

за Вересень 2015р

за Жовтень 2015р

за Листопад 2015р

за Грудень 2015р

13 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_An_0_FD.shp Сумарні викиди

метану на основі

даних наземної

перевірки за 2015р

14 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_M1_0_FD.shp Викиди

вуглекислого газу на

26 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_An_0_FD.shp Сумарні викиди

за 2015р

27 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M1_0_FD.shp Викиди закису азоту

на основі даних

39 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_An_0_FD.shp Сумарні викиди

закису азоту на

за 2015р

2. Верифікація методології

Данный раздел подготовлен на русском языке в соотвествии с требованиями

пункта технического задания и представляет технический отчет с результатами

верификации методологии оценки выбросов парниковых газов с органических грунтов:

«Технічний звіт у форматі Word, що містить результати перевірки методології оцінки

запасів та потоків вуглецю для органічних ґрунтів за допомогою методів наземного збору

даних. Документ повинен включати в себе результати оцінки з використанням методів

дистанційного збору даних, порівняння двох методів оцінки, рекомендації по бажаний спосіб

і пропозиції щодо вдосконалення методології для зниження рівня помилок. Документ

повинен бути деталізованим, складений російською мовою з анотацією англійською мовою.

Проект документу необхідно подати на розгляд Проекту до 1 листопада 2015 року.

Остаточний варіант, розглянутий Проектом, з коментарями Мінприроди, повинен бути

представлений не пізніше 15 лютого 2016 року.»

Методика оценки выбросов парниковых газов разработана с учетом рекомендаций,

изложенных в Wetlands Supplement (2013). Методика предусматривает:

использование дистанционных методов сбора геореференцированных данных, а

именно классификация земной поверхности по стратам и определение запаса живой

надземной биомассы, необходимых для оценки выбросов или поглощения

парниковых газов с органических грунтов для целей ведения Национального кадастра

Украины;

использование достоверных источников данных, собранных наземными методами, а

именно, климатические данные, характер грунта, уровень грунтовых вод,

необходимых для оценки выбросов и поглощения парниковых газов с использованием

модельных расчетов;

создание и ведение ГИС базы данных, которая содержит все исходные данные и

результаты оценки выбросов и поглощения парниковых газов с органических грунтов;

оценку выбросов и поглощения парниковых газов с органических грунтов в форме

СО2, СН4 и N2O;

модельные расчеты коеффициентов эмиссии выбросов парниковых газов в форме СО2,

СН4 и N2O на единицу площади земного участка («дыхание екосистемы»);

модельные расчеты накопления углерода в почве (резервуар «грунт»);

оценку выбросов и поглощения парниковых газов с открытого водного зеркала и в

результате пожаров производить с использованием коэффициентов по умолчанию,

рекомендованных Wetlands Supplement (2013).

Данной работой предусматривается верификация методики путем:

(1) сравнения полученных расчетных данных численных значений коэффициентов

эмиссии парниковых газов для пилотных территорий, расположенных в Черниговской

области (м/с «Смолянка» и м/с «Крюково») с опубликованными данными, полученными

путем проведения прямых измерений эмиссии парниковых газов выполненных в

границах земельных участков с растительным покровом, типичным для пилотных

участков, и в подобных природно-климатических зонах (насколько это возможно);

(2) сравнения численных значений коэффициентов эмиссии парниковых газов для

одной территории с использованием данных по оценки живой надземной биомассы

(ключевой параметр) полученных дистанционными и наземными методами сбора данных;

(3) сравнения данных по оценке живой надземной биомассы (ключевой параметр)

полученных

С целью снижения погрешности оценки запасов биомассы, страты «травянистая

растительность на осушенных органических грунтах» и «травянистая растительность на

подтопленных органических грунтах» были разделены на более мелкие единицы с

использованием типа растительного покрова, для которого характерно более или менее

равномерное распределение живой надземной биомассы в границах данного типа

растительного покрова. Такой подход возможен с использованием мультиспектральных

снимков средней и высокой разрешающей способности для оценки запасов живой

надземной биомассы не только в рамках выполнения данной работы, но и ведения

Национального кадастра Украины.

Данные по температуре воздуха, грунта, по количеству осадков, по запасам воды в

грунте были взяты с метеорологической станции г. Нежин, которая располагается в

непосредственной близости от проектных участков. Эти параметры взяты с достоверного

источника и не требуют верификации.

Параметры грунтов, которые характерны для проектного участка взяты с

опубликованных источников, являются справочными данными и не требуют

верификации.

В рамках данной работы также проводилась верификация коэффициентов эмиссии

для СО2, СН4 и N2O с единицы площади земной поверхности в границах органического

грунта с различным уровнем стояния грунтовых вод. Верификация коэффициентов

проводилась путем сравнения:

(1) расчетных значений коэффициентов эмиссии с опубликованными значениями

для сходных природно-климатических условий и типов растительного покрова,

(2) значений коэффициентов эмиссии расчитанных с использованием данных,

полученных с использованием дистанционных и наземных методов сбора данных

В рамках данной работы также оценена погрешность входящих данных

используемых для расчета значений коеффициентов эмиссии, собранных наземными

методами; входящих данных используемых для расчетов значений коеффициентов

эммиссии, собранных дистанционными методами, А также определена погрешность

расчета значений коеффициентов эмисии с использованием наземных и дистанционных

данных.

2.1.Модель для оценки значений коэффициентов эмиссии парниковых

газов, используемая в Методике

Интенсивное развитие динамического моделирования органического вещества

почв происходило как в рамках создания моделей агроэкологических систем, так и

целенаправленно, вполне самостоятельно, в основном для лесных почв. На этой основе

определились основные концептуальные подходы к оценке динамики процессов

трансформации органического вещества растительных остатков и почв, а также эмиссии

парниковых газов из почвы.

Приведенные в монографии (Моделирование динамики органического вещества в

лесных …, 2007)1 результаты анализа процесса минерализации органического вещества

растительных остатков и почв позволяют сделать вывод о том, что темп трансформации

имеет два разных этапа: фазу скорой и фазу медленной минерализации. Фаза быстрой

минерализации достаточно коротка и завершается в первые месяцы разложения

растительных остатков, изменяясь длительной фазой медленной минерализации. Такой

характер динамики потери массы растительных остатков при разложении может быть

объяснен разными причинами. Фазу быстрой минерализации обычно связывают с

трансформацией свежего материала растительных остатков и его быстро

минерализуемыми компонентами. Существование фазы медленной минерализации

объясняется по-разному: с одной стороны, как относительно ингибирующее влияние

накапливаемого лигнина, с другой стороны, как результат формирования гумусовых

веществ, которые блокируют дальнейшее быстрое разложение растительных остатков.

Характер растительности является мощным фактором, который влияет на процесс

образования гумуса. Скорость и направленность гумификации зависят от многих

факторов. Основными среди них являются количество и химический состав

растительных остатков, водный и воздушный режимы, состав почвенных

микроорганизмов, реакция почвенного раствора, гранулометрический состав почвы и т.п.

Выделяются несколько ситуаций, которые характеризуют особенности влияния водно-

воздушного режима почвы на гумификацию:

– в аэробных условиях возможно такие варианты: а) при достаточном количестве

влаги, температуре 25…30°С разложение и минерализация идут интенсивно, поэтому

1 Моделирование динамики органического вещества в лесных экосистемах. 2007. /Под ред. В.Н. Кудеярова. –

М.: Наука, 380 с.

гумуса накапливается мало; б) при недостатке влаги образуется мало органической массы

вообще, замедляются ее разложение и минерализация, также образуется мало гумуса;

– в анаэробных условиях при постоянном излишке воды и недостатке кислорода

замедляется разложение органических остатков, в результате деятельности анаэробных

микроорганизмов образуются метан, водород, которые подавляют микробиологическую

активность, гумусообразование очень слабое, органические остатки консервируются в

виде торфа (болотные почвы);

– чередование оптимальных гидротермических условий с некоторым

периодическим дефицитом влаги в почве – наиболее благоприятный вариант для

гумусообразования, при этом идет постепенное разложение органических остатков,

достаточно энергичная гумификация, закрепление гумуса в почве в засушливые периоды

(чернозем).

Дренирование торфяных почв вызывает эмиссию двуокиси углерода CO2 и закиси

азота N2O. Переувлажнение торфяных почв приводит к ингибированию процесса

аэробной эмиссии CO2 и N2O, а также к увеличению эмиссии метана CH4.

Среди основных направлений моделирования эмиссии парниковых газов из

органических почв (модели типа «peat soil», «wetland», «forest soil») достаточно условно

можно выделить три основных направления создания таких моделей, которые

сформировались в течение последних 20 лет.

К первому направлению следует отнести модели, в которых моделируется

динамика углерода в почве и эмиссия CO2 и CH4 (Komarov, Chertov et al., 20032; Van

Huissteden, Van den Bos et al., 20063; Van den Bos, Van Huissteden, et. al., 2003

4; Walter,

Heimann, 20005).

Второе направление составляют модели, в которых рассматриваются процессы

нитрификации и денитрификации азота в почве и эмиссия N2O (Parton, Mosier, 19966;

Qusman, Marino, 19997).

2 Komarov A.S.,Chertov O.Q. et al. EFIMOOD – 2. 2003. The system of simulation models of forest growth and

elements cycles in forest ecosystems. Ecol. Modeling, V. 170. – Р. 373-392. 3 Van Huissteden, J., Van den Bos, M., and Martcorena - Alvarez, I., 2006, Modelling the effect of water - table

management on CO2 and CH4 fluxes from peat soils. Neth. J. Geosci., 85, 3-18. 4 Van den Bos, R.M., van Huissteden, J. et. al. 2003. A Model based assessment of CO2 and CH4 fluxes in coastal

peatlands (western Netherlands) for different climate and management scenarios. In: Van den Bos, R.M.: Human

influence on carbon fluxes in coastal peatlands; process analysis, quantification and prediction. - Thesis, Vrije

Universiteit (Amsterdam). 5 Walter B.P., and Heimann M.A. 2000. Рrocess - based, climate - sensitive model to derive CH4 emissions from

natural wetlands: Application to five wetland sites, sensitivity to model parameters, and climate. Global Biogeochem.

N 14. Р. 745-765. 6 Parton W.J. Mosier A.R. et al. 1996. Generalized model for Nz and NzO production from nitrification and

denitrification. GLOBAL BIOGEOCHEMIC CYCLES, V. 10. – NO. 3. – P. 401-412. 7 Qusman A.J., Marino M.A. 1999. Analytical modeling of nitrogen dynamics in soils and ground water. Journal of

irrigation and drainage. November - December. P. 330-337.

Комплексные модели, в которых моделируется динамика углерода в почве,

процессы трансформации азота в почве и эмиссия CO2, CH4, N2O (Luo, Bruggemann,

20128; Morishita, Matsuura, 2006

9; Pihlatie, Pumpanen et al., 2007

10; Smith, Gottschalk et al.,

201011

) можно отнести к третьему направлению.

Большинство моделей направлено на получение на их основе оценок выбросов

парниковых газов из органических почв на региональном и национальном уровнях.

При моделировании динамики органического вещества почвы рассматривается,

что органическое вещество растительных остатков и почвы разделяется на два активных

компартмента и один инертный компартмент. В модель (PEAT-GHG-MODEL) включены

все главные процессы круговорота C и N, интенсивность которых описывается

уравнением первого порядка. При разложении органического вещества рассматривается

эмиссия CO2 и CH4. Моделируются основные процессы трансформации форм азота в

почве, эмиссия N2O при нитрофикации и денитрофикации. Приводятся расчеты

динамики эмиссии парникових газов из торфяной почвы в Украинском Полесье в период

2000 – 2011 годы. Среднегодовые значения эмиссии СО2, CH4, N2O, NO за этот период

составили соответственно 6,718 т CO2–C га-1 год-1; 2,960 кг CH4–C га-1 год-1; 5,583 кг

N2O и NO–N га-1 год-1.

