Полевой сезон 2024 года плавно перешел в сезон 2025 года. Ежемесячно  сотрудники ИППЭС КНЦ РАН выезжали в ненарушенные еловые и сосновые леса на юго-запад Мурманской области для измерения потока CO₂.

Основной полевой сезон традиционно ученые начали с весеннего отбора проб снега. В 2025 году он пришелся на неделю с 31 марта по 4 апреля. Сотрудники Института более 30 лет изучают состояние лесных экосистем на сети мониторинговых площадок в зоне воздействия комбинатов «Североникель» и «Печенганикель» в Мурманской области. Для химико-аналитических исследований с 16 пробных площадей отобраны пробы снега на всю глубину снежного покрова. Полученные данные позволяют оценить степень влияния воздушного загрязнения на лесные экосистемы региона. Применяемые методики по проведению снегосъемки входят в единые методические рекомендации научного консорциума «РИТМ углерода». Совместно с другими научными организациями  ученые ИППЭС КНЦ РАН продолжат работать и в 2025 году над созданием Российской системы климатического мониторинга.

Завершается первый этап (2022-20224 гг.) реализации проекта по созданию национальной системы мониторинга климатически активных веществ. Сотрудники Института проблем промышленной экологии Севера (ИППЭС КНЦ РАН) в рамках работы консорциума «РИТМ углерода» проводили исследования в лесных экосистемах в подзоне северной тайги. За это период ученые выполнили большой объем полевых, камеральных и химико-аналитических работ, освоили новые для себя направления исследований. Многолетний опыт работы по международным стандартам, в том числе в условиях промышленного загрязнения, позволил внести существенный вклад в разработку единых методических рекомендаций и совершенствование системы мониторинга климатически активных веществ в лесных экосистемах.

В 2023-2024 гг. заложены 15 новых пробных площадей в ненарушенных старовозрастных ельниках в геохимически сопряженных ландшафтах. Проведены таксационные, геоботанические и почвенные исследования, выполнена оценка динамики запасов углерода в северотаежных лесах.

Важной составляющей проекта стало получение новых данных о циклах углерода в условиях воздушного промышленного загрязнения. В Мурманской области, которая является одним из регионов интенсивного природопользования в российской Арктике, такие исследования ведутся с начала 1990-х гг. на сети пробных площадей биогеохимического мониторинга ИППЭС КНЦ РАН. Традиционно полевые работы начинаются весной (конец марта-начало апреля), в этот период проводится снегосъемка на фоновых и нарушенных территориях. С июня по октябрь выполняются регулярные отборы атмосферных осадков и почвенных вод и измерения эмиссии СО₂ из почв, температуры воздуха и почв. В период вегетации изучаются почвы, растения, лишайники.

Одним из новых направлений исследований стали измерения эмиссии парниковых газов, которые регулярно проводились на пробных площадях с июня по октябрь, 2 раза в неделю. С 2024 года ученые ИППЭС планируют выполнять измерения эмиссии углекислого газа круглогодично, камеры подготовлены к зимнему периоду, наблюдения будут проводиться ежемесячно.

На следующем этапе работы консорциума «РИТМ углерода» (2025-2027 гг.) ученые продолжат исследования на других объектах региона – в старовозрастных сосновых лесах, в зональной лесотундре и тундре, на гарях и вырубках. Участие в проекте позволит провести обследованные разных типов наземных экосистем, а также возобновить исследования на пробных площадях, которые ранее обследовались, тем самым расширив мониторинговую сеть и пополнив единую информационно-аналитическую систему проекта «Углерод-Э» с целью  оценки пулов углерода и потоков парниковых газов на территории РФ.

