Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Гуггенбергер Георг Германия
Номер договора
14.B25.31.0031
Период реализации проекта
2013-2017

По данным на 15.02.2021

14
Количество специалистов
572
научных публикаций
4
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Сотрудники лаборатории занимаются количественной оценкой ответных реакций природных экосистем Сибири, расположенных на вечной мерзлоте, на климатические изменения в отношении потерь углерода криогенными почвами и определением лежащих в основе этого явления процессов. Ученые создают карты напочвенного покрова, оценивают депонирование углерода биомассой для того, чтобы определить влияние уязвимости органического вещества почвы на процесс деградации вечной мерзлоты. Новые знания по ключевым проблемам баланса углерода важны для принятия решений государственными органами с целью создания эффективных стратегий по смягчению последствий глобального потепления и устойчивому управлению лесами.

Название проекта: Будущее углерода природных экосистем на вечной мерзлоте в Сибири: анализ процессов и уязвимость

Приоритет СНТР: ж

Цели и задачи

Направления исследований: Оценка отклика экосистем криолитозоны на климатические изменения, анализ и прогноз динамики растительности и круговорота биогенных элементов в геосфере на экосистемном, ландшафтном и региональном уровнях

Цель проекта: Оценка запасов органического вещества в криогенных почвах экосистем Сибири и анализ процессов, влияющих на баланс углерода в связи с деградацией вечной мерзлоты


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  1. Установлено, что повышение температуры стимулирует продуктивность растений в Арктике, поэтому особенно актуальным при таянии вечной мерзлоты может быть возникновение «прайминг-эффекта», при котором скорость разложения ПОВ (почвенное органическое вещество) микробным комплексом в присутствии корней растений может увеличиваться до четырех раз. На основе мета-анализа сопоставлены базы данных высокого разрешения пространственного распределения доминирующих в Арктике растений, базы данных величины сезонно-талого слоя и эмпирические данные по влиянию «прайминг-эффекта» живых растений на микробное дыхание. Показано, что в почвах, подстилаемых вечной мерзлотой, ризосферный «прайминг-эффект» (РПЭ) увеличивает почвенное дыхание на ~ 12%. Таким образом, вызванная РПЭ потеря органического углерода в виде парниковых газов из почв арктических регионов к 2100 году увеличится на ~ 40 Пг.
  2. Данные пятилетних наблюдений за динамикой выделения парниковых газов (СО2, СН4) из полевых инкубационных экспериментов с захороненной почвой в зоне сплошного распространения вечной мерзлоты, имитирующих природные процессы стабилизации органического вещества (тундровая экосистема, дельта р. Лена, о. Самойловский), показали, что эмиссия парниковых газов находится в прямой зависимости от температуры верхних горизонтов почвы (0-7 см), а природные экосистемы, расположенные в зоне вечной мерзлоты, имеют достаточно эффективный механизм сдерживания эмиссии парниковых газов (например, метанотрофные микробные ассоциации со мхами и лишайниками), и только экстренные климатические угрозы могут спровоцировать непрогнозируемые выбросы углекислого газа и метана.

Образование и переподготовка кадров:

  • Университет им. Г. Лейбница г. Ганновера (Германия): магистерский курс «Биогеохимические циклы в системе «почва-атмосфера»: процессы и механизмы»;
  • Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ): магистерский курс «Парниковые газы в зоне многолетней мерзлоты»;
  • Сибирский федеральный университет (СФУ): магистерские курсы «Экология микроорганизмов экстремальных местообитаний», «Анализ мультиспектральных космоснимков».
Сотрудничество:

  • Институт почвоведения Университета Ганновера им. Г. Лейбница (Германия): совместные исследования - получены новые знания об особенностях процессов трансформации и стабилизации органического вещества мерзлотных почв. Установлены закономерности формирования и распределения запасов почвенного органического вещества в экосистемах криолитозоны Сибири. Дана количественная оценка уязвимости почвенного органического вещества и потенциальных потерь почвенного углерода в условиях климатических изменений.

