Экофизиология биогеоценозов криолитозоны

Научные результаты:

• Исследованы закономерности распределения запасов органического углерода в почвах Средней Сибири на уровне экосистем, ландшафтов и биомов. Выявлены лежащие в его основе особенности генезиса почв и процессов почвообразования.
• Сформированы базы данных гидрохимического состава атмосферных осадков, почвенных вод и поверхностного стока для Среднесибирского плоскогорья.
• Разработан алгоритм применения данных спутниковой системы GRACE для исследований пространственной и временной динамики сезонно-талого слоя криогенных почв.
• Выполнен сравнительный анализ степени уязвимости мерзлотных почв для микробной трансформации и дана оценка возможных потерь запасов почвенного органического углерода в атмосферу и гидросферу в результате деградации вечной мерзлоты.
• Выявлены отличительные характеристики круговорота углерода и азота в почвах тундровых экосистем арктической зоны Сибири, а также дан прогноз величины потенциальной эмиссии СО₂ в атмосферу и углеродного баланса арктических экосистем вследствие климатических изменений.

Внедрение результатов исследования:

• Программа для ЭВМ (ПР): Программа для расчета пирологического описания лесоустроительных выделов;

• Программа для ЭВМ (ПР): Программа для прогноза распространения низового пожара;

• Изобретение (ИП): Способ выявления и картографирования структуры почвенного покрова методом съемки в инфракрасном диапазоне спектра;

• Изобретение (ИП): Способ определения количества и характера пространственного распределения твердых атмосферных осадков.

Образование и переподготовка кадров:

• Проведена стажировка 29 молодых ученых из сторонних организаций.

• Защиты: 4 докторские и 7 кандидатских диссертаций.

• Организована школа молодых ученых и специалистов.

• Разработаны и внедрены в программу Института леса СО РАН 10 лекционных курсов для аспирантов очной и заочной форм обучения: Биогеохимия мерзлотных ландшафтов; Исследование водных ресурсов аэрокосмическими средствами; Современные концептуальные подходы к структуре и свойствам органического вещества почвы; Газообмен в системе почва-атмосфера: методические подходы, процессы и особенности баланса углерода в криогенных экосистемах; Потоки парниковых газов в мерзлотных экосистемах; Лесная климатология и гидрология; Фитоценология; Современные методы биохимического анализа растений; Биогеохимические циклы в системе почва-атмосфера: процессы и механизмы; Современные методы исследования органического вещества почвы.

• Институт почвоведения университета имени Г. Лейбница (Германия), Университет Мартина-Лютера (Германия), Институт микробиологии Университета Эрнста Морица Арндта (Германия), Университет Кобленца-Ландау (Германия), Институт полярных исследований (Австрия), Университет Вены (Австрия), Университет Стокгольма (Швеция), Университет Южной Богемии (Чехия), Университет Нового Хемпшира, (США), Университет Ланкастера (Великобритания), Университет Восточной Финляндии (Финляндия), Университет Бергена (Норвегия), Университет Берна (Швейцария), Центральный сибирский ботанический сад СО РАН (Россия), Геокриологическая лаборатория Института мерзлотоведения имени П. И. Мельникова СО РАН (Россия): совместные исследования процессов трансформации и стабилизации органического вещества мерзлотных почв, изучение особенностей формирования и распределения запасов почвенного органического вещества в экосистемах криолитозоны Сибири, оценка уязвимости почвенного органического вещества и потенциальных потерь почвенного углерода в условиях климатических изменений

• Алтайский государственный университет (Россия), Институт водных и экологических проблем СО РАН (Россия), Институт климата и инновационного земледелия имени Иоганна Генриха фон Тюнена (Германия): совместные исследования влияния климата и землепользования на состояние органического вещества почв в сухих степях юга Сибири

• Институт сельского хозяйства сутбропиков (Китай): исследования особенностей углеродного обмена гидроморфных почв в агроценозах, процессов стабилизации и трансформации почвенного органического вещества

• Университет Ланчжоу (Китай), Институт исследований Тибетского плато (Китай), Университет Байройта (Германия): исследования динамики растительности и углеродного баланса экосистем Тибетского плато при антропогенной нагрузке в условиях изменяющегося климата

• Международный институт прикладного системного анализа (Австрия): исследования вклада почв в углеродный баланс экосистем России и оценка его потерь за счет гетеротрофного дыхания

• Сибирский федеральный университет (Россия): разработка алгоритма для использования данных спутниковой системы GRACE при оценке временной динамики сезонно-талого слоя криогенных почв

• Университет Эрлангена (Германия), Всемирный центр аграрных и лесных экосистем (Кения): исследования влияния климатических изменений и антропогенной нагрузки на углеродный баланс высокогорных тропических лесов

• Институт биогеохимии Макса Планка (Германия): исследования вертикального профиля парниковых газов и аэрозолей в пограничном слое атмосферы в Среднетаежной подзоне Сибири

• Университет Хельсинки (Финляндия): исследование долгосрочных воздействий лесных пожаров на пулы и потоки углерода и азота в арктических и субарктических экосистемах на вечной мерзлоте

• Объединение научно-исследовательских центров имени Гельмгольца (Германия), Гамбургский университет (Германия): исследования эмиссии метана с поверхности почв морозобойных полигонов мерзлотных экосистем в дельте р. Лена, исследования микроорганизмов цикла метана и особенностей их функционирования в водоемах Арктики

• Объединение научно-исследовательских центров имени Гельмгольца (Германия), Институт Арктики и Антарктики Росгидромета (Россия), Санкт-Петербургский государственный университет (Россия): исследования потоков парниковых газов при разложении органики, захороненной в вечной мерзлоте, в полевом инкубационном эксперименте на о. Самойловский, совместные исследования распределения потоков выноса углерода в атмосферу и гидросферу на примере арктических лимносистем, проведение пятой полевой школы-семинара молодых исследователей «Полевые методы исследования особенностей цикла углерода в полярных регионах», проект РФФИ Арктика № 18-05-60291 «Адаптация арктических лимносистем к быстрому изменению климата»