Успехи современной биологии, 2022, T. 142, № 6, стр. 560-577

ВВЕДЕНИЕ

Потепление климата принимает все более критические масштабы (IPCC, 2021), наиболее ощутимо проявляясь в высоких широтах и оказывая разной степени воздействие на всей территории России (Второй оценочный…, 2014). Изменение температур сопровождается различными изменениями количества атмосферных осадков в регионах. Усиливается несбалансированность климата, растет статистика экстремальных явлений (сильная жара/холод, засуха, ливни, ураганы и пр.). Помимо прямого влияния, экстремумы способствуют возникновению опасных природных явлений (лесные, торфяные и другие так называемые природные пожары, наводнения и пр.) и оказывают особенно негативное воздействие на экосистемы, хозяйство и здоровье человека. Наблюдаемый аномальный рост содержания диоксида углерода в атмосфере в так называемый индустриальный период (с 1850 г.) свидетельствует о преобладающей роли антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ) в современном потеплении климата (IPCC, 2021), что подтверждается и пространственной согласованностью потепления (Neukom et al., 2019). Однако нельзя не учитывать естественные периоды потепления разного временного масштаба – тысячелетий (межледниковый период), столетий и десятилетий. Необычное потепление последних десятилетий может быть обусловлено сочетанием естественных и антропогенных факторов (PAGES, 2019).

Принятое в 2015 г. Рамочной конвенцией ООН об изменении климата (РКИК ООН) Парижское соглашение (https://unfccc.int/documents?search2=&search3=paris_agreement_russian_.pdf) предполагает удержание прироста глобальной средней температуры намного ниже 2°С сверх доиндустриальных уровней и приложение усилий в целях ограничения роста температуры до 1.5°С, а также повышение способности адаптироваться к неблагоприятным воздействиям изменения климата (ст. 2). По мере смягчения изменений климата путем сокращения выбросов ПГ, прежде всего в энергетике, которая играет ключевую роль в поступлении ПГ в атмосферу (Клименко и др., 2022), возрастающее значение будет приобретать сектор ЗИЗЛХ (землепользование, изменение в землепользовании и лесное хозяйство), где принимаемые меры будут иметь наибольший экономический эффект (IPCC, 2021).

Сектор ЗИЗЛХ учитывает выбросы и поглощение ПГ, связанных с деятельностью человека (https://unfccc.int/process-and-meetings/the-convention/glossary-of-climate-change-acronyms-and-terms). Природные резервуары углерода как таковые не рассматриваются (https://unfccc.int/resource/docs/cop7/13a01.pdf, https://unfccc.int/resource/docs/cop7/13a01.pdf#page=56), однако без понимания их специфики и климатической роли сложно оценить последствия антропогенного воздействия. Помимо CO₂, необходим учет других ПГ, не регулируемых Монреальским протоколом и обладающих значительно более сильным, чем CO₂, потенциалом глобального потепления (ПГП): метана CH₄ и закиси азота N₂O, а также выноса растворенного углерода – DOC (dissolved organic carbon) – источника образования углеродсодержащих ПГ (IPCC, 2006).

Особое значение в секторе ЗИЗЛХ могут иметь антропогенные изменения торфяных болот – крупнейшего на суше и второго на планете (после океанических осадков) резервуара долговременного накопления атмосферного углерода, ведущего на суше природного источника метана и в ряде случаев источника закиси азота (Assessment…, 2008). Занимая 0.3% суши, осушенные торфяники¹¹ выделяют в результате микробного окисления торфа и торфяных пожаров ~2 Гт CO₂, что составляет ~5% всех антропогенных эмиссий ПГ (Joosten et al., 2016). Эмиссия ими CO₂ в атмосферу может составлять более четверти выбросов ПГ, связанных с сектором ЗИЗЛХ (Tubiello et al., 2016). Из-за осушения болота планеты уже на рубеже 1960-х гг. могли превратиться из нетто-поглотителя в нетто-источник ПГ. Без принятия мер в отношении осушенных торфяников их эмиссия ПГ в 2020–2100 гг. может составить 12–41% объема выбросов ПГ, который необходимо сократить для достижения задач Парижского соглашения по климату (Leifeld et al., 2019).

Соглашение объединяет страны с целью борьбы с изменением климата и адаптации²² к нему. Оно направлено на принятие решений на базе имеющихся научных данных и на основе национальных планов по борьбе с изменением климата – Определяемых на национальном уровне вкладов (ОНУВ), предполагающих действия по сокращению выбросов ПГ и по устойчивому развитию с целью адаптации к меняющемуся климату. Устанавливается комплексность подхода, не ограниченного задачей сокращения выбросов ПГ. В отношении суши Земли это было показано в Специальном докладе МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) “Изменение климата и земля” (Семенов и др., 2019; Изменение…, 2020; IPCC, 2019b). Его полное название “Об изменении климата, опустынивании, деградации земель, устойчивом управлении земельными ресурсами, продовольственной безопасности и потоках парниковых газов в наземных экосистемах” отражает необходимость комплексного рассмотрения проблемы изменения климата.

Нами сделана попытка проанализировать специфику болотных экосистем в связи с проблемой изменения климата, их значение в качестве резервуара и накопителя углерода, источника и поглотителя ПГ, влияние использования болот, вопросы учета и возможные меры по сокращению выбросов ПГ, а также другие аспекты, требующие внимания. Чрезвычайно большое количество публикаций по данной проблематике затрудняет их обзор. Поэтому для иллюстрации отдельных аспектов были использованы преимущественно ранее опубликованные нами работы, в которых уже содержится определенный анализ публикаций по конкретным вопросам.

ЭКОСИСТЕМЫ БОЛОТ

Постоянное или длительное избыточное увлажнение, наличие болотной растительности и отложений торфа – неотъемлемые условия существования торфяного болота. Избыток влаги способствует появлению болотных растений и препятствует разложению их остатков, которые формируют торф. Торф обеспечивает среду обитания этих растений и поддерживает баланс влаги в маловодные периоды. Благодаря физическим свойствам торф способен удерживать влагу, в десятки раз превышающую вес его скелетной части.

