Ученые оценили изменения в почвах Арктики после восстановления растительности

Восстановление растительного покрова в арктических экосистемах способствует накоплению органического углерода и активизации почвенных микроорганизмов, что в итоге приводит к ускорению углеродного цикла. К такому выводу пришли учёные по итогам исследования почв, формирующихся на арктических песчаных дюнах. Работа выполнена коллективом Тюменского государственного университета (ТюмГУ) совместно со специалистами Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Научно-технологического университета «Сириус» и Геттингенского университета имени Георга Августа (Германия). Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Catena.

Полевые работы проводились на естественном песчаном массиве в Надымском районе Ямало-Ненецкого автономного округа. Исследователи сравнили подвижные, лишённые растительности песчаные дюны с участками, где пески уже стабилизированы и покрыты лесом. Такой подход позволил проследить процессы естественной сукцессии — закономерной смены экосистем — и оценить, как по мере восстановления растительности меняются свойства почв и интенсивность биологических процессов.

Проект, в рамках которого была опубликована статья, реализуется с 2024 года на базе Тюменского государственного университета. Существенный вклад в исследование внесла группа учёных Научно-технологического университета «Сириус», участвовавшая в анализе данных и интерпретации результатов, связанных с круговоротом углерода в формирующихся экосистемах.

Учёные установили, что развитие растительного покрова сопровождается увеличением потока углекислого газа из почвы в атмосферу. Это связано с ростом микробной активности: органический углерод в почвах начинает накапливаться быстрее, но одновременно ускоряется и его минерализация. Скорость накопления органического углерода на арктических песчаных дюнах составила 0,1–0,2 г/кг за десятилетие. Хотя эти значения ниже, чем в более южных экосистемах, вклад Арктики в глобальную секвестрацию углерода остаётся существенным благодаря огромной площади подобных ландшафтов.

«Значимость работы заключается в том, что нам удалось оценить скорость накопления углерода в экосистемах, находящихся на самых ранних стадиях развития. В условиях глобального изменения климата таких “молодых” экосистем будет становиться всё больше, и для фундаментального понимания функционирования природных систем важно знать, с какой скоростью в них протекают процессы круговорота химических элементов», — отмечает ведущий научный сотрудник направления «Геоэкология» Международного научного центра в области экологии и изменения климата Екатерина Филимоненко.

Особый интерес, подчёркивают исследователи, представляют труднодоступные и малоизученные экосистемы — такие как арктические песчаные дюны или территории, формирующиеся после отступления ледников. Это направление также входит в число исследовательских приоритетов Университета «Сириус». Изучение подобных «природных лабораторий» позволяет глубже понять, как экосистемы зарождаются, развиваются и реагируют на климатические изменения.

Полученные результаты расширяют фундаментальные представления о функционировании арктических экосистем и могут быть использованы при дальнейшем моделировании биогеохимических циклов в условиях меняющегося климата.