Отклик эмиссионных потоков метана из тундровых ландшафтов на увеличение количества осадков: полевые биполярные исследования в Арктике и Антарктике

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 21-17-00163

НазваниеОтклик эмиссионных потоков метана из тундровых ландшафтов на увеличение количества осадков: полевые биполярные исследования в Арктике и Антарктике

Руководитель Евграфова Светлана Юрьевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН) , Красноярский край

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

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-209 - Биогеохимия и органическая геохимия

Ключевые слова эмиссия метана, тундра, Арктика, Антарктика, глобальное потепление, увеличение количества осадков, полевые эксперименты, метагеномный анализ, метаногены, метанотрофы, стабильные изотопы, картирование, прогностические оценки

Код ГРНТИ38.33.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В предлагаемом исследовании мы хотим впервые напрямую сравнить потенциальную эмиссию метана в атмосферу с наземных ландшафтов Арктики и Антарктики, как экосистем, имеющих уже доказанный высокий метаногенный потенциал, но который ограничен холодными условиями местообитаний. В качестве основного исследуемого фактора мы предполагаем взять увеличение осадков, поскольку дождь является важным переносчиком тепловой энергии в почву. Недавними исследованиями (Neumann et al.,2019; Douglas et al., 2020) спрогнозировано, что в высоких широтах Земли в будущем будет более теплое и влажное лето, а увеличение количества и температуры осадков повлияет на термические процессы в почве и, как следствие, на эмиссию метана. Мы предлагаем экспериментальный подход для оценки нескольких гипотез: (i) какой период, количество и время выпадения осадков должны стать движущей силой, оказывающей краткосрочное либо долгосрочное (за вегетационный период) воздействие на арктические/антарктические экосистемы? (ii) каковы основные факторы/условия, вызывающие такой эффект? (iii) насколько широк диапазон реагирования микробоценозов цикла метана на увеличение осадков в текущих условиях и прогнозируемых изменениях? Предлагаемый проект актуален как в теоретическом, так и в практическом отношении. С научной точки зрения, его актуальность определяется повышенным вниманием исследователей, работающих в области наук об окружающей среде, к функционированию криогенных почв, оказывающих, как считается, существенное воздействие на климат Земли. За последние годы был достигнут значительный прогресс в отношении оценок запасов органического углерода в мерзлотных почвах Арктики (Tarnocai et al., 2009; Hugelius et al., 2014), характера процессов разложения органического вещества при таянии мерзлоты (Wild et al., 2014; Gentsch et al., 2015), сопряженной эмиссии парниковых газов (CO2, CH4) (Sachs et al., 2008; Kutzbach, 2010; Knoblauch et al., 2015, 2018), а также активности почвенной биоты криогенных почв (Liebner et al., 2015; Сорокин и др., 2017; Масягина и др., 2017). Тем не менее, вопрос о механизмах адаптации почвенной биоты криогенных почв в период, следующий за потеплением, до сих пор остается открытым, как и сами механизмы, вызывающие потепление почвенных экосистем. Подобных исследований в Антарктическом регионе еще не проводилось.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Панов А.В., Прокушкин А.С., Кублер К.Р., Корец М.А., Урбан А., Бондарь М., Хайманн М. Continuous CO2 and CH4 Observations in the Coastal Arctic Atmosphere of the Western Taimyr Peninsula, Siberia: The First Results from a New Measurement Station in Dikson ATMOSPHERE, 12(7), 876 (год публикации - 2021)
10.3390/atmos12070876

2. Хельбиг М., Живкович Т., Алексейчик П., Аурела М., Эль-Мадани Т. С., Ойскирхен Э. С., ...... Панов А., ....... Зале С. Warming response of peatland CO2 sink is sensitive to seasonality in warming trends Nature Climate Change, 12(8), pp.743-749 (год публикации - 2022)
10.1038/s41558-022-01428-z

3. Панов А., Прокушкин А., Семилетов И., Кюблер К., Корец М., Путилин И., Урбан А., Бондарь М., Хейманн М. Atmospheric CO2 and CH4 Fluctuations over the Continent-Sea Interface in the Yenisei River Sector of the Kara Sea Atmosphere, 13(9), p.1402 (год публикации - 2022)
10.3390/atmos13091402

