Сотрудники Института леса КарНЦ РАН Владислава Придача, Елена Мошкина, Анастасия Мамай и Денис Семин приняли участие в работе Международной летней полевой школы «Парниковые газы и климат: мониторинг, манипулирование, моделирование и управление». Она проходила 7–13 августа на базе лесной научной станции «Спасская Падь» Института биологических проблем криолитозоны СО РАН – обособленного подразделения Якутского научного центра СО РАН.

Мероприятие состоялось в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения (ВИП ГЗ) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», в числе партнеров которого и научные подразделения КарНЦ РАН.

Основная аудитория международной полевой школы – ученые, занимающиеся проблемой мониторинга климатически активных веществ и трансграничного углеродного регулирования. Цель – дать исследователям широкое представление о сфере декарбонизации, помочь использовать на практике знания организации национальной системы карбоновых полигонов и ферм, использовать научную дипломатию для взаимодействия науки, общества и заинтересованных сторон.

Работа летней школы открылась пленарным заседанием, в котором приняли участие ведущие ученые из России, Японии, Тайваня, Китая и США с выступлениями по проблеме парниковых газов в наземных экосистемах в условиях изменения природной среды и климата.

Участниками практической части программы стали 35 специалистов из разных регионов России и Китая. В рамках знакомства ученые рассказали о своих научных организациях и специфике исследований. Так, в состав карельской делегации вошли сотрудники двух лабораторий Института леса КарНЦ РАН, реализующего в рамках ВИП ГЗ проект «Разработка системы мониторинга бюджета углерода в лесах Восточной Фенноскандии».

Как рассказала руководитель лаборатории физиологии и цитологии древесных растений Владислава Придача, эколого-физиологические исследования углеродного и водного обмена древесных растений в институте проводятся уже более 40 лет. Сегодня их актуальность связана с необходимостью оценки устойчивости лесных экосистем к изменению природной среды и климата.


Результаты исследований физиологов обобщены в монографии "Эколого-физиологическая характеристика сосны обыкновенной"

Определяющим фактором трансформации лесных сообществ на большей части таежных территорий является рубка леса. Она приводит к существенному изменению лесного покрова и почв, микроклиматических условий и водного режима почв. Из-за этого происходит интенсивная потеря углерода из лесных экосистем.

Карельские ученые выяснили, как сплошные рубки влияют на параметры углеродного, водного и минерального обмена и гидравлические характеристики у основных лесообразующих видов древесных растений нашего региона: сосны, березы, осины и ольхи. В результате они выявили межвидовые особенности адаптации СО2/Н2О-газообмена и разные стратегии гидравлического поведения лиственных и хвойного видов древесных растений при изменении биогеоценотических условий.

– Это важно, поскольку увеличение повторяемости периодов сильной жары и засухи может усилить конкурентоспособность сосны и осины. Они формируют более эффективную и безопасную гидравлическую структуру, что обеспечивает им более высокую продуктивность фотосинтеза при засухе. Береза же более уязвима в засушливых условиях, – пояснила Владислава Придача.

Также исследователи оценили составляющие углеродного обмена древесных растений (фотосинтез и дыхание листа) и почвенного покрова (дыхание почвы) на сплошной вырубке среднетаежного сосняка черничного. В результате в условиях Южной Карелии на вырубке отмечены внутрисезонная изменчивость и, напротив, сходство среднемноголетних величин показателей углеродного обмена древесных растений и почвы, а также преобладание поглощения СО2 над его эмиссией.

Полученные результаты могут использоваться для прогнозных оценок антропогенного влияния на углеродный обмен растительного и почвенного покрова в лесах.

Научный сотрудник лаборатории лесного почвоведения Елена Мошкина рассказала об исследованиях эмиссии углекислого газа с поверхности почвы. Этим направлением лаборатория занимается с 2016 года. Данные необходимы для определения баланса углерода в наземных экосистемах.

– Дыхание почвы является крупнейшим потоком диоксида углерода из лесных экосистем в атмосферу, который определяет их роль как сток или источник углерода. Оно делится на две части: автотрофное связано с живыми растениями – это дыхание корней, а гетеротрофное связано с почвенной микро-, мезо- и макрофауной. Например, мы рассчитывали вклад автотрофного и гетеротрофного дыхания в лесах средней тайги. Выяснилось, что вклад дыхания корней также значителен и в зависимости от сезона он составляет 24–45% от общего объема. Сезонная динамика почвенной эмиссии СО₂ во многом определяется температурой воздуха и почвы, – отметила Елена Мошкина.


Научный сотрудник Института леса КарНЦ РАН Елена Мошкина рассказывает об исследованиях лаборатории лесного почвоведения

Также исследователями оценивалось количество СО₂, поступающего с поверхности почвы в зимний период, которое составляло 15-24% годовой эмиссии СО₂. Был сделан вывод о том, что зимними потоками нельзя пренебрегать при расчете экосистемного баланса углерода.

Ранее ученые также оценили объем эмиссий CO₂ с валежа в старовозрастных лесах. За вегетационный период в ельнике черничном доля эмиссии СО2 с валежа и зависших стволов оказалось значительной и составила 10–15% от суммарной эмиссии с почвенного покрова. Исследование было связано с процессами фрагментации и разложения коры. В результате разработаны новые методические подходы к оценке интенсивности дыхания разных компонентов валежных стволов – коры и древесины.

По словам ученых, программа практических и лекционных занятий максимально соответствовала запросам участников. В частности, карельских специалистов в связи с организацией тестового полигона в нашей республике заинтересовала работа системы измерения потоков CO2 на научной станции «Спасская Падь». Ее оборудование включает в себя серию вышек Eddy Covariance высотой от 20 до 32 метров, оснащенных современными приборами и программным обеспечением.


Оборудование станции включает в себя специальные вышки

В течение всей недели ученые делились знаниями и совместно проводили научные исследования по потокам парниковых газов и пулам углерода, газообмену растений и почвенной эмиссии, научной дипломатии, знакомились с новыми научными методами, новейшими приборами и измерительными комплексами.

Помимо научной активности, участников школы ждала обширная культурная программа. Она включала обзор социально-экономического развития регионов России и Китая, их культурных и природных достопримечательностей, народные песни, танцы и игры. Так, участники из Карелии привезли с собой национальные костюмы, испекли для коллег традиционные карельские пироги для зятя (keitinpiiroa) и устроили круугу – карельский хоровод.


Карельские ученые привезли с собой национальные костюмы

По итогам ученые из Института физики атмосферы Китайской академии наук выразили желание в будущем участвовать в организации полевой школы в России и активно привлекать зарубежных коллег. В следующем году впервые в России планируется проведение российско-китайской международной летней школы.

КарНЦ РАН также активно развивает международное взаимодействие в рамках объединения стран БРИКС. В сентябре в Карелии планируется проведение международной научно-практической конференции "Региональное сотрудничество БРИКС: вопросы рационального природопользования – экология, просвещение, туризм".

Фото из архива участников Международной летней полевой школы