ФИЦ ПНЦБИ РАН

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Молодежная Лаборатория карбомониторинга наземных экосистем

О нас

Молодежная лаборатория карбомониторинга наземных экосистем основана в 2022 г. в рамках программы в области экологического развития РФ и климатических изменений (ВИП ГЗ) и национального проекта «Наука и университеты».

Работа лаборатории нацелена на оценку составляющих баланса углерода в естественных, агрогенных и постагрогенных экосистемах и поиск эффективных решений для накопления органического углерода в почвах различных биоклиматических зон (от южно-таежной до лесостепной подзон) Европейской территории России.

Сотрудники

Коллектив лаборатории – это молодые специалисты в области почвоведения, агрохимии, экологии, почвенной микробиологии, лесного хозяйства, современных ГИС-подходов, машинного обучения и моделирования, навыки которых позволяют оценить распределение показателей цикла С в пространственном и временном масштабе, выявить их основные драйверы и получить прогнозную оценку составляющих углеродного баланса. Кроме того, сотрудниками лаборатории решаются задачи поискового характера, направленные на уточнение расчетных оценок баланса углерода в наземных экосистемах. На базе лаборатории молодые ученые также разрабатывают программный продукт для автоматизации определения дендропараметров в постагрогенных экосистемах с целью оценки запасов С в фитомассе древостоев и тест-систему для анализа почвенных показателей углеродного цикла, которые будут полезны для оценки качества почв в агро- и фермерских хозяйствах.

Результаты

  • Почвенная эмиссия CO2
  • Запасы С в почве
  • Моделирование, разработка подходов

Определены пространственно-временные факторы изменения потоков СО2 и запасов органического углерода (С) в почвах различных экосистем европейской территории России. На примере широкого ряда горных экосистем, выявлено, что в лесах пространственная вариация эмиссии СО2 из почвы связана с активностью температурно-чувствительного фермента хитиназы (дыхание микроорганизмов), а на лугах – с обилием злаков (дыхание корней).

Показана ведущая роль сезонности и экстремальных погодных условий в динамике микробного и корневого дыхания почвы. В зимний период доминировал вклад микробного дыхания, доля которого значительно снижалась при промерзании почвы, а в летний период – корневое дыхание с тенденцией уменьшения вклада при засухе.

Пространственное распределение запасов С в верхнем слое почвы в зоне смешанных и широколиственных лесов было обусловлено 4-мя основными предикторами: тип экосистемы, удаленность от автомагистралей, экспозиция склона и тип почв. При этом вклад остальных рассмотренных факторов (морфометрические характеристики рельефа) оказался не значимым.

В условиях лесостепной зоны показан высокий потенциал пахотных земель к накоплению С в верхних слоях почвы в течение 40 лет после прекращения хозяйственной деятельности человека. Выявлено увеличение доли дисперсной фракции в общем запасе С в изученном сукцессионном хроноряду: от пашни к залежи и коренному лесу, что, по-видимому, связано с большим количеством поступающих в почву растительных остатков.

Результаты многолетнего мониторинга почвенных запасов и потоков С в этих биоклиматических зонах позволили верифицировать модели RothC и T&P для последующей прогнозной оценки их динамики в контексте различных сценариев.

 На территории зарастающих пашен (залежь ~19 лет) проведен сравнительный анализ аэрофотоснимков и натурных наблюдений, который показал, что для машинного обучения с целью оценки запасов С в фитомассе наиболее оптимальными являются весенние и летние съемки по сравнению с осенними.