С 2022 г. Институт проблем промышленной экологии Севера КН РАН работает над созданием Российской системы мониторинга климатически активных веществ в рамках консорциума «РИТМ углерода. Летом 2024 г. сотрудники лаборатории наземных экосистем отправились в экспедицию  для комплексного исследования ненарушенных северотаежных лесов Мурманской области и сняли видеоролик о закладке мониторинговых площадок, вырезании «пирожков» из лесной почвы, измерении почвенных горизонтов, охоте на дождевых червей, отборе проб почвы  на химических анализ и микробиологические показатели. Исследования проводятся для того, чтобы оценить вклад северотаежных лесов в поглощение углекислого газа.

Ссылка на видео: https://vk.com/video-170728003_456240094

С 5 по 9 ноября 2024 г. в г. Апатиты проходил Всероссийский фестиваль «НАУКА 0+», в котором сотрудники ИППЭС КНЦ РАН традиционно приняли активное участие. Учёные провели научно-популярные лекции  и познавательные экскурсии в лабораториях Института.  В лаборатории наземных экосистем учащимся показали приборы и оборудование, которые используются для изучения лесов.  Особое внимание было уделено эколого-климатическим исследованиям, роли лесных экосистем в  регулировании климата и созданию национальной системы мониторинга климатически активных веществ в рамках работы консорциума «Ритм углерода».

В заключительный день фестиваля, 9 ноября,  в городском Дворце культуры сотрудники лаборатории наземных экосистем провели мероприятия: «Зачем изучать леса?» и "Маленькие обитатели наземных экосистем".

На фестивале ученые смогли рассказать юным исследователям о своей работе, а дети – прикоснуться к удивительному миру науки.

Насыщенный и плодотворный полевой сезон 2024 года у ученых ИППЭС КНЦ РАН почти завершен. Работы в рамках участия в консорциуме «РИТМ углерода» охватили сеть мониторинга, функционирующую с начала 1990-х гг. в хвойных лесах в зоне действия комбинатов «Североникель» и «Печенганикель», и новые пробные площадки в малонарушенных еловых лесах на юго-западе Мурманской области.

Полевая работа ученых началась в марте – снегосъемкой на 12 пробных площадях мониторинговой сети для оценки влияния воздушного загрязнения на изменение химического состава зимних атмосферных выпадений. Ежемесячно в вегетационный период (с июня по сентябрь) на тех же площадках сотрудники ИППЭС КНЦ РАН отбирали пробы дождевых, почвенных и стволовых вод; в июне собрали древесный опад и сняли температурные данные с установленных на площадках датчиков; каждые 2 недели измеряли потоки СО₂ из почвы. В попытках усилить сохранность стационарного оборудования установили информационные таблички для населения.

Большая работа по общим методикам проекта прошла в июле-августе. Ученые завершили работы прошлого года на ранее заложенных 10 площадках в геохимически сопряженных ландшафтах и разбили 5 новых площадок в транзитных элементах ландшафта в ненарушенных ельниках в районе пос. Алакуртти (Кандалакшский р-он), провели геоботанические и таксационные описания растительного покрова, отбор проб почвы и растений.

В начале октября на площадках мониторинговой сети ученые финально в этом году отобрали пробы  атмосферных осадков, почвенных вод, опада и температурные данные и «закрыли» площадки на зиму – скоро ляжет снег. Но работы на этом не заканчиваются –запланированы круглогодичные измерения почвенного дыхания на двух площадках в ненарушенных лесах – они будут проходить ежемесячно.

Полученные по единым методикам консорциума «РИТМ углерода» данные позволят оценить пулы и потоки углерода в ненарушенных северотаежных лесах и на территориях, подверженных атмосферному загрязнению

С 24 июля по 16 августа  2024 г. сотрудники лаборатории наземных экосистем ИППЭС КНЦ РАН Т.А. Сухарева, В.В Ершов, Д.А. Живов, Н.С. Рябов, Е.А.Сидорова завершили начатые в прошлом году работы в геохимически сопряженных ландшафтах ненарушенных ельников северотаежной зоны Мурманской области на типичных иллювиально-гумусовых подзолах. 

