Теоретические и экспериментальные исследования динамики запасов углерода в почвах лесных, пахотных и залежных экосистем России в условиях изменяющегося климата, Романовская А.А.

В ходе работы в рамках данного проекта был произведен сбор, обобщение и анализ существующих международных и национальных методов оценки динамики углерода в почвах лесных, пахотных и залежных экосистем, включая методы математического моделирования баланса углерода экосистем. Был проведен выбор математических моделей наиболее приемлемых для оценки динамики баланса почвенного углерода в разных типах экосистем в масштабе России. В 2009 году нами осуществлен выбор пробных площадок для исследования запасов углерода почв лесных, пахотных и залежных земель на территории центральной части Валдайской возвышенности (Новгородская обл.) на полигонах Валдайского филиала Государственного Гидрологического Института «Таежный лог» (лес) и «Усадье» (поле). Проведен отбор опытных образцов почв и растительности, выполнен анализ продуктивности пахотных и залежных экосистем, а также травянистого яруса лесных экосистем. Для решения задачи развития теоретических представлений об особенностях биогеохимического цикла углерода в природных экосистемах и совершенствования методов расчетного мониторинга оценок биогенных парниковых газов был осуществлен сбор литературных данных о содержании углерода в лесных почвах. Определен формат создаваемой базы данных по содержанию углерода в почвах лесных экосистем (СУБД Microsoft Access). Начат сбор соответствующей информации по данным литературы, при этом проанализировано 78 источников литературы. Из них в базу данных занесена информация по 207 разрезам. Всего в базе данных на текущий момент содержится около 2000 записей. Для проведения мониторинга поглощения СО2 почвами залежных земель нами составлена карта ГИС, имеющая три взаимосвязанных слоя: почвенная карта России, карта типов растительности и административная карта страны, и выявлено 1206 полигонов пахотных земель, каждый из которых характеризуется уникальным набором почвенных, растительных характеристик и областной принадлежности. Для всех полигонов заданы начальные параметры модели по среднемесячным погодным данным, начальный запас почвенного органического углерода, а также данные по ежегодной продуктивности растительности в каждой растительной зоне. Использование дистанционных методов зондирования позволяет эффективно оценивать в первую очередь количественные изменения возделываемой площади благодаря обширному охвату территории. Выбор материалов дистанционного зондирования для создания ГИС с целью картографирования почвенного и лесного покрова позволяет использовать снимки аналогичных параметров и для оценки изменения структуры землепользования. В связи с этим выбраны три области в Центральном районе РФ, обладающие подобной тенденцией: Тульская, Калужская и Вологодская, которые интересны для отслеживания динамики соотношения лесистости и сельхозугодий как типичные представители лесной зоны Нечерноземья и хорошо дешифрируемой площади лесов. В ходе следующего этапа проекта в 2010 году предполагается дальнейшее формирование баз данных для математического моделирования; получение результатов экспериментальных исследований, верификация первичных расчетных данных по модели с экспериментальными результатами измерения запасов углерода в разных типах экосистем и уточнение и калибровка параметров моделей. Согласно разработанным усовершенствованным методам расчета динамики запасов почвенного углерода в лесных, пахотных и залежных экосистемах России предполагается впервые провести оценки потоков диоксида углерода за период с 1990 по 2008 год.