Болота играют большую роль в регулировке углеродного баланса планеты: они поглощают углекислый газ и аккумулируют углерод. Карельские ученые занимаются оценкой запасов углерода в болотных экосистемах республики. Эта работа ведется в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения, который предполагает создание единой национальной системы мониторинга климатически активных веществ.
В рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения (ВИП ГЗ) «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» Карельский научный центр РАН реализует два проекта:
- Оценка пулов углерода в болотных экосистемах и агроландшафтах Республики Карелия, создание мониторинговой системы для измерения потоков углерода в агроландшафтах региона;
- Разработка системы мониторинга бюджета углерода в лесах Восточной Фенноскандии.
В рамках первого проекта начались полевые исследования болотных экосистем с закладкой пробных площадей. Для этого в качестве полигона в Карелии специалисты выбрали болотную систему Койву-Ламбисуо – республиканский болотный заказник. Он входит в лесоболотный стационар «Киндасово» Карельского научного центра РАН.
В составе болотной системы Койву-Ламбисуо представлены наиболее распространенные в среднетаежной Карелии типы болотных массивов: карельский верховой грядово-мочажинный, карельский аапа, травяно-сфагновые переходные, облесенные верховые, переходные и низинные болотные участки.Часть болот на территории стационара находятся в естественном состоянии, часть из них мелиорирована в начале 1970-х годов для лесного хозяйства. Тогда же на них были заложены пробные площади, на которых выполнялся комплекс биогеоценологических, лесоведческих и гидрологических исследований. Ряд исследований продолжается и в настоящее время. Материалы работ послужили основой классических публикаций в области отечественного болотоведения и лесной мелиорации.
– рассказал Станислав Кутенков, заведующий лабораторией болотных экосистем Института биологии КарНЦ РАН.
Для исследований по проекту в мае на болоте Койву-Ламбисуо были заложены девять пробных площадей, по три в каждом из основных типов болотных участков. На пробных площадях в течение 2023 года и в дальнейшем будут проводиться работы по оценке пулов углерода в торфе, надземной и подземной фитомассы, а также первичной продукции растений.
В ходе первого этапа на пробных площадях ученые заложили эксперименты для определения линейного прироста сфагновых мхов несколькими методами. Так, для измерения линейного прироста прямостоящих мхов применен метод «ёршиков». В плотной дернине мха в начале вегетационного сезона при помощи щетины закрепляется «ёршик», относительно которого в последствии оценивается вертикальный прирост мха. Всего установлено 120 таких ёршиков.
Для измерения линейного прироста как прямостоящих, так и полегающих, прежде всего мочажинных, видов сфагнов использован классический метод перевязок. Он заключается в том, что под верхушкой в начале вегетационного сезона осторожно повязывают «метку» – нить, а в конце сезона по ее положению оценивают, насколько мох вырос. Метод применим ко всем видам сфагновых мхов и давно практикуется лабораторией болотных экосистем, имеется длительный ряд наблюдений за приростами различных видов. В рамках проекта перевязки выполнены в 23 дернинах мха, а в сумме метки установлены на 1150 отдельных побегах.
Также ученые провели измерения годового линейного прироста сфагновых мхов за прошлый год методом геотропических изгибов.
Особое свойство сфагновых мхов – вертикальный рост, к которому они стремятся постоянно. Это приводит к развитию геотропических изгибов после вызванного извне или в результате собственного роста полегания мхов, в особенности под давлением снега в зимний период. Таким образом, изгибы могут служить естественными меткам годового прироста сфагновых мхов. В ходе работ благодаря наличию изгибов удалось оценить линейный прирост мхов за прошлый 2022 год. Разные виды имеют разную скорость линейного роста и для исследованных мхов она составляла в среднем от 1,7 до 4,2 см.
Наконец, ученые провели учет плотности побегов сфагновых мхов на площадках 10×10 см. Сфагновый покров состоит из огромного числа отдельных побегов. Для оценки первичной продукции сфагновых мхов, помимо их линейного прироста, необходимо знать количество побегов на единицу площади болота, или плотность. Учет выполнен в дернинах всех основных видов мхов на каждой пробной площади, всего оценена плотность на 70 площадках. Разные виды сфагнов имеют разную плотность. Кроме того, даже в пределах одного вида она значительно варьирует, в зависимости от условий произрастания. Наименьшая плотность составила в среднем 68 побегов/кв. дм, максимальная – 508 побегов/кв. дм. Столь высокую плотность имеет обычный вид кочек и гряд северных болот – сфагнум бурый (Sphagnumfuscum), при этом у него наблюдается существенный разброс значений плотности – от 292 до 723 побегов/кв. дм.
Основные работы на пробных площадях пройдут во второй половине лета, когда растения наберут максимальную фитомассу. Приросты сфагновых мхов и, соответственно, их первичная продукция будут оценены осенью, по окончании вегетационного периода.