В нынешнем полевом сезоне специалисты заложили 5 новых пробных площадей в ельниках кустарничково-зеленомошных в районе с. Алакуртти (Кандалакшский р-он). Всего в геохимически сопряженных ландшафтах обследовано 15 пробных площадей, расположенных в автоморфных, транзитных и аккумулятивных элементах ландшафта. Применяя обновленные методические рекомендации проекта, учёные провели геоботанические описания напочвенного покрова и таксацию древостоя, оценили размеры крупных древесных остатков, выбрали модельные деревья и отобрали керны для определения возраста древостоя. Руководствуясь изменениями методик, чтобы не нарушать регулярными многолетними исследованиями почвы и растительность, работы по отбору проб проводили в буферной зоне за пределами пробных площадей. Из почвенных разрезов и прикопок были отобраны образцы почвы для определения гранулометрического и валового состава, содержания углерода и азота, микробиологических показателей. Одним из элементов методической работы, запланированной на текущий год, стал отбор почв как по генетическим горизонтам, так и по слоям фиксированной мощности (по 10 см).

Для оценки вклада растительного покрова были срезаны ветви для анализа хвои и листьев модельных деревьев, отобраны доминирующие растения и лишайники напочвенного покрова. В прошлом году был успешно применен, а в этом – продолжен, опыт отбора монолитов органогенных горизонтов одновременно не только для почвенных исследований, но и для оценки запаса надземной и подземной фитомассы, учёта количества дождевых червей.

Лаборатория наземных экосистем ИППЭС КНЦ РАН с начала 1990-х годов занимается работами по оценке изменения биогеохимических циклов элементов в лесах в условиях воздействия воздушного загрязнения в районе медно-никелевых комбинатов на территории Мурманской области. С 19 по 23 августа 2024 г. ученые провели почвенные исследования для определения запасов углерода в почве и фитомассе на 10 пробных площадях постоянного биогеохимического мониторинга на разных стадиях техногенной дигрессии (фон, дефолиирующие леса, техногенные редколесья).

Проведенные в 2023-2024 гг. исследования позволят оценить пулы и потоки углерода в северотаежных лесах как в ненарушенных условиях, так и при влиянии разного уровня  аэротехногенного загрязнения, а также внести уточнения в методики отбора и камеральной обработки проб почв и растений.

Работы проводятся в рамках создания Российской системы климатического мониторинга.

В рамках работы VIII Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения», посвященной 300-летию Российской Академии наук и 35-летию Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (г. Апатиты, 24-29 июня 2024 г.) проведен микросимпозиум «Углерод в наземных экосистемах: методы оценки и мониторинг», на котором были обсуждены первые результаты работы по проекту ВИП ГЗ «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ». На микросимпозиуме  было представлено 14 устных докладов от разных организаций, выполняющих задачи консорциума «РИТМ углерода» в лесных,  болотных и тундровых биогеоценозах.

Специалисты ИППЭС КНЦ РАН Татьяна Сухарева, Вячеслав Ершов, Екатерина Иванова и Николай Рябов представили результаты работы в консорциуме, полученные в 2023 году. В своих сообщениях учёные показали данные о содержании и запасах углерода в различных компонентах северотаежных лесов – в растениях, почве, атмосферных осадках, почвенных водах, древесном опаде, а также рассказали о первых результатах исследований почвенной эмиссии углекислого газа.

Участники микросимпозиума отметили значимость исследований, направленных на получение  общих объективных данных о пулах углерода в наземных экосистемах России по единым методикам, разработанным консорциумом «РИТМ углерода», и расширение сети пробных площадей наземного наблюдения.