Накопление торфа и вертикальный рост торфяной залежи происходят благодаря превышению поступления растительных остатков над разложением в верхнем периодически ненасыщенном (аэробном) слое залежи. Не успевая полностью разложиться, они переходят в насыщенный водой (анаэробный) горизонт. Деление на активный и инертный горизонты (Иванов, 1953), за рубежом: acrotelm и catotelm (Ingram, 1979), широко распространено в экологии болот (Rydin, Jeglum, 2013). Предложенное изначально для гидрологии болот (преимущественно верховых) деление не столь однозначно (Сирин, 1999; Joosten, Clarke, 2002). Изотопные и другие данные показали, что для низинных болот напорного питания водообмен происходит во всей залежи, а для верховых, по крайней мере во всей выпуклой части – минимум до 2–3 м (Сирин и др., 1997). Это способствует микробиологической (Кравченко, Сирин, 2007) и в целом биогеохимической активности (Сирин и др., 1998; Rydin, Jeglum, 2013) этих слоев. Изотопные и гидрохимические данные (Sirin et al., 1998; Rydin, Jeglum, 2013) подтвердили известные ранее сведения о наличии водопроводящих слоев в глубине залежей. Образование метана в анаэробных слоях торфа, вероятно, подпитывается молодой органикой (Кравченко, Сирин, 2007; Charman et al., 1994), поступающей сверху благодаря водообмену и термической конвекции. Сезонные колебания температуры даже на верховых болотах достигают глубины 3–4 м и более (Сирин и др., 1998). Корни некоторых осок могут проникать на глубину нескольких метров за минеральным питанием и поставлять благодаря аэренхиме метан на поверхность болота (Jeglum, Rydin, 2013). Процессы разложения в глубоких слоях учитываются в классической модели роста болота (Clymo, 1984), и было бы ошибочно считать эти слои биогеохимически инертными.

Избыточное увлажнение на начальном этапе образования болот создается не только за счет атмосферных осадков, но и других источников: напорных вод (подземные и грунтовые), поемных в долинах рек и склоновых, стекающих в понижения рельефа с окружающих пространств. Их сочетание определяет водно-минеральное питание и структурно-функциональные особенности болот (Сирин, 1999), которые меняются по мере накопления торфа. Представленная в стратиграфии смена низинных торфов переходными и верховыми отражает последовательное изменение водно-минерального питания болотной экосистемы.

По мере роста торфяной залежи сокращается поступление грунтовых вод в корнеобитаемый слой, ограничивается минеральное питание, меняется растительный покров. При стабильном поступлении грунтовых вод болота могут не менять свою экологию сколь угодно долго, вне зависимости от роста залежи и поступления атмосферной влаги (Сирин, 1999). В ином случае с ростом залежи наступает момент, когда единственным источником питания остается атмосфера (осадки и пыль). Задействуются механизмы поглощения азота и минеральных веществ: выделение феноловых кислот для их растворения, насекомоедение, симбиоз с почвенными нитрофицирующими микроорганизмами (Минаева, Сирин, 2011). Недостатку влаги верховые болота противопоставляют механизмы защиты. При снижении уровней болотных вод в сухие периоды происходит разрыв капиллярной каймы в рыхлом поверхностном слое торфа, что резко сокращает испарение. Осветление (отмирание гиалиновых клеток) сфагновых мхов повышает альбедо поверхности, при затяжном недостатке осадков распространяются лишайники – потери влаги снижаются. При длительных засухах торфяная залежь может сжиматься, поддерживая таким образом уровень болотных вод относительно корнеобитаемой зоны, а в благоприятный период возвращаться обратно. Феномен дыхания верховых болот был отмечен еще в 1902 г. (C.A. Weber and…, 2002).

Наиболее активные процессы происходят в верхнем корнеобитаемом слое залежи. Поэтому оправдано установление границы в 30 см для разделения торфяных болот и заболоченных мелкооторфованных земель, как это принято в нашей (Торфяные…, 2001) и большинстве других стран, кроме Северной Америки, где граница полагается на уровне 40 см (Jeglum, Rydin, 2013). Верхний слой торфяной залежи болот определяет текущие условия обитания болотных растений, особенности биологического разнообразия (Минаева, Сирин, 2011). Большинство болот страны формировалось в голоцене после освобождения территории от покровного оледенения или морских вод, и их современное распространение и разнообразие – результат влияния условий среды на протяжении всей истории их развития.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ И РАЗНООБРАЗИЕ БОЛОТ

Торфяные болота³³ – одни из наиболее представленных экосистем на территории РФ (Болота…, 2017). Они занимают 1.39 млн км², а вместе с мелкооторфованными (мощность торфа менее 30 см) заболоченными землями – 3.69 млн км² (рис. 1), или более 1/5 территории страны (рис. 1) (Вомперский и др., 1994, 2005, 2011). Заболоченность районов Европейского Севера или Западной Сибири может достигать 40% и более (Торфяные…, 2001). В европейской части России болота покрывают около 6% территории (~23 млн га), а вместе с мелкооторфованными землями – 17.5% (~68 млн га) (Sirin et al., 2017). Заболоченность Российской Арктики, включая болота и мелкооторфованные земли, превышает 30% (Болота…, 2019), и, вероятно, эта оценка занижена.

Болота в России традиционно относятся к разным категориям земель (Торфяные…, 2001), что затрудняет их инвентаризацию и учет⁴⁴. Нами используются данные геоинформационной системы “Болота России” ИЛАН РАН, где интегрирована различная информация на основе данных почвенного картографирования (Вомперский и др., 1994, 2005). Проблема инвентаризации болот существует повсеместно (Joosten, Clarke, 2002; Assessment…, 2008), включая страны Европы (Tanneberger et al., 2017). Необходимы наземные данные, трудоемкие в получении и не совпадающие для разных стран, регионов, типов земель, что затрудняет интеграцию. Дистанционное зондирование Земли не позволяет достоверно определить наличие торфа, однако может быть эффективно применено для анализа растительного покрова болот, включая древесный (Вомперский и др., 2011), для оценки состояния болот (Медведева и др., 2011), для привязки наземных данных (Сирин и др., 2014). Особые сложности возникают при инвентаризации лесных болот (Вомперский и др., 2011) там, где болотная растительность утратила характерные черты, например при недостатке увлажнения и воздействии выпаса (Ильясов и др., 2018; Minayeva et al., 2005), а также в тундре из-за сходства растительности на участках с торфом и без него (Экологическая…, 2016).

