Ученые из Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (Томск) завершили полевой сезон, побывав на болотном стационаре «Васюганье». Там они отобрали пробы модельных деревьев древесного яруса этой экосистемы, которые будут в течение года детально исследованы в лабораторных условиях для определения запасов углерода. Вместе с результатами анализа образцов растительного покрова, почв, воды, подстилки, корней растений и торфа, взятых год назад, эти исследования позволят сделать выводы об углеродном балансе болотных экосистем Западной Сибири и вкладе в него различных факторов.
«По предварительным оценкам, вклад сфагновых мхов в ежегодное накопление углерода составляет около 50 %, а древесного яруса — порядка 30 %, поэтому недооценивать эти факторы нельзя. Хотя все процессы в болотных экосистемах, по сравнению с другими, происходят крайне медленно, всё же и они испытывают влияние климатических изменений. Поэтому столь важно выявить комплекс всех факторов, влияющих на баланс углерода в болотах», — отметила директор ИМКЭС СО РАН профессор РАН, доктор биологических наук Евгения Александровна Головацкая.
Сложность заключается в том, что деревья, произрастающие на болотах, — кривые и низкорослые, из-за чего методики, применяемые по отношению к лесным экосистемам, к ним совершенно не подходят. Трудно исследовать и состояние сфагнового покрова, который занимает большие площади на территории болот, поскольку из-за особенностей роста сфагновых мхов бывает непросто выделить живую часть этих мхов и еще сложнее оценить ежегодный прирост мха, который и показывает накопление углерода.
Томичи выбрали для своих исследований 15 модельных деревьев, типичных для этой экосистемы, у которых и взяли нужные пробы. Живописные сфагновые мхи ученые исследуют с помощью специальных ершиков, напоминающих всем знакомое приспособление для мытья стеклянной тары, только очень маленькое: высота такого ершика научного назначения всего 10 сантиметров. Год назад их воткнули в специально выбранные кочки, примерно по десять в каждую.
В ходе последнего полевого сезона ученые замерили высоту прироста мха: в среднем она составляет полтора сантиметра в год, а на более обводненных и рыхлых почвах — до четырех сантиметров. Были также отобраны пробы выросшего за год сфагнового покрова, чтобы на основании данных о величине вертикального прироста и массе сфагновых мхов рассчитать годовое накопление углерода сфагновыми мхами.
Исследование прошлогодних проб растительного покрова и торфа позволило оценить запасы углерода в растительности (без учета древесного яруса) и в торфяных залежах болотных экосистем. Итак, в среднем в одном квадратном метре растительности содержится три килограмма углерода, в одном метре торфяной залежи — около 12,5 кг.
«Сравним болотные экосистемы с лесными. В лесах Томской области содержится около 60 тонн углерода на гектар. Что же касается болот, то на одном гектаре растительности (без деревьев) — около 30 тонн на гектар, а еще в древесном ярусе — порядка 15 тонн на один гектар. Свой вклад вносят и торфяные залежи: только в метровом слое торфа содержится около 20 тонн на гектар. С учетом того, что нередко толщина торфяной залежи составляет два-три метра, запасы углерода в торфе могут достигать 70 тонн и выше на один гектар», — объясняет Евгения Головацкая.
Таким образом, запасы углерода в болотных экосистемах суммарно больше, нежели в лесных. Кроме того, естественные, ненарушенные болота являются стоком углерода из атмосферы еще и потому, что скорость процессов поглощения в них (за счет фотосинтеза, накопления торфа) превышает скорость процессов выделения углерода (эмиссия углекислого газа и метана, вынос его с болотными водами).
В кооперации с коллегами из Института космических исследований РАН (Москва) в рамках реализации гранта Министерства науки и высшего образования РФ на проведение научных исследований совместно с организациями стран БРИКС была осуществлена серия полетов беспилотника над болотами, что необходимо для создания эффективных автоматизированных методов биомониторинга водно-болотных угодий. Кроме того, болотоведы из ИМКЭС СО РАН побывали на территории стационара Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томск) «Плотниково», где выбрали модельные участки для оценки запасов углерода в фитомассе и торфе.
В ближайшее время ученых ждут лабораторные исследования всех взятых за сезон проб. Они уже строят планы на следующий экспедиционный сезон, в ходе которого будут продолжаться работы по измерению запасов углерода и отбираться дополнительные образцы, необходимые для завершения проекта. Полученные результаты позволят комплексно оценить вклад каждого из исследуемых факторов — растительности, мхов, древесного яруса, торфяной залежи — в углеродный баланс болотной экосистемы.
Исследования проводятся в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ». Над ее созданием работает консорциум «Ритм углерода», куда вошли два томских академических института: ИМКЭС СО РАН и ИОА СО РАН.
Ольга Булгакова, пресс-служба ТНЦ СО РАН
