Comparative Analysis and Assessment of Methodologies Applied in the Russian Federation for Calculating Greenhouse Gas Absorption by Forest Ecosystems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The assessment of the forest carbon balance is of great importance for the building of the climate policy of the Russian Federation at both national and international levels. At the same time, the results of such assessments conducted by different scientific groups vary depending on the approaches and methodologies used. This study considers the key systems for assessing the carbon balance of forest ecosystems in the Russian Federation: Integrated Land Information System, IZIS (International Institute for Applied Systems Analysis, Austria), The Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector, CBM-CFS (Canada), Regional Forest Carbon Budget Assessment, ROBUL (Russia), the methodology of the All-Russian Research Institute of Forestry and Mechanization of Forestry (Russia). The methodologies are compared with respect to their compliance with the IPCC requirements. The study identifies the individual characteristics of the methodologies and their application, and proposes recommendations for improving the accuracy of carbon balance estimates. The main key differences between the estimates of different scientific groups, include: compliance with the recommendations of IPCC; selection between the methods of “gain−loss” and “stock−difference”; approach to the identification of managed forests; calculation method of forest fire emissions; sources of initial data, and their reliability. The study notes the importance of scientific discussion and the necessity of compliance of the methodologies with international standards, emphasizes the problem of outdated initial data and underestimation of forest fire emissions, regardless of the chosen methodology. In general, the currently used methodology satisfactorily estimates forest carbon balance. It is recommended to improve the estimates based on remote sensing data and the second cycle of the State Forest Inventory (SFI). The implementation of the Strategy of socio-economic development of the Russian Federation with low greenhouse gas emissions until 2050 should be provided not only by changes in the method of calculating the carbon balance, but rather through real forest protection measures. Any significant adjustment to the methodology must be accompanied by an adjustment to national climate goals.

About the authors

D. D. Sorokina

Izrael Institute of Global Climate and Ecology

Author for correspondence.
Email: sorokina.di.dm@gmail.com
Russia, Moscow

A. V. Ptichnikov

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: sorokina.di.dm@gmail.com
Russia, Moscow

