Биогеохимия углерода и сопряженных микроэлементов в экосистемах торфяных болот Северо-Запада России в гидрологическом континууме

Потепление климата в Арктике может привести к высвобождению углерода (С) из торфов и лесных почв, распространенных в северных широтах России, в том числе и криолитозоне, в атмосферу, реки и озера, что потенциально может способствовать глобальному потеплению климата за счет эмиссии парниковых газов. В Северной Евразии, на территории распространения многолетнемерзлых пород, относящейся к арктическим и субарктическим зонам, торфяники занимают площадь более 2,8 млн. кв. км, заключая в себе огромное количество чувствительного к внешним воздействиям углерода не только в торфе, но и в поверхностных водах, главным образом – термокарстовых озерах. По последним оценкам, выброс углерода из озер и рек, расположенных в зоне вечной мерзлоты, значительно превышает латеральный поток углерода с внутриконтинентальными водами в океан. В тоже время механизмы, контролирующие обмен углерода между атмосферой, водой и донными отложениями, остаются малоизученными. Настоящий проект направлен на изучение биогеохимических процессов трансформации углерода и сопряженных элементов с применением экосистемного подхода, сочетающего современные гидрохимические, биогеохимические, микробиологические и гидробиологические методы, включающие натурные исследования и экспериментальное моделирование. Биологические и физико-химические процессы в водной толще и донных отложениях рек и озер, расположенных в зонах распространения вечной мерзлоты, могут быть основными контролирующими факторами цикла углерода и функционирования экосистем. Таким образом, в результате выполнения проекта будут определены ключевые факторы, контролирующие трансформацию органического углерода и эмиссию парниковых газов, миграцию биогенных веществ и металлов в арктическо-субарктических поверхностных водах мерзлых и не мерзлых торфяников в Северной Евразии (на примере Архангельской области и Ненецкого автономного округа). Проект представляет собой первый шаг к пониманию на экосистемном уровне реакции мерзлых и не мерзлых торфяников Северо-Запада России на продолжающееся изменение климата путем интеграции гидрохимических, гидрологических, микробиологических и гидробиологических подходов к водным экосистемам торфяных болот вдоль "гидрологического континуума" от питающей провинции до терминального крупного гидрологического объекта (река, озеро). Настоящий междисциплинарный проект обеспечит комплексную оценку абиотических и биотических факторов, контролирующих цикл углерода во внутренних водах таежно-тундровых районов, наиболее подверженных климатическим изменениям. Главным образом, будет изучен обмен парниковых газов (СО2 и СН4) между водными объектами и атмосферой, а также экспорт наземного углерода в прибрежные районы с поверхностным стоком. Полученные в ходе выполнения проекта результаты будут иметь фундаментальное значение, поскольку обеспечат первую количественную оценку роли гидрологического континуума «почвенные воды - просадки и мочажины - малые ручьи - внутриболотные озера - малые реки - крупная река или озеро» в цикле углерода экосистем в сравнительном аспекте мерзлых и не мерзлых торфяников.