Оценка эмиссии СО2 из почв южной тайги на основе данных многолетнего мониторинга, разработка методического регламента и создание инфраструктуры для определения эмиссии СО2 из почв, пилотные прогнозные оценки динамики углерода на ключевых лесных участках Московской области при разных лесохозяйственных сценариях.

Отчет 78 с., 9 ч., 33 рис., 9 табл., 117 источн., 3 прил. ЭМИССИЯ СО2 ИЗ ПОЧВ, МНОГОЛЕТНИЙ МОНИТОРИНГ, ПУЛЫ И ПОТОКИ УГЛЕРОДА, НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ПУЛОВ И ПОТОКОВ УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ, ЗОНА СМЕШАННЫХ ЛЕСОВ, ЗОНА ШИРОКОЛИСТВЕННЫХ ЛЕСОВ, МОСКОВСКИЙ РЕГИОН Объекты: почвы и экосистемы зоны смешанных и зоны широколиственных лесов, пулы углерода. Цель: современные оценки эмиссии СО2 из почв южной части Московской области на основе данных многолетнего (1998-2022 гг.) непрерывного мониторинга и прогноз динамики углерода при разных сценариях землепользования и климата с использованием методов математического моделирования. Методы: многолетний мониторинг эмиссии СО2 из почв, полевые и лабораторные исследования по определению общего пула углерода в почвах и его отдельных фракций, имитационное моделирование динамики органического вещества. Результаты: Обобщены результаты 25-летних круглогодичных измерений эмиссии СО2 из почв трёх репрезентативных экосистем, расположенных на дерново-подзолистой супесчаной почве под квазиклимаксным смешанным лесом и луговой растительностью (зона смешанных лесов) и на серой лесной суглинистой почве под вторичным лиственным лесом (зона широколиственных лесов). Выявлено, что в пределах одной биоклиматической зоны тип ценоза (лесной vs луговой) оказывает значимое влияние на годовые потоки СО2 из почв, в то время как влияние типа почв на величину суммарной годовой эмиссии СО2 из почв лесных ценозов было менее существенным и не отразилось на величине средних годовых потоков СО2 из почв лесных ценозов. На основе еженедельных измерений эмиссии СО2 из почв, проведенных в шести биогеоценозах Московской области показано, что внутригодовая динамика выделения СО2 и суммарные месячные, сезонные и годовые потоки СО2 из почв в 2021−2022 гг. определялись в первую очередь типом БГЦ, который влиял на вклад корневых систем растений в общий поток СО2 из почв, на состав растительного опада и динамику его поступления на поверхность почв, а также на температурный режим почв. Представлены материалы по мониторингу пулов органического углерода в серой лесной почве разных типов землепользования Московской области – модельного региона исследований. Консервативные свойства и депонирующие функции почвенного органического вещества предложено оценивать гранулометрическими и денсиметрическими пулами, а динамические свойства и эмиссионные функции – микробным и потенциально-минерализуемым пулами. Проведен анализ почвенных свойств на площадках наблюдений за эмиссией СО2 почв в двух лесных и двух луговых биогеоценозах, которые расположены на разных типах почв в южной части Московской области, которые станут основой тестовых полигонов, организуемых в рамках реализации программы ВИП ГЗ в 2022−2023 г. Собрана полномасштабная база данных, содержащая результаты зкстенсивного мониторинга запасов углерода в различных биоклиматических зонах Европейской части России. Проведена оценка полноты и репрезентативности собственных и опубликованных данных и показано, что наименее охвачены исследованиями степные регионы с преобладанием черноземов и каштановых почв, а наиболее представлены в базе данных подзона южной тайги (дерново-подзолы и дерново-подзолистые почвы) и зона широколиственных лесов (серые лесные почвы). Разработана новая версия модели динамики органического вещества почвы Romul_Hum за счёт добавления новой процедура расчёта начальных запасов стабильного органического вещества в почве. Использованный подход основан на количественной оценке запасов органического вещества в микропорах. Проведена оценка параметров моделей гидротермического режима и динамики органического вещества почвы. Проведены пилотные прогнозные оценки динамики пулов углерода почвы и соответствующих потоков CO2. Показана связь между динамикой пулов и потоков углерода и типом условий местообитания, а также характером растительности. Создан единый методический регламент для определения эмиссии СО2 из почв и способов ее оценки на сезонном и годовом уровнях. и разработана структура представления информации для включения в единую информационно-аналитическую систему, создаваемую в рамках реализации ВИП ГЗ. Проведены необходимые работы по созданию инфраструктуры и технического обеспечения автоматического круглогодичного наблюдения за экосистемными потоками парниковых газов на лесозарастающих землях ФИЦ ПНЦБИ РАН с использованием метода турбулентных пульсаций, с целью дальнейшего включения эколого-климатической станции «Пущино» в общую национальную сеть RUFLUX. Все задачи, заявленные в 2022 г., выполнены полностью. Степень внедрения – разработанные подходы и полученные результаты могут быть использованы для целей рационального природопользования и прогнозирования функционирования экосистем в условия изменяющегося климата. Область применения НИР – решение задач, относящихся к одному из важнейших стратегических приоритетов национальной безопасности России – сохранение природных ресурсов и рациональное природопользование, адаптация к изменениям климата.