  • Технический университет, департамент леса, г. Зволен (Словакия): совместные исследования - получена уникальная информация о характерных особенностях почвенных лесорастительных условий мерзлотных лесных экосистем на плато Путорана Красноярский край. Проведено определение содержания общего углерода, азота и их стабильных изотопов. Определен гранулометрический состав почвы, фосфора, доступного для растений, концентрации обменных катионов K, Ca, Mg и Fe. Полученные данные наряду с данными дендрохронологического анализа позволили определить долгосрочные воздействия климатических факторов на функционирование мерзлотных экосистем в криолитозоне зоне Красноярского края.

  • Университета Стокгольма, департамент физической географии (Швеция): совместные исследования - проведены исследования по содержанию углерода, азота и их изотопов в органических и минеральных горизонтах почв экосистем на вечной мерзлоте Якутии в зависимости от климатических и лесорастительных условий.
  • Международный Институт Прикладного Системного Анализа (IIASA), г. Лаксенбург (Австрия): совместные исследования - участие в подготовке экспертного заключения по оценке адекватности методов определения запасов углерода в почве и в крупных древесных остатках на землях лесного фонда, предлагаемых «Методическими указаниями по количественному определению объема поглощения парниковых газов».

  • Арктический и антарктический институт (ААНИИ), г. Санкт-Петербург (Россия): совместные исследования - в совместной экспедиции сезона 65 РАЭ (Российской Антарктической Экспедиции) проведены исследования потоков парниковых газов и элементов цикла углерода в водных и наземных экосистемах в районе российской антарктической станции Беллинсгаузен, полуостров Файлдс, о. Кинг Джордж, Южные Шетландские острова (Западная Антарктика). Работы включали микробиологические, гидрохимические, гидрофизические, геокриологические, гидрологические и экологические наблюдения с целью получения новых данных о цикле углерода и потоков парниковых газов в наземных ландшафтах и водных экосистемах полуострова Файлдс.
  • Сибирский федеральный университет, г. Красноярск (Россия): совместные исследования - исследована метаболическая активность криогенных почв субарктической зоны Сибири по отношению к «зеленым» биопластикам. Изучена способность микробного сообщества криогенных почв лиственничников Центральной Сибири метаболизировать разлагаемый микробный биопластиск - поли-3-гидроксибутират (П3ГБ). Выделены и идентифицированы наиболее активные в отношении разложения П3ГБ бактерии и микроскопические грибы.

Скрыть Показать полностью
Evgrafova S., Zverev A., Abakumov E., Detsura A., Prokushkin A.
Metagenomic analysis as a bioinformatics tool to reconstruct the geochemical methane‑driving processes in bottom sediments of the Yenisei River. BMC Bioinformatics 21(Suppl 20):567 (2020).
Mukhortova, L., Schepaschenko, D., Moltchanova, E., Shvidenko, A., Khabarov, N., & See, L.
Respiration of Russian soils: climatic drivers and response to climate change. Science of the Total Environment 785:147314. (2021).
Prudnikova, S.V., Evgrafova, S.Y. and Volova, T.G.
Metabolic activity of cryogenic soils in the subarctic zone of Siberia towards “green” bioplastics. Chemosphere 263: 128180 (2021).
Masyagina, O.V., Evgrafova, S.Y., Menyailo, O.V., Mori, S., Koike, T. and Prokushkin, S.G.
Age-Dependent Changes in Soil Respiration and Associated Parameters in Siberian Permafrost Larch Stands Affected by Wildfire. Forests 12 (1): 107 (2021).
Mukhortova L., Pashenova N., Meteleva M., Krivobokov L., Gugenberger G.
Temperature sensitivity of CO2 CH4 fluxes from coarse woody debris in Northern boreal forests. Forests 12 (5): 624 (2021).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория предсказуемости климата

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук

Науки о Земле и смежные экологические науки

Москва

Кинлисайд Ноэл

Австралия, Великобритания

2021-2023

Международная лаборатория палеоэкологических реконструкций

Институт географии Российской академии наук

Науки о Земле и смежные экологические науки

Москва

Легран Мишель

Франция

2021-2023

Лаборатория Исследований Озонового слоя и Верхней Атмосферы

Санкт-Петербургский государственный университет

Науки о Земле и смежные экологические науки

Санкт-Петербург

Розанов Евгений Владимирович

Россия

2021-2023