Принятая нами концепция моделирования динамики органического вещества в

органических почвах (торфяниках) и выбросов углерода, метана, закиси азота и окиси

азота из этих почв базируется на принципах, сформулированныхв ROTHC-модели

(Coleman, Jenkinson, 200812

) для минеральных почв, которые затем получили развитие в

работе (Smith, Gottschalk et al., 201013

) относительно органических почв при создании

модели ECOSSE. Сущность этих принципов заключается в обосновании концепции

разделения органического материала растительных остатков и почвы на активные и

пассивные компартменты и дальнейшего количественного описания их динамики.

Структура разработанной нами модели динамики органического вещества в

органических почвах (торфяниках) и выбросов углерода, метана, закиси и окиси азота из

этих почв (PEAT-GHG-MODEL), а также накопления углерода в почве при разложении

органических веществ растительных остатков и почвы состоит из пяти основных блоков:

8 Lun G.L., Bruggemann N., Wolf B., Gasche R., Grote R. and Butterbach-Bahl K. 2012. Decadal variable of soil CO2 ,

NO, N2O and CH4 fluxes at the Hoglwald Forest, Germany. Biogeosciences, 9, p.1741–1763. 9 Morishita T., Matsuura Y. et al. 2006. CO2, CH4 and N2O fluxes from a larch forest soil in Central Siberia. Symptom

of environmental change in Siberia Permafrost Region //Ed. Hatano R. Hokkaido University Press – Sapporo:P.1-9. 10

Pihlatie M., Pumpanen J. et al. 2007. Gas concentration driven fluxes of nitrous oxide and carbon dioxide in boreal

forest soil. Journal compilation, B. 59. – P. 458-469. 11

Smith J., Gottschalk P., Bellarby J. 2010. Model to Estimate Carbon in Organic Soils – Sequestration and Emissions

(ECOSSE). Institute of Biological and Environmental Sciences. Aberden. Scotland. 73 p. 12

Coleman K., Jenkinson D.S. 2008.A model for the turnover of carbon in soil. Model description and windows users

gaide. Rothamsted Research Harpenden Herts. ROTHC - 26.3. 13

(ECOSSE). Institute of Biological and Environmental Sciences. Aberden. Scotland. 73 p.

1) блока начальных данных, который включает учет органического вещества

растительных остатков, органического материала почвы, количество внесенных

органических и минеральных удобрений; 2) блока факторов окружающей среды, которая

включает характеристики водно-физических и агрохимических свойств почвы; 3) блока

разделения на стойкий органический материал RPM, декомпозиционный органический

материал DPM, инертный органический материал IOM; 4) углеродного блока; 5) азотного

блока.

Рассмотрим кратко характеристику этих блоков.

Блок входной информации модели включает три типа информации:

Первый тип – характеристика участка (поля) с органической почвой охватывает:

суммарное содержание углерода в почве; процент глины в почве; количество внесенных

органических удобрений; количество внесенного азота с минеральными удобрениями;

начальные данные о содержании аммония в почве; водно-физические свойства почвы.

Второй тип – растительность: тип естественной растительности;

сельскохозяйственная культура на участке; начало и продолжительность вегетации

естественной растительности (сельскохозяйственной культуры); размеры массы

надземной части естественной растительности; количество кустов или деревьев на

единице площади; урожай основной продукции сельскохозяйственной культуры.

Третий тип – ежемесячная информация: средняя за месяц температура и

относительная влажность воздуха; уровень грунтовых вод; сумма осадков за месяц.

В углеродном блоке модели (рис. 1) будем аналогично работе Smith, Gottschalk et

al. (2010)14

рассматривать, что органическое вещество растительных остатков и

органическое вещество почвы разделяется на два активных компартмента и один

инертный компартмент.

Выделяется стойкий органический материал RPM, декомпозиционный

органический материал DPM, инертный органический материал IOM, выделяются также

пулы микробиологической биомассы BIO и гумуса HUM. В модель включены все

главные процессы круговорота C и N, интенсивность которых описывается уравнением

первого порядка. Скорость протекания процессов является специфическим параметром

для каждого пула, который будет зависеть от влияния факторов окружающей среды:

температуры воздуха и почвы, влажности почвы, типа и размеров растительности,

механического состава почвы, pH почвы. В течение процесса разложение происходит

обмен органического вещества между пулами. При аэробных условиях процесс

разложения приводит к потерям углерода в виде CO2, при анаэробных условиях

доминируют потери углерода в виде CH4 .

14 Smith J., Gottschalk P., Bellarby J. 2010. Model to Estimate Carbon in Organic Soils – Sequestration and Emissions

В азотном блоке модели (рис. 2) рассматривается, что содержание азота в почве

следует за разложением органического материала почвы со стойким соотношением C/N

для каждого пула, которое поддерживается в процессе минерализации или

иммобилизации.

При разложении выделяется NH4, который в процессе нитрификации

превращается в NO3, а затем – в процессе денитрификации превращается в N2O и N2.

Рассматривается влияние факторов окружающей среды (температуры воздуха и

почвы, влажности почвы, pH почвы) на интенсивность процессов минерализации,

нитрификации и денитрификации. В процессе нитрификации и денитрификации

наблюдается эмиссия N2O и NО. Азотный блок модели (рис. 2) охватывает

моделирование основных процессов трансформации форм азота под воздействием

факторов окружающей среды. К ним относятся: аммонификация, нитрификация,

денитрификация, иммобилизация, поглощение азота корневой системой растений, вынос

нитратов за пределы слоя почвы 0 – 50 см при инфильтрации влаги, эмиссия N2O и NO

при нитрификации и денитрификации.

Остановимся на основных формулах модели.

Расчет запасов влаги в почве выполняется по полученной нами на основе

материалов Шебеко (1974)15

зависимости запасов влаги в почве от уровня грунтовых вод:

wpf WWjhgrjW )440/()32,452)(56,1()( , (1)

где W – запасы влаги в почве; hgr – уровень грунтовых вод; fW – полная

влагоемкость почвы в слое 0-50 см; wpW – влажность завядания почвы в слое 0–50 см.

15 Шебеко В.Ф. 1974. Расчеты режима увлажнения при проектировании осушения заболоченных территорий. В

сб.: Увлажнение осушаемых земель. – М.: Колос, с. 8-13.

Рис. 1. Углеродный блок модели динамики органического вещества в

органических почвах (торфяниках) и выбросов углерода, метана и закиси азота из этих

почв (PEAT-GHG-MODEL):

DPM – материалы, которые разлагаются; НUМ – гумифицированный материал; RPM

– стойкий материал; ІОМ – инертный органический материал; BIO – микробиологическая

биомасса.

Факторы окружающей среды:

температура и влажность почвы,

уровень грунтовых вод, рН почвы

CН4 Разложение

Разложение СН4

Разложение

Органические удобрения

Органический

материал почвы

Растительн

ые остатки

Разложение

Текущего года

Неразложив-шиеся

предыдущего года

Рис. 2. Азотный блок модели динамики органического вещества в органических

почвах (торфяниках) и выбросов углерода, метана и закиси азота из этих почв (PEAT-

GHG-MODEL)

Испаряемость рассчитывается по формуле Иванова (1954)16

))(100()25)(0018,0()( 20 jOjTjE tww , (2)

где – испаряемость; Т – температура воздуха; – относительная влажность воздуха.

Инфильтрация оценивается по упрощенному уравнению водного баланса.

Температура почвы на глубине 20 см рассчитывается с помощью полученных нами на

основе материалов Шульгина (1972)17

и Адаменко (1979)18

регрессионных уравнений для

перехода от температуры воздуха к температуре органической почвы на глубине 20 см для

каждого месяца вегетации.

16 Иванов Н.Н. 1954. Об определении величин испаряемости. Известия ВГО, т. 86. – № 2.

17 Шульгин А.М. 1972. Климат почвы и его регулирование. – Л.: Гидрометеоиздат, 320 с.

18 Адаменко В.Н. 1979. Мелиоративная микроклиматология. – Л.: Гидрометеоиздат, 183 с.

Иммобилизация

Выветривание

Денитрификация

Иммобилизация

Поглощение

корневой

системой

Вынос за

пределы

слоя 0-50

Факторы окружающей среды: температура и

влаж-ность почвы, уровень грунтовых вод, рН

почвы

Нитрификация

Минеральные

удобрения

Органические

удобрения

Органический

материал почвы

Поглощение

корневой

системой

Вынос за

пределы

слоя 0-50

Растительные

остатки

Минерализация

Текущего года

Неразложившиеся предыдущего года

На основе материалов (Проект «Сокращения выбросов парниковых газов…, 2012)19

нами получены формулы для расчета растительных остатков для естественной

растительности, которые охватывают: влажные луга с доминированием Deschampsia

caespitosa; влажные луга с доминированием Molinia caerulea; группировка жестких

безлистных злаковидных растений из семейств Cyperaceae и Juncaceae; сообщество низких

корневищных осок; сообщество высоких осок; заросли высокотравных корневищных

гелофитов (камыш, рогоза), ива в возрасте до 7 лет, 8–10 лет, 10–12 лет и больше 12 лет.

Для расчета растительных остатков набора сельскохозяйственных культур

используются регрессионные уравнения, предложенные в роботе Новикова (2012)20

На основе результатов работы (Полевой, 1983)21

предложено уравнение, которое

позволяет разделить растительные остатки по месяцам вегетации естественной

растительности или сельскохозяйственной культуры:

1212 1212

101:102

3026,2)( vegnvegnnjnj

rsrstn

UjU , (3)

где rstU – растительные остатки за месяц вегетации; rsU – растительные остатки за

весь период вегетации; n – количество месяцев вегетации растений; vegn – номер первого

месяца вегетации растений.

Согласно работе (Smith, Gottschalk et. al., 201022

) рассчитывается разложение и

дальнейшая динамика минерализации органического материала неразложившихся

растительных остатков предыдущего года, растительных остатков текущего года,

образования углерода и аммония, продуцирование CO2 и CH4 в процессе минерализации

органического материала.

Для моделирования разложения части органического вещества растительных остатков

)( jDPM используется следующая система уравнений:

19 Проект «Сокращение выбросов парниковых газов путем возобновления и постоянного управления

торфяными болотами в Украине». 2012. /Научн. рук.

А.Ю. Микитюк. – Киев. 20

Новиков А.А. 2012. Обоснование роли корневых и пожнивных остатков в агроценозе. Научный журнал Куб.

ГАУ, № 78 (04), С. 1-10. 21

Полевой А.Н. 1983. Теория и расчет продуктивности сельскохозяйственных культур. – Л.: Гидрометеоиздат,

175 с. 22

))),1/(85,0(85,01())00278,002,0

6,0)(1pH)(1)(1(exp()()(

)));1/(85,0(1())00278,066,0

6,0)(pH)(1)(1(exp()()(

)];()([)(

:)08333,002,0)()(exp()()(

);08333,066,0)()(exp()()(

jrmjrmWjrmtjDNUMjCHHUM

jmjmWjmtjDBIOjCHBIO

jDHUMjDBIOxjDCO

cjajajDPMjDHUM

cjajajDPMjDBIO

где DBIO – микробная биомасса, которая выделилась при разложении DPM, т/га;

DPM – декомпозиционный растительный материал; Ca – коэффициент, который

характеризует влияние температуры почвы на декомпозицию органического материала; Wa

– коэффициент, который характеризует влияние влажности почвы на декомпозицию

органического материала; Cc – коэффициент, который характеризует влияние pH почвы на

декомпозицию органического материала; DHUM – гумифицированная органическая

биомасса, которая выделилась при разложении DPM; DCO2 – количество СО2, которое

выделилось при разложении DPM; Cx – отношение СО2 /(BIO+HUM); CHBIO – количество

метана, которое выделилось при разложении DBIO; mt1 – коэффициент, который

характеризует влияние температуры почвы на выделение метана из DBIO; mW1 –

коэффициент, который характеризует влияние влажности почвы на выделение метана из

DBIO; mpH1 – коэффициент, который характеризует влияние pH почвы на DBIO; rE –

величина обратная xC; CHHUM – количество метана, которое выделилось при разложении

DHUM, кгCH4–C/га; rmt1 – коэффициент, который характеризует влияние температуры

почвы на выделение метана из DHUM; rmW1 – коэффициент, который характеризует

влияние влажности почвы на выделение метана из DHUM; rmpH1 – коэффициент, который

характеризует влияние pH почвы на выделение метана из DHUM.

