Содержание материала

 

Основные результаты исследований за последнее десятилетие


Разработана новая теоретическая концепция кластерного строения почвенного поглощающего комплекса, позволяющая решать не только проблемы связанные с поглощением, миграцией и трансформацией веществ в почвах, но и проблему воспроизводства почв.
Оценен баланс углерода на территории России. Почвенный покров России, занимающий 1/8 часть суши планеты, представляет собой долговременный резервуар углерода, составляющий 1/5 часть от запасов углерода в почвах Мира. Вклад же дыхания почв России в общую эмиссию углекислоты из почв Мира составляет лишь 1/17 часть. В эмиссионной составляющей круговорота углерода на территории России дыханию почв принадлежит более 80% от общей эмиссии СО2 . Промышленная эмиссия СО2 (сжигание ископаемого топлива, производство различной продукции и др.) оценивается менее, чем в 15%. Сток углекислоты за счет продукции фотосинтеза превышает все виды источников СО2 почти на 1 млрд. т, что позволяет рассматривать территорию России в мировом масштабе в качестве экологического донора.
Изучено состояние почвенных минеральных компонентов с целью индикации направленности почвенных и ландшафтно-геохимических процессов; получения минералогических, геохимических и петрофизических параметров, позволяющих тестировать изменения почв при генезисе и эволюции почв, а также в результате антропогенных воздействий.
Продемонстрирована связь содержания магнитных минералов с биоклиматическими условиями почвообразования на Русской равнине. Содержание почвенного (биогенного) магнетита может быть использовано как «магнитная запись» в почве о предшествующих условиях окружающей среды. Полученный инструмент позволяет получить количественные характеристики климатических условий в плейстоцене и голоцене.
Получило развитие новое направление в почвоведении – археологическое почвоведение, предметом изучения которого являются палеопочвы, погребенные под курганами разных исторических эпох. Курганы – погребальные памятники древних племен – появились в степях Евразии около 6 тысяч лет назад. Под курганами с давних лет остались древние почвы, по свойствам которых сейчас ученые могут реконструировать условия природной среды прошлых эпох, понять, как связана культура обитателей степей (расцвет культур и их падение, расселение древнего человека, миграции завоевателей) с природной средой прошлого.
Разработана концепция криобиосферы - составной части биосферы Земли - как среды обитания палеомикроорганизмов. Наиболее заселенной ее частью являются мерзлые породы, где микрофлора, благодаря незамерзшей влаге, обеспечивающей сохранность клеточных структур, находится в жизнеспособном состоянии в течении геологически значимого времени. В криолитосфере установлены жизнеспособные представители четырех из пяти царств организмов. Биомасса древних живых микроорганизмов значительно выше биомассы современных микроорганизмов, а стабильный режим отрицательных температур способствует выработке адаптационных механизмов для сохранения жизни и репарации клеток после оттаивания.
По ископаемым семенам растений и растительным остаткам из нор животных в вечномёрзлых грунтах реконструирована природная обстановка Колымской низменности более 30 тыс. лет назад и показано, что в то время тундра характеризовалась вкраплениями степных сообществ растений.
Особое внимание уделяется исследованиям углеродного баланса в наземных экосистемах, динамики органического вещества почвы, микробных сообществ почвы, потоков парниковых газов (углекислоты, метана и закиси азота).
Исследуется взаимодействие природных и агрогенных факторов почвенного плодородия, определяющих сбалансированный уровень корневого питания растений и устойчивое функционирование агроэкосистем. Установлено, что сбалансированное применение удобрений имеет первостепенное значение для корневого питания растений и формирования устойчивой продуктивности агроэкосистем Центральной России.
Математическое моделирование экосистем – предмет исследований подразделений Института, занимающихся прогнозированием возможных изменений биологического круговорота углерода, азота и тяжелых металлов в лесных экосистемах Европейской части России при различных антропогенных и природных воздействиях: рубках леса, изменениях климата, промышленных загрязнениях, лесных пожарах, вспышках численности лесных вредителей.
Разработана система моделей динамики лесных экосистем EFIMOD, состоящая из модели динамики органического вещества в почвах, модели роста древостоев, климатического генератора, блока, моделирующего рубки и лесные пожары и блока, анализирующего биоразнообразие лесной растительности.
Разработаны модели динамики популяций растений разных жизненных форм, имеющие большое значение в теоретическом анализе задач сохранения биоразнообразия.
Показано, что несанкционированные хищнические рубки ведут к уменьшению запасов углерода и азота в лесных экосистемах, что приводит к уменьшению продуктивности.
Проанализированы критические нагрузки загрязнения тяжелыми металлами Центра Европейской части России.
Разработаны методы модельного прогноза влияния лесных пожаров и промышленных загрязнений на лесные экосистемы.

   
© ИФХиБПП РАН