Болота занимают примерно 3% суши планеты. В нашей стране находится более трети площади болот мира (Global…, 2022) и почти 40% болот Европы (Tanneberger et al., 2017). Более 20% площади болот страны – мерзлые (полигональные и бугристые), переходные болота – около 30%, верховые и низинные – по 18%, остальные площади заняты грядово-мочажинными и грядово-озерковыми комплексами (Вомперский и др., 2005). 62% болот – открытые, 21% – покрыты редколесной, а 17% – лесной растительностью (Вомперский и др., 2011). Разнообразие болот многократно шире и представлено на разных пространственных уровнях: болотных систем (комплексов болот), массивов (болот), микроландшафтов (фаций), микроформ (кочка, гряда, мочажина), элементов мозаики растительности (Минаева, Сирин, 2011; Rydin, Jeglum, 2013). На всех уровнях многообразие болот отражает различия в экологических условиях, в воздействии на внешнюю среду, на процессы и явления. Локальное воздействие может иметь более масштабные последствия (Minayeva et al., 2017). Важность сохранения целостности болот была закреплена на законодательном уровне (Водный кодекс, 2006, ст. 57), где предписано: “Осушение либо иное использование болот или их частей не должно приводить к ухудшению состояния неиспользуемых частей этих болот…”.

АНТРОПОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫЕ ТОРФЯНИКИ

Значительная часть болот сохранилась в естественном состоянии, однако более 8 млн га болот страны были осушены для сельского и лесного хозяйства, добычи торфа: оценки приблизительны из-за неполной инвентаризации и специфики отраслевого учета (A quick scan…, 2009). Основные площади осушенных торфяников расположены в европейской части страны (Sirin et al., 2017; Tanneberger et al., 2017, 2021), на юге Западной Сибири и Дальнего Востока. В некоторых областях и республиках Центра европейской части России и Поволжья была осушена и освоена большая часть болот (A quick scan…, 2009).

Наибольшее воздействие на болота оказала добыча торфа, особенно фрезерным способом – самым распространенным в России и многих странах промышленным методом, который предполагает интенсивное осушение торфяного массива. По одним оценкам, торфоразработками было изменено 0.85–1.5 млн га, по другим – 0.9 млн га болот, 70% которых – фрезерной добычей (Сирин и др., 2021; Sirin et al., 2021b). После выработки они подлежали рекультивации преимущественно для сельского хозяйства, реже – других целей. Нерекультивированные, частично или планово выработанные площади накапливались, особенно в 1990-х гг. (Сирин и др., 2011; A quick scan…, 2009). По статистическим данным, площадь торфоразработок снижалась с 2000 г. по 2007 г. с 261 до 219 тыс. га (Романовская и др., 2014). Эти данные включают как действующие, так и заброшенные месторождения, текущее состояние которых требует оценки. Заброшенные поля фрезерной добычи плохо зарастают растительностью и могут годами сохранять открытые участки торфа, выявляемые по спутниковым данным (Медведева и др., 2011, 2017; Сирин и др., 2020).

Торфяники, осушенные и используемые в сельском хозяйстве, могут занимать площадь до 5 млн га. Точно оценить сложно, поскольку статистика не делит осушенные площади с торфяными, торфянистыми и переувлажненными минеральными почвами (Торфяные…, 2001). Много болот было осушено для сельского хозяйства в долинах рек, в том числе в лесостепной зоне, по причине доступности и хозяйственного интереса к органогенным почвам. Значительные площади используются в сельском хозяйстве после рекультивации частично выработанных фрезерным способом торфяных месторождений. Многие торфяники, осушенные и используемые ранее под пропашные культуры и сенокосы, были заброшены в последние десятилетия и зарастают рудеральной и древесно-кустарниковой растительностью. В более южных районах, например в лесостепной зоне, они могли настолько деградировать, что идентифицируются только по положению в рельефе и вскрытием сохранившихся под антропогенными почвами торфяных отложений (Ильясов и др., 2018).

Более 4 млн га болот было осушено для лесного хозяйства в центре, на северо-западе и западе европейской территории России, на юге Западной Сибири и в других регионах (Торфяные…, 2001). Чтобы избежать дефицита влаги при недостатке осадков, для лесного хозяйства применяется щадящее осушение, а с учетом сохранения исходного древостоя это определяет меньшее воздействие на торфяник, по сравнению с другими видами использования. При правильном выборе объектов, проведении гидромелиоративных и лесохозяйственных работ здесь могли сформироваться продуктивные древостои, однако во многих случаях ожидаемого существенного эффекта для лесного хозяйства не было.

Осушение и освоение болот для любого использования сопровождалось строительством дорожной сети. Создание транспортной (дороги, нефте- и газопроводы) и иной инфраструктуры в заболоченных регионах без хозяйственного интереса непосредственно к болотам также приводит к изменению водного режима, растительности и экологического состояния прилегающих площадей болот. С учетом протяженности данных объектов суммарные площади таких воздействий могут быть очень значительными.

БОЛОТА И КЛИМАТ

Термический режим и осадки определяют возможность образования торфа: необходимы достаточная первичная продукция и препятствие ее полному разложению. Этим объясняется то, что болота в основном приурочены к умеренной зоне и влажным тропикам (Charman, 2002). С климатическим фактором связано современное разнообразие болот. Некоторые болота (черноольховые, тростниковые и др.) могут встречаться в разных природных зонах, другие – климатически детерминированы. Такими являются мерзлые болота (полигональные и бугристые), морфология которых обязана сочетанию мерзлотного протаивания, выпучивания и растрескивания (Minayeva et al., 2019).

Болота сохраняют в торфяных отложениях информацию как об изменении климата прошлого (споры и пыльца растений окружающих пространств), так и о своем текущем состоянии (Barber, 1981; Charman, 2002; Rydin, Jeglum, 2013). Ботанический состав, степень разложения, другие характеристики торфа, угли, прослойки пепла и минеральные включения информируют о растительном покрове, водном режиме и экологическом состоянии болота (Barber, 1981; Charman, 2002; Rydin, Jeglum, 2013). Это позволяет оценить его реакцию на изменение климата в прошлом (Barber, 1981; Charman, 2002; Assessment…, 2008; Peatlands and climate…, 2008; Rydin, Jeglum, 2013) и делать прогнозы на будущее.

