Ученые Института водных проблем Севера КарНЦ РАН рассказали о первых результатах исследования пулов и потоков углерода в водных экосистемах Карелии. Работа проводится для задач консорциума «РИТМ углерода» по созданию Российской системы климатического мониторинга (ВИП ГЗ). В минувшем году исследования велись на трех водных объектах на территории Заповедника «Кивач»: на небольшом лесном озере Чудесная ламба, реке Сандалке, ручье Чечкин и их водосборах. Ученые провели метеонаблюдения, ландшафтную съемку, изучили подземные воды, гидрологические, гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические характеристики вод и донных отложений, а также отработали методики наблюдения потоков парниковых газов на границах «вода – донные отложения» и «вода – атмосфера».

Данные были представлены на VIII Всероссийской научной конференции «Гидрометеорология и Экология 2024» ведущими учеными ИВПС КарНЦ РАН Натальей Белкиной и Наталией Калинкиной.

Наталья Белкина, руководитель группы исследований донных отложений ИВПС КарНЦ РАН, рассказала о данных количественной оценки основных пулов углерода в воде и донных отложениях, эмиссии парниковых газов из донных отложений в воду и из воды в атмосферу, а также выноса углерода в составе речных вод за пределы полигона.

Пик выноса общего углерода c территории водосбора модельных водотоков (руч. Чечкин, р. Сандалка) приходится на период весеннего половодья и уменьшается в период летней межени. Максимальное значение удельного выноса зафиксировано в р. Сандалка в конце апреля (7,8 т/сут), которое к летней межени сократилось практически до нулевых значений (0,03 т/сутки) в связи с ослаблением водного стока до 0,01 м3/с.

– Определена динамика содержания различных форм углерода в озере Чудесная ламба. Водоем является накопителем органического вещества в условиях гумидного климата. Максимальная эмиссия CO2 из донных отложений в воду зафиксирована в подледный период в апреле и составила 110 мг/м2 в сутки, – рассказала Наталья Белкина.

О роли планктона озера Чудесная ламба в формировании потоков углекислого газа рассказала Наталия Калинкина, руководитель лаборатории гидробиологии ИВПС КарНЦ РАН.

– В малых бессточных водоемах, занимающих большую часть заболоченных территорий Карелии, концентрация углекислого газа зависит в основном от соотношения фотосинтеза и дыхания биоты. Для расчетов потоков углекислого газа в экосистеме выполнена адаптация балансовой модели потоков вещества и энергии. Результаты исследований доказали гетеротрофный тип метаболизма планктона, дыхание которого превышало фотосинтез на 30%. Вклад планктона в потоки углекислого газа с поверхности воды озера Чудесная ламба составлял 20-60% в зависимости от способов расчета эмиссии СО2, – отметила Наталия Калинкина.

Успешный опыт адаптации модели для различных экологических условий позволит использовать ее для оценки потоков вещества и энергии в разнотипных водоемах Карелии, которые могут играть значимую роль в эмиссии СО2 в атмосферу.

Кроме того, по итогам первого года работы была зарегистрирована база данных «Термогидродинамический и газовый режимы водных объектов карбонового полигона «Кивач»», в которую включены данные измерений скоростей и направлений течений, температуры воды и концентраций растворенного в воде кислорода и углекислого газа. Структура базы позволяет строить разнообразные запросы для анализа сезонной и суточной изменчивости температуры воды, скоростей и направлений течений, концентрации газов в воде.

Отметим, Карелия является одним из пяти пионерных регионов наряду с Москвой, Сибирью и Дальним Востоком, где отрабатываются единые методические подходы, которые впоследствии могут быть распространены на водные объекты других регионов Российской Федерации.