ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2024-3-17ecodag-3234Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYСезонные состояния и динамика углерода на ключевых участках Карбонового полигона в Чеченской РеспубликеSeasonal states and carbon dynamics in key areas of the carbon polygon in the Chechen Republic, Russiahttps://orcid.org/0000-0002-9255-1592ГуняА. Н.GunyaA. N.

Алексей Н. Гуня 

Москва; Грозный

Alexey N. Gunya 

Moscow ; Grozny

https://orcid.org/0000-0001-6358-0477ГайрабековУ. Т.GayrabekovU. T.

Умар Т. Гайрабеков, доктор географических наук, доцент, Институт природных ресурсов 

364051 г. Грозный, ул. В. Алиева, 19а. Тел. +79287812988 

Umar T. Gairabekov, Doctor of Geography, Associate Professor, Institute of Natural Resources 

19a V. Aliyev St., Grozny, 364051. Tel. +79287812988 

gairabekov_u@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3104-9275МахмудоваЛ. Ш.MakhmudovaL. Sh.

Любовь Ш. Махмудова

Грозный

Lyubov Sh. Makhmudova

Grozny

https://orcid.org/0000-0001-8216-2449ГагаеваЗ. Ш.GagaevaZ. Sh.

Зульфира Ш. Гагаева

Грозный

Zulfira Sh. Gagaeva

Grozny

Институт географии РАН ; Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. МиллионщиковаРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of Sciences ; Millionshchikov Grozny State Oil Technical UniversityRussian FederationАкадемия наук Чеченской Республики ; Грозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. МиллионщиковаРоссияAcademy of Sciences of the Chechen Republic ; Millionshchikov Grozny State Oil Technical UniversityRussian FederationГрозненский государственный нефтяной технический университет имени акад. М.Д. МиллионщиковаРоссияMillionshchikov Grozny State Oil Technical UniversityRussian Federation202421102024193169179Copyright © Гуня А.Н., Гайрабеков У.Т., Махмудова Л.Ш., Гагаева З.Ш., 20242024Гуня А.Н., Гайрабеков У.Т., Махмудова Л.Ш., Гагаева З.Ш.Gunya A.N., Gayrabekov U.T., Makhmudova L.S., Gagaeva Z.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/3234

Цель – проанализировать связь динамики углерода и смены состояний природно‐территориальных комплексов двух ключевых участков карбонового полигона в Чеченской Республике с позиций ландшафтного и ландшафтно‐геофизического подхода. Работы проводились на двух участках карбонового полигона Чеченской Республики: в Черноречье (Чеченская равнина под водоохранными широколиственными лесами, 169 м н. у. м.) и Рошни‐Чу (широколист‐ венно‐лесные низкогорья, около 450 м н.у.м.).Методы исследования: ландшафтно‐геофизическое описание геомасс, геогоризонтов и вертикальных структур на ключевых участках, детальные микроклиматические исследования с помощью установленных логгеров – датчиков температуры и влажности, наблюдения за состоянием растительного покрова, динамикой биомассы, определение фракций мортмассы на поверхности почвы, а также гумуса и основных питательных веществ.Связь динамики углерода и смены состояний ПТК исследуемых участков выражается в изменении ландшафтно‐геофизических параметров: соотношения геомасс, геогоризонтов и вертикальных структур. Выделены семь сезонных состояний ПТК, отличающихся по динамике углерода. Два из них являются ключевыми к пониманию долгосрочного баланса углерода. Эти состояния обусловлены динамикой накопления и разложения мортмассы. Выделены пути изменения интенсивности депонирование углерода на основе создания новых фитоценозов, улучшения почвенного плодородия, в том числе за счет оптимизации соотношения углерода и азота. Более радикальный путь – утилизации мортмассы – нуждается в детальных исследованиях и учета экологических последствий.

