Сезонные состояния и динамика углерода на ключевых участках Карбонового полигона в Чеченской Республике

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.

1. Беручашвили Н.Л. Четыре измерения ландшафта. Москва: Мысль, 1986. 182 с.

2. Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах / Под ред. Замолодчикова Д.Г. и др. Саратов: Амирит, 2017. 279 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Беручашвили Н.Л., Жучкова В.К. Методы комплексных физико‐географических исследований. М.: Изд‐во МГУ, 1997. 320 с.

10. 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: 10.31161/1995‐0675‐2021‐15‐4‐27‐38

11. Гуня 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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/10.24057/2414‐9179‐2017‐1‐23‐373‐382

16. Abalori 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/s0718‐58392022000100052

17. Amanuel 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.

18. 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/s43017‐020‐0058‐6

19. Jakšić 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/su13158332

20. 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. V. 75. Iss. 1. P. 49–60.