Аналогичным способом моделируется разложение и дальнейшая динамика

минерализации органического материала почвы и органического материала органических

удобрений, образования углерода и аммония, продуцирование CO2, CH4 в процессе

минерализации органического материала почвы и органических удобрений.

Рассчитывается отношение C/N для органического материала растительных остатков,

органического материала почвы и органического материала органических удобрений, а

также суммарное C/N для всей системы.

На основе работ (Parton, Mosier et al., 199623

; Польовий, 200524

) моделируются

процессы нитрификации и денитрификации форм азота , а также исходя из работы (Parton,

Mosier et al., 1996) эмиссии N2O, NO при протекании этих процессов, оценено выветривание

аммония при внесении органических и минеральных удобрений.

23 Parton W.J. Mosier A.R. et al. 1996. Generalized model for Nz and NzO production from nitrification and

denitrification. GLOBAL BIOGEOCHEMIC CYCLES, V. 10. – NO. 3. – P. 401-412. 24

Польовий А.М. 2005. Моделювання продуктивності агроекосостем. Вісник Одеського державного

екологічного університету. Вып.1, с. 79-86.

Процесс нитрификации и эмиссии азота в течение процесса нитрификации

описывается с помощью следующей системы уравнений:

);()1()(

);)()(6,0exp()(

jNnnjN

bjbjbNjN

nNOgasNOn

nNOgasf

pHWTNHn

где nN – количество нитрифицированного азота; 4NHN – количество аммония в

почве; Tb – коэффициент, который характеризует влияние температуры воздуха на процесс

нитрификации; Wb – коэффициент, характеризующий влияние влажности почвы на процесс

нитрификации; pHb – коэффициент, который характеризует влияние pH почвы на процесс

нитрификации; ONnN2, – количество выделенного газа в виде N2О в процессе

нитрификации; fn – доля N2O, которая продуцируется в процессе нитрификации при

наименьшей влагоемкости почвы; gasn – доля от полной нитрификации, которая потеряна в

виде газа; NOn – доля от полной нитрификации газоподобных потерь в виде NO; NOnN , –

количество выделенного газа в виде NО в процессе нитрификации.

Процесс денитрификации и эмиссии азота в течение процесса денитрификации

моделируется следующим образом:

),(1)(

);()()(

jNppjN

jNdjddjN

NOCOWNOd

NOW(6)

где dN – количество азота выделенного в процессе денитрификации; 3NOd –

коэффициент, который характеризует влияние уровня нитратов в почве на процесс

денитрификации; Wd – коэффициент, который характеризует влияние влажности почвы на

процесс денитрификации; 2COd – коэффициент, характеризующий влияние количества СО2,

которое продуцируется в течение минерализации; 3NON – количество нитратов в почве;

2,NdN – количество выделенного газа в виде N2 в процессе денитрификации; W

функция влияния влажности почвы на эмиссию азота в виде газа при денитрификации; 3NO

– функция влияния содержания нитратов у почвы на эмиссию азота в виде газа при

денитрификации; ONdN2, – количество выделенного газа в виде N2О в процессе

денитрификации.

В модели рассматривается вынос нитратов за пределы полуметрового слоя почвы за

счет инфильтрации влаги в нижележащие слои почвы (Польовий, 200525

). Моделируется

процесс иммобилизации азота, поглощения азота корневой системой растений (Польовий,

2005).

Идентификация параметров модели выполнялась на основе опубликованных в

литературных источниках материалов экспериментальных наблюдений, которые были

получены в процессе исследования эмиссии парниковых газов из органических почв в

условиях Западной Европы (Pihlatie, Pumpanen et al., 200726

; Qusman, Marino, 199927

; Smith,

Gottschalk et. al., 201028

; Van Huissteden, Van den Bos et. al. 200629

; Van den Bos, Van

Huissteden et. al., 200330

; Walter, Heimann, 200031

Предложенная нами PEAT-GHG-MODEL позволяет рассчитывать ежемесячные

значения эмиссии СО2, CH4, N2O, NO из участка с органической почвой с естественной

растительностью или из поля сельскохозяйственной культуры, размещенной на торфяной

почве, суммарную эмиссию CO2, CH4, N2O, NO за год , а также накопление углерода за счет

разложения органики растительных остатков и органических веществ почвы .

2.2.Верификация расчета значений коэффициентов эмиссии

парниковых газов по опубликованным данным

2.2.1. Расчетные значения коэффициентов эмиссии

Оценка выбросов парниковых газов проводилась для мелиоративной системы,

расположенной в Черниговской области. Для наблюдаемого опытного участка с

дренированной органической почвой характерны различные типы растительности. Нами

рассматривался участок, на котором распространена растительность типа «Сообщество

низких корневищных осок». Средние значения надземной сухой массы составляют 125 – 325

г/м2, содержание органического вещества в сухой массе растений составляет 45,5 – 47,8 %.

Подземная часть растений достаточно большая и для слоя почвы 0 – 20 см сухая масса

25 Польовий А.М. 2005. Моделювання продуктивності агроекосостем. Вісник Одеського державного

екологічного університету. Вып.1, с. 79-86. 26

Pihlatie M., Pumpanen J. et al. 2007. Gas concentration driven fluxes of nitrous oxide and carbon dioxide in boreal

forest soil. Journal compilation, B. 59. – P. 458-469. 27

Qusman A.J., Marino M.A. 1999. Analytical modeling of nitrogen dynamics in soils and ground water. Journal of

irrigation and drainage. November - December. P. 330-337. 28

(ECOSSE). Institute of Biological and Environmental Sciences. Aberden. Scotland. 73 p. 29

Van Huissteden, J., Van den Bos, M., and Martcorena - Alvarez, I., 2006, Modelling the effect of water - table

management on CO2 and CH4 fluxes from peat soils. Neth. J. Geosci., 85, 3-18. 30

Van den Bos, R.M., van Huissteden, J. et. al. 2003. A Model based assessment of CO2 and CH4 fluxes in coastal

peatlands (western Netherlands) for different climate and management scenarios. In: Van den Bos, R.M.: Human

influence on carbon fluxes in coastal peatlands; process analysis, quantification and prediction. - Thesis, Vrije

Universiteit (Amsterdam). 31

Walter B.P., and Heimann M.A. 2000. Рrocess - based, climate - sensitive model to derive CH4 emissions from

natural wetlands: Application to five wetland sites, sensitivity to model parameters, and climate. Global Biogeochem.

N 14. Р. 745-765.

находится в пределах 721 – 3603 г/м2 при содержании органического вещества 44,6 – 44,8 %.

Общий запас биомассы составляет 3955 г/м2.

Моделировалась эмиссия СО2, CH4, N2O, NO и накопление углерода в дренированной

органической почве в период 2000–2011 гг. Для этих лет были характерны среднегодовая

температура воздуха 7,2–8,7 °С, сумма годовых осадков 550 – 818 мм и среднегодовой

уровень грунтовых вод (УГВ) -37 …-171 см (табл. 2).

Таблица 2. Эмиссия СО2, CH4, N2O, NO из органической почвы и накопление

углерода в почве (МС «Крюково», сообщество низких корневищных осок, 2000 – 2011

гг.)

Год

Эмиссия Накопление

углерода в

почве за

год,

т C га-1

год-1

Средняя за

год

температура

воздуха, °С

Сумма

осадков

за год,

Средний за год уровень грунтовых

вод, см

СО2 CH4 N2O + NO

т CO2–C

га-1

год-1

Средне-

суточная за

март–

октябрь,

г CO2–C м-2

кг CH4–C га-

1 год

-1 кг N2O

и NO–N

га-1

год-1

2000 6,982 2,86 2,299 5,896 0,595 8,2 701 -64

2001 5,156 1,45 3,922 3,482 0,439 7,7 713 -55

2002 6,637 2,74 3,414 5,812 0,566 8,2 598 -55

2003 6,326 2,62 2,252 5,011 0,539 7,1 603 -58

2004 5,385 2,22 1,932 3,454 0,459 7,5 550 -58

2005 6,331 2,62 2,153 4,677 0,540 7,6 818 -58

2006 5,243 2,15 8,133 3,513 0,447 7,2 642 -56

2007 7,963 3,28 0,178 6,389 0,679 8,6 640 -146

2008 7,389 3,03 0,0 5,322 0,630 8,7 599 -171

2009 6,686 2,73 1,917 5,168 0,568 8,0 607 -76

2010 9,804 4,05 2,609 12,329 0,836 8,3 651 -58

2011 6,729 2,76 6,714 5,942 0,574 7,7 585 -37

Годовая эмиссия СО2, CH4, N2O и NO из органической почвы изменялась между 2000

и 2011 гг. соответственно в пределах 5,156–9,804 т CO2–C га-1

год-1

; 0 – 8,133 кг CH4–C га-1

год-1

; 3,482 – 12,329 кг N2O и NO–N га-1

год-1

. Накопление углерода в почве колебалось от

года к году от 0,439 до 0,836 т C га-1

год-1

. Среднегодовые значения эмиссии СО2, CH4, N2O,

NO за период 2000 –2011 гг. составили соответственно 6,718 т CO2–C га-1

год-1

; 2,960 кг CH4–

C га-1

год-1

; 5,583 кг N2O и NO–N га-1

год-1

Известно, что интенсивность биохимических процессов, происходящих в торфяной

почве, в результате которых происходит высвобождение углерода в виде диоксида углерода

и метана, а также процессов трансформации форм азота, которые приводят к эмиссии закиси

и окиси азота, определяется воздействием гидротермических факторов – температуры почвы

и влажности почвы.

В 2007 и 2008 годах наблюдалось наиболее низкое за рассматриваемый период

среднее за год стояние грунтовых вод (-140…-150 см) и наиболее высокая среднегодовая

температура воздуха (8,6 – 8,7 0С), годовая сумма осадков составляла 599 – 640 мм. Для этих

лет характерны достаточно высокие годовые уровни эмиссии СО2 и практически нулевые

уровни эмиссии CH4. Максимальные значения потоков СО2 наблюдались в 2007 и 2010 году

(соответственно 7,963 и 9,804 т CO2–C га-1

год-1

), когда средний за год УГВ составлял

соответственно -146 и -45 см.

Данные расчетов показывают, что эмиссия метана была значительной только в 2006 и

2011 годах (соответственно 8,133 и 6,714 кг CH4–C га-1

год-1

), хотя средний за год УГВ в

2006 году незначительно отличался от УГВ в период 2000–2005 гг., а для 2011 года

характерен самый высокий за весь рассматриваемый период среднегодовой УГВ (-37 см).

Минимальная эмиссия CH4 наблюдалась в период самого низкого за рассматриваемый

период стояния УГВ, который наблюдался в 2007 году (первые три месяца -69…-95 см, затем

весь оставшийся период года на уровне -166…-177 см) и 2008 году (УГВ на уровне -145…-

196 см). При этом толща торфяной почвы работает как метанопоглощающий фильтр,

который окисляет метан, образующийся в анаэробной зоне, что приводит к снижению

общего потока метана из почвы в атмосферу.

Динамика выбросов N2O и NO по годам повторяет динамику выбросов СО2 и

максимальные значения этих выбросов также наблюдаются в 2007 и 2010 годах

(соответственно 6,389 и 12,329 кг N2O и NO–N га-1

год-1

Рассмотрим особенности динамики УГВ в 2006 и 2010 годах, когда наблюдалась

максимальная эмиссия СО2 (2010 год) и CH4 (2006 год).

Внутригодовая динамика УГВ в 2006 и 2010 гг. характеризуется большой

изменчивостью. Как видно из рис. 3, в 2006 году с января по март УГВ удерживался на

уровне -69…-79 см, в апреле – июне УГВ повысился до -29…-46 см. В июле – августе

произошло понижение УГВ до -76…-80, а затем УГВ снова повысился и до конца года

удерживался на уровне -42…-60 см. В 2010 году с января по апрель УГВ повышался с -45 до

-17 см, затем с мая по август УГВ понижался и с сентября по декабрь происходило

повышение УГВ с -80 до -35 см.