Имеется много данных о развитии болот на фоне палеоклиматических условий (Charman, 2002; Peatlands and climate…, 2008), в некоторых случаях возможно получение информации в столетнем масштабе (Клименко и др., 2001). Свидетельством резких, возможно, климатически обусловленных изменений могут быть следы пожаров, смыва отдельных горизонтов и т.д. Особый интерес представляет реакция болот на изменение климата последних тысячелетий, когда они находились на близкой современной стадии развития. Для всей Евразии прослеживается рост болот в холодные и его сокращение в теплые термические фазы (рис. 2) (Климанов, Сирин, 1997; Klimanov, Sirin, 1997), в том числе в малый климатический оптимум (900–1200 лет назад) и малый ледниковый период (1300–1850 гг.) – характерные палеоклиматические периоды прошлого тысячелетия (Fagan, 2000). Эти фазы состоят из разновременных термических колебаний (PAGES, 2019) и свидетельствуют об общих тенденциях реакции болот, которые могут быть намного сложнее (Rydin, Jeglum, 2013). Моделирование с учетом динамики болот в прошлом прогнозирует (при значительной неопределенности) сокращение площади болот и запаса в них углерода с усилением этой тенденции при росте климатических изменений (Müller, Joos, 2021).

Рис. 1.

Торфяные болота (торф >30 см) и заболоченные мелкооторфованные земли (торф <30 см) в Российской Федерации. ГИС “Болота России” ИЛАН РАН (по Вомперский и др., 2011, с изменениями).

Устойчивость болот определяется их гидрологией (Иванов, 1975). Низинные болота – более субсидируемые системы (Lugo et al., 1990): дополнительный приток влаги обеспечивает их независимость от изменений атмосферного увлажнения. Сравнение расположенных рядом верховых и низинных болот в центре европейской территории России показало бо́льшую стабильность последних на протяжении трех тысячелетий. Реакция верховых болот отличалась в зависимости от условий стока с них воды, определяемых характером залегания – на суглинках или песках (Сирин, 1999). Более детальное рассмотрение выявило различия в их реакции и на менее длительные изменения климата (Rauber, 2002).

Суточное и в пределах сезона изменение погодно-климатических условий влияет на физиологические процессы в живых организмах, круговорот вещества и энергии. В масштабах года могут меняться сроки фенологических явлений. За десятилетие и более возможны изменения видовой структуры, состава и доминирования видов. В масштабе столетия и более возможно смещение границ биомов. Ввиду высокой специфичности экологических условий видовой состав обитателей болот достаточно устойчив, их присутствие будет зависеть от сохранения данного местообитания. Состояние болот и их пространственная структура определяют видовое разнообразие болотной растительности. При деградации и потере болотных местообитаний наиболее угрожаемыми будут облигатные гелофиты (Минаева, Сирин, 2011).

Современное изменение климата уже сказывается на болотах. Параллельно с распространением древесной растительности в тундре и поднятия верхней границы леса в горах (IPCC, 2019b) отмечается рост облесенности болот (Lachance et al., 2005). Потепление усиливает таяние мерзлоты, однако реакция мерзлых болот разнонаправлена и ее значительность не подтверждается (Heffernan et al., 2020). Увеличивается частота торфяных пожаров (Turetsky et al., 2015), которые могут возникать от тундры до степей (Minayeva et al., 2012). Растет уязвимость болот южных регионов, степи и лесостепи. Усиливающаяся засушливость климата (Lu et al., 2009) и снижение продуктивности пастбищ дренированных местообитаний смещает выпас на более влажные, торфяные почвы, менее устойчивые к его воздействию (Minayeva et al., 2005). Антропогенный фактор увеличивает уязвимость болот к изменению климата. Дорожная сеть способствует протаиванию мерзлых болот (Экологическая…, 2016), неиспользуемые осушенные болота лесной зоны наиболее подвержены торфяным пожарам (Sirin et al., 2020), перевыпас нарушает растительный покров более южных торфяников, способствуя деградации торфяных почв, водной и ветровой эрозии. Это ведет к потере углерода, увеличивает эмиссию ПГ и, в конечном счете, оказывает обратное воздействие болот на климат.

УГЛЕРОД И ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ

Болота играют особую роль в формировании газового состава атмосферы. Запас углерода болот составляет 500 ± 100  Гт C (Yu, 2012), и существующие оценки варьируют: только для северных болот в диапазоне 300–600 Гт С (Qiu et al., 2021). Это более 20% почвенного углерода, 60% атмосферы и больше углерода биомассы лесов (Joosten et al., 2016). На нашу страну может приходиться от 1/5 (Вомперский и др., 1994) до 1/3 (Botch et al., 1995) углерода болот мира. Во всех природных зонах болота многократно опережают зональные экосистемы по запасу углерода на единицу площади: в тундре в 3.5 раза, а в таежной зоне в 7 раз (Assessment…, 2008).

Болота лидируют на суше и занимают второе место на планете после океанических осадков как долговременные накопители углерода атмосферы. Большая часть угля и значительная доля нефти и газа являются результатом преобразования отложений болот прошлых геологических эпох (Assessment…, 2008). Есть мнение, что связывание углерода в торфяниках в период межледниковий – основная причина снижения концентрации CO₂ в атмосфере и возможный спусковой механизм для наступления оледенений (Joosten et al., 2016). Значения долговременного относительного накопления углерода (long-term apparent rate of carbon accumulation – LARCA или LORCA), определяемые по датировкам торфа по ¹⁴С и запасу углерода в вышележащем слое, составляют для северных болот 25–35 г м^–2 год^–1 (Rydin, Jeglum, 2013). Намного выше они могут быть для мелкооторфованных земель (рис. 3) (Минаева и др., 2008), роль которых с учетом их площадей в стране (Вомперский и др., 1994, 2005, 2011) явно недооценивается.

Рис. 2.

Периоды активного роста болот в Евразии в субатлантический период голоцена (по: Климанов, Сирин, 1997; Klimanov, Sirin, 1997, с изменениями). ЕТР – европейская территория России; МКО – малый климатический оптимум; МЛП – малый ледниковый период.

Поглощая CO₂ из атмосферы в результате фотосинтеза и накапливая его в торфе, болота выделяют метан и в некоторых случаях закись азота (рис. 4) – парниковые газы с более высоким, относительно CO₂, ПГП. Периодически корректируемый в сторону увеличения он сейчас составляет за 100-летний период 25 и 298 соответственно (https://unfccc.int/resource/docs/2013/cop19/eng/10a03.pdf). Результирующее влияние болот на парниковый эффект будет зависеть прежде всего от соотношения величин CO₂ и CH₄. Болота – основной источник метана на суше, а вклад северных болот может составлять в зависимости от оценки их площади 31–38 Tг CH₄  год⁻¹ (Peltola et al., 2019). Время пребывания CH₄ в атмосфере существенно короче, чем CO₂, и в долгосрочной перспективе торфяники оказывают охлаждающее влияние на климат (Frolking, Roulet, 2007). На коротких интервалах при рассмотрении влияния хозяйственной деятельности и мер по смягчению изменения климата необходим учет всех связанных с болотами ПГ.

