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 23-16-00218

НазваниеУглеродный баланс и повышение секвестрационного потенциала сельскохозяйственных угодий поймы средней Оби

РуководительКирпотин Сергей Николаевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет", Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ 2023 г. - 2025 г. 

Конкурс№80 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-104 - Агробиотехнологии

Ключевые словапарниковые газы, связывание углерода, сенокосные угодья, пойма реки Обь, Западная Сибирь

Код ГРНТИ68.00.00


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Пойменные территории, наиболее продуктивные экосистемы суши, на сегодняшний день являются одними из наименее изученных объектов в качестве потенциальных долгосрочных резервуаров углерода (Cole et al., 2007; Kayranli et al., 2010; Schulze et al., 2005; Jaramillo et al.,2003; Walter and Merritts, 2008; Cierjacks et al., 2010; Hoffmann et al., 2013). Для определения глобального значения пойменных систем в наземном углеродном бюджете необходимы дополнительные исследования взаимосвязей пулов углерода, понимания механизмов круговорота и установления исходных условий для удержания органического углерода (Sutfin et al., 2016). Это важно не только для круговорота углерода на земле и его хранения, но и для поддержания целостности экосистем и экосистемных услуг. Проектом предполагается измерение потоков парниковых газов и измерение пулов углерода в пойме Средней Оби, второй по величине затопляемой территорией в мире (Papa et al., 2007; Vorobyev et al., 2015), в том числе исследования на сенокосных пойменных угодьях в сравнении с их естественными аналогами и серия полевых экспериментов для повышения секвестрационного потенциала пойменных территорий. Выбросы парниковых газов из невероятно изменчивы во времени и пространстве, поэтому проектом предполагается выполнение мониториговых изменений во временной и пространственной динамике. Проект основан на комбинированном, мультидисциплинарном подходе. Мы предлагаем комплексную программу, включающую дистанционные методы исследования окружающей среды, мониторинговые исследования, метеорологические наблюдения, оценку продукции и деструкции, эмиссии CO2 и миграции растворенных органических веществ, геохимические и микробиологические исследования природных сред (атмосферный воздух, растительность, почвы, поверхностные воды), полевые экспериментальные исследования и иммитационое моделирование. Также проектом предполагается разработка новых и адаптация существующих агротехнологий повышения секвестрационного потенциала сельскохозяйственных территорий в пойме Оби. Ожидается, что предлагаемый в данном проекте интегральный подход к сопряженному изучению пулов и потоков углерода может обеспечить концептуально новое решение оценки его баланса. Сочетание полевых измерений, натурных экспериментов и имитационного компьютерного моделирования позволит получить адекватную оценку динамики основных парниковых газов, а также вклад каждого из учитываемых внешних факторов в биогеохимические циклы азота и углерода в различных типах агроэкосистем. Полученные знания могут быть использованы для управления пойменными экосистемами (Bellmore and Baxter, 2014). На основе полученной модели планируется разработка методик и мероприятий по управлению эмиссией и секвестрацией парниковых газов.

Ожидаемые результаты
Будут получены новые данные о межсезонной динамике потоков углерода территорий, используемых в сельском хозяйстве в пойме Оби в сравнении с естественными аналогами; Будет разработана стратегия применения имитационной модели DNDC для оценки потоков парниковых газов на территории поймы Оби; С использованием полевых мониторинговых исследований, ГИС-технологий и имитационного моделирования будет выполнена оценка баланса углерода сельскохозяйственных угодий поймы средней Оби; Будут разработаны новые и адаптированы существующие агротехнологии повышения секвестрационного потенциала сельскохозяйственных территорий в пойме Оби; Будут даны рекомендации для дальнейшей организации карбоновых ферм на пойменных территориях Западной Сибири. Ожидается, что предлагаемый в данном проекте интегральный подход к сопряженному изучению пулов и потоков углерода может обеспечить концептуально новое решение оценки его баланса. Планируемые исследования будут проведены впервые и позволят показать необходимость включения сельскохозяйственных и естественных территорий пойм рек, как важных элементов, в расчеты глобальных геохимических потоков в мировой океан и потоков углерода в атмосферу.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе выполнения проекта в 2023 году выполнялись подготовительные работы: обоснование выбора ключевых участков сенокосов и их ненарушенных аналогов в пойме Оби, выбор экспериментальных участков на территории Сибирского ботанического сада. Были собраны картографические материалы для характеристики районов ключевых участков, создана пополняющаяся база космоснимков исследуемой территории, находящихся в открытом доступе, с 1990 по 2023 гг. Выполнен аналитический обзор литературы. На ключевых участках сенокосов и их естественных аналогов проведены комплексные ландшафтно-экологические исследования. Изучались луговые фитоценозы, находящиеся в разных условиях увлажнения. Выполнено исследование эмиссии СО2 и СН4 на ключевых участках в суточной и сезонной динамике. На одном из ключевых участков установлена вышка вихревой ковариации, которая обеспечивает непрерывные наблюдения в реальном времени за потоками углерода и водяного пара из экосистем. Проведены интегральные измерения потоков эмиссии временных водных объектов, включая затопляемые луга и пастбища. Организованы и оборудованы пункты наблюдений сельскохозяйственных угодий и естественных лугов, в том числе: площадки для оценки продукционных процессов различных фракций фитомассы; экспериментальных площадок для оценки деструкционных процессов, степени и скорости разложения мортмассы разных видов и групп растительности; площадок, включающих определение в динамике температуры почв при помощи установленных датчиков; площадки для наблюдений за испарением. Оценены запасы и продукция различных фракций фитомассы, включая надземный и подземный (корни и корневища трав) ярусы. В травостое были выявлены доминирующие виды, общее число видов, участие различных биологических и экологических групп видов. Проведены гидрологические наблюдения для оценки поверхностного стока. Отобраны пробы для химических и микробиологических анализов. Заложены натурные полевые эксперименты как на территории научно-исследовательской станции Кайбасово, так и на территории Сибирского ботанического сада. Разработана геоинформационная аналитическая система для сбора, хранения и анализа материалов, получаемых в ходе выполнении проекта.

 

Публикации

1. Интересова Е.А., Попков В.К., Колесниченко Л.Г., Рахманова Л.Я., Дылдин Ю.В., Кирпотин С.Н. Changes in Middle Ob fish diversity: an analytical review Acta biologica Sibirica, - (год публикации - 2023)

2. Михалейко Б., Кирпотин С.Н., Бабенко А.С. Development and transformation of floodplain territories by ants Acta Biologica Sibirica, 9, 943–952 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.5281/zenodo.10101342

3. Шепелева Л.Ф., Пудова М.С., Леденева Е.А., Колесниченко Л.Г. Надземная и подземная фитомасса луговых сообществ поймы средней Оби (Кривошеинский район Томской области) Журнал Сибирского федерального университета. Биология, - (год публикации - 2023)

4. - Ученые ищут способ превратить пойму Оби в «ловушку» для углерода Новости РНФ, 19 мая, 2023 17:58 (год публикации - )

5. - Ученые ищут способ превратить пойму Оби в «ловушку» для углерода Новости ТГУ, 19.05.2023 (год публикации - )