Для оценки внутригодовой изменчивости потоков СО2, CH4, N2O и NO использованы

результаты расчетов, выполненные за два контрастных по динамике УГВ года – 2006 и 2010.

Внутригодовая динамика эмиссии СО2, CH4, N2O и NO имеет четко выраженный годовой ход.

В 2010 году, также как и в остальные годы, максимальные значения суммарных

месячных величин эмиссии CO2 приходились на летние месяцы. В июне – июле они

составляли 2,899 – 3,861 т CO2–C га-1

месяц-1

для отдельных месяцев, что объясняется

глубоким залеганием УГВ (до -74…-98 см) и интенсивно протекающим в аэробных условиях

процессом разложения органического вещества почвы и растительных остатков.

Флюктуации УГВ вызывают увеличение или уменьшение объема торфяной почвы,

где складываются анаэробные условия для продуцирования CH4.. Из данных следует, что в

условиях высоких значений УГВ в начале 2006 года в особенности в апреле – июне в

анаэробных условиях шло интенсивное образование CH4 и максимальные за месяц значения

потоков эмиссии метана наблюдались в июне и составили 5,532 кг CH4–C га-1

месяц-1

при

среднем за месяц УГВ -29 см. В период низкого стояния грунтовых вод в июне – октябре

эмиссия метана была практически нулевой.

В отличие от метана поток закиси азота в этих условиях наоборот возрастает.

Максимальные значения суммарного потока эмиссии N2O и NO наблюдались при низком

залегании УГВ в июне – июле (-62 , -67 см) и составляли 4,639 – 5,296 кг N2O и NO–N га-1

год-1

2.2.2. Верификация расчетных значений коэффициентов эмиссии путем

сравнения с опубликованными данными

Ниже приведены результаты сравнения расчетных значений коэффициентов эмиссии

парниковых газов, полученные с использованием описанной выше модели, с данными по

выбросам парниковых газов, полученных в ходе прямых измерений в пределах схожих типов

растительности и схожих природно-климатических зон.

По результатам проведенного сравнения расчетных коэффициентов эмиссии

парниковых газов для пилотных территорий, расположенных в Черниговской области, с

данными другиз авторов по выбросам парниковых газов, полученных путем проведения

прямых измерений, можно сделать вывод о том, что рекомендованная методика расчета

выбросов парниковых газов адекватно отображает реальные выбросы парниковых газов и

может быть использована для ведения Национального кадастра парниковых газов в секторе

землепользования для оценки выбросов СО2, СН4 и N2O с органических грунтов Украины.

Детальное сравнение расчетных данных, выполненных для пилотных территорий, и

данных прямых измерений, выполненных в сходных природно-климатических зонах,

приведены ниже. Сравнение дано в разрезе отдельных парниковых газов: СО2, СН4 и N2O.

Оценка выбросов CO2. Длительные экспериментальные измерения эмиссии CO2 из

органических почв, проведенные в различных почвенно-климатических условиях, позволяют

сопоставить полученные нами результаты моделирования с результатами других авторов .

Выполненные (Griffis et al., 2004)32

в условиях Саскачевана Канады семилетние

измерения эмиссии CO2 из органической почвы старого осинника демонстрируют средние

значения потоков CO2 , равные 13,15 т CO2–C га-1

за год. Для условий Harvard Forest,

расположенного в Массачусетс, США, в результате пятилетних измерений (Phillips et al.,

2010)33

приведены средние значения эмиссии CO2 из органической почвы во внутренней

части леса порядка 8,19 т CO2–C га-1

год-1

и на влажной опушке леса – 6,27 т CO2–C га-1

год-1

В условиях Южной Германии для органической почвы елового леса Hoglwald Forest

наблюдались (Lun et al., 2012)34

значения эмиссии 7,0 – 9,2 т CO2–C га-1

год-1

. Для условий

Финляндии (Makiranta et al., 2007)35

эмиссия CO2 из органической почвы посаженного леса

32 Griffis T.J., Black T.A.,Gaumont-Guay D., Drewitt G.B., Nesie Z., Barr A.G., Morgenstern K. and Kljun N. 2004.

Seasonal variation and partitioning of ecosystem respirationin a sauthen boreal aspen forest. Agr. Forest Meteorol., 125,

p. 207–323. 33

Phillips S.C., Varner R.K., Frolking S., Munger J.W., Bubier J.L., Wofsy S.C. and Crill P.M. 2010. Intrannual,

seasonal and diel variation in soil respiration relative to ecosystem respirationat a wetland to upland sloup at Harvard

Forest. J. Geopys. Res. Biogeosci.,115, G02019, doi:10, 1029/2008JG000858. 34

Lun G.L., Bruggemann N., Wolf B., Gasche R., Grote R. and Butterbach-Bahl K. 2012. Decadal variable of soil CO2 ,

NO, N2O and CH4 fluxes at the Hoglwald Forest, Germany. Biogeosciences, 9, p.1741–1763. 35

Makiranta P., Hytonen J., Aro L., Maljanen M., Pihlatie M., Potila H., Shuprali N.J., Laine J., Lohila A., Martikainen

P.J. and Minkkinen K. 2007. Soil greenhose gas emissions from afforested organic soil croplands and cutaway

peatlands. Boreal Environmental Research, 12, p. 159–175.

была от 207 до 539 г CO2–C га-1

год-1

(2,07 – 5,39 т CO2–C га-1

год-1

). В работе Von Arnold et al.

(2005) 36

приводится, что в условиях Швеции в лиственном лесу эмиссия CO2 из

органической почвы составила для не дренированного участка 1,9 кг CO2 м-2

год-1

(5,18 т

CO2–C га-1

год-1

), а на дренированном участке 1,0 кг CO2 м-2

год-1

(2,72 т CO2–C га-1

год-1

Для условий южной Швеции Ernfors (2009)37

приводит сведения об эмиссии СО2 из

органической дренированной почвы для двух участков с различной растительностью

соответственно 6700 – 9300 и 11200 – 14800 кг CO2 м-2

год-1

(в пересчете 1,825 – 2,534 и 3,052

– 5,432 т CO2–C га-1

год-1

). На основе непрерывных 11-летних мониторинговых наблюдений

за эмиссией СО2 Кургановой (2010)38

получены оценки сезонных и годовых потоков СО2 из

почв южно-таежной зоны России и рассчитана их межгодовая вариабельность. В

зависимости от типа растительности среднемноголетняя годовая эмиссия CO2 из дерново-

подзолистой и серой лесной почв изменялись от 381 до 809 г CO2–C га-1

год-1

(3,81 – 8,09 т

CO2–C га-1

год-1

), а ее межгодовая вариабельность составляла 13-21% для почв естественных

экосистем и 33-37% – для почвы агроценоза. В условиях южной Эстонии (Soosaar et al.,

2013)39

в прибрежном ольховом лесу отмечалась вариация эмиссии СО2 от 3862 до 4100 кг

CO2–C га-1

год-1

(3,862 до 4,100 т CO2–C га-1

год-1

Приведенные выше данные получены в результате мониторинговых наблюдений для

органических почв, дренированных в разное время с различной растительностью в разных

климатических условиях, чем и объясняется пространственная изменчивость и временная

вариабельность этих экспериментальных значений эмиссии СО2.

Расчетные оценки эмиссии СО2 из дренированной органической почвы с естественной

растительностью в условиях Украинского Полесья, полученные нами, изменяются от года к

году от 5,16 до 9,80 т CO2–C га-1

год-1

(табл. 2). Они удовлетворительно соотносятся с

оценками, полученными в результате измерений в условиях Западной Европы. Сравнение с

результатами, полученными в условиях южной Эстонии, как наиболее близким по климату к

условиям Полесья, показывает некоторое завышение рассчитанной по модели эмиссии СО2.

Это может быть объяснено как различием почвенных условий, так и несколько более

высоким уровнем температур, определяющих интенсивность продуцирования СО2 .

На Земляндском полуострове (в западной части Калининградской области)

Анциферова, Столповский (2007)40

вели измерения эмиссии СО2 из органической почвы.

Изучались почвы на ключевых участках как в лесных массивах, так и на

сельскохозяйственных угодьях (пашни, залежи).

На осушенной торфяно-глеевой почве под камышево-вейниково-ситниковым

сообществом эмиссия СО2 (при среднем уровне болотных вод 90 см) составила в среднем 1,2

36 Von Arnold K.,, Nilsson M., Hanell B., Weslien P., Klemedtsson L. 2005. Fluxes of CO2, CH4 and N2O from

drained organic soils in deciduous forests. Soil Biology & Biochemistry, 37,p. 1059–1071. 37

Ernfors M. 2009. Greenhouse gas fluxes between drained forested peatlands and the atmosphere. – Department of

Plant and Environmental Sciences Gothenburgh University. 31 p. 38

Курганова И.Н. 2010. Эмиссия и баланс диоксида углерода в наземных экосистемах России. Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Москва. 48 с. 39

Soosaar K., Mander U., Maddison M., Kanal A., Kull A., Lõhmus K., Truu J., Augustin J. 2013. Dynamics of

gaseous nitrogen and carbon fluxes in riparian alder forests. Ecological Engineering, 37, pp.40-53. 40

Анциферова О.А., Столповский А.В. 2007. Эмиссия СО2 из почв западной части Калининградской области.

Материалы III Международной конференции «Эмиссия и сток парниковых газов на территории северной

Евразии», 4-8 июня : Тезисы докладов. Пущино. C. 10-11.

г С м-2

сутки-1

. Наблюдения, проведенные на аналогичной почве под пырейным сообществом

(при УГВ 100 – 110 см), показали размеры эмиссии СО2 порядка 3,1 г С м-2

сутки-1

Новиков, Степанов (2003)41

изучали полевую активность эмиссии СО2, СН4 и закиси

азота (N2О) в освоенных и естественных торфяных почвах. Исследования проводились в

пойме реки Яхромы (Дмитровский район Московской обл.) и на территории Ростовской

низины (Ярославская обл.). Было изучено две пары (освоенная – неосвоенная) торфяных

почв. На территории Яхромской поймы: 1 – агроторфяная типичная почва на травяно-

гипновых торфах (80-85 лет освоения), 2 – торфяная типичная почва на гипновом

разнотравном торфе (контроль). В Ростовской низине: 3 – агроторфяно-минеральная

типичная почва на древесных торфах (30-35 лет освоения); 4 – торфяная типичная почва на

травяном торфе (контроль). Определение эмиссии СО2 выявило значительные различия

между исследованными участками. В агроторфяных почвах скорость минерализации

органического вещества была значительно выше, что выражалось в увеличении эмиссии СО2

из почвы в атмосферу. На 1-м участке эмиссия СО2 достигла 54.8 нмоль СО2 см-2

. На

участке 2 – 32,2 нмоль СО2 см-2

. На 3-м участке – 91.4, а на 4-м – 10.1 нмоль СО2 см-2

пересчете, соответственно ,157; 0,092; 0,261; 0,026 г СО2–С м-2

сутки-1

В условиях Западнодвинского лесоболотного стационара в Тверской области

Вомперский и др. (2000)42

исследовал эмиссию СО2 и СН4 с поверхности почвы в атмосферу

в лесах разной увлажненности и на болотах различной трофности в течение вегетационного

периода, равного 184 суткам (май-октябрь). Максимальная эмиссия СО2 характерна для почв

зонально наиболее продуктивных ельников-кисличников и составляет 730 г С м-2

, затем

следуют сосняки чернично-зеленомошный – 515 г С м-2

и лишайниково-зеленомошный – 450

г С м-2

( в пересчете на одни сутки, соответственно, 3,96; 2,80 и 2,45 г СО2–С м-2

сутки-1

Гидролесомелиорация, понижая уровень почвенно-грунтовых вод и увеличивая зону аэрации,

создает условия для возрастания эмиссии СО2 в осушенных грядово-мочажинном комплексе

и черноольшаннике крапивном до 590 и 1290 г С м-2

соответственно (в пересчете 3,21 и 7,01

г СО2–С м-2

сутки-1

В условиях Южной Эстонии в прибрежном ольховом лесу на двух участках с

органической почвой наблюдалась (Soosaa et al., 2013)43

эмиссия СО2 в пределах от 2 до 148

мг СО2–С м-2

час-1

и от 2 до 366 мг СО2–С м-2

час-1

(соответственно от 0,048 до 4,752 и от

0,048 до 8,784 г СО2–С м-2

сутки-1

41 Новиков В.В., Степанов А.Л. 2003. Эмиссия парниковых газов в торфяных почвах разной степени освоения.