The aim of the work was to analyze the relationship between carbon dynamics and changes in the states of natural territorial complexes in two key areas of the carbon polygon in the Chechen Republic from the standpoint of landscape and landscape‐geophysical approaches. The work was carried out at two sites of the carbon polygon in the Chechen Republic: in Chernorechye (the Chechen plain under water‐protective broad‐leaved forests, about 169 m above sea level) and Roshni‐Chu (low‐ mountain broad‐leaved forests, about 450 m above sea level).Methods: landscape‐geophysical description of geomasses, geohorizons and vertical structures in key areas, detailed microclimatic studies using installed loggers with temperature and humidity sensors, observations of the state of the vegetation cover, biomass dynamics, determination of mortmass fractions on the soil surface, as well as humus and basic nutrients.The relationship between carbon dynamics and changes in seasonal states of natural‐territorial complexes is expressed in changes in landscape‐ geophysical parameters: the ratio of geomasses, geohorizons and vertical structures. Seven seasonal states of natural‐territorial complexes with different carbon dynamics have been identified. Two of them are key to understanding the long‐term carbon balance. These states are determined by the dynamics of accumulation and decomposition of mortmass. The ways of changing the intensity of carbon deposition based on the creation of new phytocenoses, increasing soil fertility, including by optimising the carbon and nitrogen ratio have been identified. A more radical way – mortmass utilisation – requires detailed research and consideration of environmental consequences.