Научная деятельность

  • 2023
  • 2022
  • Статьи
  • Конференции, форумы и конгрессы
  • Хоз. договоры
  • Награды
  1. Хорошаев Д.А., Курганова И.Н., Лопес де Гереню В.О. Оценка отклика гетеротрофного почвенного дыхания на режим выпадения летних осадков и разную глубину снежного покрова в условиях умеренно-континентального климата // Почвоведение. 2023. № 11. С. 1400-1417. (https://doi.org/10.31857/S0032180X23600749
  2. Иващенко К.В., Сушко С.В., Дворников Ю.А., Мирный Л.А., Орлова Л.В., Ананьева Н.Д., Непримерова С.В., Юдина А.В., Троц Н.М. Запасы почвенного органического углерода при нулевой обработке почвы в условиях Среднего Поволжья // Агрохимия. 2023. № 12. С. 47-56. (https://doi.org/10.31857/S0002188123110066)
  3. Соколов Д.А., Хорошаев Д.А., Маханцева В.А., Ананьева Н.Д., Азарова А.Б., Демин Д.В., Романова А.И., Иващенко К.В. Показатели углеродного цикла в агродерново-подзолистой почве после внесения биокомпоста: краткосрочный полевой эксперимент // Агрофизика. 2023. № 4. С. 40-49. (https://doi.org/10.25695/AGRPH.2023.04.06)
  4. Sushko S., Ovsepyan L., Gavrichkova O., Yevdokimov I., Komarova A., Zhuravleva A., Blagodatsky S., Kadulin M., Ivashchenko K. Contribution of microbial activity and vegetation cover to the spatial distribution of soil respiration in mountains. // Front. Microbiol. 2023. V. 14. (https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1165045)
  5. Kivalov S., Lopes de Gerenyu V., Khoroshaev D., Myakshina T., Sapronov D., Ivashchenko K., Kurganova I. Soil Temperature, Organic-Carbon Storage, and Water-Holding Ability Should Be Accounted for the Empirical Soil Respiration Model Selection in Two Forest Ecosystems // Forests. 2023. V. 14(8). 1568. (https://doi.org/10.3390/f14081568)
  6. Dvornikov Y., Grigorieva V., Varentsov M., Vasenev V. Optimal spectral index and threshold applied to Sentinel-2 data for extracting impervious surface: Verification across latitudes, growing seasons, approaches, and comparison to global datasets // Internat. J. of Appl. Earth Observ. and Geoinform. 2023. V. 123. (https://doi.org/10.1016/j.jag.2023.103470)
  7. Khoroshaev D.A., Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O. Heterotrophic soil respiration response to the summer precipitation regime and different depths of snow cover in a temperate continental climate // Eurasian Soil Science. 2023. Vol. 56. (11). P. 1667-1682. (https://doi.org/10.1134/S1064229323601932)
  1. Иващенко К.В., Сушко С.В., Дворников Ю.А., Мирный Л.А., Орлова Л.В., Юдина А.В., Непримерова С.В. Оценка эффективности нулевой обработки почвы в накоплении органического углерода с учетом ландшафтной структуры агрохозяйства ООО «Орловка» - АИЦ. «Климат, плодородие почв, агротехнологии», 27-29 июня 2023, Самара, Россия.
  2. Иващенко К.В., Сушко С.В., Комарова А.Е., Маханцева В.А., Дворников Ю.А., Благодатский С.А. Динамика почвенных показателей углеродного цикла для горно-луговых экосистем в контексте глобального изменения климата. Всероссийская научно-практическая конференция «Мерзлотные почвы в антропоцене», 20-26 августа 2023, Салехард-Лабытнанги, ЯНАО, Россия.
  3. Иващенко К.В., Корнейкова М.В., Сальник Н.В., Салтан Н.В., Саржанов Д.А., Долгих А.В., Слуковская М.В., Горбов С.Н., Васенев В.И. Оценка микробной активности почв вдоль широтного градиента Европейской территории России: применение международного подхода «Tea bag index». XIII Международная биогеохимическая школа, 25-29 сентября 2023, Пущино, Россия.
  4. Портнов А.М., Шубин А.С., Фролова Г.Г. Детекция деревьев в зарастаниях по зимним аэрофотоснимкам с помощью нейросети YOLOv4. 8-я национальная научная конференция с международным участием «Математическое моделирование в экологии» (ЭкоМатМод-2023), 9-11 ноября 2023, Пущино, Россия.