В специальном выпуске «Effects of Fires on Forest Ecosystems» журнала «Fire» (Q1) опубликована статья «Fires and Clear-Cuttings as Local Areas of Arthropod Diversity in Polar Regions: Khibiny Mountains» сотрудников ИППЭС КНЦ РАН, И.В. Зенковой и И.М. Штабровской, в соавторстве с коллегами из Института биологии Коми НЦ УрО РАН (А.А. Дитц) и Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН (А.А. Нехаевой). В центре внимания статьи – эффект привлечения обширными по площади нарушенными горными территориями беспозвоночных животных, не типичных для заполярных экосистем с их естественным пониженным биоразнообразием. Комплексные исследования численности и разнообразия почвенной и герпетобионтной макрофауны, химического состава и динамики температуры почв выполнены на 4-х мониторинговых участках, заложенных в долине Кунийок на севере Хибин – в ненарушенном горно-таежном лесу и трех вариантах его трансформации: в горелом лесу, на вырубке и дважды нарушенной горелой вырубке. Учитывая обширные площади нарушенных территорий и их близкую взаимную локацию в радиусе менее 1 км, этот сравнительный мониторинг не имеет аналогов для заполярных регионов и их горных массивов.

За первое десятилетие после воздействия на слабозарастающих нарушенных участках выявлено около 3-х десятков видов, ранее не известных для достаточно хорошо изученной локальной фауны Хибин. Сделан вывод о большем вкладе низового пожара в трансформацию почвенно-растительного покрова исходного горно-таежного леса по сравнению со сплошными нерасчищенными вырубками. Показано, что лесные гари, и, в меньшей степени, вырубки привлекают виды беспозвоночных с разными преференциями (пирофильные, свето- и теплолюбивые, и, напротив, гидрофильные и тенелюбивые), в том числе – нетипичные для Хибин, обогащая локальную фауну заполярных гор и Кольской Субарктики в целом и расширяя наши представления об экологии беспозвоночных животных на северной периферии ареала. Из-за сложного горного рельефа Хибинского массива, ограничивающего проникновение беспозвоночных в его центральные районы и межгорные долины, эффект привлечения нетипичных видов фауны наблюдается наиболее ярко не в первые 1-2 года, как описано в литературе, а на 5-6 год нарушений, и сохраняется не менее десяти лет из-за низких темпов самозарастания вырубок и гарей в специфических условиях заполярных широт и горного микроклимата.

Эти факты необходимо учитывать при планировании природоохранных мероприятий и составлении маршрутов для выявления новых местообитаний редких и охраняемых видов фауны. Экологический мониторинг и охрана видов должны быть организованы не только в границах Национального парка «Хибины», но и на нарушенных территориях вне его официальной зоны, и этот мониторинг должен быть длительным для охвата как можно большего числа видов, привлекаемых разными вариантами нарушенных экосистем и разными стадиями их сукцессий.

Рисунок. Местоположение Хибинских гор в Кольской Субарктике (а) и мониторинговых участков в долине реки Кунийок (б, с). Территория национального парка «Хибины» окрашена светло-зеленым цветом. Участки: контрольный лес (F) и горелый лес (Fb), негорелая (C) и горелая (Cb) вырубки.

Ссылка на статью: https://www.mdpi.com/2571-6255/7/6/203

В начале июня  сотрудники ИППЭС КНЦ РАН – участники консорциума «РИТМ углерода» – провели масштабные работы на пробных площадях сети биогеохимического мониторинга в северотаежных лесах в условиях разного уровня атмосферного загрязнения. В ходе полевых работ отобраны пробы атмосферных выпадений, почвенных и стволовых вод, древесного опада, установлены информационные таблички для населения. Кроме того, расширена сеть пробных площадей по измерению  эмиссии парниковых газов из почвы в условиях атмосферного загрязнения в зоне действия комбината «Североникель». После долгого перерыва (с 2009 года) возобновлены работы по изучению состава атмосферных выпадений на пробной площади в сосновом дефолиирующем лесу в районе реки Пиренга.

Одной из важных задач 2024 г. стало продолжение измерений почвенной эмиссии СО₂, начатых в 2023 г., и установка оборудования в техногенных редколесьях для более полной оценки влияния промышленного загрязнения на состояние северотаежных лесов.