Состояние ПТКвертикальная структурабаланс углеродагеомассагеогоризонтфитомассамортмассаState of natural‐territorial complexesvertical structurecarbon dynamicsgeomassgeohorizonphytomassmortmassРабота выполнена в рамках госзадания ГГНТУ им. академика М.Д. Миллионщикова FZNU‐2024‐0004 «Комплексное изучение потоков парниковых газов на природных и антропогенно‐нарушенных ландшафтах Чеченской Республики и разработка научно‐обоснованных рекомендаций по восстановлению биоресурсного потенциала нарушенных земель».The work was carried out within the framework of the Millionshchikov GSTOU FZNU‐2024‐0004 "Complex study of greenhouse gas fluxes in natural and anthropogenically disturbed landscapes of the Chechen Republic and development of scientifically based recommendations on greenhouse gas fluxes in natural and anthropogenically disturbed landscapes: Science‐based recommendations on restoration of bio‐resource potential of disturbed lands.ReferencesБеручашвили Н.Л. Четыре измерения ландшафта. Москва: Мысль, 1986. 182 с.Beruchashvili N.L. Chetyre izmereniya landshafta [Four Dimensions of Landscape]. Moscow, Mysl Publ., 1986, 182 p. (In Russian)Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах / Под ред. Замолодчикова Д.Г. и др. Саратов: Амирит, 2017. 279 с.Monitoring potokov parnikovyh gazov v prirodnyh ekosistemah [Monitoring of greenhouse gas fluxes in natural ecosystems]. Saratov, Amirit Publ., 2017, 279 p. (In Russian)Суховеева О.Э., Карелин Д.В., Золотухин А.Н., Почикалов А.В. Дыхание почвы в аграрных и природных экосистемах европейской территории России // Почвоведение. 2023. N 9. С. 1077–1088.Sukhoveeva O.E., Karelin D.V., Zolotukhin A.N., Pochikalov A.V. Soil respiration in agrarian and natural ecosystems of theEuropean territory of Russia. Pochvovedeniye [Soil Science]. 2023, no. 9, pp. 1077–1088. (In Russian)Карелин Д.В., Суховеева О.Э., Глаголев М.В., Добрянский А.С., Сабреков А.Ф., Замотаев И.В. Годовой бюджет углеродсодержащих биогенных парниковых газов при смешанном землепользовании: Льговский район как модельный объект центрального Черноземья // Почвоведение. 2023. N 8. С. 911–924.Karelin D.V., Sukhoveeva O.E., Glagolev M.V., Dobryanskiy A.S., Sabrekov A.F., Zamotaev I.V. Annual budget of carbon‐ containing biogenic greenhouse gases under mixed land use: Lgovsky district as a model object of the central Chernozem. Pochvovedeniye [Soil Science]. 2023, no. 8, pp. 911–924. (In Russian)Маркарова М.Ю., Махмудова Л.Ш., Керимов И.А., Эльжаев А.С., Мамадиев Н.А. Анализ парниковых газов на нефтезагрязненных территориях и разработка методов их биорекультивации (на примере г. Грозный) // Геология и геофизика Юга России. 2022. 12(4). С. 153–168.Markarova M.Yu., Makhmudova L.Sh., Kerimov I.A., Elzhaev A.S., Mamadiev N.A. Analysis of greenhouse gases in oil‐contaminated areas and the development of methods for their bioremediation (on the example of Grozny). Geology and Geophysics of Southern Russia, 2022, no. 9, vol. 12(4), pp. 153– 168. (In Russian)Ni Y., Eskeland G.S., Giske J., Hansen J.‐P. The global potential for carbon capture and storage from forestry // Carbon Balance and Management. 2016. V. 11(3). P. 1–8.Ni Y., Eskeland G.S., Giske J., Hansen J.‐P. The global potential for carbon capture and storage from forestry. Carbon Balance and Management. 2016, vol. 11(3), pp. 1–8.Иванов А.В., Браун М., Замолодчиков Д.Г., Лошаков С.Ю., Потоцкий О.В. Эмиссия углерода в поверхности валежа в кедровых лесах Южного Приморья. Экология. 2018. N 4. С. 275–281.Ivanov A.V., Brown M., Zamolodchikov D.G., Loshakov S.Y., Pototsky O.V. Carbon emission in the deadwood surface in cedar forests of Southern Primorye. Ekologiya [Ecology]. 2018, no. 4, pp. 275–281. (In Russian)Sun X.Y., Wang C.K. Carbon dioxide f luxes from downed log decomposition of major tree species in northeastern China // Acta Ecologica Sinica. 2007. V. 27(12). P. 5130–5137.Sun X.Y., Wang C.K. Carbon dioxide f luxes from downed log decomposition of major tree species in northeastern China. Acta Ecologica Sinica. 2007, vol. 27(12), pp. 5130–5137.Беручашвили Н.Л., Жучкова В.К. Методы комплексных физико‐географических исследований. М.: Изд‐во МГУ, 1997. 320 с.Beruchashvili N.L., Zhuchkova V.K. Metody kompleksnyh fiziko‐geograficheskih issledovanij [Methods of complex physiographic studies]. Moscow, MSU Publ., 1997, 320 p. (In Russian)Гайрабеков У.Т., Гуня А.Н., Керимов И.А. К вопросу об изучении динамики углерода в горных ландшафтах Чеченской Республики на основе ландшафтно‐ геофизического подхода Н.Л. Беручашвили // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2021. Т. 15. N 4. С. 27–38. DOI: 10.31161/1995‐0675‐2021‐15‐4‐27‐38Gayrabekov U.T., Gunya A.N., Kerimov I.A. On the study of carbon dynamics in mountain landscapes of the Chechen Republic on the basis of landscape‐geophysical approach N.L. Beruchashvili. Izvestia Dagestan State Pedagogical University. Natural and exact sciences, 2021, vol. 15, no. 4, pp. 27–38. (In Russian) DOI: 10.31161/1995‐0675‐2021‐15‐4‐27‐38Гуня А.Н., Гайрабеков У.Т., Гагаева З.Ш. Динамика соотношения фракций фитомассы и мортмассы на ключевых участках карбонового полигона в Чеченской Республике // Геология и геофизика Юга России. 2023. 13(4) С. 135–148.Gunya A.N., Gayrabekov U.T., Makhmudova L.Sh. Dynamics of the ratio of phytomass and mortmass fractions at the key areas of the Carboniferous polygon in the Chechen Republic. Geologiya i geofizika Yuga Rossii [Geology and Geophysics of the South of Russia]. 2023, vol. 13(4), pp. 135– 148. (In Russian)Гуня А.Н., Гайрабеков У.Т.,Махмудова Л.Ш. Изучение ландшафтной структуры для оценки углеродного баланса горных экосистем // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12(3). С. 170–181.Gunya A.N., Gayrabekov U.T., Gagaeva Z.Sh. Study of landscape structure for estimation of carbon balance of mountain ecosystems. Geologiya i geofizika Yuga Rossii [Geology and Geophysics of the South of Russia]. 2022, vol. 12(3), pp. 170–181.Kurz W.A., Apps M.J., Banfield G.E., Stinson G. Forest carbon accounting at the operation scale // The For. Chron. 2002. V. 78. N 5. P. 672–679.Kurz W.A., Apps M.J., Banfield G.E., Stinson G. Forest carbon accounting at the operation scale. The For. Chron. 2002, vol. 78, no. 5, pp. 672–679.Махныкина А.В., Прокушкин А.С., Ваганов Е.А., Верховец С.В., Рубцов А.В. Динамика потоков СО2 с поверхности почвы в сосновых древостоях Средней Сибири // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2016. Т. 9. N 3. С. 338–357.Makhnykina A.V., Prokushkin A.S., Vaganov E.A., Verkhovets S.V., Rubtsov A.V. Dynamics of CO2 fluxes from the soil surface in pine stands in Central Siberia. Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta. Seriya: Biologiya [Journal of Siberian Federal University. Series: Biology]. 2016, vol. 9, no. 3, pp. 338–357. (In Russian)Malysheva N., Zolina T., Dedova V. Estimation of carbon sequestration by Russian forests: geospatial issue // InterCarto. InterGIS. 2017. V. 23. P. 373–382. https://doi.org/10.24057/2414‐9179‐2017‐1‐23‐373‐382Malysheva N., Zolina T., Dedova V. Estimation of carbon sequestration by Russian forests: geospatial issue. InterCarto. InterGIS, 2017, vol. 23, pp. 373–382. https://doi.org/10.24057/2414‐9179‐2017‐1‐23‐373‐382Abalori T.A., Cao W., Weobong C.A.‐A., Wang S., Anning D.K., Sam F.E., Liu W., Wang W. Spatial variability of soil organic carbon fractions and aggregate stability along an elevation gradient in the alpine meadow grasslands of the Qilian Mountains, China // Chilean Journal of Agricultural Research. 2022. V. 82(1). P. 52– 64. https://doi.org/10.4067/s0718‐58392022000100052Abalori T.A., Cao W., Weobong C.A.‐A., Wang S., Anning D.K., Sam F. E., Liu W., Wang W. Spatial variability of soil organic carbon fractions and aggregate stability along an elevation gradient in the alpine meadow grasslands of the Qilian Mountains, China. Chilean Journal of Agricultural Research, 2022, vol. 82(1), pp. 52–64. https://doi.org/10.4067/s0718‐58392022000100052Amanuel W., Yimer F., Karltun E. Soil organic carbon variation in relation to land use changes: the case of Birr watershed, upper Blue Nile River Basin, Ethiopia // Journal of Ecology and Environment. 2018. V. 42(1). P. 1–11.Amanuel W., Yimer F. and Karltun E. Soil organic carbon variation in relation to land use changes: the case of Birr watershed, upper Blue Nile River Basin, Ethiopia. Journal of Ecology and Environment, 2018, vol. 42(1), pp. 1–11.Hilton R.G., West A.J. Mountains, erosion and the carbon cycle // Nature Reviews Earth and Environment 2020. V. 1. P. 284–299. https://doi.org/10.1038/s43017‐020‐0058‐6Hilton R.G., West A.J. Mountains, erosion and the carbon cycle. Nature Reviews Earth and Environment, 2020, vol. 1, pp. 284–299. https://doi.org/10.1038/s43017‐020‐0058‐6Jakšić S., Ninkov J., Milić S., Vasin J., Živanov M., Jakšić D., Komlen V. Influence of slope gradient and aspect on soil organic carbon content in the region of Niš, Serbia // Sustainability. 2021. V. 13(15). Article ID: 8332. https://doi.org/10.3390/su13158332Jakšić S., Ninkov J., Milić S., Vasin J., Živanov M., Jakšić D., Komlen V. Influence of slope gradient and aspect on soil organic carbon content in the region of Niš, Serbia. Sustainability, 2021, vol. 13(15), article id: 8332. https://doi.org/10.3390/su13158332Marshall L.A., Falk Donald A., Mcdowell Nate G. Nitrogen can limit overstory tree growth following extreme stand density increase in a Ponderosa pine forest // Tree‐Ring Research. 2019. V. 75. Iss. 1. P. 49–60.Marshall L.A., Falk Donald A., Mcdowell Nate G. Nitrogen can limit overstory tree growth following extreme stand density increase in a Ponderosa pine forest. Tree‐Ring Research, 2019, vol. 75, no. 1, pp. 49–60.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.