  5. Дворников Ю.А., Слуковская М.В., Ярославцев А.М., Мешалкина Ю.Л., Саржанов Д.А., Васенев В.И., Гуринов А.Л. Картографирование загрязнения почв тяжёлыми металлами на техногенной пустоши в Кольской Субарктике с использованием экспресс-методов. Всероссийская научно-практическая конференция «Мерзлотные почвы в антропоцене», 20-26 августа 2023, Салехард-Лабытнанги, ЯНАО, Россия.
  6. Суховеева О.Э. Ретроспектива и прогноз дыхания почвы в южном Подмосковье. 8-я национальная научная конференция с международным участием «Математическое моделирование в экологии» (ЭкоМатМод-2023), 9-11 ноября 2023, Пущино, Россия.
  7. Маханцева В.А., Сорокина В.В. Использование микрозелени, как элемент популяризации ботаники в целом и растениеводства в частности. Четвертая научно-практическая конференция «Ботанические сады в современном мире: наука, образование, менеджмент», 27 февраля-03 марта 2023, Санкт-Петербург, Россия.
  8. Бабенко Е.Л. Влияние урбанизации на цикл почвенного углерода в лесостепной зоне. «Почвоведение: Горизонты будущего. 2023», 18-22 сентября 2023, Москва, Россия.
  9. Урабова С.А. Разработка подхода к экологической оценке городских почв на основе их микробных свойств и уровня загрязнения потенциально токсичными элементами. Восьмой всероссийский молодежный научный форум « наука будущего - наука молодых», 20-23 сентября, Орел, Россия.
  10. Хорошаев Д.А., Курганова И.Н., Лопес де Гереню В.О. Оценка вклада гетеротрофной компоненты в годовой поток СО2 из почвы в лесной и луговой экосистемах методом исключения корней. XIII Международная биогеохимическая школа-конференция «Эволюция биосферы, биогеохимические циклы и биогеохимические технологии: связь фундаментальных и прикладных исследований», посвященная 160-летию со дня рождения В.И. Вернадского, 25-29 сентября 2023, Пущино, Россия.
  11. Хорошаев Д.А., Лопес де Гереню В.О., Курганова И.Н. Оценка вклада гетеротрофного дыхания в годовой поток СО2 из почвы хвойно-широколиственного леса и косимого луга в условиях умеренноконтинентального климата. Всероссийская конференция с международным участием «XV Сибирское совещание и школа молодых ученых по климато-экологическому мониторингу» 17-20 октября 2023, Томск, Россия.
  12. Хорошаев Д.А., Лопес де Гереню В.О., Курганова И.Н. Круглогодичный мониторинг гетеротрофного дыхания почвы в лесном и луговом ценозах умеренно-континентального климата. «Почвоведение: Горизонты будущего. 2023», 18-22 сентября 2023, Москва, Россия.
  13. Кивалов С.Н., Лопес де Гереню В.О., Мякшина Т.Н., Сапронов Д.В., Хорошаев Д.А., Курганова И.Н. Оценка дыхания лесных почв в зоне умеренно-континентального климата с помощью ансамбля T&P-моделей. Актуальные вопросы теории и практики лесного почвоведения, 17-22 сентября 2023, Петрозаводск, Россия.
  14. Кивалов С.Н. Особенности измерения потока СО2 экосистемы заливного луга при высокой влажности и урбанизированном окружении. XIII Международная биогеохимическая школа, 25-29 сентября 2023, Пущино, Россия.
  15. Кивалов С.Н., Лопес де Гереню В.О., Хорошаев Д.А., Мякшина Т., Сапронов Д., Иващенко К.В., Курганова И.Н. Оптимизация эмпирических моделей для контроля и оценки зимнего дыхания почвы. 8-я национальная научная конференция с международным участием «Математическое моделирование в экологии» (ЭкоМатМод-2023), 9-11 ноября 2023, Пущино, Россия.
  16. Сушко С.В., Соколов Д.А., Иващенко К.В., Захарова Е.А., Лактионов Ю.В., Герасимов Е.С., Орлова Л.В. Оценка качества агрочерноземов Среднего Поволжья при нулевой обработке почвы. IV Международная научная конференция «Тенденции развития агрофизики: от актуальных проблем земледелия и растениеводства к технологиям будущего», 13-15 сентября 2023, Санкт-Петербург, Россия.
