Развитие системы мониторинга и оценка бюджета углерода в агрогенных и постагрогенных ценозах лесостепи Западной и Восточной Сибири на основе наземных данных

Отчет содержит 40 с., 17 рисунков, 3 таблицы. ЗАПАСЫ УГЛЕРОДА, ЭМИССИЯ СО2, ПОЧВА, ЗАПАДНАЯ И ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ, МОНИТОРИНГ, НАЗЕМНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, ЛЕСОСТЕПНАЯ ЗОНА Объект исследования – почвенно-растительный покров различных типов наземных экосистем лесостепной зоны Западной и Восточной Сибири. Цель работы – создание, развитие и эксплуатация системы мониторинга эмиссии СО2 и пулов углерода в почвах и фитоценозах наземных экосистем лесостепной зоны Западной и Восточной Сибири. Основные задачи исследований 2022-2024 года: 1. Оценка пула почвенного углерода и эмиссии СО2 из почв в различных типах наземных экосистем Западной и Восточной Сибири (леса, степи и луга, болота, залежи) на основе архивных и современных данных (2022 год). 2. Анализ имеющейся инфраструктуры пробных площадей и имеющихся данных по исследованиям запасов углерода в Западной и Восточной Сибири (2022 год). 3. Разработка и внедрение методик и регламентов сбора и обработки наземных данных по пулам углерода на пробных площадях репрезентативных биогеоценозов (БГЦ) (2022 год). 4. Выбор территорий размещения пробных площадей для отработки методики сбора наземных данных по пулам углерода (2023 год). 5. Организация пяти постоянных пробных площадей (травяной биогеоценоз в лесостепи Западной Сибири) для оценки пулов углерода в почвенно-растительном покрове (2023 год). 6. Интенсивный мониторинг эмиссии СО2 из почв репрезентативных экосистем лесостепной зоны Новосибирской и Иркутской областей в течение года (2023 год). 7. Формирование многопараметрических баз данных по пулу углерода в почвах и растительности естественных экосистем и залежей лесостепной и степной зон Западной и Восточной Сибири, а также базы данных сезонной (холодный и теплый периоды) эмиссии СО2 из почв репрезентативных экосистем лесостепи Новосибирской и Иркутской областей (2023 год). 8. Выбор территорий, организация и комплексная характеристика десяти пробных площадей на агрогенных и постагрогенных ценозах лесостепи Западной Сибири (в пределах Новосибирской области) по имеющимся методикам и регламентам (2024 год). 9. Мониторинг эмиссии СО2 из почв репрезентативных экосистем Новосибирской и Иркутской областей с учетом сезонной динамики (2024 год). 10. Формирование баз данных по пулам углерода и потокам парниковых газов (2024 год). 11. Регулярное пополнение новостной ленты официальных интернет страниц ИПА СО РАН и Консорциума. Результаты работы: Задача 1. На основе ретроспективного анализа литературных данных была дана оценка полноты исследований пула почвенного углерода и эмиссии СО2 из почв различных типов наземных экосистем Западной и Восточной Сибири. Установлено, что степень изученности вопроса по оценке запасов органического углерода в почвах Западной и Восточной Сибири довольно высока. Задача 2. Для достижения цели проекта проведена инвентаризация имеющихся в ИПА СО РАН пробных площадей и выбраны территории для возможной закладки тестовых полигонов и/или пробных площадей мониторинга пулов углерода. С учетом репрезентативности рельефа, почвенно-растительного покрова и климатических особенностей региона разработан проект создания сети измерительных площадок для мониторинга потоков СО2 из почвы. Задача 3. Создан проект методических рекомендаций по отбору образцов почв и растений для оценки пула и динамики запасов углерода в травяных экосистемах (степные, луговые биогеоценозы). Задача 4. Выбран участок для отработки методики сбора наземных данных по пулам углерода и закладки постоянных пробных площадей в правобережье р. Обь, в пределах Буготакского мелкосопочника, в трансаккумулятивной части склона северо-западной экспозиции. Задача 5. Проведена закладка 5 пробных площадей на участках естественных луговых сообществ, характеризующих один из доминирующих компонентов лесостепного ландшафта в Новосибирской и Иркутской областях. Работы на пробных площадях включали геоботанические, почвенные, почвенно-зоологические, почвенно-микробиологические и биогеоценотические исследования. Заложено 5 полнопрофильных разрезов и 10 полуразрезов. Задача 6. Проведены исследования эмиссии СО2 из почв репрезентативных биогеоценозов (лесной, луговой) Новосибирской области в течение 6 месяцев (ноябрь-апрель) холодного периода 2022-2023 гидрологического года. Показано, что из почв осиново-березового леса за холодный период (ноябрь-апрель) 2022 – 2023 гидрологического года суммарный поток СО2 составил 355 г С/м2, а из почв луга разнотравно-злакового 290 г С/м2. Определена эмиссия СО2 из почв репрезентативных экосистем лесостепной зоны Новосибирской и Иркутской областей за теплый период. Наибольшие потоки углерода за май – октябрь 2023 года на площадках Новосибирской области зарегистрированы из почв лесного биогеоценоза – 660 г С /м2. На площадках некосимого и косимого луга они были существенно меньше – 425 и 443 г С /м2 сезон соответственно. Суммарный поток СО2 из серой лесной почвы лесостепной зоны Иркутской области за теплый период 2023 г. в травяных экосистемах составлял 581-773 г С/м2, а в агроэкосистемах – 285-475 г С/м2 Задача 7. Сформированы многопараметрические базы данных по пулу углерода в почвах и растительности естественных экосистем и залежей лесостепной и степной зон Западной и Восточной Сибири. Созданы базы данных по сезонной (холодный и теплый периоды) эмиссии СО2 из почв естественных экосистем и залежных угодий лесостепной зоны Западной и Восточной Сибири. Базы данных прошли Государственную регистрацию в Роспатенте и имеют свидетельства. Задача 8. Выбраны репрезентативные участки, на которых в полевой сезон 2024 года проведена закладка десяти постоянных пробных площадей: 5 на постагрогенных ценозах (залежь) с травяным типом зарастания и 5 на пахотном участке под посевами ячменя. В совокупности с 5 ППП на естественных остепнённых лугах, заложенными в 2023 году, ППП залежных и пахотных ценозов образуют сукцессионно-трансформационный ряд репрезентативных БГЦ для оценки ритма углерода и прогноза его динамики в лесостепной зоне ЗС. Задача 9. За годовой цикл (ноябрь 2023 – октябрь 2024) суммарный поток С-СО2 из почв репрезентативных биогеоценозов Новосибирской области составил: из почвы в лесном биогеоценозе – 946 г С-СО2/м2, а из почв лугового биогеоценоза – 701 и 611 г С-СО2/м2 соответственно с некосимого и косимого вариантов. Вклад теплого периода (май-октябрь) в формирование суммарной годовой эмиссии СО2 составил от 54 до 62%, а на холодный период (ноябрь-апрель) пришлось 38 – 46%. Задача 10. Сформированы 5 многопараметрических баз данных по пулу углерода в почвах и растительности и потокам парниковых газов в естественных экосистем и залежей лесостепной и степной зон Западной и Восточной Сибири, из которых 3 зарегистрированы в Роспатент. До конца 2024 г. будет зарегистрировано еще 2 базы данных. Задача 11. За отчетный период количество новостных блоков о ходе выполнения научных исследований в рамках ВИП ГЗ, опубликованных на официальных интернет-страницах и соцсетях ИПА СО РАН и Консорциума, составило 17. Вывод о ходе выполнения. За отчетный период выполнены все запланированные работы.