Мировые тенденции и приоритеты в области научных исследований погоды и климата, планирования и реализации принципов климатической политики в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов

Позиция Российской Федерации по вопросам, связанным с возможным глобальным и региональным изменением климата и его последствиями отражена в Климатической доктрине Российской Федерации. Для обоснованного принятия решений по вопросам, касающимся климатическим изменений и дальнейшего осуществления превентивных мер по адаптации к ним, требуется проведение широкого круга научных исследований.

Круг задач, стоящих перед климатической наукой очень широк. Обобщив, можно выделить ряд основных мировых тенденций и приоритетов в области научных исследований погоды и климата в целом 

• исследование процессов в климатической системе, 
• моделирование климатической системы и ее компонентов;
•  мониторинг, обнаружение и прогнозирование изменений климата; 
• оценка последствий влияния изменений климата и мер адаптации к ним;
• ведение баз климатических данных для исследования климата и его изменений.

Перечисленные направления касаются различных направлений науки. Кроме того, ведутся межсекторальные комплексные научные исследования (в том числе в рамках международной кооперации) для учета всех факторов климатического воздействия на окружающую среду и все сферы жизни и деятельности человеческого общества. 

Новая информация и статистические данные, полученные на основе научных исследований необходимы для оценки воздействия изменения климата, в том числе на лесные экосистемы. Актуальные результаты научных исследований позволят определить новые национальные потребности, связанные с адаптацией к изменению климата, смягчением последствий и оценки вариантов для регионального и международного сотрудничества. Научные результаты дают основу, в том числе, для планирования и реализации принципов климатической политики в области охраны, защиты и воспроизводства лесов.

Усилиями российских ученых в коллаборации с международным экспертным сообществом разрабатываются рекомендации по построению и реализации климатической политики как на национальном, так и на международном уровне. 

Анализ и обобщение климатической информации в глобальном масштабе проводится под эгидой ООН. Наиболее авторитетные документы по климату: доклады Межправительственной группы экспертов по изменениям климата (МГЭИК), материалы Всемирной программы исследования климата (ВПИК), Глобальной системы наблюдения за климатом (ГСНК), материалы секретариата Рамочной Конвенции по Изменению Климата (РКИК), Национальные сообщения. При этом учитываются опубликованные национальные планы зарубежных стран по проблеме изменения климата, а также обзоры российских и зарубежных изданий.

В целом, общемировые направления исследований в области климата, касающиеся лесов и лесного хозяйства, можно условно разделить на несколько блоков. 

1. Оценка значения лесов для достижения целей устойчивого развития (ЦУР). Результаты этих исследований обобщены и регулярно публикуются в материалах ФАО ООН. В качестве примера можно привести обзоры состояния лесов мира и результаты оценки значения лесов для ЦУР, подготовленные в 2010 и 2018 году. За последнее десятилетие степень понимания важности ведения устойчивого лесного хозяйства изменилась в положительную сторону, в том числе пришло осознание глобальной угрозы лесам и экосистемам, которую представляет изменение экологических условий. Для анализа достижений в области внедрения экологически устойчивого лесопользования необходимо отслеживать изменения в продуктивности лесопользования в социальном, экономическом, а также экологическом аспектах. Важным аспектом исследований является предоставление лесов для социальных услуг, а также занятость в лесном секторе.

2. Угрозы и вызовы в лесной сфере, возникающие при изменении климата.

   В рамках вышеназванного направления ведутся исследования нарушения лесных экосистем в условиях изменения климата. Многие исследователи отмечают, что при глобальном потеплении климата происходят изменения в лесных экосистемах. В частности, в результате анализа  более 600 научных работ за последние 30 лет рассмотрены возможные климатические воздействия, приводящие к нарушению лесов Результаты исследований показывают, что в будущем следует ожидать увеличения рисков для лесного сектора.  Дается оценка общих для лесных держав бореального пояса вызовов, стоящих перед лесным сектором.

   Изменение климата и условий произрастания может сделать невозможным возвращение растительности в исходное состояние. Изменение микроклимата в контексте лесовосстановления показало, что повреждение деревьев огнем привело к повышению скорости ветра на 60 % и изменению температурного режима почв из-за уменьшения уровня снежного покрова на 20–30 см. В результате неблагоприятное изменение местных условий произрастания может являться причиной, препятствующей восстановлению леса в этом районе.