В июле-августе запланированы экспедиционные работы по закладке пробных площадей по единым методикам проекта на стадиях техногенной дигрессии – в дефолиирующих лесах и в техногенных редколесьях в зоне действия медно-никелевого комбината «Североникель» (г. Мончегорск). Также будут продолжены комплексные исследования ненарушенных старовозрастных ельников Мурманской области (Кандалакшский район) в геохимически сопряженных ландшафтах.

В апреле 2024 г. сотрудники ИППЭС КНЦ РАН провели несколько научно-популярных занятий, на которых представили результаты работы в рамках проекта «Российская система климатического мониторинга».

9 апреля в  рамках Всероссийской ярмарки трудоустройства «Работа России. Время возможностей‒2024» учащиеся школы № 3 г. Апатиты посетили лабораторию наземных экосистем ИППЭС КНЦ РАН.  Кандидат биологических наук Вячеслав Ершов и инженер Ирина Штабровская познакомили ребят с работой учёных, рассказали об экологических исследованиях, полевых стационарах, охране окружающей среды. Рассказали о важности проведения работ по мониторингу и контролю изменений климата. Продемонстрировали полевое оборудование и приборы.

10 апреля кандидат биологических наук Татьяна Сухарева провела семинар «Мониторинг бюджета углерода в наземных экосистемах» в рамках дисциплины «Экологические проблемы лесопользования» для магистрантов 2 курса Мурманского арктического университета по направлению подготовки «Экология и природопользование». На занятии студенты узнали о проекте, методах и специфики проведения полевых исследований в лесных экосистемах по оценке климатически активных веществ, роли наземных экосистем в депонировании углерода. В рамках семинара обсудили вопросы правового регулирования в области изменения климата, а также современные проблемы и перспективы реализации климатических проектов на территории РФ. 

Сотрудники ИППЭС КНЦ РАН  являются участниками консорциума «Ритм углерода» в работе над важнейшим инновационным проектом государственного значения, курируемый Министерством экономического развития РФ.

Зимние атмосферные выпадения приурочены к периоду биологического покоя. В бореальных лесах продолжительность залегания снегового покрова составляет от 100 до 200 дней в году, что определяет значительную роль осадков в виде снега в биогеохимических циклах элементов. В современный период на формирование состава осадков Севера России большое влияние оказывает воздушное промышленное загрязнение. Ученые из лаборатории наземных экосистем Института проблем промышленной экологии Севера более 30 лет изучают состояние лесных экосистем в зоне воздействия крупнейших металлургических предприятий региона – комбинатов «Североникель» и «Печенганикель». Пробные площади расположены в хвойных лесах по градиенту атмосферного загрязнения, на разных стадиях техногенной дигрессии. С 26 марта по 04 апреля 2024 г. учёные провели снегосъёмку на 14 пробных площадях постоянного наблюдения. Для химического анализа отобрано 120 проб снега.

28 февраля и 27 марта в гости к маленьким "почемучкам" из детского сада № 48 г. Апатиты пришли сотрудники Института проблем промышленной экологии Севера  КНЦ РАН Вячеслав Ершов и Ирина Штабровская. Они провели познавательные занятия: «Все о лесе» и «Парниковые газы» в рамках ежегодного лектория для воспитанников дошкольных учреждений. На занятии ребята узнали, что такое экология, экосистема, лесные этажи, климат, зачем нужно изучать лес и какое влияние на содержание парниковых газов в атмосфере оказывают промышленное загрязнение и пожары. Маленьким исследователям напомнили основные правила безопасности и поведения в лесу и в доступной форме познакомили с проектом РИТМ углерода.

В начале 2024 г. заведующий лабораторией наземных экосистем Татьяна Сухарева представила результаты работы Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН в 2023 году в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» на нескольких научных мероприятиях.

25 января на заседании Мурманского отделения Русского ботанического общества в КНЦ РАН (г. Апатиты), посвященном прошедшему полевому сезону, конференциям и совещаниям, был представлен доклад «Полевые исследования северотаежных лесов и участие в конференциях в рамках работы консорциума «Ритм углерода».