  17. Нефедова С.Е., Азарова А.Б., Севостьянов С.М., Иващенко К.В., Демин Д.В. Перспективы применения в декоративном цветоводстве компостов из переработанных органосодержащих отходов. Международный научный конгресс «Глобалистика-2023» Научная конференция»Перспективные исследования биологических ресурсов», 26-27 октября 2023, Москва, Россия.
  18. Азарова А.Б., Нефедова С.Е., Севостьянов С.М., Иващенко К.В., Демин Д.В. Оценка применения компоста на основе осадков сточных вод при выращивании растений для городского озеленения. Международный научный конгресс «Глобалистика-2023», Научная конференция «Перспективные исследования биологических ресурсов», 26-27 октября 2023, Москва, Россия.
  19. Azarova A.B., Nefedova S.E., Deeva N.F., Sevostyanov S.M., Demin D.V. Agroecological value of compost from recycled organic waste: application prospects in decorative floriculture. III Международный форум «Диалог молодых учёных: science talks», 26-27 октября 2023, Алматы, Казахстан.
  1. Договор № 12 на выполнение работ по проведению лабораторных исследований почвы («Определение углерода микробной биомассы и ее активности в почвенных образцах и подстилках») от «15» ноября 2023 года (заказчик: ООО «Смарт Урбан Нэйчер 4.0», исп.: Иващенко К.В., Муквич Е.С.)
  1. Иващенко К.В. «Золотая медаль» победителя конкурса «Экопродукт-2023», Росбиотех-Эко.
  • Статьи
  • Конференции, форумы и конгрессы
  1. Komarova A., Ivashchenko K., Sushko S., Zhuravleva A., Vasenev V., Blagodatsky S. Temperature sensitivity of topsoil organic matter decomposition does not depend on vegetation types in mountains // 2022. V. 11. Issue 20. P. 2765. (https://doi.org/10.3390/plants11202765)
  2. Gavrichkova O., Pretto G., Brugnoli E., Chiti T., Ivashchenko K.V., Mattioni M., Moscatelli M.C., Scartazza A., Calfapietra C.. Consequences of grazing cessation for soil environment and vegetation in a subalpine grassland ecosystem // Plants. 2022. V. 11. Issue 16. P. 2121. (https://doi.org/10.3390/plants11162121)
  1. Сушко С.В., Иващенко К.В., Комарова А.Е., Юдина А.В., Благодатский С.А. Динамика фракционного состава органического вещества почвы при зарастании субальпийских лугов лесами. «Почвоведение: Горизонты будущего. 2022», 24-28 октября 2022, Москва, Россия.
  2. Урабова С.А., Комарова А.Е. Оценка экосистемных сервисов и диссервисов городских почв Москвы. Форум молодых ученых государств-участников СНГ «Наука без границ», 1-3 ноября 2022, Университет Лобачевского. Нижний Новгород, Россия.
  3. Бабенко Е.Л., Комарова А.Е. Оценка потенциала городских почв лесостепной зоны в сохранении углерода. Форум молодых ученых государств-участников СНГ «Наука без границ», 1-3 ноября 2022, Университет Лобачевского. Нижний Новгород, Россия.
  4. Иващенко К.В. Конгресс молодых ученых, 1-3 декабря 2022. Федеральная территория «Сириус», Сочи, Россия.
  • Гранты
  1. РНФ № 22-74-10124 «Оценка последствий глобального изменения климата для почвенных циклов C, N, P в субальпийских лугах Северо-Западного Кавказа» (рук. Иващенко К.В., исп.: Сушко С.В., Соколов Д.А., Дворников Ю.А., Маханцева В.А.)
  2. РНФ № 23-17-00118 «Экологические функции и экосистемные услуги микробного сообщества почв и почвенных конструкций городов Арктики в условиях потепления климата и антропогенной нагрузки (исп.: Иващенко К.В.)
  3. РНФ № 19-77-30012 «Смарт технологии мониторинга, моделирования и оценки экосистемных сервисов зеленой инфраструктуры и почв для поддержки принятия решений в сфере устойчивого развития городов на фоне глобальных изменений» (исп.: Сушко С.В., Дворников Ю.А.)
  4. РНФ № 23-26-00191 «Оценка потоков углерода в агроэкосистемах» (рук. Суховеева О.Э.)