4. Панов А. В.,. Прокушкин А. С., Кюблер К., Корец М. А., Урбан А. В., Зражевская Г. К., Бондарь М. Г., Хайманн М., Заале З. Прецизионный мониторинг концентрации диоксида углерода и метана в приземной атмосфере полярного пояса Приенисейской Сибири Метеорология и гидрология, № 11, стр. 19-31 (год публикации - 2022)
10.52002/0130-2906-2022-11-19-31

5. Кадуцкий В.К., Евграфова С.Ю., Лащинский Н.Н., ДецураА.Е., Сергеева А.А., Заренкова А.В. Метанотрофная активность различных биомов полуострова Файлдс, Антарктика Природная среда Антарктики: междисциплинарные подходы к изучению: сб. материалов IV Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию Государственного учреждения «Республиканский центр полярных исследований», Минск: БГТУ, 2022. С. 135-137 (год публикации - 2022)

6. Евграфова С.Ю., Кадуцкий В.К., Панов А.В. Отклик эмиссионных потоков метана из тундровых ландшафтов на увеличение количества осадков: полевой эксперимент на полуострове Файлдс, Антарктика Природная среда Антарктики: междисциплинарные подходы к изучению: сб. материалов IV Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию Государственного учреждения «Республиканский центр полярных исследований», Минск: БГТУ, 2022. С. 117-118 (год публикации - 2022)

7. Кадуцкий В.К., Евграфова С.Ю., Кабилов М.Р., Батурина О.А., Кривобоков Л.В., Лащинский Н.Н., Прудникова С.В. Новые штаммы прокариот, обладающие метанотрофной активностью Высокопроизводительное секвенирование в геномике (HSG-2022) : Сборник тезисов III Всероссийской конференции, Новосибирск, 19–24 июня 2022 года, Новосибирск: Общество с ограниченной ответственностью "Академиздат", 2022. – С. 49. (год публикации - 2022)

8. Децура А.Е., Евграфова С.Ю., Зверев А.А., Абакумов Е.В., Прокушкин А.С. Метагеномный анализ как инструмент оценки активности и структуры сообществ метаногенных архей в донных отложениях реки Енисей Высокопроизводительное секвенирование в геномике (HSG-2022) : Сборник тезисов III Всероссийской конференции, Новосибирск, 19–24 июня 2022 года, Новосибирск: Общество с ограниченной ответственностью "Академиздат", 2022. – С. 63. (год публикации - 2022)

9. Масягина О.В., Матвиенко А.И., Пономарева Т.В., Гродницкая И.Д., Сиделева Е.В., Кадуцкий В. К., Прудникова С.В., Безбидо В.С,, Кудрявцева К.А., Евграфова С.Ю. Soil contamination by diesel fuel destabilizes the soil microbial pools: Insights from permafrost soil incubation Environmental pollution, V. 323, p.121269 (год публикации - 2023)
10.1016/j.envpol.2023.121269

10. Кадуцкий В.К., Евграфова С.Ю., Лащинский Н.Н., Децура А.Е., Сергеева А.А., Заренкова А.В., Зражевская Г.К. Метанотрофная способность криптогамных сообществ прибрежных экосистем Процессы в геосредах, № 4(34), 2022 (год публикации - 2023)

11. Евграфова С.Ю., Кадуцкий В.К. An experimental approach to evaluate the driving force for short-term response of methane release from polygonal tundra Berichte zur Polar- und Meeresforschung, Alfred-Wegener-Institut, Bremerhaven, V 772, pp. 15-16 (год публикации - 2023)
10.57738/BzPM_0772_2023

12. Евграфова С.Ю., Кадуцкий В.К,, Корец М.А,, Масягина О.В. Methane fluxes in field manipulation experiment on increasing precipitations in the maritime Antarctic cryogenic soils Advances in Science, Technology & Innovation (ASTI), Springer (год публикации - 2024)