Рис. 3.

Запас и накопление углерода в минеральных почвах суходольных местообитаний (1); в торфянисто и торфяно-глеевых почвах мелкооторфованных местообитаний и мелкозалежных болот (2); в торфяных почвах верховых и низинных болот (3) (по: Минаева и др., 2008, с изменениями).

На потоки ПГ в болотах влияет широкий спектр сложно взаимосвязанных биологических, физических и химических процессов (Assessment…, 2008), их баланс может меняться в зависимости от погодно-климатических условий. Болото, являющееся стоком CO₂ в нормальный год, становится источником CO₂ не только в жаркий и сухой, но и во влажный и прохладный год (Alekseychik et al., 2021). Разные болота и в разных регионах могут действовать асинхронно. Это затрудняет общие оценки и прогноз влияния естественных болот на изменение климата. Расчеты по разным моделям предполагают скорее нейтральную роль болот в балансе парниковых газов в перспективе, но и смещение в сторону их отрицательного влияния при потеплении климата (Qiu et al., 2021). Последнее согласуется и с другими прогнозами, сопровождаемыми справедливым, на наш взгляд, заключением о сложности анализа, недоучете роли болот и недостатке знаний для понимания взаимосвязи болот, углерода и климата (Loisel et al., 2021).

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ И ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ

Осушение болот для любых целей изменяет водный режим болот и соотношение периодически аэробной активной и постоянно анаэробной инертной зон (рис. 4) (Laine et al., 1996). Меняются процессы и, как следствие, потоки ПГ, степень трансформации которых, а также дополнительные потери углерода биомассы и торфа зависят от интенсивности дренажа, цели и характера предполагаемого использования.

Наиболее сильное воздействие оказывает добыча торфа, особенно фрезерным способом. Он включает в себя предварительное осушение нагорно-ловчими каналами по контуру торфяного массива для перехвата внешних поверхностных и грунтовых вод, далее осушение магистральным и валовыми каналами глубиной до 3 м и последующее эксплуатационное – картовыми каналами глубиной до 1.5 м, углубляемыми по мере поверхностно-послойной сработки нафрезерованного и высохшего непосредственно на месте торфа. Ширина карт (межканавных пространств) определяется свойствами залежи и обычно составляет ~40 м, для верховых торфов – меньше (Сирин, Суворов, 2022).

На стадии подготовки площадей к добыче торфа проводится очистка от растительности. В случае верхового облесенного болота потери углерода фитомасссы составили ~20 т С га^–1. При добыче торфа изымалось 25–32 т С га^–1 год^–1. Эмиссия CO₂ на заброшенном участке торфодобычи и, видимо, близкая ей на разрабатываемых фрезерных полях в зависимости от условий года составляет 1.6–4.7 т С га^–1 год^–1 (Суворов и др., 2015). Таким образом, за счет разложения осушенного торфа потери углерода могут составлять 10% и более от изымаемого при интенсивной добыче торфа. Это без учета потерь при водной и, неизбежной для разрыхленного для уборки торфа, ветровой эрозии. Теряется углерод, накопленный столетиями и тысячелетиями назад, со скоростью, характеризуемой LORCA, в 0.14–0.17 т С га^–1 год^–1, что медленнее потерь с эмиссией CO₂ в 10 раз и с добычей торфа – в 100 раз (Суворов и др., 2015). Происходит эмиссия CH₄ с основных площадей при кратковременном увлажнении (Суворов и др., 2010; Чистотин и др., 2016), а также в значительных количествах из хорошо прогреваемой осушительной сети (Сирин, Суворов, 2022).

Заброшенные без рекультивации поля фрезерной добычи торфа годами не зарастают растительностью, теряют углерод, выделяя CO₂ и CH₄, а также N₂O. Из-за потери контроля со стороны пользователя, обеспечивавшего обязательные затратные противопожарные мероприятия, такие площади становятся объектами торфяных пожаров (Сирин и др., 2011). Их высокая горимость обусловлена не осушением, а отсутствием пользователя, заинтересованного и обеспечивающего защиту от торфяных пожаров. Это касается также площадей, осушенных для сельского и лесного хозяйства.

Эмиссия CO₂ из осушенных торфяников, используемых для сельского хозяйства, обычно выше, что связано с подготовкой и последующей обработкой почвы, и зависит от характера использования – под пашню, сенокосы или пастбища. Удобрения, а также обогащение почвы при выпасе стимулируют разложение почвы, появление и усиление эмиссии N₂O. Более интенсивная, по сравнению с сенокосами, эмиссия CO₂ характерна для пропашных культур, где углерод теряется также из-за ветровой и водной эрозии. Интенсивно выделяется CH₄ из осушительной сети и в некотором количестве при временном увлажнении почвы. Может происходить эмиссия N₂O (Peatlands and climate…, 2008).

Наименьшие потери углерода происходят при лесоосушении. Сказывается меньшая интенсивность осушения и увеличение продуктивности лесных насаждений. Из-за различий объектов и сложности оценки текущего баланса CO₂ выводы о влиянии лесоосушения на баланс углерода торфяников разнятся – они могут быть как стоком, так и источником CO₂ (Peatlands and climate…, 2008; Päivänen, Hånell, 2012; Rydin, Jeglum, 2013; Escobar et al., 2022). Происходит эмиссия CH₄ из канав (Сирин и др., 2012), вынос растворенного и взвешенного углерода со стоком, возможное выделение N₂O в случае богатых почв.

Согласно РКИК ООН, Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями ПГ, не регулируемых Монреальским протоколом, включает несколько категорий земель, в которые входят осушенные торфяники: лесные земли; пахотные; пастбища и сенокосы; в разделе водно-болотные угодья (wetlands) – торфяники, осушенные для добычи торфа – подготовленные, разрабатываемые и неиспользуемые (IPCC, 2006). Дополнение по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014) к Руководящим принципам национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК (IPCC, 2006) уточнило методики учета осушенных торфяников и добавило рекомендации по учету выбросов из вторично обводненных торфяников (rewetted peatlands). В Уточнение 2019 г. к Руководящим принципам МГЭИК 2006 г. по национальным инвентаризациям парниковых газов (IPCC, 2019a) были внесены дополнения для затопленных земель (flooded lands), которые входят в категорию водно-болотных угодий и могут возникать при обводнении торфяников.

