Карбоновый полигон «Карбон-Поволжье»

Республика Татарстан
Лес, реки, водохранилища
60 Га
Оператор полигона
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет"
Данис Карлович Нургалиев, д. г.-м. н., проф., директор Института геологии и нефтегазовых технологий
+7 842 233 74 01
Индустриальный партнер: ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг»

Участники карбонового полигона

  • Казанский государственный аграрный университет
  • Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана
  • Федеральный исследовательский центр "Казанский научный центр РАН" (Казань)
  • Волжско-Камский государственный природный биосферный заповедник

Технологические партнеры

  • АО "НИИнефтепромхим"
  • Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан
  • Министерство лесного хозяйства Республики Татарстан

Описание участков

Участок «Обсерватория»

Участок, расположенный в фитоценозе, широко распространенном на территории Европейской части России, а именно – широколиственном лесу, испытывающем антропогенное давление средней интенсивности и имеющем длинную историю освоения.

Наивысшая высота над уровнем моря 103 м, минимальная 95 м – перепад 8 м.

Основной тип ландшафта

Липняк волосистоосоковый с елью и дубом на дерново-подзолистых почвах, расположенные на аллювиально-деллювиальных четвертичных отложениях третьей террасы крупных рек. Видовой состав: липа сердцевидная — бонитет II; возраст максимальный 106, средний 60; диаметр 40 см., средняя высота 28 м., максимальная 30 м.

Ель финская — бонитет I; возраст максимальный 109, средний 80; диаметр 66 см, средняя высота 38 м. Дуб черешчатый — бонитет II; возраст максимальный 101, средний 80; диаметр 72 см, средняя высота 24 м. Формула древостоя: 8Л+2Б+Е+Д Сомкнутость 0,75.

Высота кустарникового яруса 2 м, разреженный, травянистый напочвенный покров сплошной, высотой до 70 см, многоярусный. Подлесок: бересклет бородавчатый, жимолость обыкновенная, клен платановидный, лещина. Сухостой единичный нет, большое количество валежа.

По количеству осадков район относится к зоне умеренного увлажнения, их годовое количество составляет 554 мм. Наибольшее количество осадков приходится на июль (67 мм), а наименьшее — на март (32,5 мм). Суммы осадков в отдельные годы могут значительно отклоняться от среднего значения. Количество осадков, выпадающих в жидком виде (дожди), составляет около 70%, в твердом (снег) — 20%, смешанные осадки — 10%. В июне, июле, августе осадки выпадают только в жидком виде, за исключением случаев града.

Преобладающими направлениями ветра за год и в холодный период являются южное со средними скоростями 3,5 м/с. В летний период увеличивается повторяемость западных и северо-западных ветров со средними скоростями ветра 3,2 м/с. Зимний период характеризуется более сильными ветрами, чем летний. Средние скорости ветра невелики (так среднегодовая скорость ветра составляет порядка 3 м/с), однако в отдельных случаях порывы ветра могут превышать 30 м/с.

Устойчивый снежный покров формируется 3 ноября, исчезновения - 12 апреля. Число дней со снежным покровом около 154. Высота снежного покрова достигает наибольших значений 10 марта – в среднем это 53 см. Средняя глубина промерзания почвы из максимальных за зиму значений – 66 см.

Величина радиационного баланса по календарным месяцам указана ниже в таблице 6а5. Сумма суммарной солнечной радиации за год составляет 3921 МДж/м2, радиационный баланс — 1311 МДж/м2, с ноября по февраль он отрицательный. Продолжительность солнечного сияния за год в среднем составляет 1917,7 ч. Наиболее солнечным является период с апреля по август.

Максимальная повторяемость инверсий наблюдается в зимнее время года в толще атмосферы 300-900 м, достигая своего максимума (63,3% сроков измерения) в слое 600-700 м. Отмечается также выраженный минимум у земной поверхности (слой 0-100 м).

Летнее распределение повторяемости инверсий в приземном слое атмосферы отличается от зимнего. Повторяемость инверсий в слоях 0-1000 м не превышает 10 % и имеет выраженный максимум у земной поверхности. Повторяемость резких перепадов атмосферного давления (>8гПа/сутки) максимально в зимний период. В декабре и январе в среднем их количество равно 13 случаям. В летний же их повторяемость достигает минимума. Так в июле она составляет 3 случая.