Контакты

Молодежная Лаборатория карбомониторинга наземных экосистем располагается на базе Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБПП РАН)

ул. Институтская, дом 2, корп. 2.,
Пущино, Московская обл. 142290, Россия

Партнеры

Иващенко Кристина Викторовна

Должность:

старший научный сотрудник, зав. лабораторией

Ученая степень:

к.б.н.

Специальность:

экология, микробиология

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

Кивалов Сергей Николаевич

Должность:

старший научный сотрудник

Ученая степень:

PhD Atmos. Sci., к.т.н.

Специальность:

преобразование возобновляемых видов энергии, установки и комплексы на их основе, Atmospheric Sciences

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

Суховеева Ольга Эдуардовна

Должность:

старший научный сотрудник

Ученая степень:

к.г.н.

Специальность:

физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

Сушко Софья Владимировна

Должность:

научный сотрудник

Ученая степень:

к.б.н.

Специальность:

почвоведение

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

Дворников Юрий Александрович

Должность:

научный сотрудник

Ученая степень:

к.г-м.н.

Специальность:

картография

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

Хорошаев Дмитрий Александрович

Должность:

научный сотрудник

Ученая степень:

к.б.н.

Специальность:

экология

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

Романова Анастасия Игоревна

Должность:

научный сотрудник

Ученая степень:

к.б.н.

Специальность:

физиология и биохимия растений

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

отсутствует

Маханцева Виктория Александровна

Должность:

младший научный сотрудник

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

инженер лесного хозяйства

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

отсутствует

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

отсутствует

Соколов Дмитрий Александрович

Должность:

младший научный сотрудник

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

агрохимия и агропочвоведение, биология

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

отсутствует

Портнов Алексей Михайлович

Должность:

младший научный сотрудник

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

экология

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

отсутствует

Фролова Гульфина Габдрахмановна

Должность:

младший научный сотрудник

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

биология

Scopus ID:

WoS ResearcherID:

AuthorID (РИНЦ):

ResearchGate:

отсутствует

Шубин Андрей Сергеевич

Должность:

младший научный сотрудник

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

вычислительные машины, комплексы, системы и сети

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

отсутствует

ID ORCID:

отсутствует

AuthorID (РИНЦ):

отсутствует

ResearchGate:

отсутствует

Урабова Светлана Александровна

Должность:

инженер

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

экология и природопользование

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

отсутствует

ID ORCID:

отсутствует

AuthorID (РИНЦ):

отсутствует

ResearchGate:

отсутствует

Мирный Лукьян Андреевич

Должность:

инженер

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

почвоведение

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

отсутствует

ID ORCID:

отсутствует

AuthorID (РИНЦ):

отсутствует

ResearchGate:

отсутствует

Бабенко Елена Леонидовна

Должность:

инженер

Ученая степень:

отсутствует

Специальность:

экология и природопользование

Scopus ID:

отсутствует

WoS ResearcherID:

отсутствует

ID ORCID:

отсутствует

AuthorID (РИНЦ):

отсутствует

ResearchGate:

отсутствует