Значительные потери углерода и, соответственно, выбросы CO₂ происходят при торфяных пожарах. Пожары могут возникать в сухие годы и на естественных болотах (Сирин и др., 2011), однако чаще на осушенных и заброшенных после добычи торфа или сельскохозяйственного использования торфяниках. Человеческий фактор – основная причина пожаров, а для осушенных торфяников, расположенных в населенных районах, эта причина очевидна. При торфяных пожарах происходит наибольшая гибель древостоя из-за повреждения сосущих корней (Вомперский и др., 2007), значительная потеря почвенного углерода, которая растет с интенсивностью осушения (Глухова, Сирин, 2018). Единовременные выбросы CO₂ при лесоторфяном пожаре составили в результате сгорания торфа 400 т CO₂ га^–1, а с учетом потери фитомассы древостоя более 600 т CO₂ га^–1 (Сирин и др., 2019; Sirin et al., 2021a). Выделить торфяные среди других природных пожаров сложно (Sirin et al., 2022), как и оценить связанные с ними потери углерода. Поэтому, несмотря на понимание значимости влияния последствий пожаров на выбросы CO₂ и климат, методики их учета остаются недоработанными (IPCC, 2014).

СОКРАЩЕНИЕ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Возможные пути снижения потерь углерода, выбросов ПГ из антропогенно-измененных торфяников – ограничение осушения и освоения (переустройства) болот, улучшение управления используемыми торфяниками и их восстановление (IPCC, 2019b). Осушение и освоение новых площадей для добычи торфа, сельского и лесного хозяйства в нашей стране в последнее время практически не ведутся. Хозяйственное воздействие на болота при строительстве транспортной и иной инфраструктуры затрагивает сравнительно ограниченные площади и носит в большинстве случаев вынужденный характер. При сложности работ на болотах будет выбран, по возможности, альтернативный вариант.

Улучшение управления осушенными лесами, с учетом задачи сокращения потерь углерода и выбросов ПГ, касается проведения рубок и, в первую очередь, снижения пожарной опасности. Проведение рубок в осушенных лесах требует мер по ограничению нарушения почв, их эрозии и выносу растворенной и взвешенной органики по дренажной сети. Несмотря на понижение уровней болотных вод на осушенных лесных площадях, в целом лесоосушение повышает их противопожарную защиту. Дренажная сеть ограничивает распространение низового и торфяного (подземного) пожара, а созданные проезды, переходы, противопожарные водоемы повышают возможность осуществления оперативных мер при возникновении очагов огня. Необходимы поддержание, ремонт и, при необходимости, реконструкция этой инфраструктуры.

Первоочередная мера в улучшении управления осушенными сельскохозяйственными землями – отказ от использования их под пашню с заменой на сенокосы. Смена категории земель с пахотные (croplands) на сенокосы (grasslands) позволяет учесть, в соответствии с методиками МГЭИК (IPCC, 2006, 2014), изменение баланса парниковых газов и потерь углерода. Перевод в сенокосы снизит также потери углерода при ветровой эрозии и других факторах. Значительные площади осушенных земель, ранее использовавшиеся под сенокосы и пастбища, в настоящее время заброшены, зарастают древесно-кустарниковой и рудеральной растительностью. Сухая трава весной и потеря контроля со стороны пользователя – причины частых травяных пожаров, нередко переходящих в торфяные. Эффективный путь повышения пожарной безопасности, снижения потерь углерода и сокращения выбросов ПГ – возвращение использования таких площадей. Одно-двухразовое кошение за сезон без применения удобрений не увеличивает эмиссию CO₂ (рис. 5) и позволяет получить экологически чистый сенаж (Молчанов и др., 2020; Ilyasov et al., 2021). Сенокошение почти двукратно увеличивает подземную фитомассу (Молчанов и др., 2020; Ilyasov et al., 2021), а плотность корневой системы улучшает защиту торфяных почв от эрозии и потерь углерода. Снижение количества сухой травы весной и контроль пользователя снижают вероятность возникновения неконтролируемых пожаров.

Рис. 4.

Изменение основных потоков парниковых газов (CO₂, CH₄ и N₂O) после осушения торфяного болота (по: Laine et al., 1996, с изменениями). POC (particulate organic carbon) – частицы органического углерода; DOC (dissolved organic carbon) – растворенный углерод; DIC (dissolved inorganic carbon) – растворенный неорганический углерод.

Наиболее эффективный путь снижения выбросов ПГ из осушенных торфяников – их вторичное обводнение для восстановления водно-болотных угодий (Leifeld, Menichetti, 2018). В первую очередь это касается заброшенных полей фрезерной добычи торфа и сельскохозяйственных земель при отсутствии экономического интереса возвращения последних в хозяйственный оборот. Согласно Водному кодексу РФ (Водный кодекс, 2006), рекультивация торфоразработок должна проводиться преимущественно путем обводнения и искусственного заболачивания. Участки влаголюбивой растительности характеризуются поглощением CO₂, которое становится стабильнее при повышении уровня грунтовых вод (рис. 6). После вторичного обводнения (2017 г.) торфяника Берказан-Камыш в Природном парке Аслы-Куль, Республика Башкортостан (Природные условия…, 2017) увеличивается площадь болотной растительности, что сокращает эмиссию CO₂ с достижением в дальнейшем его поглощения, которое в перспективе перекроет и возросшую эмиссию CH₄.

Рис. 5.

Нетто-экосистемный обмен CO₂ осушенного торфяника с заброшенным сенокосом и с сенокосом, используемым с разной частотой кошений за сезон (по: Ilyasov et al., 2021, с изменениями). NEE (net ecosystem CO₂-exchange) – чистый экосистемный CO₂-газообмен, фитомасса, изымаемая при кошении.

УЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБВОДНЕНИЯ ТОРФЯНИКОВ

Вторично обводненные торфяники – объект национальной отчетности об антропогенных источниках и поглотителях ПГ, не регулируемых Монреальским протоколом. Официальной статистики обводненных торфяников в РФ нет. В таких случаях МГЭИК (IPCC, 2006, 2014, 2019a) предусматривает возможность перехода на 2-й и 3-й уровни сложности (Tier 2 и 3). Могут использоваться оригинальные методики определения площадей рассматриваемых категорий земель и специфичные для страны или даже региона коэффициенты эмиссии ПГ (emission factors) – годовые удельные потоки ПГ, для валидации которых требуется их опубликование в рецензируемых научных журналах.

