Углеродная дипломатия и моделирование климата – пущинский ученый, получивший премию губернатора, изучает «дыхание почвы»
Премию губернатора Московской области за серию работ о изучении круговорота углерода в 2024 году получил Дмитрий Хорошаев — молодой ученый, научный сотрудник Института физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук — подразделения Пущинского научного центра биологических исследований РАН. В этом году размер премии составил 700 тысяч рублей.
Более десяти лет Дмитрий Хорошаев изучает потоки углекислого газа из почв Подмосковья. Сначала как аспирант под руководством своего научного руководителя, доктора биологических наук Ирины Николаевны Кургановой в лаборатории почвенных циклов азота и углерода, а сейчас как научный сотрудник молодежной лаборатории карбомониторинга наземных экосистем. Вместе с коллегами Дмитрий работает в Группе мониторинга пулов и потоков углерода, входящей в состав научного консорциума «РИТМ углерода».
«Большое внимание со стороны власти сейчас обращено на сохранение экосистем, баланс углерода и изменения климата. Необходимо понимание, как развиваться стране в быстро меняющемся мире. Увеличение числа экстремальных погодных явлений, которое является прямым следствием потепления климата, приносит миллиарды убытков. И хотелось бы эти убытки предотвратить или по крайней мере смягчить. Те исследования, которые мы проводим, касаются в первую очередь текущих и прогнозных оценок потоков парниковых газов в наземных экосистемах. Важно, чтобы у нас были на руках научно обоснованные цифры», — сообщил молодой ученый.
Сегодня человечество производит значительное количество парниковых газов. Это результат интенсивного развития промышленности, сельского хозяйства, сжигания полезных ископаемых.
Выбросы таких газов, как углекислый газ, метан, закись азота оказывают сильное влияние на климат. Эксперты считают: чтобы приостановить глобальное потепление и предотвратить экологическую катастрофу, необходимо к середине XXI века снизить выбросы парниковых газов к уровню их поглощения. По указу Президента РФ к 2030 году количество выбросов парниковых газов в России должно составить 70% к уровню 1990 года.
Леса, луга, болота — незаменимые помощники в этом деле. Они способны поглощать углекислый газ из атмосферы и сохранять его в виде биомассы растений и органического вещества почвы. При этом поток углекислого газа может идти в обратную сторону. Отмершие растения и их части попадают в почву, где ими питаются животные, бактерии и грибы, а в процессе жизнедеятельности выделяют углекислый газ. Поэтому этот поток углекислого газа из почвы также красиво называют «дыхание почвы».
Изучение дыхания почвы в лаборатории почвенных циклов азота и углерода имеет длительную историю. Непрерывные круглогодичные наблюдения в течение четверти века позволили ученым из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН накопить большой объем данных.
«Многолетние ряды — результат труда большого коллектива. Объекты изучения — леса, луга и бывшие сельхозугодья, типичные для Московской области. Они представляют интерес в связи с изменением климата в Подмосковье. Для южного Подмосковья это повышение температуры, усиление засушливости летом, сокращение периода с устойчивым снежным покровом, которые влияют на продуктивность экосистем и их обмен углекислым газом с атмосферой. Выяснить, каким образом, — это цель исследований. Необходимо понять, как себя чувствуют экосистемы в реальных условиях, как изменяются и к чему это может привести в дальнейшем», — рассказал Дмитрий Хорошаев.
В дополнение к прямым наблюдениям в естественных экосистемах сотрудники института поставили полевые имитационные эксперименты, которые редки и уникальны для России. Дмитрий Хорошаев изучал, как изменения климата могут отразиться на функционировании луговых экосистем. Для этого на специальных делянках имитировали наблюдаемые в Московской области изменения климата — летнюю засуху и уменьшение снежного покрова зимой.
Успешная реализация системы мониторинга углерода и потоков парниковых газов — цель, имеющая не только научное значение. Прогнозная оценка динамики бюджета углерода важна для перехода к климатически оптимизированному лесному и сельскому хозяйству. Сценариев может быть несколько, на основе научных данных появляется возможность предложить оптимальный. В настоящее время Дмитрий в рамках работ молодежной лаборатории разрабатывает поход к разделению общего дыхания почвы на отдельные компоненты, оптимизированный для многолетнего мониторинга.
«Первые результаты двухлетнего мониторинга уже подтвердили правильность и перспективность предложенного подхода. Теперь перед нами стоит задача составления универсальной методологии мониторинга для разных типов почв и экосистем», — рассказал Дмитрий Хорошаев.
В ближайшем будущем углеродная дипломатия станет фактором мировой экономики. Появился даже термин «углеродное ценообразование», смысл которого в том, чтобы в цену продукции включать углеродный сбор. Над новой методикой расчета антропогенных выбросов и поглощения парниковых газов лесами и другими экосистемами в последние годы работали более 800 российских ученых. В основе — интеграция различных наземных измерений, данных дистанционного зондирования Земли и математического моделирования. Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, в котором работает Дмитрий Хорошаев, активно занимается проблемой парниковых газов и циклов углерода и является участником ВИП ГЗ — важнейшего инновационного проекта государственного значения.
Фото и материалы предоставлены Паниной Марией.
P.S. Благодарим Марию Панину за подготовленный авторский материал!