Участок «Саралы»

Планируется как наблюдательный участок за экосистемами Куйбышевского водохранилища

Участок заповедника расположен в Лаишевской районе Республики Татарстан и имеет вид полуострова, выдвинутого в Волжско-Камский плёс Куйбышевского водохранилища в отдалении от крупных населенных пунктов.

В рельефе выделяются три высотных уровня, соответствующие трем разновозрастным волжским террасам. Нижняя (вторая надпойменная) терраса, с абсолютные отметками 50-60 м, частично подтоплена водохранилищем, и представляет собой ряд островов, возвышающихся над водой обычно на 3-7 м; наибольшие высоты – до 20 м – связаны с ареалами песчаных дюн. Средняя (третья надпойменная) терраса, с абсолютными отметками 75-90 м (20-35 м над уровнем водохранилища), характеризуется относительно выровненной поверхностью, с редкими блюцеобразными западинами и оврагами; на неё приходится «материковая» часть территории заповедного участка. Верхняя (четвёртая надпойменная) терраса, представленная в виде крупного останца с абсолютными высотами 120-144 м, имеет дюнный рельеф.

Почвообразующей породой на низкой террасе выступают мелкозернистые кварцевые пески, подстилаемые известковыми лёгкими суглинками. Поверхность средней террасы сложена, по большей части, лессовидными суглинками, а в её присклоновой полосе в почвообразовании участвуют супеси. На высокой террасе почвообразующей породой являются кварцевые пески с прослоями алевритов, песчаных глин и лёгких суглинков.

По протокам и заливам обширные заросли образуют водные макрофиты.

Экологическое состояние вод характеризуется по физико-химическим показателям, как «достаточно чистые воды», находится в стабильном положении на протяжении последних лет. Превышения ПДКр/х по биогенным веществам не отмечается, содержание органических веществ (по БПК5 и ХПК) находится в пределах нормы. В летний период отмечаются высокие значения рН, что связано с развитием фитопланктона. Газовый режим характеризуется нормальным насыщением растворенного кислорода в поверхностном слое. Содержание тяжелых металлов, кроме меди и железа, соответствует фоновому содержанию в водах Республики Татарстан. Данный участок особо охраняемой территории можно характеризовать (по физико-химическим показателям) как эталонный для Куйбышевского водохранилища в пределах республики.

В составе фитопланктона акватории Саралинского участка зарегистрировано 162 таксона водорослей рангом ниже рода. Наибольшим видовым разнообразием отличался отдел зеленых водорослей, в составе которого сосредоточено 46 % от общего видового богатства альгофлоры. Затем следовали синезеленые и диатомовые водоросли.

В июле-августе численность фитопланктона изменяется в достаточно широких пределах: от 3,4 млн кл/л, в водах Волги до 15,5 млн кл./л на станциях, расположенных в протоках. Основную роль в формировании общей численности фитопланктона играют синезеленые водоросли. При этом, в водах Волги – это обычные виды, регулярно вызывающие «цветение» воды водохранилищ – Aphanizomenon flos-aquae (L.) Ralfs и Microcystis aeruginosa (Kütz.) Kütz., в Каме и протоке – в массовом количестве встречается Planktothrix agardii Gomont.

Биомасса фитопланктона изменяется в пределах от 1,4 до 9,8 мг/л. В составе зоопланктона выявлено 73 вида зоопланктона, численность достаточна высока и составляет, в среднем, более 400 тыс. экз./м3; биомасса – соответственно 0,87 г/м3.

По показателям количественного развития зоопланктона трофический статус вод отдельных участков Саралинского участка оценивается как мезотрофный, по индексу сапробности – как олиго-и бетамезотрофный.

Протоки и заливы являются местами нереста основных промысловых видов рыб Куйбышевского водохранилища. В составе фауны этого искусственного водоёма много выходцев из Каспийского моря.

Климат участка характеризуется среднегодовой температурой воздуха +4,2° С, среднее количество выпадающих за год осадков – 540 мм.

