В эпоху глобального потепления климата перед человечеством встает проблема удержания баланса температур, сохранения экосистем и обеспечения пресной водой. Универсальным инструментом решения этих проблем являются торфяные болота, которые аккумулируют атмосферный углерод и работают как водяные фильтры. Ученые Томского государственного университета разрабатывают технологию искусственного создания уникальных экосистем, которые смогут эффективно выполнять климаторегулирующую функцию.
Исследования проводятся в рамках стратегического проекта «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
– Повышение температуры на планете во многом обусловлено использованием органических полезных ископаемых – угля, нефти и газа, – объясняет директор САЕ «TSSW: Сибирский институт будущего» ТГУ Людмила Борило. – При этом неважно, сжигаем ли мы углеводороды или используем их для производства пластика: конечным результатом трансформации является углекислый газ, который является парниковым газом. Современная биосфера не работает так, как многие сотни миллионов лет назад, в палеозое, когда и были созданы запасы полезных ископаемых. Единственным углерод-депонирующим ландшафтом сейчас являются торфяные болота, которые постоянно накапливают недоразложившиеся остатки болотных растений в виде торфа.
Масштабы этого процесса колоссальны именно в Западной Сибири, где находятся крупнейшие верховые болота и, в том числе, самое большое на планете – Большое Васюганское болото. Районов, где возможно столь масштабное образование верховых болот, на планете относительно немного, и именно в Западной Сибири для этого есть оптимальные условия.
– Процессы осушения болот, которые имели место в ХХ веке и были особенно распространены в Европе, оказались ошибкой, – говорит доцент Биологического института Ирина Волкова. – Со временем стало совершенно очевидно, что человек не только не должен уничтожать болота, но, наоборот, должен их оберегать и даже помогать природным процессам заболачивания. Эта идея лежит в основе нашего проекта по созданию центров заболачивания. Мы ничего не изобретаем, мы лишь воспроизводим и ускоряем те процессы, которые наблюдаем в природе, а именно, процессы суходольного заболачивания лесов.
Суть идеи заключается в использовании низкобонитетных лесов, древесина которых не представляет особой ценности или труднодоступна для вывоза, в качестве полигонов искусственного заболачивания. То есть болота планируется создавать там, где они, скорее всего, возникнут в будущем, но только через много лет.
В настоящее время ученые ТГУ отрабатывают технологию искусственного заболачивания. При этом производится перенос сфагновой дерновины олиготрофных верховых болот Васюганского болота на лесные участки и изоляция дерновины от богатых солями грунтовых вод, чтобы обеспечивать мхам только атмосферный тип питания, к которому они приспособлены. Разрастаясь из центров заболачивания, в дальнейшем олиготрофные сфагновые дернины должны сомкнуться – и рукотворное болото будет развиваться по принципам, заложенным природой, депонируя всё больше и больше углерода.
– В этом случае мы можем записать это рукотворное болото в свой «актив», так как рукотворные болота являются альтернативой дорогостоящим техническим проектам извлечения углекислого газа из атмосферы, – поясняет Ирина Волкова. – Хотелось бы отметить, что изымая небольшой объем моховой дернины и подстилающего торфа из верховых болот, мы не приносим им вреда, так как места изъятия становятся мочажинами или озерками, то есть естественными элементами верховых болот.
Новая технология – один из методов, создаваемых учеными ТГУ для депонирования углерода и снижения негативных последствий трансформации климата. Эксперимент проводится на станции Васюган, входящей в исследовательскую инфраструктуру ТГУ УНУ «Мегаустановка». Новый подход будет внедряться на карбоновом полигоне Томской области, созданной ТГУ совместно с партнерами – ИОА им. В.Е. Зуева СО РАН, ИМКЭС СО РАН, Института химии нефти СО РАН и СибНИИСХиТ.
Как отмечают ученые, болота ценны не только как природные ловушки углерода, но и как резервуары и очистители пресных вод, стабилизаторы стока рек, источники кислорода, дикоросов для населения.
Из-за специфики болотной растительности вода из болота уходит не сразу, а постепенно. Поэтому болота сглаживают пики паводков в реках, что тоже является очень важной экосистемной услугой человечеству. Если бы не было болот, то в период таяния снега выброс воды происходил бы залпами – но болота, подобно губке, втягивают воду. С другой стороны, во время жары они осуществляют обратный процесс – отдают воду порциями и смягчают засуху.
Как отмечают ученые ТГУ, создание искусственных болот возможно прежде всего в России – на севере ее европейской части и в Западной Сибири. В наступающую эпоху торговли международными углеродными квотами создание искусственных болот способно приносить стране не только экологическую пользу, но и огромную экономическую выгоду.