Материалы Второй Международной конференции «Эмиссия и сток парниковых газов на территории северной

Евразии», 16-20 июня 2003: Тезисы докладов. Пущино. С. 90. 42

Вомперский С.Э., Ковалев А.Г., Глухова Т.В., Смагина М.В. 2000. Эмиссия диоксида углерода и метана с

поверхности почв лесных и болотных экосистем разной увлажненности в подзоне южной тайги и Европейской

территории России. Материалы Национальной конференции с международным участием «Эмиссия и сток

парниковых газов на территории северной Евразии», 20-24 ноября: Тезисы докладов. Пущино. С. 83. 43

Soosaar K., Mander U., Maddison M., Kanal A., Kull A., Lõhmus K., Truu J., Augustin J. 2013. Dynamics of

gaseous nitrogen and carbon fluxes in riparian alder forests. Ecological Engineering, 37, pp.40-53.

Для Юго-Восточной Карелии Икконен (2000)44

приводит средние за теплый период

года скорости эмиссии СО2 из торфяной почвы для естественного участка 82,5 мг м-2

час-1

для осушаемого участка 134,5 мг м-2

час-1

( в пересчете 1,98 и 3,28 г СО2–С м-2

сутки-1

Можно отметить, что полученные нами в модельных расчетах (табл. 2) значения

среднесуточной эмиссии СО2 за теплый период года (март – октябрь) из органической почвы

в Украинском Полесье варьируют от 1,95 до 4,05 г СО2–С м-2

сутки-1

. Они сопоставимы с

данными прямых измерений, полученными значениями эмиссии СО2 для условий

Западнодвинского лесоболотного стационара, Южной Эстонии и Юго-Восточной Карелии.

Вместе с тем, они на порядок выше, чем результаты прямых измерений, наблюдаемые

на освоенных и естественных торфяных почвах в пойме реки Яхромы и на территории

Ростовской низины. В этой части можно высказать предположение, что эти расхождения

между значениями эмиссии СО2 объясняются значительными различиями свойств

сравниваемых органических почв, обусловлены различными сроками осушения и

многолетним сельскохозяйственным использованием торфяников Подмосковья.

Оценка выбросов CH4. Эмиссия метана значительно изменяется в пространстве и во

времени в зависимости от свойств органической почвы и формирующихся под влиянием

УГВ аэробных условий или же анаэробных условий в зоне постоянного переувлажнения и

затопления.

Для условий Канады Glen et al. (1993)45

, Roulet (1995)46

приводят значения эмиссии

CH4 из органической дренированной почвы 3,23 – 6,27 кг CH4–C га-1

год-1

. Mojeremane

(2009)47

исследовал в условиях Англии в еловом лесу (Harwood Forest) поток эмиссии CH4 из

органической дренированной и не дренированной почвы, который составил соответственно

3,23 – 9,06 и 13,53 – 21,18 кг CH4–C га-1

год-1

. В условиях Словении (Danevcic et al., 2010)48

эмиссия метана из дренированной покрытой травяной растительностью органической почвы

составляла 3,1 кг CH4–C га-1

год-1

. В лиственном лесу в условиях Швеции Von Arnold et al.

(2005)49

изучал потоки эмиссии метана на двух участках. Для недренированного участка

эмиссия составила 7,6 г CH4–C га-1

год-1

(76 кг CH4–C га-1

год-1

), для дренированного была

равна 0,9 г CH4–C га-1

год-1

(9 кг CH4–C га-1

год-1

). Для условий Финляндии Makiranta et al.

(2007)50

демонстрирует значения эмиссии метана из органической почвы от –0,32 до 0,61 г

44 Икконен Е.Н. 2000. Влияние осушения на интенсивность выделения СО2 мезоолиготрофным болотом Юго-

Восточной Фенноскандии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических

наук. Петрозаводск. 22 с. 45

Glen S., Heyes A. and Moore T. 1993. Carbon dioxide and methane emissions from drained peatland soils, southern

Quebec. Global Biochemical Cycles 7(2):247−257. 46

Roulet N.T. and Moore T.R. 1995. The effect of forestry drainage practices on the emission of methane from northern

peatlands. Canadian Journal of Forest Research 25(3):491−499. 47

Mojeremane W. 2009. Effects of site preparation for afforetation on soil properties and greenhouse gas emission. A

Thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy. The University of Edinburgh. Institute of Atmospheric and

Environmental Sciences. School of GeoSciences. 204 p. 48

Danevcic T., Mandic-Mulec I., Stres B. 1, Stopar D., Hacin J. 2010. Emissions of CO2, CH4 and N2O from Southern

European peatlands.Soil Biology & Biochemistry 42: 1437–1446. 49

Von Arnold K.,, Nilsson M., Hanell B., Weslien P., Klemedtsson L. 2005. Fluxes of CO2, CH4 and N2O from

CH4–C га-1

год-1

(от –3,2 до 6,1 CH4–C га-1

год-1

). В работе Soosaar et al. (2013)51

приводятся

результаты измерений эмиссии метана из органической почвы в прибрежном ольховом лесу,

которые показывают среднее значение эмиссии порядка 0,9 кг CH4–C га-1

год-1

Приведенные выше данные, характеризующие эмиссию метана из органической

почвы, получены хотя и из органических почв, но обладающих различными свойствами, а

также в различных климатических условиях при различном варьировании УГВ,

определяющим размеры толщи торфа, в которой формируются анаэробные условия.

В выполненных нами модельных расчетах получены оценки эмиссии метана из

органической почвы Украинского Полесья, которые колеблются от 0 до 8,13 кг CH4–C га-1

год-1

. Они корреспондируются с приведенными выше данными других авторов.

Оценка выбросов N2O. В аэробной зоне складываются условия для эмиссии закиси

азота в процессе нитрификации и окиси азота в процессе денитрификации.

В условиях Исландии (Jansen, 2008)52

из участка дренированной органической почвы

наблюдалась эмиссия закиси азота от 5,5 до 17 кг N2O–N га-1

год-1

. В условиях Англии в

еловом лесу (Harwood Forest) Mojeremane (2009)53

изучал эмиссию закиси азота из

дренированной и не дренированной почвы, которая составила соответственно 1,87 – 13,71 и

2,18 – 14,55 кг N2O–N га-1

год-1

. Для условий Западной Голландии Hendriks et al. (2006)54

оценивает эмиссию из органической почвы в пределах 8 – 30 кг N2O–N га-1

год-1

, а в

условиях дренированной органической почвы пастбища Langeveld et al. (1997)55

демонстрирует значение эмиссии закиси азота, которое колеблется от 14 до 61 кг N2O–N га-1

год-1

. В лиственном лесу в условиях Швеции (Von Arnold et al., 2005)56

из дренированной

органической почвы наблюдается эмиссия закиси азота 2 – 9 кг N2O–N га-1

год-1

. Для условий

Финляндии Makiranta et al. (2007)57

отмечает на двух облесенных участках эмиссию закиси

азота из органической почвы от1 до 30 кг N2O–N га-1

год-1

и от 0,1 до 4,8 кг N2O–N га-1

год-1

Измерения эмиссии N2O в Северной и Южной Финляндии из полевых участков

органической почвы под разными сельскохозяйственными культурами показали (Regina et al.,

51 Soosaar K., Mander U., Maddison M., Kanal A., Kull A., Lõhmus K., Truu J., Augustin J. 2013. Dynamics of

gaseous nitrogen and carbon fluxes in riparian alder forests. Ecological Engineering, 37, pp.40-53. 52

Jansen E. The effects of land use, temperature and water level fluctuations jn the emission of nitrous oxide (N2O,

carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) from organic soil cores in Iceland. 2008. M.Sc. Thesis in Environment and

Resources. University of Iceland. School of engineering and Natural Science. Reykjavik. 63 p. 53

Mojeremane W. 2009. Effects of site preparation for afforetation on soil properties and greenhouse gas emission. A

Thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy. The University of Edinburgh. Institute of Atmospheric and

Environmental Sciences. School of GeoSciences. 204 p. 54

Hendriks R.F.A. , Wolleswinkel R.J. and van den Akker Alterra J.J.H. (2006 ). Predicting greenhouse gas emission

from peat soils depending on water anagement with the SWAP–ANIMO modelPredicting greenhouse gas emission

from peat soils depending on water management with the SWAP–ANIMO model. Peatland and Climate. Wageningen.

University and Research. p. 583 – 586. 55

Langeveld C.A., Segers R.,·Dirks B.O.M., van den Pol-van Dasselaar A., Velthof G.L., Hensen A. 1997. Emissions

of CO2, CH4 and N2O from pasture on drained peat soils in the Netherlands. European Journal of Agronomy, 7(1):35-

Von Arnold K.,, Nilsson M., Hanell B., Weslien P., Klemedtsson L. 2005. Fluxes of CO2, CH4 and N2O from

200458

) существенно отличающиеся результаты. На севере эмиссия закиси азота составляла

от 4,0 до 13,0 кг N2O–N га-1

год-1

, а на юге ее уровень был выше (7,3-25,0 кг N2O–N га-1

год-1

На не используемых заброшенных участках органической почвы, где ранее возделывались

сельскохозяйственные культуры, эмиссия составляла 5,5 кг N2O–N га-1

год-1

, а на

заброшенных залесенных участках в среднем 2,4 кг N2O–N га-1

год-1

В выполненных нами модельных расчетах суммарных потоков эмиссии N2O и NO

годовые значения меняются от года к году в пределах 3,45 – 12,33 кг N2O–N га-1

год-1

. Они

соотносятся с результатами экспериментальных измерений, приведенных выше

литературных данных.

2.3. Верификация методики путем сравнения расчетных значений

коэффициентов эмиссии парниковых газов полученных с использованием

данных, собранных наземными и дистанционными методами

Проведенный сравнительный анализ данных по оценки запасов живой надземной

биомассы, ключевого параметра, полученных дистанционными и наземными методами

сбора данных указывает на возможность использования мультиспектральных снимков

среднего разрешения для определения запасов живой надземной биомассы для целей

оценки выбросов парниковых газов. Данный подход является наименее затратным

методом сбора данных для территорий в границах страны и достаточно точно отражает

реальные выбросы парниковых газов с органических грунтов и может рекомендоваться

для использования для целей ведения Национального кадастра Украины.

Точность оценки запасов живой надземной биомассы и соответственно, точность

оценки выбросов парниковых газов может быть повышена с использованием,

дополнительно к мультиспектральным снимкам среднего разрешения, данных радарных

сенсоров.

Проведенный сравнительный анализ численных значений коэффициентов эмиссии

СО2, СН4 и N2O рассчитанных с использованием данных по запасам живой надземной

биомассы (ключевого параметра), полученных с использованием дистанционных и

наземных методов сбора данных, указывает на возможность оценки выбросов

парниковых газов в пределах органических грунтов Украины с точностью не ниже 50%

при условии использования только мультиспектральных космических снимков, и может

быть увеличена до 80 — 90% при использовании мультиспектральных и радарных

снимков.

Оценка выбросов парниковых газов, полученная с использованием данной

методики отражает климатические и гидрологические условия (особенности) отчетного

периода а также учитывает пространственную вариабельность выбросов что значительно

повышает точность оценки выбросов.

Детальная информация по сравнительному анализу данных наземных и

дистанционных методов, а также оценка погрешности, приведены ниже по тексту.

58 Regina K., Suvasalo E., Hunnukkala A., Esala M. 2004. Fluxes of N2O from farmed peat soils in Finland. European

Journal of Soil Science. 55, Issue 3. p. 591 – 599.