Была разработана, верифицирована по наземным данным и апробирована методика дистанционного мониторинга состояния пожароопасных и обводняемых торфяников (Медведева и др., 2011, 2017; Сирин и др., 2020; Sirin et al., 2018, 2020). На ее основе была предложена методика учета эффективно обводненных площадей торфяников для Национального кадастра антропогенных источников и поглотителей парниковых газов (Сирин и др., 2021; Sirin et al., 2021b). В границах объектов обводнения предложено учитывать площади, занятые гидрофильной растительностью, а также покрытые водой. Такие участки могут быть отнесены к категориям, определяемым Дополнением по водно-болотным угодьям (IPCC, 2014) к Руководящим принципам по национальным инвентаризациям парниковых газов МГЭИК (IPCC, 2006), увлажненных органических почв (rewetted organic soils) и затопленных земель (flooded lands) соответственно.

Сокращение выбросов в результате обводнения торфяников включено с 2021 г. в Национальный доклад РФ о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, представляемый в Секретариат РКИК ООН (Russian…, 2021). Расчеты проводятся для эффективно обводненных площадей с использованием коэффициентов эмиссии (КЭ), данных МГЭИК (IPCC, 2006, 2014, 2019a) по умолчанию (default factors), то есть уровень 1. Используется допущение о принадлежности обводненных площадей в 1990 базовом году к торфоразработкам, используемым или заброшенным. Значения КЭ, полученные по многолетним измерениям на торфоразработках в центре европейской территории России (Сирин, Суворов, 2022), были выше по ряду показателей КЭ МГЭИК (IPCC, 2014). Переход на специфичные для страны (региона) КЭ скорректирует получаемые оценки сокращения, как предполагаем, в сторону увеличения.

После катастрофических пожаров 2010 г. в Московской обл. было обводнено в 2010–2013 гг. более 73 тыс. га пожароопасных торфяников – наиболее масштабный проект в Северном полушарии (Сирин и др., 2020). Оценка на 2020 г. установила наличие 8.3 тыс. га эффективно обводненных площадей – 5.7 тыс. га, занятых гидрофильной растительностью, и 2.6 тыс. га – водными объектами. Сокращение выбросов ПГ составило 32 тыс. т CO₂-экв год^–1, а без учета увеличения эмиссии CH₄ – почти 72 тыс. т CO₂-экв год^–1 (Russian…, 2021). Это соответствует сокращению выбросов ~0.44 т CO₂-экв га^–1 год^–1 из расчета на всю площадь обводнения (73 тыс. га) и 3.9 т CO₂-экв га^–1 год^–1 на образовавшиеся водно-болотные угодья – гидрофильная растительность и водные объекты (8.3 тыс. га).

Данный подход может быть использован и для оценки снижения выбросов ПГ в результате вторичного обводнения конкретных объектов (рис. 7). Например, для участка торфяника Радовицкий Мох площадью 1.5 тыс. га в Шатурском р-не Московской обл. сокращение выбросов CO₂ составило на 2020 г. 29 тыс. т (или 1.9 тыс. т га^–1), а с учетом всех ПГ и выноса растворенного углерода – DOC (dissolved organic carbon) – 18 тыс. т CO₂-экв (или 1.2 тыс. т га^–1). К 2050 г. сокращение выбросов накопительным итогом может составить по прогнозу ~110 и ~67 тыс. т CO₂-экв соответственно (Sirin et al., 2021b). Оценки консервативны (то есть минимальны), не учитывают эффекта обводнения для всей площади объектов обводнения и для снижения выбросов ПГ от торфяных пожаров. Их учет, а также переход, по данным натурных измерений, на КЭ регионального уровня могут в перспективе уточнить и, скорее всего, повысить оценку сокращения выбросов ПГ.

Рис. 6.

Нетто-экосистемный обмен в растительных сообществах осушенного торфяника в лесостепной зоне. Показано среднее ± стандартное отклонение для УПГВ и потоков диоксида углерода (по: Ильясов, 2019, с изменениями). УПГВ – уровень почвенно-грунтовых вод.

Особенно важен учет снижения числа и площади возможных торфяных пожаров и связанных с ними потерь углерода и выброса CO₂. Площадь, пройденную пожарами на торфяниках, можно определить путем наложения границ гарей на контуры торфяников, однако не все лесные и травяные пожары, особенно весной, когда торф влажный, заглубляются и переходят в разряд торфяных. Их можно идентифицировать по длительности пожара и пожарной радиационной мощности (Sirin et al., 2022). Сложность представляет также оценка потерь углерода биомассы и особенно торфа (Глухова, Сирин, 2018; Сирин и др., 2019; Sirin et al., 2021). Решение этих задач может помочь более обоснованной оценке эффективности обводнения с точки зрения сокращения потерь углерода и выброса ПГ. Данные по Национальному парку “Мещера” во Владимирской обл. (Сирин и др., 2011) или по Московской обл. свидетельствуют (рис. 8) о сокращении числа и площади пожаров после проведения обводнения пожароопасных торфяников (Sirin et al., 2020).

Рис. 7.

Изменение после обводнения выбросов CO₂ (слева) и всех агентов (справа) с учетом их ПГП нарастающим итогом для тестового участка торфяника Радовицкий Мох (1535 га) в Московской обл. Оценка на 2020 г. и прогноз до 2050 г. Серым цветом показан 95%-ный доверительный интервал (по: Sirin et al., 2021b, с изменениями). DOC (dissolved organic carbon) – вынос растворенного углерода.

Рис. 8.

Количество торфяных пожаров в границах объектов обводнения относительно количества всех природных пожаров в Московской обл. до и после обводнения 2010–2013 гг. (по: Sirin et al., 2020, с изменениями).

СМЯГЧЕНИЕ, АДАПТАЦИЯ, ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ

Анализ имеющихся данных показывает, что восстановление болот путем вторичного обводнения торфяников значительно сокращает выбросы ПГ в атмосферу (Wilson et al., 2016), даже несмотря на возможное увеличение эмиссии CH₄ (Günther et al., 2020), что обычно отмечается оппонентами этих мероприятий. Помимо учета в национальных кадастрах антропогенных источников и поглотителей парниковых газов в рамках РКИК ООН, эти мероприятия активно включаются в схемы добровольного сокращения выбросов ПГ (Углеродные кредиты…, 2011; Carbon credits…, 2011). Предлагаются стандарты – GEST (Greenhouse gas emission site type) – для оценки эффективности проектов обводнения для добровольного рынка, например VCS (verified carbon standard, www.v-c-s.org) на основе типизации участков растительного покрова для привязки значений потоков ПГ (Couwenberg et al., 2011). Это привлекает финансирование к обводнению торфяников и способствует получению и уточнению региональных оценок потоков ПГ с осушенных и обводняемых торфяников (Jarašius et al., 2022). В этом аспекте есть отставание даже от стран Восточной Европы и Балтии, в том числе по причине несоответствия проводимых научных исследований практическим задачам по обеспечению сокращения выбросов ПГ в сфере землепользования, включая торфяники.

