ФГБУН Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН

ФГБУН Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Institute of Biology of Komi Scientific Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Cooperation in the Barents Euro-Arctic Region I the Field of Education and Research as a Resource for Regional Development (26-30 November 2012, Arkhangelsk)

Исследование почвенно-земельных Исследование почвенно-земельных ресурсов криолитозоны : ресурсов криолитозоны :

опыт международного опыт международного сотрудничества сотрудничества

к.б.н. Е.М. Лаптевак.г.н. Д.А. Каверин к.г.н. А.В. Пастухов



Баренцев Евро-Арктический Регион SБЕАР ~ 1.9 млн км2

SРК ~ 0.4 млн км2



ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИНСТИТУТА БИОЛОГИИ

изучение биоразнообразия, структурно-функциональной организации, устойчивости и продуктивности таежных и тундровых экосистем;

выявление биологического действия ионизирующего излучения и других физико-химических факторов на клетки, живые организмы и природные экосистемы; проблемы радиационной и экологической генетики;

изучение физиолого-биохимических основ адаптации и репродукции растений в условиях холодного климата;

исследование биологически активных соединений в растениях природной флоры и интродуцентах (эколого-биологические, биохимические и биотехнологические аспекты);

разработка методов мониторинга, биоиндикации; создание кадастров и баз данных биологических ресурсов европейского Северо-Востока с применением дистанционного зондирования и ГИС-технологий.



П.П. Вавилов1962-1965 гг. И.В. Забоева.

1965-1985 гг.

М.В. Гецен1985-1988 гг.

А.И. Таскаев1988 -2010 гг.

С.В. Дегтевас 2011 гг.



Динамика выполнения международных проектов



Компоненты изменения окружающей среды в российской Арктике (Россия, Финляндия)

Проект TUNDRA. Деградация тундры в российской Арктике (Россия, Финляндия, Великобритания, Нидерланды, Дания)

Многолетняя мерзлота в бассейне Усы: распространение, характеристика, динамика и инфраструктура (Россия, Нидерланды, Финляндия)

Проекты CALM и CALM II. Циркумполярный мониторинг деятельного слоя почв и грунтов (Россия, США)

Проект SPICE.Устойчивое развитие Печорского региона в изменяющихся условиях природы и общества (Россия, Финляндия, Великобритания)

Проект PRISM. Интегрированная система управления бассейном реки Печора (Россия, Голландия)

Проект INTAS. Биологические и педологические эволюционные тренды в эталонных экосистемах на подзолистых почвах в условиях меняющегося климата и антропогенного воздействия

Проект OMRISK. Воздействие и риск антропогенных нарушений на почвы, динамику углерода, и растительность в экосистемах с подзолистыми почвами (Россия, Италия, Великобритания, Чехия, Швеция)



Проект ICP-Forest. Мониторинг и оценка воздействия загрязнений воздуха на леса (Россия,

Растения Баренц-региона – природный источник для улучшения здоровья и развития бизнеса (Россия, Норвегия)

Изменения растительного покрова Европейского северо-востока России в экологических градиентах по данным радиальной и оптической съемки (Россия, Япония)

Роль авифауны в распространении беспозвоночных (Россия, Норвегия)

Проект CARBO-North. Определение запаса углерода на севере России: прошлое, настоящее, будущее (Россия, Швеция, Германия, США, Великобритания, Дания, Финляндия, Нидерланды)

Проект PERMASOM. Органическое вещество в многолетней мерзлоте: молекулярный состав и связанный с ним отклик на повышение температуры (Россия, Норвегия)

Проект CryoN. Механизмы, лежащие в основе выбросов N2O с поверхности торфа в тундре, подверженной процессам криотурбации (Россия, Финляндия)

Проект МНТЦ. Определение запасов углерода и степени загрязнения почв северных широт: оценка потенциального высвобождения углерода в результате глобального потепления (Россия)



к.б.н. В.В. Елсаков д.б.н. Г.А. Симонов д.б.н. К.С. Бобкова

к.б.н. Г.Г. Мажитова д.б.н. В.В. Володин



К.х.н. Б.М. Кондратенок



Циркумполярный мониторинг деятельного слоя почв и грунтов: долговременные наблюдения за системой климат – деятельный слой – мерзлота (2000-2008; 2009-2013 гг.)

PERUSA. Многолетняя мерзлота в бассейне р. Уса: распространение, характеристика, динамика и инфраструктура (1996-1999 гг.)

TSP (Thermal State of Permafrost). Температурный режим многолетнемерзлых пород (2010-2013 гг.)

просадка/пучение поверхности

сезонно-талый слой

оттаявшие мерзлые горизонты

Многолетнемерзлые горизонты

0

20

40

60

80

100

120

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012глубина, см

год



Динамика изменения мощности СТС, поверхности почвы и ММП (см) на площадке мониторинга мерзлотных почв (CALM), 1996-2012 г.г.