Отдельными разделами приведена детальная информация по расчетам численных

значений коэффициентов выбросов парниковых газов с использованием данных,

полученных наземными и дистанционными методами.

В рамках выполнения данной работы по верификации оценки выбросов и

поглощения парниковых газов с органических грунтов для целей ведения Национального

кадастра Украины, был организован сбор данных, которые нужны для расчетов значений

коэффициентов эмиссии, наземными и дистанционными методами. Дистанционными

методами были получены геореферцированнеы данные о типе растительного покрова в

каждой данной точке пространства и оценены запасы живой надземной биомассы в

каждой данной точке пространства. Наземными методами были получены

георефернцированные данные о типе растительного покрова и оценены запасы живой

растительности биомассы в реперных точках. Проведены оценка погрешностей данных,

полученных наземными и дистанционными методами.

Параметры грунтов были взяты с опубликованных источников и являются

справочными. Климатические параметры были взяты с метеорологической станции, с

достоверного источника данных и не требуют верификации.

Таким образом для верификации методики оценки выбросов парниковых газов с

органических грунтов путем сравнения численных значений коэффициентов эмиссии

использовались данные по запасам живой надземной биомассы (ключевому параметру)

полученным с использованием дистанционных (мультиспектральный снимок среднего

разрешения) и наземных методов.

Данный технический отчет включает сокращенное описание использованных методик

и статистической обработки полученных данных. Полные версии приведены в

соответствующих технических отчетах, предоставленных Заказчику в предыдущие отчетные

периоды.

2.3.1. Спецификация космического снимка

Для классификации земной поверхности в соответствии с утвержденным перечнем

страт и по типам растительного покрова, а также для оценки запасов живой надземной

биомассы был использован космический мультиспектральный космический снимок SPOT-7.

Детальное описание методов классификации космического снимка и оценки запасов живой

надземной биомассы приведено в отдельном отчене, выполненном в рамках данного

контракта.

Спецификация данного космического снимка представлена в таблице 3.

Таблица 3. Спецификация мультиспектрального космического снимка,

использованного для целей выполнения данной работы

Сенсор SPOT-7 (архивный номер 201508090836149)

Дата выполнения снимка 9 августа 2015 г.

Тип файла, пространственное

разрешение

Ortho MS, 6 м

Допустимая облачность 0%

Формат файла GeoTIFF, XML (метаданые)

Бітова глибина 16 bit

Спектральные канал BLUE (0.45 – 0.52), GREEN (0.52 – 0.59), RED (0.63 –

0.69), NIR (0.76 – 0.89)

Предварительная коррекция

снимка

Радиометрическая атмосферная, сенсорная,

геометрическая (WGS 84).

Внешний вид использованного космического снимка SPOT-7 синтезированного в

естественных цветах земной поверхности в границах м/с «Смолянка» (Черниговская область,

Нежинский район) представлен на рис 3.

Рис. 3. Изображение космического снимка в естественных цветах земной поверхности в

границах м/с «Смолянка» (Черниговская область, Нежинский район), дата снимка 9

августа 2015 года

Дальнейшая обработка мултиспектрального космического снимка производилась в

програмной оболочке ERDAS Imagine 2014. Создание тематических слоев растительного

покрова и запасов живой надземной биомассы производилось в програмной оболочке

ArcGIS 10.1.

2.3.2. Оценка запасов живой надземной биомассы с использованием

дистанционных методов сбора данных

Детальное описание методики оценки запасов живой надземной биомассы с

использованием мультиспектральных космических снимков, приведено в отдельном

техническом отчете, представленном Заказчику ранее. Ниже дано краткое описание

методики оценки запасов биомассы.

Для оценки запасов живой надземной биомассы в рамках данной работы по

верификации методики были использованы следующие космические снимки:

Landsat 8 OLI, архивный номер LC81810242015224LGN00, дата снимка -

12.08.2015 р.; и

SPOT-7, архивный номер 201508090836149, дата снимка - 09.08.2015.

Как уже указывалось выше, для оценки запасов живой надземной биомассы, были

использованы мультиспектральные космические снимки двух сенсоров и программное

обеспечение ERDAS Imagine.

Для целей данной работы было рассчитано 10 спектральных индексов и проведена

оценка точности определения запасов живой надземной биомассы с использованием каждого

из них. Перечень индексов приведен в таблице 4.

Таблица 4. Спектральные индексы, которые использовались для оценки

запасов живой надземной биомассы в пределах различных типов растительного

покрова проектного участка (м/с «Смолянка, Нежинский район, Черниговская

область)

Индекс Формула

Применение (в

соответств. С

Вегетационные…,

2015; EXELIS

Product

Documentation,

1 Normalized

Difference

Vegetation

Index (NDVI)

Применяется для

определения общей

массы зелеынх

частей растений.

Может давать

завышенные

значения для густого

растительного

покрова с высоким

значением индекса

листовой

поверхности

2 Soil Adjusted

Vegetation

Index (SAVI)

Подобный NDVI,

минимизирует

влияние на оценку

участков земной

поверхности без

покрова

3 Transformed

Normalized

Difference

Vegetation

Index (TNDVI)

Модифицированный

NDVI, не завышает

оценку для густого

покрова

4 Green

Normalized

Difference

Vegetation

Index (GNDVI)

Индекс подобный

NDVI, но использует

зеленый участок

спектар вместо

красного. Более

чувствителен к

концентрации

хлорофила по

сравнению с NDVI

5 Improved

Modified

Clorophyll

Absorbtion

Ratio Index

(MCARI2)

Оценивает

содержание

хлорофилла и

является наиболее

точным для оценки

индекса листовой

поверхности

6 Modified Soil

Adjusted

Vegetation

Index 2

(MSAVI2)

Модифицированный

SAVI для участков

земной поверхности

с открытыми

участками без

покрова

7 Improved

Modified

Triangular

Vegetation

Index (MTVI2)

Модифицированные

индекс, который

использует три

участка спектра и

наиболее

чувствителен к

содержанию

фотосинтетических

пигментов и их

пропорциональному

отношению по

сравнению с NDVI

8 Soil And

Atmosphericall

, , Модифицированный

SAVI, минимизирует

y Resistant

Vegetation

Index (SARVI)

L = 0.5, ɣ=1 влияние спектров

открытых участков

почвы и атмосферы

9 Normalized

Multi-band

Drought Index

(NMDI)

Оценивает

содержание оды в

зеленой массе

растений,

содержание воды в

грунте

10 Mid Infra-Red

Index (MIDIR)

Оценивает

содержание влаги в

грунте

Статистическая обработка полученных дистанционными методами данных с оценкой

запасов живой надземной биомассы и построение соответствующих моделей производилось

в програмной среде IBM SPSS Statistics 20. Детальное описание статистической обработки

данных приведено в отдельном техническом отчете, переданном Заказчику ранее.

В ходе выполнения работ по построению моделей для оценки запасов живой

надземной биомассы с использованием мультиспектральных космических снимков, были

созданы три основные модели и оценена погрешность оценки запасов биомассы с

использованием каждой из моделей. Разработанные модели оценки запасов биомассы

представлены в таблице 5.

Таблица 5. Модели оценки запасов живой надземной биомассы с использованием

мультиспектральных космических снимков

Модель k Уравнение регрессии

Модель 1.1. Модель для

класификации мультиспектральных

космических снимков средней

разрешающей способности для всех

страт с травянистым растительным

покровом

0.35 ln (B) = 7.328 + 3.335*(ln[NMDI]+0.35)

космических снимков средней

разрешающей способности для

страти «Трав’яна рослинність на

осушених органічних грунтах»

0.11 ln (B) = 3.219 + 14.259*(ln[TNDVI]+0.11)

космических снимков высокой

разрешающей способности для всех

страт с травянистым растительным

покровом

0.10 ln (B) = 4.841 + 9.963*(ln[TNDVI]+0.10)

Данные оценки запасов живой надземной биомассы для каждой точки земной

поверхности в пределах проектного участка (м/с «Смолянка, Неженский район,

Черниговская область) полученные в результате анализа мультиспектральных космических

снимков с использованием моделей 1.1., 1.2. и 2.1 представлены в таблице 6. В таблице

также приведены значения оценки запасов живой надземной биомассы, полученные для

реперных точек с использованием наземных методов сбора данных.

Таблица 6. Значения оценки запасов живой надземной биомассы ,

полученные дистанционным и наземным методами сбора данных. Август 2015, м/с

«Смолянка», Нежинский район, Черниговская область

реперной

точки

Страта (1 – осушеные

почвы, 2 –

подтопленные почвы)

Запас живой

надземной

биомассы,

наземный

метод, г/м2

Запас живой надземной биомассы,

дистанционный метод, г/м2

Модель 1.1. Модель 1.2. Модель 2.1.

1 1 167,667 211,0133 156,3052 241,6242

2 1 75,333 211,0133 156,3052 237,7773

3 1 114,333 209,5604 165,5879 222,9742

4 1 185 219,489 223,3743 236,2604

5 1 288 219,489 223,3743 255,4308

7 1 790,667 370,2006 418,0686 410,9067

8 1 581,667 370,2006 418,0686 415,7157

9 1 705,667 370,2006 418,0686 413,4059

10 1 747,667 332,088 445,2941 312,2858

11 1 575 354,3105 476,3144 297,486

12 1 448 356,9444 432,7207 306,5303

14 2 445 572,4703 737,5378 475,4865

16 2 455 592,6715 668,599 392,1667

19 2 850 612,6945 776,5192 485,2951

20 1 710,333 627,9372 806,173 517,4032

21 1 774 627,9372 806,173 515,1324

23 1 1000 399,1531 513,4843 240,6187

24 1 1017,667 357,7067 484,5183 243,9505

25 1 900,333 521,4922 720,8641 383,0505

32 2 884,333 822,9618 859,5467 586,1957

33 2 766 806,5409 807,2801 618,8056

34 2 1190,333 806,5409 807,2801 539,6348

Минимальное, максимальное, среднее значения запасов живой надземной биомассы

определенные дистанционными методами сбора данных и наземными методами сбора

данных и оценка погрешностей приведены в таблице 7.

Таблица 7. Минимальное, максимальное и среднее значение запасов живой

надземной биомассы, опредленные дистанционным методом и наземными методами

сбора данных для реперных точек, и оценка погрешности определения запасов

биомассы дистанционными методами, август 2015 года, м/с «Смолянка», Нежинский

район, Черниговская область

Количество

реперных

точек

Минимум Максимум Среднее

Значение

Стандартная

ошибка

Стандартное

отклонение

Данные,

собранные

наземными

методами

22 75,333 1190,333 621,45455 67,137378 314,902218

Данные

полученные

дистанционным

и методами:

Модель 1.1.

22 209,56039 822,96179 453,3007185 43,23496557 202,78996388

Данные

Модель 1.2.

16 156,30525 806,17299 429,0434176 53,44290701 213,77162802

Данные

Модель 1.3.

22 201,83010 560,12566 343,4773744 24,58478149 115,31284653

Отклонения оценки запасов живой надземной биомассы с использованием

дистанционных методов меньше вариабельности живой надземной биомассы в пределах

одного типа растительного покрова — травянистая растительность, что указывает на

целесообразность использования мультиспектральных космических снимков со средним

пространственным разрешением для целей оценки запасов живой надземной биомассы и

оценки выбросов парниковых газов.

Повышение точности определения запасов живой надземной биомассы с

использованием мультиспектральных космических снимков средней разрешающей

способности возможно при использовании данных радарных сенсоров.

2.4.Верификация оценки выбросов и поглощения парниковых газов с

органических грунтов путем сравнения значения выбросов,

полученных с использованием дистанционных и наземных данных

В рамках выполнения данной работы также проводилась верификация метода расчета

выбросов и поглощения парниковых газов путем сравнения значений, полученных в ходе

модельных расчетов, которые использовали оценку запасов живой надземной биомассы,

полученную дистанционными и наземными методами (м/с «Смолянка», Неженский район,

Черниговская область), 2015 год.

