Сравнительная оценка статистических данных о запасах древостоев в лесах Российской Федерации

информ. : электрон. сетевой журн. – 2017. – № 2. – С. 16–25. URL:

Н а Парижской конференции по климату, состоявшейся в декабре 2015 г., указана важная роль лесов в сдерживании неблагоприятных климатических изменений. Президент Российской Федерации В. В. Путин в своем выступлении предложил зафиксировать в соглашении роль лесов, как основных поглотителей углекислого газа, подчеркнув, что «для России, которая обладает колоссальными лесными ресурсами и многое делает для сохранения “лёгких” планеты, это особенно важно». В этой связи особую актуальность приобретает проблема достоверности исходных статистических данных, на которых основываются расчеты поглощения углерода лесами Российской Федерации.

В настоящее время единственным источником информации о лесах страны является государственный лесной реестр – ГЛР (до 2008 г. – государственный учет лесного фонда – ГУЛФ). Проблема достоверности данных по оценке запасов древесины возникла в связи с тем, что некоторые отечественные и зарубежные ученые интерпретируют разность запасов древесины ГУЛФ-ГЛР за межучетный период, как реальный текущий прирост [1, 2]. Действительно, текущее изменение запаса может определяться по разности запасов, но только при точных измерениях на постоянных пробных площадях.

Если сравнить динамику разности запасов с динамикой общего среднего прироста древесины (такое название приводится в формах учета ГУЛФ–ГЛР), то можно выявить полное несоответствие этих данных (табл. 1).

Годовые изменения запаса оказываются значительно (в десятки раз) меньше данных ГУЛФ–ГЛР по общему среднему приросту древесины (за год) или имеют отрицательное значение за межучетный период. Это обстоятельство вызывает недоумение ученых, которые не знакомы с российской системой лесоустройства и статистического учета лесов, так как в этом случае, на первый взгляд, нарушается закон сохранения материи.

Первый государственный учет земель лесного фонда в стране проведен в 1956 г. В последующие годы ГУЛФ осуществляли по состоянию на 1

Таблица 1. Динамика основных количественных и качественных характеристик лесов по данным ГУЛФ-ГЛР

Год	Лесные земли, млн га	Лесопокрытые земли, млн га	Запас древесины, млрд м3	Среднегодовая разность запасов, млн3 м/год	Общий средний прирост, млн м3/год
1956	774	675	76,1		770
1961	848	695	77,5	280	789
1966	813	706	77,6	20	792
1973	862	730	78,7	220	821
1978	881	750	80,7	400	824
1983	881	767	81,9	240	839
1988	884	771	81,6	-60	864
1993	887	764	80,7	-180	863
1998	882	774	81,9	240	897
2003	883	776	82,1	40	931
2008	891	796	83,3	240	995
2013	891	795	83,0	-60	1 071
2014	891	795	83,0	0	1 068
2015	891	795	82,8	-200	1 066
2016	891	795	82,8	0	1 063
Увеличение за 60 лет	117	120	6,7	112	293

января 1961, 1966, 1973, 1978, 1983, 1988, 1993, 1998, 2003 гг. с публикацией материалов в виде справочников. Государственный лесной реестр, данные которого обновляются ежегодно, выполняется с 2008 г.

Ведение ГУЛФ–ГЛР осуществляется на основе материалов лесоустройства, мониторинга и других видов обследования лесов, а также путем актуализации данных за межучетный период. В настоящее время ведение ГЛР и внесение в него изменений осуществляется органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации в отношении лесов, расположенных в границах территорий этих субъектов. Обобщение информации в целом по всей стране проводит ФГБУ «Рослесинфорг».

Общий средний прирост древесины в ГУЛФ-ГЛР вычисляется суммированием средних приростов насаждений по классам возраста. В свою очередь, средний прирост древесины в классе возраста определяется делением запаса древостоев этого класса на его средний возраст [3].

