Сеть стационаров ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» расположена в разных климатических и географических зонах Сибири. Каждый год ученые выезжают на полевые работы, чтобы собрать новые данные об экосистемах макрорегиона. Многие стационары работают круглогодично, но всё же наибольшее количество данных и результатов приходится на полевой сезон с мая по октябрь. Ученые ФИЦ КНЦ СО РАН поделились итогами полевого сезона.
Новая арктическая мачта
В 2005 году на севере Красноярского края в Туруханской тайге красноярскими учеными при активном участии коллег из Германии была построена обсерватория ZOTTO, которая стала основой для сети наблюдений за парниковыми газами в атмосфере северных территорий Сибири. Место наблюдений выбрано неслучайно: регион высоких широт отличается наибольшей чувствительностью к трансформации климата. Для долгосрочных прогнозов последствий этого явления ученым необходимо знать, как меняется содержание парниковых газов в экосистемах по всему бассейну реки Енисей: в таежных лесах, лесотундре и тундре.
Сердце обсерватории — стальная 300-метровая мачта, на разных высотах которой размещены воздухозаборники и метеорологические датчики. По трубопроводам воздух поступает в лабораторный бункер у основания мачты, где расположены современные газоанализаторы. Здесь проводятся высокоточные измерения газового состава атмосферы в пограничном, хорошо перемешиваемом слое атмосферы. Данные позволяют судить о составе парниковых газов над континентальной территорией Сибири площадью более 2,5 миллионов квадратных метров. Дополнительно ученые работают на сети небольших микрометеорологических мачт, чтобы уточнить количества углерода, который выделяют или поглощают конкретные экосистемы.
В этом году заработала новая станция долгосрочного мониторинга парниковых газов: специалисты установили матчу DIAMIS в Диксоне — самом северном городе России. Арктика — регион, где формируется климат Северной Евразии и Северного полушария. Кроме того, это природный полигон, где изменения климата и окружающей среды происходят первыми и с большими амплитудами. Важная задача — оценить влияние газового состава Арктической зоны на атмосферный сигнал, который регистрируется обсерваторией ZOTTO.
«До последнего времени белым пятном в проводимых исследованиях оставался перенос парниковых газов с акватории Северного Ледовитого океана и его вклад в общий сигнал, получаемый на базе обсерватории ZOTTO. В этом году мы разместили компактную систему круглогодичного мониторинга парниковых газов на побережье Карского моря. Это позволит совместить полученные анализы и составить новую карту парниковых газов», — рассказал научный координатор обсерватории ZOTTO и научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачёва ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат биологических наук Алексей Васильевич Панов.
Новая станция DIAMIS будет функционировать в связке с обсерваторией ZOTTO. Подобно «большой» обсерватории, в основе новой станции — десятиметровая мачта, на которой размещены метеорологические датчики и воздухозаборник, а современный газоанализатор установлен ниже, в жилом отапливаемом помещении. Измерительная система спроектирована таким образом, чтобы обеспечить достаточную автономность работы. Большое содействие красноярским ученым в Арктике оказал инспектор по охране окружающей среды заповедника «Большой Арктический» Игорь Николаевич Корниенко. По его словам, интерес к сотрудничеству с наукой неслучаен, данные об изменениях, которые происходят в арктических экосистемах, пригодятся не только ученым, но и специалистам заповедников Таймыра.
Личинки комаров
На юге Сибири, в Республике Хакасия, на берегу озера Шира, расположен стационар Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН. Уже больше двадцати лет он является базой для исследований экосистем соленых озер. Красноярские ученые ведут свои работы в сотрудничестве с коллегами из различных регионов страны и мира. На базе стационара реализованы многочисленные проекты российских и зарубежных фондов. Результаты опубликованы в десятках научных статей, научных монографиях. На сегодня озеро Шира является одним из самых изученных соленых озер мира. Но прелесть наук о жизни и Земле в том, что каждая экосистема практически неисчерпаемый источник новых знаний.
Водные экосистемы являются одним из главных источников полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейства омега-3, которые необходимы как водным, так и наземным организмам. Несколько лет назад красноярские ученые начали проект по исследованию роли насекомых, личинки которых развиваются в озера Шира, в распространении жирных кислот по цепям питания на суше. Многие насекомые на личиночной стадии живут в воде. Там они питаются водорослями, которые богаты ПНЖК, и накапливают их в своей биомассе. Подрастая, взрослые насекомые вылетают из озера и выносят на сушу физиологически ценные вещества. Одна из главных задач ученых — определить основных потребителей этих жирных кислот на суше.
В озере Шира в больших количествах развиваются хирономиды — личинки комаров-звонцов. Вылетевшие из водоема комары, становятся кормом, а значит, и источником ПНЖК, для насекомоядных животных. Ученым нужно было выяснить, сколько омега-3-кислот выносят хирономиды из водоема и как далеко они их разносят. Чтобы определить количество вылетающих насекомых и расстояние полета, исследователи в течение лета устанавливали в озере и на берегу специальные ловушки.
«Результаты прошлого года показали, что примерно половина комаров, вылетевших из озера, роятся в пределах 25-метровой прибрежной полосы. На каждый квадратный метр этой территории хирономиды выносят около 15 мг омега-3-ПНЖК в год. Этим летом мы акцентировали внимание на потребителях хирономид, которые распространяют ПНЖК дальше от озера. Мы отлавливали пауков и полевок, которые потенциально могут потреблять комаров-звонцов. Сейчас нужно провести биохимические анализы и оценить, какая часть «вылетевших» из озера жирных кислот пойдет по трофической цепи дальше», — пояснила старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН, доцент кафедры водных и наземных экосистем СФУ кандидат биологических наук Олеся Николаевна Кормилец (Махутова).
В дальнейшем красноярские биофизики планируют изучить следующее звено распространения ПНЖК — насекомоядных птиц. Специалисты отмечают, что в распространении полезных кислот большую роль играет сезонная динамика. Ученые выяснили, что хирономиды массово вылетают с мая по июнь. В это же время выклевываются птенцы, которые питаются насекомыми с водоема. Недавно было установлено, что многим организмам омега-3-ПНЖК нужны только на определенных стадиях развития. Допустим, ласточкам эти кислоты необходимы на стадии оперения птенцов. Потепление климата или вмешательство человека в экосистему могут привести не только к изменениям внутри водоема, но и в прилегающих наземных экосистемах. Например, если сдвигаются сроки замерзания и схода льда, то меняется время вылета насекомых, а значит, и птицы должны адаптироваться к новым условиям, иначе они могут погибнуть.
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН
Фото предоставлены исследователями