A. A. Romanovskaya

Izrael Institute of Global Climate and Ecology

Email: sorokina.di.dm@gmail.com
Russia, Moscow

References

  1. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН, 2016. 208 с.
  2. Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Краев Г.Н. Динамика бюджета углерода лесов России за два последних десятилетия // Лесоведение. 2011. № 6. С. 16–28.
  3. Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Курц В.А. Влияние объемов лесопользования на углеродный баланс лесов России: прогнозный анализ по модели CBM-CFS3 // Тр. СПб НИИЛХ. 2014. № 1. С. 5–18.
  4. Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Курц В.А. Управление балансом углерода лесов России: прошлое, настоящее и будущее // Устойчивое лесопользование. 2014. № 2 (39). С. 23–31.
  5. Кокорин А.О., Луговая Д.Л. Поглощение CO2 лесами России в контексте Парижского соглашения // Устойчивое лесопользование. 2018. № 2 (54). С. 13–18.
  6. Корзухин М.Д., Коротков В.Н. Модификация модели РОБУЛ для расчета углеродного баланса лесов России // Фундаментальная и прикладная климатология. 2018. Т. 3. С. 30–53.
  7. Коротков В.Н., Романовская А.А. Оценка потерь углерода в результате гибели древостоев от пожаров в национальном кадастре парниковых газов: необходимость использования данных наземного и дистанционного мониторингам // Научные основы устойчивого управления лесами, посвященной 30-летию ЦЭПЛ РАН: Материалы Всерос. науч. конф. с международ. уч. (25–29 апреля 2022 г.). М.: ЦЭПЛ РАН, 2022. С. 284–286.
  8. Курнаев С.Ф. Лесорастительное районирование СССР. М.: Наука, 1973. 204 с.
  9. Малышева Н.В., Моисеев Б.Н., Филипчук А.Н., Золина Т.А. Методы оценки баланса углерода в лесных экосистемах и возможности их использования для расчетов годичного депонирования углерода // Лесной вестн. 2017. Т. 21. № 1. С. 4–13. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2017-1-4-13
  10. МГЭИК. Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК 2006 г. Подготовлены Программой МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов / отв. ред. С. Игглестон, Л. Буэндиа, К. Мива, Т. Нгара, К. Танабе. Хаяма: ИГЕС, 2006. Т. 1–5.
  11. Моисеев Б.Н. Баланс органического углерода в лесах и растительном покрове России // Лесное хозяйство. 2007. № 2. С. 13–16.
  12. Национальный докл. о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990–2018 гг. Росгидромет, 2020. Ч. 1.
  13. Национальный докл. о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990–2019 гг. Росгидромет, 2021. Ч. 1.
  14. Национальный докл. о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990–2021 гг. Росгидромет, 2022. Ч. 1.
  15. Романовская А.А., Трунов А.А., Коротков В.Н., Карабань Р.Т. Проблема учета поглощающей способности лесов России в Парижском соглашении // Лесоведение. 2018. № 5. С. 323–334. https://doi.org/10.1134/S0024114818050066
  16. Руководящие указания по эффективной практике для землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства / отв. ред. Д. Пенман, М. Гитарский, Т. Хираиши и др. Программа М-ГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов. Женева, 2003. 649 с.
  17. Федоров Б.Г. Российский углеродный баланс: монография. М.: Научный Консультант, 2017. 82 с.
  18. Федоров Б.Г., Моисеев Б.Н., Синяк Ю.В. Поглощающая способность лесов России и выбросы углекислого газа энергетическими объектами // Проблемы прогнозирования. 2011. № 3. С. 127–142.
  19. Филипчук А.Н., Моисеев Б.Н., Малышева Н.В. Методика учета поглощения СО2 лесами Российской Федерации // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: матер. Второй Международ. науч.-техн. конф. (Санкт-Петербург, 24–26 мая) / отв. ред. Гедьо В.М. СПб.: СПбГЛТУ, 2017. Т. 2. С. 155–158.
  20. Филипчук А.Н., Моисеев Б.Н., Малышева Н.В. Новые аспекты оценки поглощения парниковых газов лесами России в контексте Парижского соглашения об изменении климата // Лесохоз. информ.: электрон. сетевой журн. 2017. № 1. С. 88–98.
  21. Швиденко А.З., Шепащенко Д.Г. Углеродный бюджет лесов России // Сибирский лесной журн. 2014. № 1. С. 69–92.
  22. Grassi G., Pilli R., House J., Federici S., Kurz W.A. Science-based approach for credible accounting of mitigation in managed forests // Carbon Balance Manage. 2018. Vol. 13. № 8. https://doi.org/10.1186/s13021-018-0096-2
  23. IPCC, 2014. 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands / T. Hiraishi, T. Krug, K. Tanabe, N. Srivastava, J. Baasansuren, M. Fukuda, T.G. Troxler (Eds.). IP-CC, Switzerland.
  24. IPCC, 2019. 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories / E.C. Buendia, K. Tanabe, A. Kranjc, J. Baasansuren, M. Fukuda, S. Ngarize, A. Osako, Y. Pyrozhenko, P. Shermanau, S. Federici (Eds.). IPCC, Switzerland.
  25. Kurz W.A., Birdsey R.A., Mascorro V.S., Greenberg D., Dai Z., Olguнn M., Colditz R. 2016. Integrated Modeling and Assessment of North American Forest Carbon Dynamics Technical Report: Tools for monitoring, reporting and projecting forest greenhouse gas emissions and removals. Montreal, Canada: Commission for Environmental Cooperation, 2016. 125 p. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3377.5129
  26. Kurz W.A., Dymond C.C., White T. et al. CBM CFS3: a model of carbon dynamics in forestry and land use change implementing IPCC standards // Ecological Modelling. 2009. Vol. 220. № 4. P. 480–504. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2008.10.018
  27. Luyssaert S., Schulze E.D., Bцrner A., Knohl A., Hessenmцller D., Law B.E., Ciais P., Grace J. Old-growth forests as global carbon sinks // Nature. 2008. Vol. 455. P. 213–215. https://doi.org/10.1038/nature07276
  28. Mukhortova L., Schepaschenko D., Shvidenko A., Mccallum I. A system for heterotrophic soil respiration assessment of Russian land // International conference IBFRA. Boreal Forests in a Changing World: Challenges and Needs for Action (Krasnoyarsk, 15–21 August), 2011. P. 86–90.
  29. Newell J.P., Vos R.O. Accounting for forest carbon pool dynamics in product carbon footprints: Challenges and opportunities // Environ. Impact Asses. Rev. 2012. Vol. 37. P. 23–36. https://doi.org/10.1016/j.eiar.2012.03.005
  30. Operational-Scale Carbon Budget Model off the Canadian Forest Sector (CBM-CGS3) Ver. 1.0 / S.J. Kull, W.A. Kurz, G.J. Rampley, G.E. Banfield, R.K. Schivatcheva, M.J. Apps (Eds.). Northern Forestry Centre, 2010. P. 112.
  31. Schepaschenko D. et al. Russian forest sequesters substantially more carbon than previously reported // Scientific Reports. 2021. Vol. 11. № 1. P. 1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-021-92152-9
  32. Shvidenko A., Nilsson S. A synthesis of the impact of Russian forests on the global carbon budget for 1961–1998 // Tellus. 2003. Vol. 55B. P. 391–415. https://doi.org/10.3402/tellusb.v55i2.16722
  33. Shvidenko A., Nilsson S. Dynamics of Russian forests and the carbon budget in 1961–1998: an assessment based on longterm forest inventory data // Climatic Change. 2002. Vol. 55. P. 5–37. https://doi.org/10.1023/A:1020243304744
  34. Tomppo E., Heikkinen J., Henttonen H., Ihalainen A., Katila M., Makela H., Tuomainen T., Vainikainen N. Designing and Conducting a Forest Inventory – case: 9th National Forest Inventory of Finland. London–New York: Springer, 2011. P. 270. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1652-0

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Д.Д. Сорокина, А.В. Птичников, А.А. Романовская