   • Лесные пожары 

     В бореальных лесах в последние десятилетия наблюдается учащение возникновения пожаров и вспышек численности насекомых-вредителей, и дальнейшее повышение температуры только усилит эту тенденцию. Наибольшее увеличение продолжительности пожароопасного сезона ожидается в южной части бореальной зоны, как в европейской части, так и в Сибири, без существенного увеличения в других районах.

   • Насекомые-вредители леса. 

     Исследуется воздействие вспышек численности насекомых на бореальные леса. В ряде работ отмечено, что площадь, на которой деревья повреждаются вследствие вспышек численности насекомых, превышает площадь, повреждаемую огнем. В частности, в Британской Колумбии наблюдалась беспрецедентная вспышка численности соснового лубоеда (Dendroctonus ponderosae), которая затронула 37 млн га бореальных лесов. Многолетняя вспышка численности елового лубоеда (Dendroctonus rufipennis) на полуострове Кенаи (Аляска) привела к гибели около 1млн га лесов, уничтожив 90 % елей в данном районе. Следует отметить, что вспышки численности насекомых неоднократно фиксировались на протяжении последних 100 лет. Однако в экстремальных погодных условиях с рекордно высокими летними температурами насекомые успевают пройти полный жизненный цикл за год, а не за два, как при нормальных погодных условиях. В связи с потеплением климата и более теплыми зимами насекомые-паразиты (в частности, личинки древоточца; лубоед сосны горной, Dendroctonus ponderoseae) распространяются на новые районы США и Канады и поражают хвойные деревья, которые не обладают потенциалом к сопротивлению. Тем самым ставится под угрозу генетическое разнообразие лесной популяции.

     В условиях более теплого климата может нарушиться связь хозяин – паразит по причине того, что при изменении сроков прохождения насекомым-хозяином жизненного цикла, паразитам сложнее находить его особи. Учитывая важную роль паразитов в регулировании численности насекомых, питающихся древесной растительностью, при изменении климата следует ожидать более частых и более интенсивных вспышек их численности вследствие нарушения связи паразит – хозяин.

   • Аномальные погодные явления и их воздействие на леса.

     Согласно прогнозам, потепление климата в зоне бореальных лесов вызовет учащение аномальных метеорологических явлений, включая ураганы. С большой вероятностью это приведет к увеличению повреждений деревьев в бореальных лесах вследствие ветровала и бурелома.

3. Разработка климатических моделей для оценки уязвимости экосистем и прогнозирования угроз, возникающих при изменении климата, в том числе, для лесного хозяйства.

   Ведутся работы по моделированию сценариев развития мирового сообщества в целом (и лесной сферы, в частности) в зависимости от масштабов глобального потепления. Одним из наиболее важных является прогноз о воздействии изменения климата на бореальные леса, поскольку изменения, которые произойдут с бореальными лесами, в свою очередь будут иметь глобальные социально-экономические последствия. Согласно прогнозам, весьма ощутимые изменения в экосистемах бореальных лесов (вплоть до их массового исчезновения) могут произойти в течение 50  лет. В то же время, по прогнозам, для США и Канады последствия изменения климата для продуктивности лесов будут проявляться постепенно на протяжении большого промежутка времени.

   Модели прогнозируют существенную динамику увеличения площади лесных пожаров при различных сценариях изменения климата в этом столетии. В том случае, если глобальное потепление достигнет 4 °C, площадь, пройденная огнем за год в бореальных лесах Северной Америки, может возрасти к концу XXI века на 74–118 % от сегодняшней величины.

4. Разработки сценариев адаптации систем ведения лесного хозяйства в связи с климатическими изменениями 

   Международным союзом лесных исследовательских организаций (International Union of Forest Research Organizations, IUFRO) опубликован большой обзорный доклад о возможностях адаптации лесов мира и зависящего от лесов населения к глобальным изменениям климата. Указывается на недостаточную изученность вопроса о возможных методах адаптации лесов и лесного хозяйства к изменениям климата, и на необходимость дальнейших исследований. Для оценки уязвимости лесного сектора при изменении климата разрабатываются критерии.

   Рассматриваются типы адаптационных проектов и виды деятельности для снижения уязвимости лесных экосистем, охватывающие диапазон действий в различных масштабах: от национального до местного. Стратегии и варианты адаптации включают в себя большое разнообразие различных мер, поддерживающих и продвигающих стрессоустойчивость и устойчивость лесных экосистем. Различные страны демонстрируют различные подходы к разработке стратегий адаптации в целом и в лесном хозяйстве в частности. Большинство стран основывают свои подходы на принципах устойчивого управления, многие страны имеют общие стратегии адаптации. 

