ИСТИНА

Основная научная проблема предлагаемого проекта – оценка запасов и динамики "голубого углерода" береговой зоны холодных морей как важного компонента глобального углеродного цикла.

In the context of global climate change in recent decades, extensive data on carbon stocks and dynamics in terrestrial landscapes and in the ocean have been obtained. We know much less about the carbon cycle in the contact zone of the sea and land – in coastal landscapes. This is due to the complexity of coastal landscapes, where the carbon source is not only biogenic accumulation, but also the contribution of terrigenous runoff, as well as the input and removal due to the activities of the sea. The main scientific objective of the proposed project is to assess the reserves of organic carbon in the biomass and soil organic matter of wetlands on the shores of the seas of the western part of the Arctic Ocean and to model their dynamics under a changing climate. As part of the solution of this task, methodological support for the assessment of carbon stocks and dynamics in coastal landscapes will be developed on the basis of field, remote and calculated data. In this project, we propose to use field data on several representative coastal ecosystems together with the available legacy data to assess current reserves and potential carbon sequestration in biomass and soil organic matter in ecosystems, primarily marsh (laida) meadows. These data will be extrapolated to the coastal areas of the entire western part of the Russian Arctic using the classification of coastal areas based on available satellite images. We will use mathematical modeling to assess the carbon balance in biomass and soils in a changing climate, including scenarios involving fluctuations in sea water levels. To assess the potential of these ecosystems for the absorption and long-term fixation of atmospheric carbon, we will use field data from reference areas and specially developed mathematical models that will take into account carbon deposition in coastal wetlands, as well as carbon transport from and to the sea. Carbon loss due to coastal erosion will be included in the overall carbon balance in the ecosystems of marshes and laidas. Currently, there are no models that would successfully describe carbon accumulation in complex conditions of the tidal zone and taking into account storm surges. For coastal wetlands, we will specially develop a model that takes into account periodic flooding and salt stress acting on plants and microorganisms, as well as the introduction of carbon from terrigenous waters and its loss due to coastal erosion. The approximation made on the basis of mathematical modeling will be extrapolated to the coastal areas of the world using a classification based on remote sensing data. We will calculate the carbon uptake potential of coastal wetlands on the shores of the Arctic Ocean seas under various climatic scenarios. One of the simulated scenarios will be the possible flooding of coastal areas due to sea level rise against the background of global warming.

В научном плане проект предлагает оценку динамики углерода на границе моря и суши в западной части Российской Арктики, а также пространственного распределения потоков углерода в береговых экосистемах, морской воде и атмосфере на основе данных полевых исследований, дистанционного зондирования и математического моделирования.Группа почвоведов и географов – сотрудников Московского университета ожидает получить информацию о цикле углерода в отложениях и почвах береговой зоны, особенностях его накопления в ходе почвообразования, привноса с морскими и континентальными водами, потери в результате эрозии берегов и почвенного дыхания. Группа ботаников и физиологов растений из Петрозаводского государственного университета ожидает получить информацию о биомассе, её приросте и динамике в ходе сукцессий на маршах. Следует отметить, что в настоящее время специалистов по растительности маршей в МГУ нет; группа специалистов Петрозаводского университета является практически единственной крупной активной научной командой, работающей по берегам северных морей. Совместно группы смогут получить полную информацию о балансе углерода в береговых ландшафтах российского Севера. Научная значимость проекта заключается в том, что впервые будет проведена комплексная оценка важного компонента «голубого углерода», связанного с береговыми ландшафтами Российской Арктики. Это имеет фундаментальное значение, поскольку до настоящего времени мы не знали реального баланса углерода берегов западного сектора морей бассейна Северного Ледовитого океана. В то же время работа имеет и практическую значимость в связи с возросшим общественным интересом к углеродной тематике, которая отражает озабоченность проблемами поступления в атмосферу климатически активных газов. В этом контексте предлагаемое исследование может ответить на вопрос, какие геоморфологические и почвообразовательные процессы влияют на нетто-баланс углерода и какова динамика поглощения атмосферного углерода биомассой приморских растительных сообществ. Потенциально мы можем рассматривать возможность управления береговыми ландшафтами для стимулирования долговременной фиксации атмосферного углерода. В настоящее время не предпринимается попыток включить прибрежные водно-болотные угодья в систему «карбонового фермерства». Отсутствие подобных работ оказывает негативное влияние на развитие низкоуглеродной экономики и лишает возможности жителей прибрежных областей активно включаться в создание карбоновых ферм. Таким образом, настоящее исследование является актуальным с социально-экономической точки зрения, поскольку работает на развитие одного из наиболее динамично развивающихся направлений в экономике – включению карбоновой повестки в сектор реальной экономики. Включение «голубого углерода» в указанную повестку позволит преодолеть ряд технических, технологических, ресурсных и экологических ограничений на научно-технологическое развития прибрежных регионов страны.

С 2000 года специалистами ПетрГУ проводится комплексная оценка устойчивости и уязвимости приморских экосистем на примере двух уникальных геоморфлогических объектов Белого моря – меромиктический водоем (окр. села Кереть) и томболо или перейма (окр. села Колежма). Коллектив исполнителей от географического факультета МГУ включает в себя сотрудников лаборатории геоэкологии Севера географического ф-та МГУ, членов рабочей группы «динамики берегов и дна арктических морей» (руководитель С.А. Огородов). За период своего функционирования рабочая группа внесла заметный вклад в исследование геоморфологии и динамики берегов и дна арктических морей. Членами рабочей группы «динамики берегов и дна арктических морей» (рук. С.А. Огородов) за последние 5 лет были выполнены работы по 5 грантам РНФ, 7 грантам РФФИ, принято участие в 9 крупных экспедициях в различные районы Российской Арктики, защищено 3 кандидатские диссертации, зарегистрировано 2 патента, выпущен 1 электронный атлас, составлены карты для Национального атласа Арктики (2017). Опыт коллектива в оценке потоков парниковых газов из почв также подтверждается наличием опубликованных результатов, проведенных ранее исследований. Исследования по данной тематике были поддержаны двумя грантами Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук (руководитель А.А. Бобрик). Основные научные результаты связаны с исследованием закономерностей распределения компонентов углеродного цикла почв экосистем северной, средней и южной тайги, лесотундры и тундры Западной Сибири. Проведена оценка их пространственной вариабельности и взаимосвязи, также определено, какие факторы среды и в какой степени оказывают влияние на эмиссию углерода из почв (Bobrik et al., 2018; Bobrik et al., 2020). Опыт коллектива в области моделирования динамики запасов углерода подтверждается наличием положительных результатов ранее проведенных исследований и разработок, направленных на решение сходных задач.