Вопросам глобального изменения климата и прогнозирования обусловленных им сценариев дальнейшего развития региональных экосистем в последние годы придается самое большое значение. Совсем недавно исследования в этой области были отмечены Нобелевской премией, присужденной международной группе ученых-экологов, объединенных в рамках глобального научного проекта IPCC. Одним из главных мировых научных центров в области глобальных изменений климата и биоты является Европейский Средиземноморский центр климатических изменений, объединяющий профильных специалистов из целого ряда ведущих университетов этого региона.
В 2011 году многолетний координатор экологических исследований центра и лауреат Нобелевской премии в составе коллектива ученых IPCC профессор Рикардо Валентини стал победителем второго тура российского конкурса мегагрантов, проведенного в рамках реализации Постановления Правительства Российской Федерации №220 (от 9 апреля 2010 года) “О мерах по привлечению ведущих ученых в российские образовательные учреждения высшего профессионального образо-вания”.
Благодаря этому на базе ведущего аграрного вуза страны — Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К.А.Тимирязева год назад (5 декабря 2011 года) была создана новая перспективная лаборатория агроэкологического мониторинга, моделирования и прогнозирования экосистем (ЛАМП), нацеленная на комплексное решение приоритетных проблем актуального научного направления “Агроэкология, изменения климата, циклы углерода, экология почв, системный анализ и моделирование экосистем”.
За прошедший год удалось оснастить лабораторию новейшим российским и зарубежным оборудованием, собрать в ней уникальное сочетание разноплановых ученых-экологов (9 докторов и 16 кандидатов наук), представляющих все основные направления агроэкологии и экологии: от исследования базовых процессов энерго- и массопереноса до проектирования ресурсосберегающих агротехнологий, адаптированных к условиям конкретного региона, агроландшафта и хозяйственного года.
Создаваемая в рамках проекта зональная сеть опорных станций и пунктов экологического мониторинга парниковых газов и биогеохимических циклов С и N в Центральном регионе России RusNet включает в себя представительные варианты естественных и антропогенно измененных (сельскохозяйственных и городских) экосистем на территории Тверской области (Центрально-Лесной государственный природный биосферный заповедник), Курской области (Центрально-черноземный государственный биосферный заповедник им. В.В.Алехина), Москвы (на Лесной опытной даче и Полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева) и в Подмосковье (Дубна, Воскресенск, Пущино, Серебряные Пруды, Сергиев Посад, Дедовск и Шатура).
Программа мониторинговых исследований на ключевых объектах сети RusNet включает периодическое исследование основных показателей запасов С (почвенный органический углерод, углерод фитомассы, углерод микробной биомассы) и потоков С (чистая продуктивность, фотосинтетические характеристики, общее почвенное и микробное дыхание). На уровне экосистем с высокой периодичностью анализируются турбулентные потоки CO2 на измерительных вышках высотой от 1,5 до 35 м. Почвенное дыхание изучается по эмиссии диоксида углерода и закиси азота in situ камерным методом — с использованием портативных газовых анализаторов. Мониторинг контролируемого микробного дыхания осуществляется методом базального дыхания в лабораторных условиях с различной длительностью проведения эксперимента и сложностью органи-зации функционирования для конструируемых элементов исследуемых экосистем.
На ключевых участках исследования проведен системный анализ и структурирование доминирующих факторов пространственно-временной изменчивости эмиссии СО2 и функционирования базовых компонентов лесных (два уровня форм рельефа, погодные условия и ветровальные сукцессии), полевых агроэкосистем (мезорельеф, погодные условия, уровень эрозии и степени агрогенной деградации почвенного покрова) и урбоэкосистем (мезорельеф, погодные условия, функциональное зонирование, уровень загрязнения и рекреационной нагрузки).
Разработаны и прошли первичную апробацию программа мониторинговых исследований функционально-экологического состояния ур-боземов в условиях представительных урбо-экосистем (на примере Московской области) и базовый алгоритм комплексного анализа функционально-экологического качества земель в условиях конкретного региона (на примере Московской и Курской областей).
В рамках проекта разработаны оценочные и прогнозные модели изменения углеродного баланса на различных уровнях организации экосистем (ландшафт — хозяйство — район — регион) для широкого спектра землепользования и различных сценариев изменения систем и технологий земледелия и его агроэкологической оптимизации в условиях глобальных изменений климата.
К работе активно привлекаются молодые ученые, аспиранты, магистранты и даже студенты старших курсов специалитета, многие из которых представляют не только различные регионы Российской Федерации, но и дальнее зарубежье (Сербия, Монголия, Индонезия, Замбия, Нигерия и Мадагаскар).
С их активным участием уже в 2012 году были подготовлены и поданы на регистрацию заявки на 2 технологических патента. Получены авторские свидетельства о регистрации двух специализированных программ (“Автоматизированный комплекс агроэкологической оптимизации районированных систем земледелия “АКОРД-Р” и “Программа для определения подвижности биологических объектов Mobillan”).
Современные инструментальные возможности лаборатории активно использовались при проведении на базовой кафедре экологии РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева Летней экологической школы MOSES-2012, серии международных научных и методических семинаров, трех экологических конференций (включая профильные секции традиционной конференции РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, конференции “Старт в науку” и Экофорума-2012). С их использованием в 2012 году были подготовлены и защищены по направлению “Экология” и профилю “Агроэкология” 46 дипломных работ, 12 магистерских и 3 кандидатские диссертации.
Заложенная в программу мониторинговых исследований адаптация к целевым задачам и объектам проекта оборудования и методик, отвечающих современным международным стандартам (Протокол FluxNet 2011 года), позволяет планировать дальнейшую интеграцию сети RusNet с европейскими и международными мониторинговыми экологическими сетями, для исследований, региональных обобщений получаемых данных и подготовки совместных обзоров и публикаций.
Илья Прохоров,
главный редактор журнала
“Агрохимический вестник”
Нет комментариев