5. Поглощение и консервация парниковых газов в лесных экосистемах.

   Международное сообщество в рамках борьбы с изменением климата пришло к пониманию роли лесов в хранении углерода, к тому что возможно избежать огромных выбросов  CO2, если обезлесение будет остановлено. По данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата, обезлесение и деградация лесов являются второй по значимости причиной выбросов CO2, способствующих глобальному потеплению. В исследованиях, посвященных этому направлению в рамках использования лесов, рассматриваются  вопросы синергизма и компромисса между целями адаптации к изменению климата и другими целями по противодействию изменениям климата; необходимость координации различных сторон, партнеров и доноров; использование программных подходов. Даются оценки итогов консультации экспертов РКИК ООН и их потенциальные последствия для Азии и Тихого океана. Два ответа на изменение климата - уменьшение выбросов и адаптация к воздействиям - часто рассматриваются как отдельные действия. Но некоторые экосистемные меры, такие как восстановление лесного ландшафта, могут служить как инструментами смягчения последствий, так и адаптацией.

Результаты научных исследований проблем изменения климата на территориях стран СНГ также обобщены в национальных и международных обзорах, докладах и публикациях. В частности, сводное ежегодное сообщение о состоянии и изменении климата на территории государств-участников СНГ готовится начиная с 2011 года, в соответствии с решением 3.3/23 23-й сессии Межгосударственного совета по гидрометеорологии (МСГ) СНГ (г. Астана, 28–29 сентября 2011 г.). В Сообщении приводится информация и даны оценки состояния климата в истекшем году, представлены тенденции современных изменений климата для всей территории СНГ и в среднем для территорий отдельных государств.

Текущее состояние приземного климата (температура приземного воздуха, атмосферные осадки), наблюдаемые климатические аномалии и тенденции современных изменений климата на территории стран СНГ с 2009 года публикуются в сезонных и годовых бюллетенях «Обзор состояния и изменения климата на территории СНГ». Бюллетени выпускаются в рамках деятельности Северо-Евразийского климатического центра (СЕАКЦ). Оценки основаны на данных станционных наблюдений, характеризующих территорию стран СНГ и Балтии, за период инструментальных наблюдений.

Следует отметить, что обобщение полученных результатов наблюдений за климатом и прогноз возможных климатических изменений на территории стран СНГ проводятся при совместном участии ученых этих стран и России. Тенденции и приоритеты в области научных исследований погоды и климата, планирование и реализация принципов климатической политики стран СНГ и Российской Федерации (в том числе, в области лесного хозяйства) совпадают в силу многообразия географических условий России и схожести климатических особенностей ряда ее регионов с соседними странами Содружества. Результаты климатических наблюдений и их научно-обоснованный анализ легли в основу климатической политики стран СНГ. 

Анализ результатов и тенденций исследований климата в Российской Федерации за последние годы показал, что российская наука развивается в русле магистральных мировых научных направлений. 

Основной концепцией, определяющей позицию России по исследованию климата в русле общемировых тенденций и приоритетов, является следующая. Российская климатическая наука должна позиционировать себя в международных программах климатических исследований с учетом национальных интересов Российской Федерации, используя все возможные преимущества международного сотрудничества. Поиски «альтернативных» направлений, идущих вразрез с магистральными направлениями мировой науки о климате, в сложившихся условиях ведут к пустой трате финансовых и человеческих ресурсов.

Следует отметить, что в значительной мере предложения по концепции Климатической доктрины РФ опираются на результаты расчетных оценок климата XXI века, проведенных МГЭИК, в том числе, в связи с подготовкой Четвертого Оценочного Отчета об изменении климата, куда вошли и результаты, отраженные в  Национальных сообщениях Российской Федерации, предоставленных международному сообществу в соответствии со статьями 4 и 12 Рамочной Конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата и статьей 7 Киотского протокола.

Результаты научных исследований в области климата Российской Федерации, основанные на общемировых тенденциях климатической науки, обобщены в следующих периодических изданиях: ежегодный «Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации» (официальное издание Росгидромета), содержащий сведения о наблюдаемых аномалиях и трендах основных климатических переменных (температура воздуха, осадки, снежный покров, концентрации радиационно-активных газов, солнечная радиация у поверхности), различных индексов (климатических и погодных экстремумов, агроклиматических, состояния многолетнемерзлых грунтов); материалы для ежегодного Заявления Всемирной метеорологической организации (ВМО) о состоянии глобального климата и другие.