Результаты определения численных значений коэффициентов эмиссии парниковых

газов, СО2, СН4, N2O, полученные с использованием данных оценки запасов живой

надземной биомассы, полученных дистанционными методами, представлены в таблице 8.

Детальная информация относительно проведенных расчетов с использованием ранее

описанной модели, приведена ниже в отдельном разделе данного отчета.

Таблица 8. Коэффициенты эмиссии парниковых газов СО2, СН4, N2O,

расчитанные с использованием дистанционных данных по запасам живой надземной

биомассы, 2015 год, м/с «Смолянка», Нежинский район, Черниговская область

Тип

покрова

Страта

Численное значение коэффициента эмиссии

парниковых газов, расчитанные с

использованием дистанционных данных по

запасам живой надземной биомассы

EF CO2,

тон С/га

EF CH4,

С/га

EFN2O,

N/га

C soil,

тон

С/га

почвы без

покрова

Органические почвы без

растительного покрова

осушенные 0.8123 0.0000 0.0395 0.0867

Влаголюбивая

разнотравная

растительность

Травянистая

растительность на

подтопленных

органических грунтах

2.3652 0.0000 0.9517 0.2501

Злаковые луга

осушенных грунтах

3.4056 0.0001 1.5152 0.3616

Заросли

гелофитов

подтопленных грунтах

1.7939 0.0000 0.6177 0.1899

Мезофитная

высокотравная

осушенных органических

грунтах.

2.3652 0.0000 0.9517 0.2501

Нитрофитная

грунтах

2.7177 0.0000 1.1401 0.2880

Заросли

кустарников

Кустарники на осушенных

органических грунтах 2.0765 0.0000 0.8913 0.2152

Лиственные

деревья

Лиственные деревья на

грунтах

2.8476 0.0000 1.4021 0.2940

Результаты оценки выбросов и поглощения парниковых газов в пределах проектного

участка м/с «Смолянка» (Нежинский район, Черниговская область) по состоянию на 2015 год,

полученные с использованием дистанционных данных оценки запасов живой надземной

биомассы, представлены в формате тематических слоев цифровой карты. Перечень

тематических слоев представлен в таблице 9.

Таблица 9. Перечень тематических слоев, созданных для представления оценки

выбросов парниковых газов в пределах проектного участка (м/с «Смолянка»,

Неженский район, Черниговская область) по состоянию на 2015 год. Оценка дана на

основе использования дистанционных данных по запасам живой надземной биомассы

пп Название тематического слоя Описание

Тип

данных

1 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_M1_0_RS.shp

Выбросы метана за

январь 2015г.

Полигональный

февраль 2015г.

Выбросы метана за март

2015г.

апрель 2015г.

Выбросы метана за май

2015г.

Выбросы метана за июнь

2015г.

Выбросы метана за июль

2015г.

август 2015г.

сентябрь 2015г.

октябрь 2015г.

ноябрь 2015г.

декабрь 2015г.

13 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_An_0_RS.shp

Сумарные за 2015 год

выбросы метана.

14 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_M1_0_RS.shp

Выбросы СО2 за январь

2015г.

Выбросы СО2 за февраль

2015г.

Выбросы СО2 за март

2015г.

Выбросы СО2 за апрель

2015г.

Выбросы СО2 за май

2015г.

Выбросы СО2 за июнь

2015г.

Выбросы СО2 за июль

2015г.

Выбросы СО2 за август

2015г.

Выбросы СО2 за

Выбросы СО2 за октябрь

2015г.

Выбросы СО2 за ноябрь

2015г.

Выбросы СО2 за декабрь

2015г.

26 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_An_0_RS.shp

Суммарные выбросы

СО2 за 2015г.

27 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M1_0_RS.shp

Выбросы N2O за январь

2015г.

Выбросы N2O за февраль

2015г.

Выбросы N2O за март

2015г.

Выбросы N2O за апрель

2015г.

Выбросы N2O за май

2015г.

Выбросы N2O за июнь

2015г.

33 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M7_0_RS.shp Выбросы N2O за июль

2015г.

34 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M8_0_RS.shp Выбросы N2O за август

2015г.

Выбросы N2O за

Выбросы N2O за октябрь

2015г.

Выбросы N2O за ноябрь

2015г.

Выбросы N2O за декабрь

2015г.

39 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_An_0_RS.shp

N2O за 2015г.

Результаты определения численных значений коэффициентов эмиссии парниковых

газов, СО2, СН4, N2O, полученные с использованием данных оценки запасов живой

надземной биомассы, полученных наземными методами, представлены в таблице 10.

Детальная информация относительно проведенных расчетов с использованием ранее

описанной модели, приведена ниже в отдельном разделе данного отчета.

Таблица 10. Коэффициенты эмиссии парниковых газов СО2, СН4, N2O,

рассчитанные с использованием наземных данных по запасам живой надземной

биомассы, 2015 год, м/с «Смолянка», Нежинский район, Черниговская область

Тип

покрова

Страта

Численное значение коэффициента эмиссии

парниковых газов, расчитанные с использованием

данных по запасам живой надземной биомассы,

полученных наземными методами сбора данных

EF CO2,

тон С/га

EF CH4,

кг С/га

EFN2O,

кг N/га

C soil,

тон С/га

почвы без

покрова

Органические почвы без

растительного покрова

осушенные 0.8123 0.0000 0.0395 0.0867

органических грунтах

2,9549 0,000 1,2986 0,3122

2,6590 0,000 1,1117 0,2816

Заросли

гелофитов

подтопленных грунтах

1,9816 0,000 0,7304 0,2096

1,2807

2,7321

0,3107

1,1319

0,1361

0,2902

грунтах

Нитрофильная

грунтах

2,9753

4,9141

0,0001

1,2961

2,4087

0,3149

0,5201

Заросли

Кустарники на осушенных

органических грунтах 2.0765 0.0000 0.8913 0.2152

деревья

Лиственные деревья на

грунтах

2.8476 0.0000 1.4021 0.2940

Результаты оценки выбросов и поглощения парниковых газов в пределах проектного

участка м/с «Смолянка» (Нежинский район, Черниговская область) по состоянию на 2015 год,

полученные с использованием наземных данных оценки запасов живой надземной биомассы,

представлены в формате тематических слоев цифровой карты. Перечень тематических слоев

представлен в таблице 11.

Таблица11. Перечень тематических слоев, созданных для представления оценки

выбросов парниковых газов в пределах проектного участка (м/с «Смолянка»,

Нежинский район, Черниговская область) по состоянию на 2015 год. Оценка дана на

основе использования наземных данных по запасам живой надземной биомассы

пп Название тематического слоя Описание Тип данных

1 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_M1_0_FD.shp

март 2015г.

май 2015г.

июнь 2015г.

июль 2015г.

13 2015_0_0_SL_VT_LU_U_Smchso_An_0_FD.shp

Сумарные за 2015

год выбросы метана.

14 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_M1_0_FD.shp

март 2015г.

Выбросы СО2 за май

2015г.

июнь 2015г.

июль 2015г.

26 2015_0_0_SL_VT_LU_U_SmCO2soil_An_0_FD.shp

СО2 за 2015г.

27 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M1_0_FD.shp

28 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_M2_0_FD.shp Выбросы N2O за Полигональный

март 2015г.

Выбросы N2O за май

2015г.

июнь 2015г.

июль 2015г.

39 2015_0_0_SL_VT_LU_U_TMNN2O_An_0_FD.shp

N2O за 2015г.

Численные значения коэффициентов эмиссии СО2, СН4, N2O, рассчитанные с

использованием данных о запасе живой надземной биомассы с использованием

дистанционных и наземных методов сбора данных, представлены в таблице 12.

Таблица 12. Численные значения коэффициентов эмиссии СО2, СН4, N2O,

рассчитанные с использованием данных о запасе живой надземной биомассы с

использованием дистанционных и наземных методов сбора данных, (м/с «Смолянка»,

Неженский район, Черниговская область, 2015 год)

Тип

покрова

Страта

Численное значение коэффициента эмиссии парниковых

газов, рассчитанные с использованием данных по

запасам живой надземной биомассы, полученных

наземными / и дистанционными методами сбора

данных

EF CO2,

тон С/га

EF CH4,

кг С/га

EFN2O,

кг N/га

C soil,

тон С/га

почвы без

Органические почвы

без растительного 0.8123 0.0000 0.0395 0.0867

покрова

покрова осушенные.

органических

грунтах

2,9549 /2.3652

0,000 / 0.0000 1,2986 /

0.9517

0,3122 /

0.2501

2,6590 /

3.4056 0,000 / 0.0001

1,1117 /

1.5152

0,2816 /

0.3616

Заросли

гелофитов

грунтах

1,9816 /

1.7939 0,000 / 0.0000

0,7304 /

0.6177

0,2096 /

0.1899

осушенных

грунтах.

1,2807

2,7321 /

2.3652

0,000 /

0.0000

0,3107

1,1319 /

0.9517

0,1361

0,2902 /

0.2501

Нитрофильная

осушенных

грунтах.

2,9753

4,9141 /

2.7177

0,0001 /

0.0000

1,2961

2,4087 /

1.1401

0,3149

0,5201 /

0.2880

Заросли

Кустарники на

осушенных

грунтах

2.0765 0.0000 0.8913 0.2152

деревья

Лиственные деревья

на осушенных

грунтах.

2.8476 0.0000 1.4021 0.2940

Из таблицы видно, что численные значения коэффициентов эмиссии парниковых

газов, рассчитанные для пилотной территории (Черниговская область) с использованием

данных по запасам живой надземной биомассы (ключевого параметра) полученных

дистанционными и наземными методами сбора данных, находятся в пределах временных и

пространственных границ вариабельности данных коэффициентов, определенных другими

авторами путем прямых измерений.

Таким образом оценка выбросов и поглощения парниковых газов с органических почв

Украины для целей Национального кадастра с использованием данной Методики достаточно

объективно отображает реальные выбросы и поглощение парниковых газов экосистемой.

3. Рекомендации по снижению погрешности оценки

С целью снижения погрешности оценки выбросов и поглощения парниковых газов с

органических почв Украины с использованием данной Методики, рекомендуется:

(1) Для оценки запасов живой надземной биомассы использовать мультиспектральные

космические снимки среднего разрешения и данные радарных сенсоров;

(2) Осуществить калибровку модели расчета коэффициентов эмиссии парниковых

газов путем сравнения численных значений рассчитанных по модели коэффициентов со

значениями, полученными в ходя прямых измерений выбросов на эталонных участках;

(3) Автоматизировать процесс классификации космических снимков и расчета

коэффициентов эмиссии парниковых газов, а также оценки выбросов и поглощения

парниковых газов для целей ведения Национального кадастра.

Приложение 1. Детальная информация по расчетам

коэффициентов эмиссии парниковых газов с использованием

дистанционных данных оценки запасов живой надземной

биомассы

В данном разделе технического отчета представлена детальная информация

проведенных расчетов численных значений коэффициентов эмиссии парниковых газов с

органических грунтов в пределах проектного участка м/с «Смолянка», (Нежинский район,

Черниговская область) по стосоянию на 2015 год. Расчеты проведены с шагом в один месяц.

Расчеты проведены с использованием дистанционных данных по оценке запасов живой

надземной биомассы.