Участок «Большие Кабаны»

Планируется как испытательный участок карбоновой фермы

Участок расположен в Лаишевском районе Республики Татарстан лесостепной зоне РФ, является водораздельной равниной рек Волга и Кама. Серые лесные почвы этого района занимают 21% от общей площади сельскохозяйственных угодий. Они, характеризуются периодически промывным типом водного режима, имеют кислую или слабокислую реакцию солевого раствора, небольшое количество гумуса, плохую водопрочность структуры, после дождя заплывают и образуют корку.

Агрохимическое состояние серой лесной почвы: реакция среды солевой вытяжки 6,2, очень высокое содержание подвижных фосфатов – 335,0 мг/кг и высокое содержание подвижного калия – 210 мг/кг, среднее содержание щелочногидролизуемого азота среднее – 106,4 мг/кг. Содержание гумуса 4,8% характерно для пахотного аналога серой лесной почвы. Пахотный слой данной почвы имеет следующие показатели: структурно-агрегатное состояние: состав агрегатов – 10 – 0,25 мм – 70,0 % - оценка хорошая, агрегатный состав, 10 – 0,25 – 40,0% - оценка удовлетворительная. Исходная равновесная плотность почвы 1,27 г/см3, общая порозность 50% - оценка удовлетворительная. Подпахотные горизонты почвы также имеют показатели, типичные для серой лесной почвы, с низким содержанием водопрочных агрегатов. Процентная доля пор, занятых всеми категориями влаги больше процентной доли пор аэрации в пахотном слое, такое соотношение создает благоприятные условия увлажнения и газообмена.

Гранулометрический состав почвы опытного участка среднесуглинистый с преобладанием иловато-крупнопылеватой фракции практически по всему почвенному профилю (0 – 84 см среднее содержание фракции ила <0,001 мм 32%), как известно, именно эта размерность элементарных почвенных частиц

Многочисленными пробными бурениями установлено, что суглинистая толща продуктов выветривания мергелей Казанского яруса верхнепермской системы, лежащая на песчаном материале, в пределах предполагаемой площади заложения опыта изменяется в пределах от 84 – 90 см.

Почвообразующая толща мощностью 90 см лежит на супесчано-песчаном подстилающем отложении, которое в силу своих свойств легко пропускает сквозь себя гравитационные токи воды и вследствие своеобразия строения порового пространства практически не оставляет в себе сколько-нибудь значимых запасов влаги. Также в почвообразующей толще обнаруживается постепенное утяжеление гранулометрического состава от легкосуглинистого, характерного верхней её части, до тяжелосуглинистого состава – в нижней её части. Строение профиля почвы, или изначально приспособленного к строению этого почвообразующего отложения, или выработанного в процессе почвообразования, играет важную роль в судьбе атмосферных осадков, поступающих на её поверхность.

Международная интеграция деятельности карбонового полигона

1. Планируется сотрудничество с Георг-Август-Университет Геттингена (Georg-August-Universität Göttingen), в качестве приглашенного специалиста Кузяков Яков Викторович, профессор, специализация – почвоведение экосистем умеренного пояса;

2. Университет Хельсинки (University of Helsinki), в качестве приглашенного специалиста Романтчук Мартин Леополд – специализация экологическая биотехнология;

3. Университет Брайтона (Brighton, United Kingdom) Сергей Сажин (Sergei Sazhin), специалист по численному моделированию.

Другие полигоны

Новости

04 февраля 2023

В журнале Science опубликован анализ работ специалистов компании ExxonMobil в части сценарных исследований климата

04 февраля 2023

Опубликовано исследование о влиянии ухода за сорняками на транспирацию и усвоение углерода оливковыми деревьями

04 февраля 2023

Опубликовано исследование испанских и китайских ученых о зависимости влияния азота на потоки углерода от атмосферных осадков в различные периолы года

03 февраля 2023

Китайскими учеными исследована различная сезонная реакция потоков углерода на экстремальные засухи

03 февраля 2023

Проанализированы параметры выделения климатически активных газов и их свзь с метеорологическими и почвенными факторами в районе угольных и лесных пожаров

03 февраля 2023

В журнале Biogeosciences опубликовано исследование влияния круговорота углерода на кислородное истощение в озерах северной умеренной зоны Северного полушария

Все новости