Все вышеуказанные документы включают аналитические материалы о воздействии изменения климата на лесные экосистемы, включая возможные риски от действия негативных погодных факторов.

Национальное сообщение – основной документ, представляемый согласно обязательствам по национальной отчетности Российской Федерации, как страны, входящей в приложение I Рамочной Конвенции ООН об изменении климата и в Приложение B Киотского протокола. Национальные сообщения разрабатываются и представляются каждые четыре года. Они содержат данные и материалы по всем видам деятельности, ведущейся в стране в соответствии с Конвенцией и Протоколом. Содержание национальных сообщений регламентируется специальными решениями Конференций Сторон Конвенции и Совещаний Сторон Киотского протокола. Первое национальное сообщение было выпущено в 1995 г., последнее, седьмое – в 2017 г. Очередное, восьмое национальное сообщение, должно быть представлено в секретариат Конвенции к 1 января 2022 г.

За период действия Климатической доктрины было подготовлено три Национальных сообщения Российской Федерации – в 2010, 2014 и 2017 годах.

Кроме того, подготовлены три Двухгодичных доклада Российской Федерации за 2014, 2015 и 2017 годы, которые разрабатываются и представляется ежегодно в соответствии с обязательствами по Рамочной Конвенции ООН об изменении климата. Содержат информацию об антропогенных выбросах и абсорбции парниковых газов на территории России в отчетном году, о количественных целевых общеэкономических показателях сокращения выбросов и о прогрессе, достигнутом в достижении этих показателей, о долгосрочных сценариях выбросов и др.

Разработан оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации, который опубликован в 2014 году. Доклад посвящен анализу и обобщению климатической информации применительно к территории России. Использовались данные научных публикаций и массивы данных государственных сетей мониторинга. В докладе рассмотрены вопросы: наблюдаемые и ожидаемые изменения климата; их последствия для природных и хозяйственных систем (в том числе лесных экосистем), здоровья населения, а также возможности адаптационных мероприятий. 

Кроме того, ежегодно с 2005 года в Российской Федерации готовится «Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации». Доклад является официальным изданием Росгидромета и содержит информацию об особенностях климатического режима истекшего года и тенденциях современных климатических изменений на территории Российской Федерации и ее регионов. Оценки основаны на данных государственной наблюдательной сети Росгидромета. 

Решая вопросы исследования изменений климата, Российская Федерация исходит из  понимания, что глобальное изменение климата является важнейшей проблемой современности, которая связана с обеспечением устойчивого функционирования природных и социально-экономических систем в общемировом масштабе. В связи с этим, в России направления научных исследований изменений климата и их последствий для лесной сферы находятся в русле  общемировых исследований:

1. В рамках достижения целей устойчивого развития рассматриваются вопросы антропогенного воздействия на климат , ведется оценка климатогенных изменений площадей древесных и кустарниковых пород, ареалов распространения видов растительности, оценка тенденций к изменению продуктивности лесных пород . По результатам исследований российских ученых, проведенных за период времени после принятия Климатической доктрины, в целом, климатические изменения оказывают неоднозначное воздействие на лесные ресурсы России.

2. Угрозы и вызовы в лесной сфере Российской Федерации, возникающие при изменении климата.

   В рамках вышеназванного направления проводятся исследования изменений в лесных экосистемах на территории Российской Федерации и ее регионов при глобальном потеплении климата. Долговременное постепенное потепление, хотя и является одним из факторов, теоретически влияющих на биоразнообразие, породный состав и продуктивность древостоев, не проявляется повсеместно в оценках продуктивности, построенных на данных измерений. Слабый сигнал часто не выделяется на фоне значительной межгодовой изменчивости. Наблюдается изменение границ породного состава лесов, экспансия леса в тундру. Отчасти этому явлению благоприятствовало повышение температуры и количества осадков в зимнее время года.

   • Лесные пожары

     В ряде регионов наблюдается рост температуры воздуха на фоне не меняющегося количества осадков, что может привести к нехватке естественного увлажнения почвы и усыханию лесных древостоев. Усыхание лесов наносит огромный ущерб лесному хозяйству и создает предпосылки для развития катастрофических лесных пожаров.  Исследование влияния климата на пожароопасность лесов показывает высокую вероятность  увеличения на территории Российской Федерации количества дней высокой пожарной опасности в год. 

     Следует отметить, что Рослесхозом ведутся систематические наблюдения за возникновением и распространением лесных пожаров, которые включают комплекс наземных и дистанционных методов контроля, обнаружения и оценки. Данные о пожарах собираются и обобщаются при помощи «Информационной системы дистанционного мониторинга пожаров. В системе реализована технология приема и обработки спутниковых данных о горимости лесов и результатах тушения лесных пожаров.

   • Насекомые-вредители леса.

     Согласно прогнозам, климатические изменения повышают вероятность успешной адаптации вредителей в новых местах, а также увеличивают масштаб ущерба, который наносят лесам как местные, так и интродуцированные виды вредителей. Наибольшие погодно-климатические риски для лесного хозяйства связаны с периодическими вспышками массового размножения вредителей и болезней леса. 

   • Аномальные погодные явления и их воздействие на леса.

     Опасными для лесных ресурсов являются аномально высокие и низкие температуры воздуха и почвы, экстремальные суточные и годовые амплитуды температуры, засухи, ураганные ветры, вызывающие массовый ветровал и бурелом, ливни, во время которых происходит либо смыв отдельных участков леса, либо усыхание деревьев в результате длительного затопления, а также сильные снегопады, град, поздние весенние заморозки и другое. Массовое повреждение деревьев, их ослабление и частичная гибель могут вызываться и обильно выпавшим мокрым снегом (снеголом) или обледенением. 

3. Разработка климатических моделей для оценки уязвимости экосистем и прогнозирования угроз, возникающих при изменении климата, в том числе, для лесного хозяйства.

   Разработка климатических моделей Российской Федерации осуществляется  по широкому спектру направлений хозяйственной деятельности. В основном эту работу ведут научно-исследовательские учреждения Росгидромета, а также институты РАН. Согласно оценкам климатических моделей, экстремальность воздействия климата на лесное хозяйство в течение XXI века будет возрастать, что приведет к усилению рисков и угроз в лесном секторе экономики, повысит уязвимость лесных экосистем. Для решения возникающих проблем с целью повышения устойчивости лесов ставится задача совершенствования методов и технологий ведения лесного хозяйства в новых  условиях, а также регионального прогноза климатических параметров.

4. Разработки сценариев адаптации систем ведения лесного хозяйства в связи с климатическими изменениями.

   Для снижения растущих климатических рисков в лесном хозяйстве ведется работа по оценке региональных особенностей изменения климата и лесных экосистемах в различных природных зонах. Меры, направленные на сохранение и устойчивое рациональное использование лесов могут стать как вкладом в снижение объемов парниковых газов, так и в адаптацию лесного сектора к климатическим изменениям. Необходимость приспособления природных и антропогенных систем, связанных с лесным сектором, к новым или изменяющимся условиям окружающей среды, определяет комплекс мер по адаптации, позволяющий снизить неблагоприятные природные и социально-экономические последствия.

5. Поглощение и консервация парниковых газов в лесных экосистемах.

   Учет стоков и источников парниковых газов в лесах – одно из направлений научных исследований. Актуальность исследования определяется тем, что бореальные леса депонируют больше углерода, чем любая иная наземная экосистема, и почти вдвое больше, чем тропические леса. Соответственно Россия обладает самым большим наземным углеродным пулом, на долю которого приходится примерно треть чистого ежегодного депонирования углерода всеми лесами мира. Осуществляется оценка эмиссии и поглощения диоксида углерода и других парниковых газов в управляемых лесах Российской Федерации, рассматриваются вопросы повышения интенсивности депонирования углерода в органическом веществе при увеличении продуктивности лесных экосистем.

Таким образом, исследования, проводимые в Российской Федерации в целом, соответствуют общемировым тенденциям и приоритетам в области научных исследований погоды и климата, планирования и реализации принципов климатической политики в области использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов.

В рамках основных задач, стоящих перед современной мировой наукой в области климатических изменений, можно выделить следующие приоритеты научных исследований в части лесного хозяйства:

1. Оценка и прогнозирование угроз и вызовов в сфере лесного хозяйства,  возникающих при изменении климата (включая угрозы возникновения лесных пожаров, вспышек насекомых-вредителей и болезней леса, учащение аномальных погодных явлений). 
2. Оценка уязвимости лесных экосистем при изменениях климата. Оценка рисков, связанных с изменением климата и его колебаниями, и изучение возможностей управления рисками в лесном секторе. 
3. Определение и оценка возможностей адаптации и смягчения воздействий климатических изменений в лесном секторе на национальном и региональном уровнях.