-0 .5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1-0 .5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

Поверхностная просадка/пучение (м) на площадке мониторинга мерзлотных почв R2 (CALM), 1999-2011 г.г.

Динамика температуры сухоторфяной мерзлотной почвы, формирующейся на приозерном торфяном плато в кустарничковой тундре, и многолетнемерзлой породы (скважина S7, Фундаментпроект/Институт биологии) по данным 2010-2011 г.



PERUSA. Многолетняя мерзлота в бассейне р. Уса: распространение, характеристика, динамика и инфраструктура (1996-1999 гг.)

Один из слоев почвенной ГИС (1) и ГИС многолетней мерзлоты (2) в бассейне р.УСА

1

2



Крупномасштабные карты, подготовленные дляключевых участков, характеризующихландшафты с различным характеромраспространения многолетнемерзлых пород(сплошная, островная, преимущественно талыегрунты) на европейском Северо-Востоке. могутбыть использованы для моделирования ипрогноза возможного изменения компонентовназемных экосистем северных широт вусловиях меняющегося климата

Крупномасштабная почвенная карта « Сейда»

(почвы, WRB, 2007)

Legend

Seida_soil_map<all other values>

Soils

Cryi-Folic Histosols

Fibric Histosols

Foli-Gleyic Albeluvisols

Foli-Stagnic Cambisols

Foli-Stagnic Cambisols Gelic

Foli-Turbic Cryosols

Foli-Turbic Cryosols Reductaquic

Folic Cambisols

Folic Cambisols Turbi-Gelic

Haplic Cambisols

Haplic Fluvisols

Hemi-Sapric Histosols

Histi-Turbic Cryosols

Histi-Turbic Cryosols Oxyaquic

Histic Cryosols Reductaquic

Histic Cryosols Reductaquiс

Histic Gleysols

Regosols

Stagnic Albeluvisols

Stagnic Cambisols

Лаборатория генезиса, географии и экологии почв

Распределение основных типов почв на ключевых участках с различным распространением многолетнемерзлых пород: 1 –

Верхняя Роговая (сплошная); 2 – Сейда (прерывистая), 3 –Средняя Роговая, 4 – Нижняя Роговая, 5 – Хоседа

(островная), 6 – Ляли (сезонно промерзающие почвы).

Legend

Seida_soil_map<all other values>

Soils

Cryi-Folic Histosols

Fibric Histosols

Foli-Gleyic Albeluvisols

Foli-Stagnic Cambisols

Foli-Stagnic Cambisols Gelic

Foli-Turbic Cryosols

Foli-Turbic Cryosols Reductaquic

Folic Cambisols

Folic Cambisols Turbi-Gelic

Haplic Cambisols

Haplic Fluvisols

Hemi-Sapric Histosols

Histi-Turbic Cryosols

Histi-Turbic Cryosols Oxyaquic

Histic Cryosols Reductaquic

Histic Cryosols Reductaquiс

Histic Gleysols

Regosols

Stagnic Albeluvisols

Stagnic Cambisols

Проект CARBO-North. Определение запаса углерода на севере России: прошлое, настоящее, будущее (2006-2010 гг.)



Проект Cryo-N. Механизмы, лежащие в основе выбросов N2O с поверхности торфа в тундре, подверженной процессам криотурбации (2010-2013 гг.)



Лишенное растительности пятно на наветренном склоне торфяного бугра.

Формирование ледяной корки над поверхностно-криогенным горизонтом

0% 20% 40% 60% 80% 100%

240-258

220-240

200-220

181-200

161-181

141-161

120-141

106-120

87-106

68-87

50-68

40-50

20-30

0-10

ГК-1 ГК-2 ГК-3 ФК-1а ФК-1 ФК-2 ФК-3 НО

Фракционно-групповой состав гумуса почвы торфяного пятна

Альбедо и глубина протайки в почвах пятен (а) и вегетированной поверхности торфяника (б)

Сезонная протайка в почвах пятен (40-70 см) относительно глубже, чем в торфяных мерзлотных почвах под кустарничковой тундрой (30-60 см)..

Для торфяных почв пятен характерна низкая доля фульвокислот, при высокой доле гуминовых кислот. В многолетнемерзлых горизонтах в составе гуминовых кислот преобладают «прочно связанные» ГК. В сезонно-талом слое - подвижные компоненты гуминовых кислот – гуматы железа и алюминия, которые могут мигрировать как по профилю почвы, так и на ландшафтном уровне.



Галина Гуммаровна Мажитова(1951-2009 гг.)



Спасибо за внимание!



к.б.н. В.И. Пономарев

к.б.н. В.В. Елсаков д.б.н. Г.А. Симонов д.б.н. К.С. Бобкова

к.б.н. Г.Г. Мажитова д.б.н. В.В. Володин

Documents

ФГБУН Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН