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 24-74-00159
НазваниеВклад нарушенных территорий в эмиссионные потоки СО2 в среднетаежной подзоне Центральной Сибири
Руководитель Махныкина Анастасия Владимировна, 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 №97 - Конкурс 2024 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-107 - Экология биосистем
Ключевые слова эмиссия углерода, нарушенные территории, углекислый газ, изменения климата, бореальные леса, средняя тайга, лесные пожары, сплошные рубки, почвенное дыхание
Код ГРНТИ34.35.25
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Лесные экосистемы бореальной зоны выступают одним из ключевых регионов в поддержании баланса углерода атмосферы. Количественные оценки диоксида углерода в бореальных лесах продолжают оставаться актуальной задачей современных биогеохимических исследований ввиду происходящих климатических изменений и интенсификации антропогенной нагрузки на природные экосистемы. Согласно существующим оценкам, леса таежной зоны, которые служат стоком для углерода (С) атмосферы, в дальнейшем могут стать дополнительным источником его поступления в атмосферу.
Пожары и рубки являются основными факторами, дестабилизирующими лесные экосистемы. В последние десятилетия бореальные леса России подвергаются интенсивным рубкам леса. Сплошная вырубка древостоев резко изменяет экологическую обстановку и лесорастительные условия, что в значительной мере сказывается на интенсивности биогеохимического круговорота элементов. Отмечается, что в результате сплошных рубок наблюдаются существенные изменения скорости почвенного дыхания. Вырубки являются чрезвычайно пожароопасными в связи с присутствием на них большого запаса горючих материалов и условий для их быстрого высыхания. Последствия пожаров на вырубках широко варьируют в зависимости от лесорастительных условий и метеорологических показателей до и во время горения. Современные климатические измерения могут привести к увеличению частоты лесных пожаров, расширению области их распространения, и, как следствие, к долгосрочной деградации лесорастительных условий. При этом величина эмиссионного потока углерода, с территории послепожарного участка порядка 30 лет восстанавливается до начальных темпов. Вклад послепожарной эмиссии проявляется не только в выгорании напочвенного покрова до минеральной почвы, но и нарушением роста или полной гибелью древостоя, что кардинально меняет функциональную роль насаждения, превращая в дополнительный источник парниковых газов в атмосферу.
Проект посвящен оценке влияния целого ряда нарушающих факторов, так как сплошная рубка, лесной пожар и их совокупного воздействия на величину эмиссионного потока СО2. На основе такого комплексного подхода по типам нарушений станет возможно сформировать обоснованные представления о губительном воздействии сплошных рубок, в сравнении с естественным природным нарушающим фактором. Проект подкреплен постоянными данными с метеорологических станций на участках нарушенных экосистем, что позволит детально проследить влияние внешних факторов на величину эмиссионного потока СО2 и выявить основные модифицирующие факторы для каждого типа нарушения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
За первый год реализации проекта проведены следующие работы и получены результаты: выявлены особенности суточных циклов эмиссионного потока СО2 с нарушенных территорий, проанализирована сезонная динамика почвенной эмиссии СО2, рассчитаны кумулятивные потоки и проведен анализ влияния факторов среды на формирование эмиссионного потока СО2.
В ходе анализа суточного хода эмиссионных потоков, было установлено, что высокоинтенсивный низовой пожар, прошедший 6 лет назад в 2018 году, привел к наибольшему снижению скоростей эмиссионного потока в суточном масштабе для лишайниковой синузии, а для моховой синузии наиболее губительным оказалось объединенное влияние пожара и сплошной рубки леса.
Оценка и анализ сезонной динамики эмиссионных потоков СО2 с поверхности почвы показали явные различия между лишайниковой и моховой синузиями на экспериментальных участках. Для лишайниковой синузии в большей степени негативное воздействие оказал интенсивный пожар, а для моховой синузии – объединенное влияние двух факторов привело к минимальным величинам эмиссионного потока, как для зеленых, так и для сфагновых мхов. В данном случае повторяется тенденция, обнаруженная при рассмотрении суточного хода потоков СО2. Причем динамика сезонного хода также имеет свои характерные особенности, которые удалось установить: пик потоков СО2 для лишайниковой синузии наблюдался в два периода - конец июля и конец августа, в то время как для моховой синузии пик потоков СО2 зафиксирован в середине вегетационного сезона коррелируя с температурным ходом.
По кумулятивным потокам СО2 за весь сезон, можно отметить, что для рассмотренных нарушенных участков с различными типами напочвенного покрова, наибольшие эмиссионные потоки СО2 демонстрирует лишайниковая синузия на участке горевшей вырубки. Что касается моховой синузии, то здесь максимальные потоки наблюдаются в сфагновых микрогруппировках участка, пройденного сплошной рубкой леса.
Проведен анализ вклада температуры и влажности почвы, как наиболее значимых климатических факторов, на формировании эмиссии СО2 с нарушенных территорий. Температурный фактор оказывает существенное воздействие на величину эмиссионного потока на участках: гари (R2adj. = 0.60) и вырубки (R2adj. = 0.42) с лишайниковой синузией, горевшей вырубки с моховой синузией (для зеленомошной микрогруппировки R2adj. = 0.43, а для сфагновой – R2adj. = 0.49). Фактор влажности оказывает значимое влияние только на послепожарном участке с лишайниковой синузией (R2adj. = 0.23).
В целом проведенное в первый год сравнение воздействия двух типов нарушающих факторов природного и антропогенного происхождения и их объединенного влияния на величину эмиссионного потока СО2 показало, что начальные природно-климатические условия территории до момента нарушения, служат одним из ключевых факторов при восстановлении территории. При этом важно учитывать тип растительного покрова, а также интенсивность самого нарушения. В нашем случае высокоинтенсивный низовой пожар привел к более существенному негативному воздействию на экосистемы.
Публикации
1. Махныкина А.В., Полосухина Д.А., Панов А.В., Прокушкин А.С. Вклад дождевых осадков в эмиссионные и обменные потоки СО2 с поверхности почвы в сосновых древостоях Средней Сибири ФГБУН Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук», Махныкина А. В., Полосухина Д. А., Панов А. В., Прокушкин А. С. Вклад дождевых осадков в эмиссионные и обменные потоки СО2 с поверхности почвы в сосновых древостоях Средней Сибири. Всероссийская научная конференция с международным участием «Продуктивность лесов в условиях меняющегося климата», посвященная 100-летию со дня рождения Н. И. Казимирова, и 8-е Международное совещание «Сохранение и рациональное использование лесных генетических ресурсов», 2–7 сентября 2024 г., Петрозаводск, Россия: тезисы докладов. С. 65. ISBN 978-5-9274-0993-8. Дата публикации: 22.08.2024. (год публикации - 2024)
2. Махныкина А.В., Кукавская Е.А., Панов А.В., Прокушкин А.С. Contribution of the disturbed areas to the soil CO2 emission fluxes in the middle taiga subzone of Central Siberia Japan Geoscience Union (год публикации - 2025)
3. Махныкина А.В., Кукавская Е.А., Панов А.В., Прокушкин А.С. Эмиссионные и обменные потоки СО2 в подчиненном ярусе нарушенных таежных экосистем Центральной Сибири CITES-2025 (год публикации - 2025)