6 февраля в Президиуме ФИЦ КНЦ РАН (г. Апатиты) на III междисциплинарной конференции научных обществ «Природа Арктики в современных научных исследованиях», посвященной 300-летию Российской академии наук, и чуть позже, 14 февраля в ЦЭПЛ РАН (г. Москва) на II отчётной конференции «Углерод в наземных экосистемах: мониторинг. Реализация ВИП ГЗ «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» были представлены результаты, полученных в ходе реализации проекта в 2023 г. Татьяна Алексеевна рассказала об участии коллектива ИППЭС КНЦ РАН в экспедициях, о камеральных и химико-аналитических работах, поделилась свежими данными о первых оценках пулов и потоков углерода в изученных лесных экосистемах, а также приняла участие в обсуждении перспектив развития проекта в 2024 г.

Совместные экспедиции с коллегами из других организаций проходят всегда очень насыщенно, в том числе и в рамках работы консорциума «РИТМ углерода». В полевой сезон 2023 года при изучении северных лесов в отборе проб сотрудникам ИППЭС КНЦ РАН помогали молодые учёные из ЦЭПЛ РАН (г. Москва) – Валентина Иванова и Дмитрий Гичан. Они показали замечательный  метод забрать почвенный профиль с собой. Такие почвенные монолиты делают сотрудники факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова из группы Soil ART.

Вячеслав Ершов и Николай Рябов смогли самостоятельно воспроизвести увиденное, и теперь в лаборатории наземных экосистем ИППЭС КНЦ РАН есть свой первый пленочный монолит подзолистых почв из старовозрастных еловых лесов Мурманской области. Почвенная картина получилась вполне наглядной, чтобы показать всем желающим, какие почвы прячутся в лесу под ногами грибников. Первыми её увидели учащиеся школ г. Апатиты на Всероссийском  Фестивале Наука 0+, который проходил с 3 по 11 ноября 2023 г.

Метод оказался таким увлекательным, что планируется отбор таких монолитов на мониторинговых площадках вблизи промышленных предприятий. Так можно будет увидеть, как почва меняется под воздействием атмосферного загрязнения.

Коллектив авторов из числа сотрудников ИППЭС КНЦ РАН  опубликовал  результаты научных исследований, полученных в рамках реализации проекта «Российская система климатического мониторинга», в отечественных и зарубежных изданиях. Проект курирует Министерство экономического развития РФ.

В специальном выпуске «Monitoring of Forest Ecosystems at Different Scales» журнала  Forests (Q1) опубликована статья, в которой представлены результаты изучения содержание углерода и азота в ненарушенных наземных экосистемах, формирующихся  в условиях северной тайги Мурманской области. Выполнен анализ динамики содержания и запасов углерода и азота в   атмосферных выпадениях, ассимилирующих органах хвойных деревьев (Picea obovata и Pinus sylvestris),  опаде хвои, почве и почвенных водах.

В отечественном журнале «Вопросы лесной науки» опубликована статья, в которой приводится обзор собственных и литературных данных по запасам фитомассы, содержанию углерода и азота, разнообразию почвенной фауны и микобиоты в наземных экосистемах Мурманской области в условиях комбинированного действия природных и антропогенных факторов.

Научные статьи:

Ershov V., Sukhareva T., Ryabov N., Ivanova E., Shtabrovskaya I. Estimation of carbon and nitrogen contents in forest ecosystems in the background areas of the Russian Arctic (Murmansk гegion) // 2024. Vol. 15 (1). 29. DOI: 10.3390/f15010029

Сухарева Т.А., Иванова Е.А., Ершов В.В., Зенкова И.В., Корнейкова М.А., Штабровская И.М., Сошина А.С. Содержание и запасы углерода и азота в наземных экосистемах Мурманской области // Вопросы  лесной  науки. Т.6.  № 2. 2023. Статья № 125. DOI: 10.31509/2658-607x-202362-125