13. Децура А.Е,, Алексеева А.А, Заренкова А.В., Кадуцкий В.К., Сергеева А.В., Масягина О.В., Федорова И.В., Евграфова С.Ю. Potential for the microbial degradation of lake sediments in the Arctic and maritime Antarctic: a case incubation study Advances in Science, Technology & Innovation (ASTI), Springer (год публикации - 2024)

14. Масягина О.В., Матвиенко А.И., Пономарева Т.В., Гродницкая И.Д., Антонов Г.И., Кадуцкий В.К., Сиделева Е.В., Евграфова С.Ю. Potential for carbon stabilization by Arctic soils Advances in Science, Technology & Innovation (ASTI), Springer (год публикации - 2024)

15. Евграфова С.Ю., Кадуцкий В.К., Корец М.А., Тимшин А.А., Масягина О.В. Потоки метана в полевых манипуляционных экспериментах с дождеванием криогенных почв маритимной Антарктики Мерзлотные почвы в антропоцене: сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции (Салехард – Лабытнанги, ЯНАО, Россия, 20-26 августа 2023) / отв. ред.: А.В. Лупачев, Е.М. Лаптева. – Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023., C. 253-254 (год публикации - 2023)
10.5281/zenodo.8199526

16. Масягина О.В., Матвиенко А.И., Пономарёва Т.В., Гродницкая И.Д., Евграфова С.Ю. Кинетические характеристики гетеротрофных микробных сообществ мерзлотных почв Средней Сибири Мерзлотные почвы в антропоцене: сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции (Салехард – Лабытнанги, ЯНАО, Россия, 20-26 августа 2023) / отв. ред.: А.В. Лупачев, Е.М. Лаптева. – Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023, C. 226-227 (год публикации - 2023)
10.5281/zenodo.8199526

17. Никитин Д.А., Лысак Л.В., Евграфова С.Ю., Яковлева С.А., Усова А.П., Мергелов Н.С. Почвенный микробиом поселка Диксон Мерзлотные почвы в антропоцене: сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции (Салехард – Лабытнанги, ЯНАО, Россия, 20-26 августа 2023) / отв. ред.: А.В. Лупачев, Е.М. Лаптева. – Сыктывкар: ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2023., C. 228-229 (год публикации - 2023)
10.5281/zenodo.8199526

18. Фёдорова И.В., Чернова Е.С., Евграфова С.Ю., Кадуцкий В.К., Прокушкин А.С., Сидорина И.Е. Адаптация озер полуострова Файлдс (о. Кинг Джордж, Восточная Антарктида) к климатическим изменениям и антропогенному воздействию Проблемы Арктики и Антарктики, т. 70, №1, с. 46-70 (год публикации - 2024)
10.30758/0555-2648-2024-70-1-46-70

19. Евграфова С.Ю., Мавлюдов Б.Р., Чукмасов П.В., Четверова А.А., Масягина О.В. Fossil mosses are emitting methane after maritime Antarctic glacier retreat Marine Pollution Bulletin, V. 199, p.115959 (год публикации - 2024)
10.1016/j.marpolbul.2023.115959

20. Панов А., Прокушкин А., Евграфова С., Цуканов А., Корец М., Космач Д., Салюк А., Зайферт Т., Хайманн М., Густафссон О., Семилетов И. Research vessel-based accurate continuous observations of CH4 and δ13C-CH4 in the above-sea atmosphere of the Kara Sea (Arctic Ocean) EGU General Assembly 2022, Vienna, 23–27 мая 2022 года. – Vienna, 2022. – EDN WXIDUQ, No. EGU22-11681 (год публикации - 2022)
10.5194/egusphere-egu22-11681

21. Кадуцкий В.К., Евграфова С.Ю., Лащинский Н.Н., Децура А.Е., Сергеева А.А., Заренкова А.В., Зражевская Г.К. Methanotrophic Ability of Cryptogamic Communities of Coastal Ecosystems Springer Proceedings in Earth and Environmental Sciences, 2023, April, pp. 285–294 (год публикации - 2023)
10.1007/978-3-031-25962-3

Публикации