Ученые узнают, чем "питаются" зимой болота Сибири и Арктики
13.07.2023
Торфяные болота, большие площади которых находятся в Сибири, – важнейшие регуляторы климата на планете. Болотные экосистемы тысячелетиями накапливают углерод, захоранивая его вместе с растениями. Ученые Томского государственного университета исследуют роль сезонного и многолетнего промерзания торфяных почв в изменении потоков углерода, металлов и питательных органических веществ. Это поможет выяснить, как торфяники будут вести себя в случае потепления и смогут ли они по-прежнему способствовать охлаждению планеты. Проект поддержан грантом РНФ.
"Раньше считалось, что зима – это время, когда болото "спит", в нем практически ничего не происходит", объясняет основной исполнитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Сергей Лойко. "Предыдущие исследования, проведенные при поддержке РНФ, показали, что это совсем не так. При отрицательных температурах тоже осуществляется перенос воды и растворенных в ней питательных веществ. Происходит их криоподтягивание из нижней незамерзшей части болота. Через мельчайшие поры, в которых остается жидкая вода даже при отрицательных температурах, мигрируют углерод, макро- и микроэлементы. Движение это прекращается там, где температура промерзающего грунта опускается ниже -3-5°С. В этом месте формируется наибольшая их концентрация".
Задача нового проекта – оценить такие процессы в болотах разных ландшафтных зон. Объектами исследования ученых лаборатории "БиоГеоКлим" станут Васюганское болото, которое является самым большим в мире, и болотные экосистемы в южной тундре и тайге на территории от Стрежевого до Тазовского и Ханымея (ЯНАО), в том числе в зоне вечной мерзлоты.
Ученые намерены провести зимние и летние полевые исследования, а также поставить серию экспериментов с замораживанием и оттаиванием образцов. Полевая часть нацелена на разбор механизма криоподтягивания питательных веществ, оценку пиков обогащения, исследование состава микроорганизмов, живущих в болотах и являющихся важной частью этой экосистемы, в частности, влияющих на разложение органики.
В ходе экспериментов исследователи постараются выяснить, что произойдет в случае потепления, в частности, если механизм криоподтягивания питательных элементов отключится. Теоретически, по словам ученых, это должно привести к уменьшению растительной массы, которая, отмирая вместе с накопленным углеродом, захоранивается в торфяниках. Если это произойдет, то снижение способности болот к депонированию углерода из атмосферы нарушит климаторегулирующую роль болот и их функцию по охлаждению планеты.
Помимо поглощения углерода, болота оказывают и другие климатические услуги человечеству: например, в период весеннего половодья сглаживают пики паводков в реках. Во время жары идет обратный процесс – они отдают воду порциями и смягчают засуху.
Добавим, что влияние трансформации климата на болота и другие экосистемы (почвы, озера, крупнейшие реки, леса, вечную мерзлоту) является предметом исследования масштабного стратпроекта "Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни", который Томский государственный университет реализует при поддержке федеральной программы "Приоритет 2030".
В полевом сезоне 2023 года запланирован ряд экспедиций, которые позволят получить фундаментальные данные о цикле углерода на территории Сибири и Арктики. В частности, планируется комплексная экспедиция по четырем арктическим морям; санно-тракторная экспедиция к морю Лаптевых с целью изучения процессов, происходящих на шельфе; зимняя экспедиция на Ладожское озеро; исследования на Оби в Кайбасово и еще несколько крупных проектов, нацеленных на изучение дисбаланса цикла углерода, ведущего к увеличению эмиссии парниковых газов.
Источник: Пресс-служба ТГУ
"Раньше считалось, что зима – это время, когда болото "спит", в нем практически ничего не происходит", объясняет основной исполнитель проекта, ведущий научный сотрудник лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ Сергей Лойко. "Предыдущие исследования, проведенные при поддержке РНФ, показали, что это совсем не так. При отрицательных температурах тоже осуществляется перенос воды и растворенных в ней питательных веществ. Происходит их криоподтягивание из нижней незамерзшей части болота. Через мельчайшие поры, в которых остается жидкая вода даже при отрицательных температурах, мигрируют углерод, макро- и микроэлементы. Движение это прекращается там, где температура промерзающего грунта опускается ниже -3-5°С. В этом месте формируется наибольшая их концентрация".
Задача нового проекта – оценить такие процессы в болотах разных ландшафтных зон. Объектами исследования ученых лаборатории "БиоГеоКлим" станут Васюганское болото, которое является самым большим в мире, и болотные экосистемы в южной тундре и тайге на территории от Стрежевого до Тазовского и Ханымея (ЯНАО), в том числе в зоне вечной мерзлоты.
Ученые намерены провести зимние и летние полевые исследования, а также поставить серию экспериментов с замораживанием и оттаиванием образцов. Полевая часть нацелена на разбор механизма криоподтягивания питательных веществ, оценку пиков обогащения, исследование состава микроорганизмов, живущих в болотах и являющихся важной частью этой экосистемы, в частности, влияющих на разложение органики.
В ходе экспериментов исследователи постараются выяснить, что произойдет в случае потепления, в частности, если механизм криоподтягивания питательных элементов отключится. Теоретически, по словам ученых, это должно привести к уменьшению растительной массы, которая, отмирая вместе с накопленным углеродом, захоранивается в торфяниках. Если это произойдет, то снижение способности болот к депонированию углерода из атмосферы нарушит климаторегулирующую роль болот и их функцию по охлаждению планеты.
Помимо поглощения углерода, болота оказывают и другие климатические услуги человечеству: например, в период весеннего половодья сглаживают пики паводков в реках. Во время жары идет обратный процесс – они отдают воду порциями и смягчают засуху.
Добавим, что влияние трансформации климата на болота и другие экосистемы (почвы, озера, крупнейшие реки, леса, вечную мерзлоту) является предметом исследования масштабного стратпроекта "Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни", который Томский государственный университет реализует при поддержке федеральной программы "Приоритет 2030".
В полевом сезоне 2023 года запланирован ряд экспедиций, которые позволят получить фундаментальные данные о цикле углерода на территории Сибири и Арктики. В частности, планируется комплексная экспедиция по четырем арктическим морям; санно-тракторная экспедиция к морю Лаптевых с целью изучения процессов, происходящих на шельфе; зимняя экспедиция на Ладожское озеро; исследования на Оби в Кайбасово и еще несколько крупных проектов, нацеленных на изучение дисбаланса цикла углерода, ведущего к увеличению эмиссии парниковых газов.
Источник: Пресс-служба ТГУ