Лаборатория биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды проводит сезонные исследования основных компонентов арктических и субарктических ландшафтов, используя мультидисциплинарный подход в комплексе с лабораторным и теоретическим моделированием.
Мы ставим перед собой комплексную задачу – изучать современное состояние, механизмы функционирования и динамику экосистем лесо- и водно-болотных комплексов Западной Сибири. Особый акцент в исследованиях сделан на трансформации субарктической биоты и ландшафтов в результате изменений климата в современных условиях и ретроспективе и на том, как влияют эти процессы на функционирование природных экосистем, биогеохимические процессы и социально-экономические аспекты деятельности человека.
Созданная в 2013 году в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 9 апреля 2010 г. № 220 лаборатория стала ядром междисциплинарных исследований ТГУ:
- создана уникальная инфраструктура для исследований: меридиональная сеть научно-исследовательских станций от Горного Алтая до Ямало-Ненецкого АО;
- университет вошел в международные научные сети и коллаборации: INTERACT, CAR-WET-SIB и др.
- реализованы крупные сетевые проекты по изучению Арктики и Субарктики.
После завершения мегагранта в 2018 году активная работа лаборатории продолжается за счет грантов научных фондов, привлеченных средств и поддержки ректората ТГУ. В ближайшей перспективе ставим целью расширить регион исследований на юг, в Центральную Азию, в коллаборации с коллегами из Таджикистана, Узбекистана, Киргизии и Казахстана. Задача — оценить роль внутриконтинентальной секвестрации углерода при формировании континентальных карбонатных кор выветривания.
Некоторые текущие тематики лаборатории
1. Изучение и прогнозирование будущего состояния процессов мобилизации из почв в озера, реки и подземные воды, а далее и океаны, соединений углерода, а также сопряженных элементов.
2. Комплексное изучение состояния вод, макрофитов и донных отложений термокарстовых и внутриболотных озёр в Западной Сибири с целью прогнозирования их параметров в условиях будущего более теплого климата.
3. Сезонная динамика гидрохимических параметров малых рек и оценка факторов, контролирующих эмиссию парниковых газов из их русел.
4. Сравнение гидрохимических параметров речных систем контрастных по режимам землепользования, но близких по иным характеристикам, для выявления вклада типа землепользования на гидрохимические параметры поверхностных и грунтовых вод.
5. Оценка влияния смен контрастных типов растительности в ходе климатически (мохово-лишайниково-кустарничковая тундра / лесотундра / кустарниковая тундра) и социально обусловленных (залежи и пашни / лес) сукцессий на процессы накопления углерода в почвах.
6. Изучение влияния изменения климата на величину потерь и/или связывания углерода, включая черный углерод, а также других питательных веществ и металлов, в криолитозоне Западной Сибири, как результата изменения интенсивности процессов торфонакопления междуречных и пойменных болот, лесных и болотных пожаров, переноса реками речной взвеси, оттаивания многолетнемерзлых пород, ранее находившихся вне глубин максимального оттаивания.
7. Изучение факторов и процессов контролирующих биологическую продуктивность растительных сообществ Арктики и Субарктики с целью поиска эффективных способов её регулирования.
Основные научные результаты, полученные учеными лаборатории
- Основная проблематика прошедших и текущих исследований коллектива исполнителей связана с эволюцией бореальных субарктических экосистем в контексте климатических изменений и увеличивающейся антропогенной нагрузки с акцентом на углерод (Pokrovsky et al., 2016; Manasypov et al., 2017; Morgalev et al., 2017; Lim et al., 2019, 2021; Kritskov et al., 2018, 2019, 2020; Pokrovsky et al., 2020; Lim et al., 2022; Loiko et al., 2017, 2019, 2020; Raudina et al., 2017, 2018, 2021 и т.д.).
- Установлены основные экологические факторы, контролирующие транспорт растворенных компонентов речных вод в Западной Сибири (Pokrovsky et al., 2015, 2016, 2020). Изучено влияние полых вод поймы на элементный состав воды Средней Оби и ее притоков (Vorobyev et al., 2017, 2019; Kritckov et al., 2021), показана высокая стабильность концентраций растворенного углерода, основных и микроэлементов в реке Обь в течение весеннего паводка. Впервые изучен элементный состав речной взвеси на 1700-км профиле Западной Сибири (Krickov et al., 2019). Показано, что количество углерода, эмитируемого реками Западной Сибири, составляет около 35–50% от всего углерода, что поглощается наземными экосистемами региона (Karlsson et al., 2021).
- Получены разнообразные данные о гидрохимических параметрах почвенных вод, рек, озёр, а также о их изменении во времени, широтных изменениях и даны прогнозы будущего состояния. Так, например, впервые для Сибири проведена оценка запасов химических элементов в торфяном льду, что позволило установить важность этого пула при потеплении климата (Lim et al., 2021). Показано, что в верхней части мерзлых торфяных залежей органические вещества содержаться в основном во фракции менее 3 кДа, то есть являются низкомолекулярными соединениями (Lim et al., 2022). Поэтому высвобождающиеся при оттаивании соединения углерода способны значительным образом увеличить экспорт последнего реками, равно как и эмиссию в поверхности вод.
С 2014 по 2022 годы опубликовано 206 статей по базе данных Scopus. Общее число цитирований, полученных на опубликованные статьи с 2014 по 2022 год, составляет 3114 (по Scopus). За этот период среднее число цитат, приходящихся на одну статью, составило 15,1.