Информация ГУЛФ–ГЛР на 1 января текущего года должна учитывать все документированные изменения площади лесов, прирост древесины, потери запаса предыдущего года, произошедшие в результате лесных пожаров, рубок, ветровалов и прочих катастрофических для лесов явлений. Однако, как раньше, так и в настоящее время, в базе данных ГУЛФ–ГЛР учитывались далеко не все изменения. Если изменения лесной площади фиксировали и документировали на местах достаточно оперативно и с приемлемой для лесного хозяйства точностью, то текущие антропогенные и естественные изменения запаса древесины учитывали только при лесоустройстве, в ходе таксации древостоев лесхоза или лесничества (в настоящее время – лесничества или участкового лесничества). С 1956 г. (первый учет) систематическая ошибка постепенно накапливалась, в результате чего общий запас древесины существенно занижался. Так, площадь лесопокрытых земель Российской Федерации с 1956 г. увеличилась на 120 млн га (см. табл. 1). При этом общий запас древесины должен был повыситься, по меньшей мере, на 16–20 млрд м3, од- нако он вырос только на 6,7 млрд м3 со средним темпом приращения 112 млн м3 в год. За этот же период средний прирост запаса древесины увеличился на 293 млн м3/год, по-видимому, за счет потепления климата и атмосферных выпадений азотных соединений с осадками [4–6]. Дополнительный прирост должен был привести к суммарному увеличению запаса на 15–19 млрд м3 к 2016 г., но это не нашло отражения в данных ГЛР.

Многочисленные исследования доказали, что исходные данные ГУЛФ-ГЛР по запасу древесины существенно занижены, так как при таксации древостоев запас на корню определялся с систематической ошибкой -10–20 % [4, 6–9]. Ошибка таксации, накопленная с 1956 г., привела к дополнительному занижению запасов древесины в объеме 10–14 млрд м3. Таким образом, по нашим оценкам, современные данные ГЛР занижают общий запас древесины в Российской Федерации примерно на 40–50 млрд м3.

Основной причиной занижения данных по запасу древесины в ГУЛФ–ГЛР является использование устаревших материалов лесоустройства (таксации) без качественной актуализации. По опубликованным материалам ГЛР–2013 [10], около 70 % площади лесов Российской Федерации устроены 16–20 лет назад и более (рис. 1). В некоторых лесхозах/лесничествах Республики Коми, Красноярского края, Республики Саха (Якутия) и других субъектов Российской Федерации давность последнего лесоустройства составляет более 40 лет. Например, Томпонский лес-хоз/лесничество Республики Саха (Якутия) общей площадью 12,9 млн га был устроен в 1954 г.

Актуализация оценок запаса древесины не решает проблемы устаревания данных лесоустройства и увеличения неопределенности расчетов.

Другой, не менее значимой, причиной занижения значений общего запаса древесины в ГУЛФ–ГЛР является систематическая погрешность при таксации древостоев. Эта ошибка уже была заложена при составлении стандартной таблицы сумм площадей сечений и запасов нормальных насаждений при полноте 1,0 (таблица ЦНИИЛХ). Таблица используется с 1940-х гг. до настоящего времени для корректировки глазомерного определения запаса древесины по средней высоте и относительной полноте. При этом в ней не учитываются объем древесины стволов от шейки корня до высоты среза пня, объем вершинок хлыстов в нижнем отрубе с диаметром до 8 см, а также запас тонкомера диаметром менее 8 см [11, 12]. Таким образом, изначально заложенная существенная систематическая ошибка при оценке запасов древостоев вместе с другими просчетами накапливалась годами.

Многократные проверки силами специалистов ВО «Леспроект» и института «Союзгипролес-хоз» подтвердили, что наземная таксация и камеральное дешифрирование аэрофотоснимков систематически занижают запас, в основном приспевающих и спелых хвойных древостоев. Так, запас древостоев в лесах Архангельской, Вологодской, Кировской, Пермской областей и Республики Коми определялся при лесоустройстве с систематической погрешностью -10–30 %. Аналогичные результаты приводятся в некоторых работах [13–15]. При лесоустройстве в лесах Республики Марий Эл средние запасы на 1 га оказались занижены во всех стратах на 0,4–21,6 % по сравнению с данными, полученными на пробных площадях при выборочной таксации древостоев [8].

А. З. Швиденко и Д. Г. Щепащенко [9] утверждают, что в целом по стране запас по таксационным выделам в пределах объектов лесоустройства определялся со среднеквадратической ошибкой ±12–25 % и систематической погрешностью от -5 до -15 %, а иногда и выше. Существенно большие систематические погрешности наблюдались в зоне интенсивного ведения лесного хозяйства даже при таксации по самым высоким разрядам лесоустройства.

С 2007 по 2016 г. в лесах Российской Федерации работы по ГИЛ выполнены на 382 млн га, или на 32 % общей площади лесов, заложено 52 % расчетного количества постоянных пробных площадей. Работы по определению количественных и качественных характеристик лесов завершены в 41 субъекте Российской Федерации. Результаты ГИЛ по субъектам Российской Федера-

Давность лесоустройства:

■ До 10 лет          15-20 лет

10-15 лет           Более 20 лет

Рис. 1. Распределение площади лесов Российской Федерации по давности лесоустройства, % (2016 г.)

ции, где работы завершены, показывают, что средние данные по запасам древостоев, полученные на постоянных пробных площадях, превышают соответствующие результаты ГЛР на 20–50 % [4, 8]. Так, по данным ГИЛ, средний запас древесины хвойных пород в Республике Карелии достигает 207 м3/га (тогда как ГЛР определяет его в размере 103 м3/га); средний запас лиственных пород Еврейской автономной области – 170 м3/га (по ГЛР – 116 м3/га); средний запас всех древесных пород Орловской обл. – 282 м3/га (по ГЛР – 96 м3/га) (табл. 2).

Такое несоответствие данных отмечается как по субъектам Российской Федерации, так и по лесным районам. Следует отметить, что при ведении государственного лесного реестра определение запаса древесины осуществляется по преобладающим породам и хозсекциям, а при государственной инвентаризации лесов – по составляющим древостой породам, т. е. методики вычисления общего запаса древесины различаются.

Для проверки предположений о систематическом занижении запасов нами рассчитан гипотетический запас древесины с использованием значений запасов и общего среднего прироста древесины, приведенных в ГУЛФ–ГЛР (рис. 2).

Таблица 2. Сравнение значений среднего запаса древесины, представленных в материалах ГЛР и отчетах по ГИЛ

Субъект РФ	Группа пород, порода	Средний запас, м3/га		Разность
		ГЛР–2013	ГИЛ	м3/га	%
Алтайский край	Хвойные	186	245	59	31,7
Брянская обл.	Хвойные	221	364	143	64,7
Владимирская обл.	Сосна	199	245	46	23,1
Воронежская обл.	Сосна	225	285	60	26,7
Еврейская АО	Лиственница	116	270	154	132,8
Калужская обл.	Хвойные	211	360	149	70,6
Курганская обл.	Хвойные	195	172	-23	-12,0
Ленинградская обл.	Хвойные	174	235	61	35,1
Липецкая обл.	Все породы	190	328	138	72,6
Нижегородская обл.	Хвойные	162	246	84	51,9
Новгородская обл.	Хвойные	156	172	16	10,5
Орловская обл.	Все породы	96	282	186	193,8
Республика Алтай	Лиственница	188	183	-5	-2,7
Республика Карелия	Хвойные	103	207	104	101,0
Рязанская обл.	Все породы	153	258	105	68,6
Смоленская обл.	Хвойные	168	290	122	72,6
Тамбовская обл.	Хвойные, сосна	245	319	74	30,2
Тверская обл.	Ель	189	253	64	33,9
Тульская обл.	Хвойные	267	451	184	68,9
Ярославская обл.	Хвойные	183	255	72	39,3
Средние значения	Все породы	181	271	90	49,4

Разность запасов древесины за межучетный период Т должна теоретически соответствовать сумме средних годовых приростов запаса за то же время. Расчет осуществлялся по формуле:

Vi = Vj + Z x T, где:

Vi – гипотетический объем запаса древесины в год учета i, млрд м3;

Vj – гипотетический объем запаса древесины в год учета j = i – T, млрд м3;

Z – общий средний прирост древесины за межучетный период T, по данным ГУЛФ–ГЛР, млрд м3/год;

T – межучетный период, лет.

По данным ГУЛФ–ГЛР, с 1956 г. сумма годовых приростов составляет ~48 млрд м3 (см. табл. 1). Наши оценки гипотетического запаса показали, что в настоящее время общий запас древе- сины в Российской Федерации, возможно, занижен на 46 млрд м3 и достигает 129 млрд м3. В своих предположениях мы сделали допущение, что основные потери древесины в результате рубок, пожаров, ветровалов и пр. были учтены в соответствующих статистических данных ГУЛФ–ГЛР.

По программе глобальной оценки лесных ресурсов (ГОЛР) ФАО ООН documents/card/en/c/d78d538b1e604a59a8ee45 694be95b8e) странам было предложено оценить динамику национального запаса углерода за 1990–2015 гг. В табл. 3 приведены данные из отчетных докладов некоторых стран по ГОЛР–2015 (без запаса углерода в почвах). Данные по лесам Российской Федерации рассчитаны на основе материалов ГУЛФ–ГЛР.

Гипотетический запас углерода в Российской Федерации в 2015 г. в 1,5 раза превышает запас, рассчитанный по данным ГУЛФ–ГЛР

(табл. 3). Расчетная среднегодовая скорость изменения запаса достигает 535 млн т С в год. Этот результат хорошо согласуется с данными ФБУ ВНИИЛМ [5, 16], полученными по общему среднему приросту древесины из ГУЛФ–ГЛР.

Однако результаты среднегодовых темпов изменения запаса углерода по программе ГОЛР ФАО, как для Российской Федерации, так и для других стран, плохо согласуются с оценками нет-то-поглощения СО2 лесами, проведенными по программе РКИК ООН (FCCC/SBI/2015/21). Так, по данным РКИК, чистое поглощение углерода лесами США составляет ~ 204 млн т С/год, тогда как по разности запасов – почти в 2 раза меньше. Или, по данным Росгидромет для РКИК [17], рассчитанным по модели «РОБУЛ», леса Российской Федерации поглощают ежегодно 150–180 млн т С/год, тогда как средняя скорость изменения запасов составляет всего 25 млн т С/год (см. табл. 3).

Противоречивость тенденций во времени обнаруживается и при анализе данных ГОЛР–2015. Глобальный запас древостоев к 2015 г. увеличился на 8,0 млрд м3, тогда как запас углерода живой биомассы в лесах мира сократился с 1990 г. на 17 млрд т С. Основной причиной противоречий является использование разных методик по определению запасов древесины и углерода, а также высокая степень неопределенности национальных и глобальных оценок, особенно

Год

Расчетный запас             Запас ГУЛФ-ГЛР

Рис. 2. Динамика общего запаса древостоев Российской Федерации по данным ГУЛФ-ГЛР и гипотетическое изменение запаса, рассчитанное путем суммирования общих средних приростов древесины, млрд м3

динамики биомассы лесов, которая, кроме стволов, включает биомассу ветвей, корней, лист-вы/хвои, коры, подлеска, подроста и пр. С очень большой неопределенностью оценивается и запас подземной биомассы.

Таким образом, сравнительный анализ ретроспективных данных по запасам древесины ГУЛФ–ГЛР и ГИЛ выявил существенное занижение запасов древостоев в целом ряде субъектов Российской Федерации. Гипотетический запас древостоев в лесах России в настоящее время мо-

Таблица 3. Динамика запасов углерода по данным ГОЛР–2015 и гипотетического запаса в лесах Российской Федерации, млрд т С

Среднегодовые темпы Страна 1990 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г. 2015 г. изменения запаса, млрд т С/год Российская Федерация: расчетный гипотетический запас 63,7 68,2 71,1 74,0 77,0 0,535 по данным ГОЛР–2015 50,0 49,4 49,5 50,1 50,6 0,025 Канада* 30,9 30,8 30,7 30,6 н/д -0,015 Бразилия* 67,0 64,5 62,9 62,2 61,8 -0,210 Финляндия* 0,9 1,0 1,0 1,1 1,1 0,007 Швеция* 1,7 1,7 1,8 1,8 1,8 0,006 США* 21,7 23,1 23,9 24,7 25,0 0,133 *По данным ГОЛР–2015. URL: 21

жет составлять, по нашим оценкам, 129 млрд м3, т. е. общий запас древесины, по нашим предположениям, занижен на 40–50 %:

• а)    опубликованные национальные данные ГОЛР ФАО по динамике запасов древесины и/или углерода, рассчитанные как разность за 1 год, нельзя трактовать как чистый прирост или чистое годовое поглощение углерода;

• б)    разность запасов, как правило, не является статистически достоверной величиной, так как сами оценки запаса в глобальном масштабе осуществляются с большой неопределенностью и значительной статистической погрешностью;

• в)    годовой прирост запаса древесины составляет 1–2 % общего запаса, а его оценка в десятки раз меньше ошибки исходных данных, статистическая неопределенность которых обусловливает системную, методологическую «нечувствительность» к текущим накоплениям запаса древесины.

Еще до завершения первого цикла ГИЛ существует возможность использовать для расчетов баланса углерода лесами России средние значе- ния запаса древесины основных лесообразующих пород, полученные на постоянных пробных площадях. При этом расчеты необходимо осуществлять по лесным районам, а не субъектам Российской Федерации. Использование данных ГИЛ имеет и другие преимущества по сравнению с информацией ГУЛФ–ГЛР:

• а)    сведение к минимуму систематической ошибки по оценке запаса древесины и углерода;

• б)    единовременная оценка и отчетность о количественных и качественных характеристиках всех лесов с 10–15-летним;

• в)    применение объективных выборочных математико-статистических методов оценки количественных и качественных характеристик лесов;

• г)    прямой и более точный способ измерения запасов в пулах углерода, в отличие от данных государственного лесного реестра и стандартных таблиц хода роста древостоев;

• д)    возможность определения объемов мертвой древесины (сухостоя, валежника и пней) в разрезе древесных пород.