_

Руководитель: Лукина Н.В.

Сроки выполнения: 2019-2020 гг.

Аннотация: Развитие концепции о биогеохимических циклах углерода относится к важнейшим научным задачам, носящим фундаментальный характер и имеющим огромное прикладное значение. Парижская климатическая конференция, на которой делегации 196 стран приняли новую договоренность Рамочной конвенции ООН об изменениях климата, подтверждает чрезвычайно высокую актуальность проблемы оценки вклада лесов в поглощение парниковых газов. На территории России представлена мозаика различных сукцессионных стадий лесов, обусловленная комбинированным действием естественных и антропогенных факторов. Однако результатов исследований, на основании которых можно сделать определенные заключения о связи между сукцессионным статусом лесов и закономерностями накопления и динамики почвенного углерода в них явно недостаточно.

На этапе реализации проекта в период 2016-2018 гг. нами проведены:

1. сравнительные оценки уровня аккумуляции почвенного углерода в смешанных хвойно-широколиственных лесах Центра Русской равнины и Северо-Западного Кавказа с учетом их сукцессионного статуса и в таежных лесах северо-запада России;
2. оценки годового выноса органического углерода с почвенными водами в северотаежных (Мурманская область) и смешанных хвойно-широколиственных (Брянская область) лесах в сравнении с данными, полученными в результате других исследований по сходной методике в среднетаежных лесах (Республика Карелия) и хвойно-широколиственных лесах (Московская область);
3. оценки комбинированного влияния внешних факторов (возрастание поступления из атмосферы соединений азота, изменения климата, пожары и режимы лесопользования) на продукцию фитомассы, динамику запасов углерода и азота в лесных экосистемах, в том числе в почвах, и видового состава древостоя с учетом типов таежных лесов северо-запада России и их сравнения с результатами таких оценок в хвойно-широколиственных лесах с использованием модели EFIMOD.

Данный проект 2019-2020 гг. направлен на решение актуальных задач с целью развития представлений о связях между сукцессионным статусом лесов и аккумуляцией углерода в лесных почвах Анализ современных зарубежных и отечественных работ позволяют заключить, что для глубокого понимания связей между сукцессионным статусом лесов и  аккумуляцией почвенного углерода в лесах к важнейшим современным направлениям исследований относятся:

• оценка роли растительности и почвенной биоты в  динамике почвенного углерода;
• оценка открытости биогеохимических циклов в лесах на разных стадиях сукцессий;
• модельные оценки и прогнозы, включающие комбинированное влияние антропогенных, биотических и абиотических факторов на аккумуляцию почвенного углерода в лесах в ходе их сукцессионного развития.

Научные задачи проекта:

1. дать оценку биогенных механизмов аккумуляции углерода и азота в лесных почвах с учетом мозаичности лесов на разных стадиях сукцессий:

• влияние качества растительного опада (содержание в опаде элементов питания и вторичных метаболитов),
• влияние почвенной биоты (грибы и макросапрофаги),
• регулирование древесными растениями количества осадков, проникающих сквозь лесной полог, и объема почвенных вод;

2. дать оценку изменения открытости/замкнутости циклов углерода и азота в ходе сукцессионного развития лесов с учетом их мозаичности;

3. дать прогноз динамики аккумуляции почвенного углерода и азота с учетом комбинированного влияния биогенных механизмов, изменений климата и режимов лесопользования на разных стадиях сукцессий. Объекты исследований выбраны в хвойно-широколиственных равнинных (Брянская область и Московская область) и горных (Северо-Западный Кавказ) лесах, а также в северотаежных лесах (Мурманская область) на разных стадиях сукцессионного развития. На каждой стадии сукцессии будут выделены доминирующие элементы мозаики лесного покрова в подкроновых пространствах деревьев и в окнах с учетом базовых концепций мозаичности лесных биогеоценозов и их отдельных компонентов.

Научная новизна заключается в том, что будет:

1. оценен вклад биогенных механизмов, таких как влияние качества растительного опада, почвенных грибов и макросапрофагов, регулирование древесными растениями разных видов объема осадков, проникающих под древесный полог, в варьирование уровня аккумуляции почвенного углерода в доминирующих элементах мозаики лесов на разных стадиях их сукцессионного развития;
2. дана оценка  изменения замкнутости/открытости циклов углерода и азота в ходе сукцессионного развития лесов с учетом их мозаичности на основе изотопного анализа и с учетом поступления углерода и азота с атмосферными осадками и их выноса  с почвенными водами.
3. дан прогноз динамики почвенного углерода с учетом комбинированного влияния биогенных механизмов, изменений климата и режимов лесопользования на разных стадиях сукцессий с использованием методов математического моделирования.