Международная лаборатория «Экофизиология биогеоценозов криолитозоны»

Лаборатория создана в рамках выполнения гранта Правительства РФ (мегагрант) для проведения исследований по отклику экосистем криолитозоны на климатические изменения, анализа и прогноза динамики растительности и круговорота биогенных элементов в геосфере на экосистемном, ландшафтном и региональном уровнях.

Основные направления

• оценка потерь углерода криогенными почвами экосистем Сибири, ключевые параметры и механизмы, определяющие уязвимость почвенного органического вещества в ответ на климатические изменения
• основанный на использовании ГИС-технологий, прогноз потерь почвенного углерода, вызванных деградацией вечной мерзлоты, в зависимости от региональных и ландшафтных особенностей, применимый для разработки эффективной стратегии смягчения последствий воздействия изменений климата на экосистемы криолитозоны.

Основные достижения

• Разработана сопряженная классификация растительности и лесорастительных условий для тестовых участков в Центральной Эвенкии (северная тайга) по полевым, фондовым и литературным данным. С использованием ГИС-технологий разработан алгоритм картографирования растительного покрова на основе спутниковых данных, цифровой модели рельефа и материалов наземных исследований.
• Сформирована карта динамики лесного покрова тестовой территории, состоящая из тематических слоев, отражающих классификацию и характеристики лесорастительных условий, а также восстановительно-возрастную динамику растительного покрова (коренные и производные типы леса, формирующие восстановительные ряды в соответствующих типах лесорастительных условий. Разработана легенда карты, отражающая вероятностный характер связей растительности с ведущими факторами среды и элементами рельефа.
• На примере ключевого участка «Тура», используя данные полевых измерений, базы данных ГИС и созданные карты растительного покрова, была проведена экстраполяция данных по запасам органического углерода и сформирована карта по количественным оценкам биомассы и пула углерода (в килограммах органического углерода на квадратный метр) с использованием слоев сопряженной классификации лесорастительных условий и растительного покрова
• Установлены закономерности пространственного распределения запасов почвенного органического вещества в тундровых, лесотундровых и таежных экосистемах Сибири, расположенных вдоль климатического градиента с севера (зона непрерывного распространения вечной мерзлоты) на юг (зоны спорадического распространения вечной мерзлоты и сезонно-промерзающих почв).
• Выявлены отличительные особенности круговорота углерода и азота в почвах тундровых экосистем арктической зоны Сибири. Дан, оценочный прогноз степени уязвимости почвенного органического вещества вследствие климатических изменений. Доказана ведущая роль «минерального контроля» в процессах стабилизации органического вещества мерзлотных почв.

Основные приборы и оборудование

• Масс-спектрометр IsoPrime 100 в комплектации с элементным анализатором Vario ISOTOPE CUBE и газовым хроматографом GCMS Agilent. Предназначен для определения содержания углерода, азота, определения отношения их стабильных изотопов, состава и содержания биомаркеров.
• Изотопный газоанализатор Piccaro 2201-i. Предназначен для определения концентрации углекислого газа и метана в воздушных образцах и стабильного изотопа 13С.
• Эмиссионный спектрометр на основе индуктивно связанной плазмы с синхронизированным двойным обзором, ICP-OES Agilent 5100. Предназначен для измерения массовой концентрации элементов в экстрактах растительных и почвенных образцов Аппаратно-программный комплекс лаборатории также включает в себя серверы ГИС-приложений и баз данных, сканеры и плоттеры формата A4-A0
• Автоматизированные рабочие места (АРМ) сотрудников лаборатории оснащены современными ПК и программным обеспечением, включающим профессиональные лицензионные пакеты анализа данных ГИС и ДЗ: ESRI ArcGIS, ERDAS Imagine, TRIMBLE eCognition Developer, Easy Trace и др. Предназначены для ввода, обработки, анализа и картографирования данных дистанционной съемки и полевых измерений.

Методы исследований

• сопряженный анализ биомаркеров растительной и микробной природы, стабильных изотопов углерода и азота (13C, 15N), в сочетании с инкубационными экспериментами
• ГИС технологии

Сотрудники

	Заведующая лабораторией Зражевская Галина Кирилловна Кандидат биологических наук +7 931 2404614 galinaz@ksc.krasn.ru
	Научный руководитель Гуггенбергер Георг профессор, директор Института почвоведения Университета им. Г. Лейбница, г. Ганновер, Германия +49 511 762 2623 guggenberger@ifbk.uni-hannover.de