Сокращение выбросов ПГ и смягчение изменения климата часто рассматриваются узконаправлено без учета возможности решения задач адаптации к происходящим изменениям климата и обеспечения устойчивости (sustainable management), которое должно включать в себя выбор наилучших практик рационального природопользования. Комплексный подход позволяет минимизировать ошибки, которые могут возникать при решении задач по сокращению выбросов ПГ и переходу к низкоуглеродной экономике, особенно в многофакторной сфере ЗИЗЛХ, а также более объективно оценить эффективность проводимых мероприятий.

Изменение управления сельскохозяйственными землями (замена пахотных земель сенокосами, возвращение использования заброшенных сенокосных угодий) может дать сокращение выбросов ПГ и потерь углерода. Это сокращение вряд ли будет значительным для стимулирования таких мероприятий за счет углеродного рынка. Получение экологически чистой продукции, снижение воздействия на окружающую среду за счет сокращения водной и ветровой эрозии, снижение вероятности пожаров, а также повышение привлекательности территории может увеличить общие выгоды от проведенных мероприятий.

В Специальном докладе МГЭИК “Изменение климата и земля” (Изменение…, 2020; IPCC, 2019b) было отмечено, что восстановление болот направлено на наиболее богатые углеродом земли, поэтому такие мероприятия требуют меньших площадей и, соответственно, оказывают меньшее воздействие на структуру землепользования, по сравнению с другими мерами в секторе ЗИЗЛХ. Восстановление болот требует в 3 раза меньше азота, по сравнению с аналогичными по эффективности мерами по накоплению углерода в минеральных почвах (Leifeld, Menichetti, 2018), способствует восстановлению биоразнообразия (Minayeva et al., 2017), гидрологических (Ahmad et al., 2020) и других экосистемных функций болот (Bonn et al., 2014).

Восстановление болот снижает вероятность торфяных пожаров (Granath et al., 2016; Sirin et al., 2020), предотвращение которых – основной аргумент и движущий фактор обводнения торфяников в нашей стране. Обводнение не только сокращает значительные потери углерода и выброс CO₂ в атмосферу, связанные с пожарами. Предотвращается выброс черного углерода (сажи), который из-за атмосферного переноса имеет значительные отрицательные последствия для окружающей среды, включая климат. Из-за низкой температуры горения торфяные пожары – источник поступления в атмосферу крайне опасных для здоровья человека мелкодисперсных частиц. Смог во время пожаров 2010 г. в Московском регионе (Konovalov et al., 2011) на фоне аномально высокой температуры воздуха (Barriopedro et al., 2011) стал причиной увеличения показателя избыточной смертности более чем на 10 тыс. человек (Ревич и др., 2015); экономический ущерб мог превысить 100 млрд руб. (Порфирьев, 2013). Необходимость предотвращения таких последствий очевидна и является эффективной мерой адаптации к изменениям климата, которые усиливают вероятность такого рода катастрофических явлений. Комплексный подход позволяет объективно оценить эффективность мероприятий по смягчению изменений климата, а также согласовать их с задачами адаптации к этим изменениям и обеспечения устойчивости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Торфяные болота – важнейший компонент глобального цикла углерода, лидер на суше и второй на планете накопитель углерода в геологическом масштабе времени. Занимая 3% суши, они в несколько раз опережают другие экосистемы по запасу углерода на единицу площади. Болота – ключевой природный источник эмиссии в атмосферу метана, они также могут выделять закись азота, с ними связано поступление органики в водные объекты.

Болота отличает от других экосистем превышение продукции растений над разложением их остатков, накапливаемых в виде торфа в условиях избыточного увлажнения. Скорость накопления углерода варьирует для разных болот, природных и погодно-климатических условий. Болота отличает пространственная неоднородность, c которой связаны значительные различия в потоках ПГ.

Торфяные болота – одни из наиболее представленных экосистем, и вместе с заболоченными мелкооторфованными местообитаниями занимают более 1/5 территории страны. Они расположены в различных природных зонах и крайне разнообразны. 10% мировых болот было осушено для сельского и лесного хозяйства, добычи торфа. В России эта цифра примерно в 2 раза ниже, однако в ряде регионов европейской территории России было осушено 50% и более. Много болот было изменено в результате строительства дорог, других линейных объектов и иных воздействий. Неиспользуемые осушенные торфяники – наиболее частые объекты торфяных пожаров.

Осушенные торфяники планеты могут выделять при окислении торфа и пожарах ~5% всех антропогенных эмиссий ПГ, или более 25%, связанных с землепользованием, сельским и лесным хозяйством (ЗИЗЛХ). После осушения продолжается эмиссия метана, нередко происходит эмиссия закиси азота, теряется углерод с водной и ветровой эрозией. Значительные потери углерода и, соответственно, выбросы CO₂ в атмосферу происходят при торфяных пожарах. Эмиссия ПГ осушенными торфяниками составляет значительную часть объема выбросов, которые необходимо сократить для удержания глобального потепления и для выполнения задач Парижского соглашения по климату.

Основные пути снижения выбросов ПГ антропогенно-измененными торфяниками для смягчения изменений климата: ограничение осушения и освоения (переустройства) болот, улучшение управления используемыми торфяниками (перевод пашни в сенокосы, возвращение последних в оборот), восстановление болот. Наиболее эффективный путь снижения выбросов ПГ из осушенных торфяников – их вторичное обводнение для восстановления водно-болотных угодий. Обводненные торфяники были включены в национальную отчетность РФ об антропогенных источниках и поглотителях парниковых газов, результаты научных исследований и разработок используются для научного сопровождения мероприятий по восстановлению водно-болотных угодий в разных регионах страны, разработки предложений для ОНУВ и Стратегий по адаптации к изменению климата.

Восстановление болот снижает вероятность торфяных пожаров, предотвращение которых – основной аргумент и движущий фактор обводнения торфяников в нашей стране, способствует восстановлению биоразнообразия, других экосистемных услуг, связанных с болотами, повышает экологическую безопасность. Эти и другие мероприятия по сокращению выбросов парниковых газов для смягчения изменений климата вносят дополнительный вклад в адаптацию к ним и обеспечение устойчивости.