Представлены первые результаты исследования пулов и потоков углерода в водных экосистемах Карелии

Сотрудниками Института водных проблем Севера (ИВПС) Карельского научного центра РАН по результатам первого года работы в составе научного консорциума «РИТМ углерода» создана модель выбросов углерода водоёмами. В 2024 году Карелия вошла в пятёрку регионов, где отрабатываются единые методические подходы оценки запасов и эмиссий парниковых газов на водных объектах. В будущем этот опыт может быть распространён на всю страну.

В Институте водных проблем Севера КарНЦ РАН рассказали о первых результатах исследования пулов и потоков углерода в водных экосистемах Карелии. Работа проводится в рамках выполнения консорциумом «РИТМ углерода» важнейшего инновационного проекта государственного задания (ВИП ГЗ) по созданию российской системы климатического мониторинга. В минувшем году исследования велись на трёх водных объектах на территории заповедника «Кивач»: на небольшом лесном озере Чудесная ламба, реке Сандалке, ручье Чечкин и их водосборах. Исследователи провели метеонаблюдения, ландшафтную съёмку, изучили подземные воды, гидрологические, гидрофизические, гидрохимические, гидробиологические характеристики вод и донных отложений, а также отработали методики наблюдения потоков парниковых газов на границах «вода — донные отложения» и «вода — атмосфера».

Данные были представлены на VIII Всероссийской научной конференции «Гидрометеорология и экология 2024» ведущими учёными ИВПС КарНЦ РАН Натальей Белкиной и Наталией Калинкиной.

Наталья Белкина, руководитель группы исследований донных отложений ИВПС КарНЦ РАН, рассказала о данных количественной оценки основных пулов углерода в воде и донных отложениях, эмиссии парниковых газов из донных отложений в воду и из воды в атмосферу, а также выноса углерода в составе речных вод за пределы полигона.

Пик выноса общего углерода c территории водосбора модельных водотоков (руч. Чечкин, р. Сандалка) приходится на период весеннего половодья и уменьшается в период летней межени. Максимальное значение удельного выноса зафиксировано в Сандалке в конце апреля (7,8 т/сут), которое к летней межени сократилось практически до нулевых значений (0,03 т/сут) в связи с ослаблением водного стока до 0,01 м³/с.

«Определена динамика содержания различных форм углерода в озере Чудесная ламба. Водоём является накопителем органического вещества в условиях гумидного климата. Максимальная эмиссия CO₂ из донных отложений в воду зафиксирована в подлёдный период в апреле и составила 110 мг/м² в сутки», — рассказала Наталья Белкина.

Метеонаблюдения на озере Чудесная ламба в заповеднике «Кивач»

О роли планктона озера Чудесная ламба в формировании потоков углекислого газа рассказала Наталия Калинкина, руководитель лаборатории гидробиологии ИВПС КарНЦ РАН.

«В малых бессточных водоёмах, занимающих большую часть заболоченных территорий Карелии, концентрация углекислого газа зависит в основном от соотношения фотосинтеза и дыхания биоты. Для расчётов потоков углекислого газа в экосистеме выполнена адаптация балансовой модели потоков вещества и энергии. Результаты исследований доказали гетеротрофный тип метаболизма планктона, дыхание которого превышало фотосинтез на 30 процентов. Вклад планктона в потоки углекислого газа с поверхности воды озера Чудесная ламба составлял 20—60 процентов в зависимости от способов расчёта эмиссии СО₂», — отметила Наталия Калинкина.

Успешный опыт адаптации модели для различных экологических условий позволит использовать её для оценки потоков вещества и энергии в разнотипных водоёмах Карелии, которые могут играть значимую роль в эмиссии СО₂ в атмосферу.

Газовая ловушка

По итогам первого года работы была зарегистрирована база данных «Термогидродинамический и газовый режимы водных объектов карбонового полигона „Кивач“», в которую включены данные измерений скоростей и направлений течений, температуры воды и концентраций растворённого в воде кислорода и углекислого газа. Структура базы позволяет строить разнообразные запросы для анализа сезонной и суточной изменчивости температуры воды, скоростей и направлений течений, концентрации газов в воде.

Карелия является одним из пяти пионерных регионов наряду с Москвой, Сибирью и Дальним Востоком, где отрабатываются единые методические подходы, которые впоследствии могут быть распространены на водные объекты других регионов Российской Федерации.

Источник: КарНЦ РАН.