Основы мониторинга антропогенных эмиссий и стоков парниковых газов (CO2, N2O, CH4) в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования в России

• Автор: Романовская, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 419 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Актуальность проблемы.

Цели и задачи работы

Научная новизна и практическая значимость.

Защищаемые положения.

Личный вклад автора

Апробация
Публикации.

Структура и объем работы.

Благодарности

Глава 1. Обзор литературы.1.
1.1. Концепция мониторинга антропогенных изменений, виды мониторинга
1.2. Основные источники эмиссий и поглотители углекислого газа в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования.
1.3. Основные источники эмиссий и поглотители закиси азота в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования
1.4. Основные источники эмиссий и поглотители метана в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования.
1.5. Методы оценки антропогенных эмиссий и стоков парниковых газов в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования, возможность их использования в системе мониторинга.
1.5.1. Анализ методологий Межправительственной группы экспертов по изменению климата МГЭИК.
1.5.2. Математическое моделирование баланса углерода в экосистемах
современные подходы.
1.6. Оценка вклада эмиссий парниковых газов в глобальные эмиссии в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении
землепользования
Выводы по главе 1.
Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования.
2.2.Основные подходы к разработке, усовершенствованию методологий и
уточнению коэффициентов эмиссий парниковых газов в животноводстве, при сельскохозяйственном землепользовании и изменении землепользования в
России.
2.3. Объекты и методы экспериментальных исследований запасов органического углерода и азота в залежных почвах.
2.3.1. Характеристика районов исследования
2.3.2. Методы экспериментального определения запасов органического углерода и азота в почвах залежных земель разного возраста
Выводы по главе 2.
Глава 3. Общие основы расчетного мониторинга эмиссий и стоков парниковых газов антропогенного происхождения.
3.1. Обоснование системы расчетного мониторинга эмиссий и стоков парниковых газов антропогенного происхождения.1.
3.2. Эффективность использования результатов расчетного мониторинга антропогенных эмиссий и стоков парниковых газов.
Выводы по главе 3 . 1.1.
Глава 4. Методы расчетного мониторинга антропогенных потоков парниковых газов в животноводстве и при сельскохозяйственном землепользовании. Апробация рекомендуемых методик
4.1. Мониторинг эмиссии метана при кишечной ферментации сельскохозяйственных животных1.
4.2. Мониторинг эмиссий метана и закиси азота в системах сбора и хранения навоза и помета сельскохозяйственных животных
4.3. Мониторинг эмиссии метана от пахотных почв рисоводство1.
4.4. Мониторинг эмиссии закиси азота от пахотных почв.
4.4.1. Прямая эмиссия.1.4.
4.4.2. Косвенная эмиссия
4.5. Мониторинг потоков углекислого газа на пахотных почвах.
4.6. Мониторинг потоков углекислого газа на почвах кормовых угодий
Выводы по главе 4.
Глава 5. Расчетный мониторинг поглощения углекислого газа из атмосферы почвами залежных земель России .
5.1. Анализ возможности применения математического моделирования при расчетном мониторинге изменения запасов почвенного органического углерода залежных земель.
5.1.1 Инициализация модели для оценки запасов почвенного углерода зачежных земель.
5.1.2 Оценка плошачей зачежных земель в России
5.1.3 Результаты первого этапа моделирования и их анализ
5.2. Результаты экспериментачьной оценки запасов почвенного органического углерода залежных земель 4х регионов России.
5.2.1. Залежные почвы Мурманской области
5.2.2. Залежные почвы Московской области.
5.2.3. Залежные почвы Свердловской области.
5.2.4. Залежные почвы Ставропольского края.
5.3. Сравнительный анализ результатов модельных расчетов и экспериментальных данных, калибровка входных данных и параметров модели.
5.3.1. Начальные запасы органического углерода пахотных почв.
5.3.2. Коэффициент минерализации почвенного органического углерода
затежных земель
5.3.3. Изменение продуктивности растительности залежных земель.
5.4. Подготовка входных данных для моделирования запасов почвенного углерода залежных земель России
5.5. Результаты расчетного мониторинга стока атмосферного углекислого газа па территории затежных земель России
5.6. Оценка аккумуляции азота в почвах залежных земель России.
Выводы по главе 5.
Глава 6. Оценки неопределенностей результатов расчетного мониторинга антропогенных эмиссий и стоков парниковых газов в животноводстве, при сельскохозяйственном
землепользовании и изменении землепользования.
Выводы по главе 6.
Заключение
Список использованной литературы


По их оценкам интенсивность эмиссии растет в ряду земли поселений 0 от поступившего с выпадениями водоемы и пустоши 1 пашни, сенокосы и пастбища 1, хвойные леса 1,4 и лиственные леса 6. В целом, надо признать, что количество азота выпадений несравнимо мало с тем, что вносится в почву непосредственно в виде удобрений. Общие выпадения соединений азота на территории России составляют около 0, млн. Государственный доклад. Основной источник косвенной эмиссии преимущественно ассоциирован с водными экосистемами грунтовые воды, внутренние водоемы, реки и океаны. Образование закиси азота связано с богатством и активностью водной и донной микрофлоры. По мнению ii, эмиссия закиси азота в открытых океанах определяется, в первую очередь, интенсивностью нитрификации ii, . Значительный вклад вносят прибрежные биомы с высокой бактериатьной активностью vi . В отличие от прямого потока , наблюдающегося в первый год внесения удобрений, косвенная эмиссия, по всей вероятности, более растянута во времени и занимает не один год Соловьев, Ьолышева, . Бочкарев, Войтович, Усович и др. Башкин, i . В некоторых случаях внутри почвенным стоком выносится до суммарных потерь азота почвы Тсхина и др. Существенное значение имеют болота, реки и прибрежные литорали, в которые попадает вода, насыщенная нитратами. Интенсивная микробиологическая активность, наблюдаемая в этих экосистемах, определяет усиление эмиссии 2 в атмосферу. Согласно глобальным оценкам вклад этого источника равен 1,7 0,5 2,9 млн. В принципе, все биологические процессы, вовлеченные в превращения азотсодержащих веществ, потенциально могут быть источниками закиси азота ii, . Как уже указывалось выше, выбросы 2 и x при сжигании биомассы должны учитываться в структуре мониторинга эмиссий и стоков парниковых газов антропогенного происхождения. Сток антропогенной закиси азота происходит в результате микробной трансформации ЫгО в почве. Почва является не только источником, но и стоком для атмосферной закиси азота. При этом происходит поглощение 2 микроорганизмами и включение в процесс денитрификации, в результате которого образуется молекулярный азот Костина, Степанов, . Существуют сведения о восстановлении закиси азота азотфиксирующими бактериями Степанов, Умаров, . Кромка показал влияние разных типов почв на скорость поглощения Кромка, . Максимальное разрушение закиси азота наблюдалось в черноземе обыкновенном, дерновоподзолистой, горнолуговой и темносерой лесной почвах. Эти почвы характеризуются наибольшей биомассой денитрифицирующих микроорганизмов. Результаты исследования показывают превышение количества восстановленной закиси азота над се эмиссией на ненарушенных почвах на практически для всех типов почв Кромка, Степанов. В анаэробных условиях поглощение 2 из атмосферного воздуха увеличивается Назарова, . Однако изученная нами литература не содержала информации о глобальных оценках поглощения 2 почвенными микроорганизмами. Частично атмосферный может возвращаться в почву с дождевой водой Бобрицкая, . С осадками в размере мм в год выпадает только Зг 2 на га ii, , . Однако эти количества крайне незначительны и не могут влиять на глобальный цикл закиси азота. Изменение землепользования. Цикл азота в почвах в значительной степени сопряжен с биогеохимическим циклом углерода Титлянова и др. Процессы, приводящие к эмиссии СО2, как правило, сопровождаются эмиссией 2 i, , . Так при распашке целинных земель происходит усиление минерализации гумуса и наблюдаются значительные потери почвенного органического углерода. Этот эффект хорошо известен и отмечался многими авторами , , , vi, , . Соответственно часть вновь образованного минерального азота почвы вовлекается в процессы нитрификации, а впоследствии и денитрификации, что, таким образом, приводит к стимулированию и эмиссии 2 i . I.i, . Данные с соавторами свидетельствуют об увеличении образования закиси азота при вырубках леса . Выведение сельскохозяйственных земель из эксплуатации приводит к самовосстановлению естественного состояния почв и сопровождается аккумуляцией почвенного органического вещества.