НОВОСТИ ЛАБОРАТОРИИ ПОЧВЕННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

С сентября 2022 года ИПА СО РАН стал одним из исполнителей Важнейшего инновационного проекта Государственного значения (ВИП ГЗ) «Создание единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ» (Распоряжение Правительства РФ № 2515-р от 02.09.2022 г.) в части «Создание сети мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов в наземных экосистемах России на основе стандартизированной инфраструктуры мирового уровня». 23 сотрудника Института были задействованы в решении поставленных Правительством РФ задач, а именно:

1. Анализ имеющейся инфраструктуры пробных площадей по оценке пулов углерода и эмиссии СО₂ из почв естественных экосистем, а также постагрогенных территорий лесостепной зоны Западной и Восточной Сибири (ЗВС). 2. Определение запасов углерода в почвах ранее изучавшихся хронорядов в лесо-травяных экосистемах Новосибирской и Иркутской областей в рамках экстенсивного мониторинга.

Проведены инвентаризация имеющихся в ИПА СО РАН пробных площадей и оценка пула почвенного углерода в различных типах наземных экосистем (леса, степи, луга и залежи) Западной и Восточной Сибири на основе архивных и современных материалов. По имеющимся данным, за период 1912-1994 запасы углерода органических соединений (С_орг) в почвах Западной Сибири в слое 0-100 см составляют 531*108 т или 3,5% от мирового запаса почвенного углерода. Оценка потерь Сорг из почв Западной Сибири при их сельскохозяйственном использовании была выполнена для земель основного пахотного фонда на основе данных 710 разрезов. Общие потери Сорг за 50 лет составили 11,2.108 т или 29 % от их исходного запаса, при максимальных потерях из лугово-черноземных и луговых почв (10,2 кг С/м²) и минимальных из каштановых – (1,0 кг С/м²). Полученная исследователями ИПА СО РАН средняя оценка – 96 г/м² в год близка к нижней оценке, приводимой для пахотных земель мира (53-493 г/м² в год).

Сформированы цифровые многопараметрические базы данных по запасам С_орг в почвах естественных экосистем и залежей лесостепной и степной зон Западной и Восточной Сибири. На основе данных многолетних полевых исследований сотрудников ИПА СО РАН составлено описание 69 пробных площадей, в том числе, 67 на территории Западной Сибири, 2 – Восточной Сибири (Иркутская область) (рис. 1). Запасы С_орг в почвах пробных площадей этих регионов значительно варьируются от 35 до 310 т/га в метровом слое.

Рис. 1. Карта расположения пробных площадей, включенных в базы данных по запасам углерода органических соединений в почвах естественных экосистем и залежей лесостепной и степной зон Западной и Восточной Сибири.

На основе сформированных базах данных по ЗВС выявлены закономерности распределения запасов Сорг и зависимость пула почвенного углерода от важнейших факторов среды и свойств почв в этих регионах. В целом они соответствуют установленным ранее закономерностям для этих показателей, что характеризует базы данных и выбранные объекты как репрезентативные для дальнейшего изучения пула почвенного углерода и для проведения экстенсивного мониторинга на территории лесостепного и степного равнинных биомов Западной и Восточной Сибири.

3. Выбор новых тестовых полигонов для проведения экстенсивного мониторинга запасов углерода в почвах естественных, агрогенных и постагрогенных экосистем лестостепной зоны, на примере Новосибирской и Иркутской областей.

Выбраны территории для закладки дополнительных тестовых полигонов экстенсивного мониторинга пулов углерода на территории лесостепного и степного равнинных биомов Западной и Восточной Сибири (рис. 2).

Рис. 2. Карта-схема расположения тестовых полигонов экстенсивного мониторинга пулов углерода в различных экосистемах лесостепной зоны Западной и Восточной Сибири.

4. Выбор репрезентативных участков для проведения интенсивного мониторинга эмиссии СО₂ из почв (с учетом экосистемного разнообразия лесостепной зоны ЗВС.

Разработан проект размещения сети измерительных площадок для мониторинга потоков СО₂ из почв на территории Новосибирской области (Западная Сибирь) и Иркутской области (Восточная Сибирь). В Новосибирской области (НСО) площадки для интенсивного мониторинга эмиссии СО2 почв организуются впервые. До начала зимнего периода 2022-2023 г было определено месторасположения площадок и с опережением графика в НСО сооружены и запущены 2 (из 3-х запланированных) мониторинговые площадки на экосистемах «лес» и «луг не косимый» (рис. 3).

Рис. 3. Карта-схема расположения площадок мониторинга эмиссии СО2 из почв в Западной Сибири.

В Иркутской области в дополнение к двум действующим с 2019 года мониторинговым площадкам (Пашня и Залежь) создан проект третьей площадки, размещённой на участке с естественной экосистемой (луг суходольный). На всех площадках измерения проводятся камерным методом с помощью инфракрасного газоанализатора. Тестовые площадки в НСО будут оборудованы автономной метеостанцией, регистрирующей температуру почвы (слой 0-20 см), влажность почвы (слой 0-5 см), температуру воздуха, количество осадков, высоту снежного покрова.

С 1 ноября 2022 г. на сооруженных площадках в НСО сотрудниками лаборатории почвенно-физических процессов ИПА СО РАН ведутся регулярные (1 раз в неделю) замеры эмиссии СО₂ из почв естественных экосистем «лес» и «луг не косимый» (рис. 4) и начато формирование базы данных по потокам СО2 из почв данных экосистем (рис. 5).

Рис. 4. Полевые работы по измерению потоков СО2 из почв мониторинговых площадок в НСО.

Рис. 5. Высота снежного покрова и эмиссия СО2 из почв естественных экосистем «лес» (1) и «луг не косимый» (2) в холодный период 2022-2023 гидрологического года.