Исследование накопления углерода в почвах в рамках единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ
21.07.2023
Специалисты Карельского научного центра (КарНЦ) РАН определяют содержание углерода в почвах измененных человеком ландшафтов: на пашнях, сенокосах и залежах. Эта работа ведется в рамках создания в России единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ. Результаты исследований, полученные в специфических северных условиях, внесут существенный вклад в научное представление о роли почв в регулировании цикла углерода в наземных экосистемах.
Исследователи описывают почвенный разрез. Фото из архива участников проекта.
Исследовать, как углерод аккумулируется различными экосистемами – одна из приоритетных задач при решении проблемы снижения уровня СО2 в атмосфере. Для анализа динамики необходима информация о средних запасах углерода в природных и антропогенно измененных ландшафтах, а также о занимаемых ими площадях.
Определить содержание и динамику углерода в почвах разного типа призван проект Карельского научного центра РАН «Оценка пулов углерода в болотных экосистемах и агроландшафтах Республики Карелия, создание мониторинговой системы для измерения потоков углерода в агроландшафтах региона». Эта работа, в свою очередь, ведется в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения (ВИПГЗ) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ».
– Земли сельхозназначения занимают в Карелии более 200 тысяч гектаров – порядка 1,2 % территории республики. Основная часть приходится на пашни, сенокосы и залежи – сельхозугодья, неиспользуемые больше года. Несмотря на сравнительно небольшую по сравнению с лесными и болотными системами долю, обработанные человеком территории играют свою роль в углеродном балансе. Практика землепользования, используемая агротехника, смена растительности – эти и другие факторы приводят к существенным изменениям в запасах почвенного углерода, – пояснила научный руководитель проекта, генеральный директор КарНЦ РАН, чл.-корр. РАН Ольга Бахмет.
В исследовании принимают участие специалисты различных лабораторий Отдела комплексных научных исследований КарНЦ РАН и Института биологии КарНЦ РАН.
По словам заведующей лабораторией экологии и географии почв Института биологии КарНЦ РАН Марии Юркевич, содержание углерода в различных типах агроландшафтов будет варьировать.
– Во многом это связано со сменой растительности. Например, на сенокосах растут многолетние травы. Скошенная трава вывозится и не оказывает заметного влияния на пополнения запасов углерода в пахотном слое. В случае, когда поля переходят в многолетнюю залежь, углерода в почве становится больше – за счет отмирающих трав, появления кустарников с более мощной по сравнению с травами корневой системы, а затем и деревьев, которые дают хвойный опад и листовую массу, – рассказала ученый.
Участники проекта Юлия Ткаченко (слева) и Мария Юркевич производят отбор почвенных и растительных образцов. Фото из архива участников проекта.
В июне на первом этапе проекта специалисты определили и заложили стационарные пробные площадки системы наблюдений в Пряжинском и Прионежском районах Карелии на минеральных и торфяных почвах. Они необходимы для получения многолетних полевых экспериментальных данных.
Сейчас ученые приступили к отбору почвенных образцов. Для этого на модельных площадях закладываются почвенные разрезы глубиной до полутора метров и делаются прикопки на глубину пахотного слоя – 30–40 сантиметров. Разрез позволяет определить тип почвы и установить почвенные горизонты, с прикопок отбираются образцы. С помощью полученных проб в лабораторных условиях по слоям определяются плотность и кислотность почвы, содержание в ней углерода. По образцам растительности – урожайность и видовой состав травостоев. Затем данные проецируются на все поле.
Для получения оперативной информации по землепользованию, продуктивности и зарастанию сельхозугодий исследователи применяют и космические технологии. Изменение типа землепользования в агроландшафтах помогают проводить спутниковые снимки и методы дистанционного зондирования.
Комплексная организация системы наблюдений – с помощью полевых и дистанционных методов – обеспечит как текущие, так и повторные измерения параметров, позволяющие рассчитать запасы углерода органического вещества почвы, которые влияют на потоки СО2 в его наземном цикле.
Результаты исследований, полученные в специфических северных условиях, внесут существенный вклад в научное представление о роли почв в регулировании цикла углерода в наземных экосистемах и внутриэкосистемного обмена «растительность – почва».
Источник: Карельский научный центр РАН.