Участки без растительного покрова

****************************************************************************

MODEL OF THE DYNAMICS OF ORGANIC MATTER IN ORGANIC SOIS

(PEATBOGS)

AND CARBON, METHANE AND NITROUS OXIDE EMISSIONS

****************************************************************************

I N P U T I N F O R M A T I O N

****************************************************************************

12 1 1 1 51.10

Monthly average air temperature (grad. C):

-1.8 -1.5 4.1 8.6 15.5 18.9 20.0 20.3 16.6 5.4 3.7 -4.0

Total precipitation for the month (mm):

51.0 23.0 59.0 11.0 89.0 78.0 50.0 2.0 35.0 25.0 67.0 42.0

Monthly average relative humidity (%):

85.0 82.0 69.0 59.0 66.0 66.0 70.0 61.0 72.0 73.0 87.0 86.0

Datum 2 (number of month from the beginning of year):

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0

Amount of decades when groundwater level higher then -20 cm

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

Start month growing season:

0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.0 0.0

Number of days in the calculated month:

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

----------------------------------------------------------------------------

A R R A Y ' I N F ' - model parameters:

0.000 0.900 8.500 0.000 7.000 0.001 4.000 20.000 0.000

0.000 0.000 0.300 0.270 0.300 55.000 350.000 450.000 6.000

0.150 16.000 152.000

A R R A Y ' Rnitr ' - model parameters:

10.000 6.660 25.000 20.000 10.000 12.000 0.000 0.000 40.000

0.300 0.400 0.075 0.250 0.125 0.050

Monthly average groundwater level (sm):

-265.0 -258.0 -274.0 -272.0 -211.0 -214.0 -218.0 -253.0 -280.0 -200.0 -200.0 -200.0

O U T P U T I N F O R M A T I O N

Total CH4 emission, kgC/Ga -0.0000

Total N2O+NO emission, kgN/Ga 0.0395

Total CO2 emission, tC/Ga 0.8123

Dobavka za schet razlogheniya, tC/Ga 0.0867

==========================================================================

Tablica N. 1

Monthly greenhouse gas emissions

__________________________________________________________________________________

| month N: |'| CH4,tC/Ga |'| CO2,tC/Ga |'| N2O+NO, kgN/Ga |'| C add, tC/Ga |

__________________________________________________________________________________

| 1. |'| 0.000000 |'| 0.001895 |'| 0.000048 |'| 0.000202 |

| 2. |'| 0.000000 |'| 0.003260 |'| 0.000098 |'| 0.000348 |

| 3. |'| 0.000000 |'| 0.002470 |'| 0.000026 |'| 0.000263 |

| 4. |'| -0.000000 |'| 0.006069 |'| 0.000048 |'| 0.000648 |

| 5. |'| -0.000000 |'| 0.175370 |'| 0.008917 |'| 0.018711 |

| 6. |'| -0.000000 |'| 0.228940 |'| 0.012798 |'| 0.024426 |

| 7. |'| -0.000000 |'| 0.210330 |'| 0.010660 |'| 0.022441 |

| 8. |'| -0.000000 |'| 0.089323 |'| 0.001445 |'| 0.009530 |

| 9. |'| -0.000000 |'| -0.006298 |'| 0.000013 |'| -0.000672 |

| 10. |'| -0.000000 |'| 0.059071 |'| 0.003096 |'| 0.006302 |

| 11. |'| 0.000000 |'| 0.041857 |'| 0.002348 |'| 0.004466 |

| 12. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

==========================================================================

****************************************************************************

R E S U L T A T R A S C H E T O V

****************************************************************************

Tablica N. 2

RASCHET DEFIZITA WLAGI

____________________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| Tisp |'| ratX |'| pBIO |'| pHUM |'| pCO2 |'| rE |

____________________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 14.532480 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 2. |'| 59. |'| 17.892900 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 3. |'| 90. |'| 47.251995 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 4. |'| 120. |'| 83.317245 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 5. |'| 151. |'| 100.383301 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 6. |'| 181. |'| 117.945251 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 7. |'| 212. |'| 109.349998 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 8. |'| 243. |'| 144.056717 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 9. |'| 273. |'| 87.220222 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 10. |'| 304. |'| 44.914177 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 11. |'| 334. |'| 19.274345 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

| 12. |'| 365. |'| 11.113200 |'| 9.372721 |'| -0.661362 |'| 0.768054 |'| 0.893307 |'| 0.106693 |

==========================================================================

Tablica N. 3

____________________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| hgr |'| Whgr |'| rmpH |'| rmpH1 |'| rmW |'| rmW1 |'| rmW2 |'|

rmW3 |

____________________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'|-265. |'| 37.780521 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.106606 |'| 0. |'| 0.022245 |'| -

83.794006 |

| 2. |'| 59. |'|-258. |'| 48.730621 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.165997 |'| 0. |'| 0.043306 |'| -

79.386803 |

| 3. |'| 90. |'|-274. |'| 23.701824 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.030247 |'| 0. |'| 0.006272 |'| -

89.633202 |

| 4. |'| 120. |'|-272. |'| 26.830423 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.047216 |'| 0. |'| 0.008827 |'| -

88.318802 |

| 5. |'| 151. |'|-211. |'| 122.252716 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.564761 |'| 0. |'| 0.371638 |'| -

52.841202 |

| 6. |'| 181. |'|-214. |'| 117.559822 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.539308 |'| 0. |'| 0.343530 |'| -

54.377201 |

| 7. |'| 212. |'|-218. |'| 111.302620 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.505370 |'| 0. |'| 0.306957 |'| -

56.458801 |

| 8. |'| 243. |'|-253. |'| 56.552124 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.208418 |'| 0. |'| 0.063278 |'| -

76.310806 |

| 9. |'| 273. |'|-280. |'| 14.316024 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| -0.020659 |'| 0. |'| 0.001514 |'| -

93.634003 |

| 10. |'| 304. |'|-200. |'| 139.460022 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.658088 |'| 0. |'| 0.477881 |'| -

47.394001 |

| 11. |'| 334. |'|-200. |'| 139.460022 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.658088 |'| 0. |'| 0.477881 |'| -

47.394001 |

| 12. |'| 365. |'|-200. |'| 139.460022 |'| 1.266667 |'| 0.883572 |'| 0.658088 |'| 0. |'| 0.477881 |'| -

47.394001 |

==========================================================================

Tablica N. 4

T A B L I Z A R.2a

____________________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| hgr |'| rchW2 |'| rmt1 |'| rmt2 |'| rmW2 |'| rmpH2 |

____________________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'|-265. |'| 0.083957 |'| 0.071163 |'| 0.078453 |'| 0.022245 |'| 0.864112 |

| 2. |'| 59. |'|-258. |'| 0.108290 |'| 0.078647 |'| 0.081392 |'| 0.043306 |'| 0.864112 |

| 3. |'| 90. |'|-274. |'| 0.052671 |'| 0.326994 |'| 0.149251 |'| 0.006272 |'| 0.864112 |

| 4. |'| 120. |'|-272. |'| 0.059623 |'| 0.514726 |'| 0.189968 |'| 0.008827 |'| 0.864112 |

| 5. |'| 151. |'|-211. |'| 0.271673 |'| 1.250654 |'| 0.345181 |'| 0.371638 |'| 0.864112 |

| 6. |'| 181. |'|-214. |'| 0.261244 |'| 1.712631 |'| 0.454057 |'| 0.343530 |'| 0.864112 |

| 7. |'| 212. |'|-218. |'| 0.247339 |'| 1.678329 |'| 0.445493 |'| 0.306957 |'| 0.864112 |

| 8. |'| 243. |'|-253. |'| 0.125671 |'| 1.721242 |'| 0.456221 |'| 0.063278 |'| 0.864112 |

| 9. |'| 273. |'|-280. |'| 0.031813 |'| 1.220178 |'| 0.338431 |'| 0.001514 |'| 0.864112 |

| 10. |'| 304. |'|-200. |'| 0.309911 |'| 0.360147 |'| 0.156704 |'| 0.477881 |'| 0.864112 |

| 11. |'| 334. |'|-200. |'| 0.309911 |'| 0.255036 |'| 0.132392 |'| 0.477881 |'| 0.864112 |

| 12. |'| 365. |'|-200. |'| 0.309911 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.477881 |'| 0.864112 |

==========================================================================

Tablica N. 5

RASCHET PARAMETROV OSNOVNOGO URAVNENIJ I

RASTITELNIX OSTATKOV i DPM i RPM, t/ga

____________________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| raC |'| rbC |'| ratX |'| CUrost |'| DPM0 |'| RPM0 |

____________________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 0.071163 |'| 1.638849 |'| 9.372721 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 2. |'| 59. |'| 0.078647 |'| 1.638849 |'| 9.372721 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 3. |'| 90. |'| 0.326994 |'| 1.638849 |'| 9.372721 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 4. |'| 120. |'| 0.514726 |'| 0.215538 |'| 9.372721 |'| 0.000065 |'| 0.000038 |'| 0.000027 |

| 5. |'| 151. |'| 1.250654 |'| 0.879750 |'| 9.372721 |'| 0.000224 |'| 0.000132 |'| 0.000092 |

| 6. |'| 181. |'| 1.712631 |'| 0.405313 |'| 9.372721 |'| 0.000384 |'| 0.000226 |'| 0.000157 |

| 7. |'| 212. |'| 1.678329 |'| 0.215538 |'| 9.372721 |'| 0.000224 |'| 0.000132 |'| 0.000092 |

| 8. |'| 243. |'| 1.721242 |'| 0.215538 |'| 9.372721 |'| 0.000065 |'| 0.000038 |'| 0.000027 |

| 9. |'| 273. |'| 1.220178 |'| 0.215538 |'| 9.372721 |'| 0.000015 |'| 0.000009 |'| 0.000006 |

| 10. |'| 304. |'| 0.360147 |'| 0.215538 |'| 9.372721 |'| 0.000003 |'| 0.000002 |'| 0.000001 |

| 11. |'| 334. |'| 0.255036 |'| 1.638849 |'| 9.372721 |'| 0.000001 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 12. |'| 365. |'| 0.000000 |'| 1.638849 |'| 9.372721 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

==========================================================================

Tablica N. 6

RASCHET RAZLOGJENIJ DPM(j)

RASTITELNIX OSTATKOV, t/ga

_______________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| DBIO |'| DHUM |'| DCO2 |'| DPM |

_______________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 2. |'| 59. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 3. |'| 90. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 4. |'| 120. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 5. |'| 151. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000002 |'| 0.000002 |

| 6. |'| 181. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000004 |'| 0.000004 |

| 7. |'| 212. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000002 |'| 0.000002 |

| 8. |'| 243. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 9. |'| 273. |'| -0.000000 |'| -0.000000 |'| -0.000000 |'| -0.000000 |

| 10. |'| 304. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 11. |'| 334. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 12. |'| 365. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

==========================================================================

Tablica N. 7

RASCHET RAZLOGJENIJ RPM(j)

_______________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| BIO1 |'| HUM1 |'| R1CO2 |'| RPM |

_______________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 2. |'| 59. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 3. |'| 90. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 4. |'| 120. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 5. |'| 151. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 6. |'| 181. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 7. |'| 212. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 8. |'| 243. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 9. |'| 273. |'| -0.000000 |'| -0.000000 |'| -0.000000 |'| -0.000000 |

| 10. |'| 304. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 11. |'| 334. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 12. |'| 365. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

=========================================================================

Tablica N. 8

RASCHET RAZLOGJENIJ BIO1(j)

__________________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| BIO2 |'| HUM2 |'| R2CO2 |'| rdh1+rdh2 |

__________________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 2. |'| 59. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 3. |'| 90. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 4. |'| 120. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 5. |'| 151. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 6. |'| 181. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 7. |'| 212. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 8. |'| 243. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 9. |'| 273. |'| -0. |'| 0.000000 |'| -0.000000 |'| 0.000000 |

| 10. |'| 304. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 11. |'| 334. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

| 12. |'| 365. |'| 0. |'| 0.000000 |'| 0.000000 |'| 0.000000 |

=====================================================================

Tablica N. 9

RASCHET videlenij METANA

IZ BIO RASTITELNIX OSTATKOV, t/ga

_____________________________________________________________________

| month |'| cyt |'| CHBIO |'| CHBIO1 |'| CHBIO2 |'| CHBIO3 |

_____________________________________________________________________

| 1. |'| 31. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 2. |'| 59. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 3. |'| 90. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 4. |'| 120. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 5. |'| 151. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 6. |'| 181. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 7. |'| 212. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 8. |'| 243. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 9. |'| 273. |'| -0. |'| -0. |'| -0. |'| 0.000000 |

| 10. |'| 304. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 11. |'| 334. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

| 12. |'| 365. |'| 0. |'| 0. |'| 0. |'| 0.000000 |

==================================================================

Tablica N. 10

RASCHET RAZLOGJENIJ HUM1(j)