Современные изменения климата, растительности и пулов углерода на пределе произрастания лесов в ключевых горных регионах Российской Федерации

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-14-00137

НазваниеСовременные изменения климата, растительности и пулов углерода на пределе произрастания лесов в ключевых горных регионах Российской Федерации

Руководитель Моисеев Павел Александрович, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем

Ключевые слова изменения климата, верхняя граница леса, динамика древесно-кустарниковой растительности, пулы углерода, мониторинг, лазерное сканирование местности, дистанционное зондирование Земли, ГИС технологии и моделирование, Кавказ, Алтай, Саяны, Кольский полуостров, Урал, плато Путорана

Код ГРНТИ34.35.25

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Осредненная поверхностная температура всей планеты повысились на 0,85°С за период с 1880 по 2012 годы (IPCC, 2013) и продолжает стремительно увеличиваться. При этом наиболее значимые изменения наблюдаются в высокогорных и полярных районах мира. Известно, что горные растительные сообщества очень чувствительны к любым изменениям среды главным образом потому, что произрастают в экстремальных климатических и почвенно-грунтовых условиях, а градиенты температур и осадков и определяемые ими границы растительных поясов находятся в горах на очень коротком расстоянии друг от друга. Все это в последнее время определило значительное увеличение интереса к изучению реакции высокогорных экосистем и их компонентов на изменения климата. Проведенные заявителями этого проекта широкомасштабные исследования динамики древесной растительности в высокогорьях Урала, Кольского п-ова, плато Путорана показали, что верхняя граница леса сместилась на десятки метров высоты в течение последних десятилетий в ответ на региональные изменения климата, а запасы надземной фитомассы высокогорных древостоев на современной границе леса и в прилегающих к ней ниже полосе увеличились на десятки тонн на гектар. Также было выявлено, что одновременно с этим существенно изменилась структура зарослей кустарников и растительности нижних ярусов, а в результате улучшения температурных условий в почвах ускорились разложение растительных остатков и в целом круговорот веществ, что в конечном счете привело к значительной трансформации пулов углерода в горных экосистемах. Но, не смотря на то, что повышение температур и перераспределение осадков наблюдается и в других горных регионах России, занимающих около трети нашей страны, подобного рода комплексные исследования еще не проводились. По этой причине авторы этого проекта предлагают провести количественную оценку пространственно-временных изменений структуры и фитомассы древесно-кустарниковой растительности, а также содержания углерода в почвах в переходной зоне лес-тундра в ранее слабо изученных в таком аспекте и в таких масштабах районах Кавказа, Алтая и Саян в связи с современными изменениями климата и комплекса локальных экологических условий. В ходе выполнения проекта впервые по единой методике будет проведены исследования влияния климатических факторов на ростовые процессы и возобновление доминирующих древесных и кустарниковых видов, а также структуру и пространственное распределение растительных сообществ с их участием в переходной зоне лес-тундра не только в различных по континентальности климата субарктических, но и южных регионах России. Впервые для Кавказа, Алтая и Саян на основе анализа возрастной структуры древостоев и зарослей кустарников, повторного картирования с использованием ГИС технологий и данных дистанционного зондирования (включая лазерное сканирование местности), сравнения разновременных тематических карт будет произведена погодичная количественная реконструкция пространственно-временной динамики древесно-кустарниковой растительности на верхнем пределе ее распространения за последние 30–100 лет и произведена оценка того, как данные процессы отразились на структуре пулов углерода на локальном и региональном уровне. Полученные результаты в рамках этого проекта внесут существенный вклад в понимание механизмов изменений пулов углерода на фоне глобального потепления и будут направлены на получение актуальных данных о характере и темпах этих процессов как в субарктических, так и в южных горных регионах Российской Федерации, с применением мультимасштабного подхода: от количественных натурных измерений до дистанционного зондирования Земли.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Низаметдинов Н.Ф., Моисеев П.А., Воробьев И.Б. Лазерное сканирование и аэрофотосъемка с БПЛА в исследовании структуры лесотундровых древостоев Хибин Известия вузов. Лесной журнал, 4. С. 9–22 (год публикации - 2021)
10.37482/0536-1036-2021-4-9-22

2. Моисеев П.А., Хагедорн Ф., Балакин Д.С., Бубнов М.О., Деви Н.М., Кукарских В.В., Мазепа В.С., Вьюхин С.О., Вьюхина А.А., Григорьев А.А. Stand biomass at treeline ecotone in Russian subarctic mountains is primarily related to species composition but its dynamics driven by improvement of climatic conditions Forests, 13, 254. (год публикации - 2022)
10.3390/f13020254

3. Григорьев А.А., Шалаумова Ю.В., Вьюхин С.О., Балакин Д.С., Кукарских В.В., Вьюхина А.А., Камареро Х.Х., Моисеев П.А. Upward treeline shifts in two regions of Subarctic Russia are governed by summer thermal and winter snow conditions Forests, 13, 174 (год публикации - 2022)
10.3390/f13020174

4. Низаметдинов Н.Ф. , Моисеев П.А. Climatic Effects on Position and Dynamics of Upper Open Forest Boundary in Altay and Western Sayan in the Last 60 Years Forests, Forests, 2023, 14, 1987 (год публикации - 2023)
10.3390/f14101987

5. Моисеев П.А., Мазепа В.С., Балакин Д.С., Шалаумова Ю.В., Вьюхин С.О., Григорьев А.А. Structural changes of stands on their upper limit at the Polar Urals over the last 60 years and factors effecting on tree establishment rate Russian Journal of Ecology (год публикации - 2024)

6. Вьюхин С.О., Григорьев А.А., Балакин Д.С., Тимофеев А.С. Структура и динамика ценопопуляций можжевельника сибирского (Juniperus sibirica Burgsd.) в западной части плато Путорана Географическая среда и живые системы (год публикации - 2024)

7. Структура и динамика древостоев Pinus sibirica Du Tour на верхнем пределе их произрастания в западной части Катунского хребта (Алтай) Структура и динамика древостоев Pinus sibirica Du Tour на верхнем пределе их произрастания в западной части Катунского хребта (Алтай) Известия Российской академии наук. Серия географическая (год публикации - 2024)

Публикации