Карбоновый полигон «Урал-Карбон»

Участники программы

• Уральский государственный лесотехнический университет;
• Уральский федеральный аграрный университет;
• Институт экологии растений и животных УрО РАН;
• Институт промышленной экологии УрО РАН;
• Институт математики и механики УрО РАН;
• Ботанический сад УрО РАН.

Описание участков (по каждому участку)

Коуровская астрономическая обсерватория, Уральский федеральный университет (Коуровка) - 306 Га

Ландшафтное положение: надпойменная терраса с притеррасным склоном и участком долины реки Чусовая

Растительность: темнохвойные леса южнотаежного типа. Преимущественно пихтово-еловые и елово-пихтовые, сосновые, а также производные мелколиственные березовые и осиново-берёзовые леса, главным образом спелые и приспевающие.

Почвы: дерново-подзолистые, горные бурые лесные, дерново-луговые.

Уральский учебно-опытный лесхоз, Уральский государственный лесотехнический университет (Северка) - 300 Га

Ландшафтное положение: водораздельное, мезорельеф холмисто-увалистый

Растительность: светлохвойные леса южнотаежного типа, преимущественно сосновые и березово-сосновые, разновозрастные.

Почвы: дерново-подзолистые и горные бурые лесные

Научно - исследовательские работы

Проект «Региональная верификация методов определения объемов депонирования и эмиссии атмосферного углерода»

Срок реализации: 2021-2022 гг.

Ожидаемые результаты:

Разработка технологии оценки потоков парниковых газов (CO2 и CH4) по методу турбулентных пульсаций для ландшафтов, вовлеченных в исследование. Определены характерные величины и направления этих потоков для различных сезонов и типов растительности. Будет проведена верификация данных спутникового мониторинга парниковых газов в атмосфере региона по результатам зондирования атмосферы ИК-Фурье спектрометром высокого разрешения наземного базирования. Будет разработано комплексное ПО начального уровня на основе существующих компьютерных моделей общей циркуляции атмосферы и транспорта химических примесей для оценки стоков и источников на территории Свердловской области по результатам измерений данного проекта.

Сформированы массивы данных по определению запасов углерода и азота в почвах, мортмассе, надземных и подземных органах растений на участках карбонового полигона, а также в ходе полевых работ с целью определения секвестрационной способности основных типов ландшафтов Свердловской области. Будет проведена оценка фотосинтетической активности отдельных видов растений и фитоценозов с целью прогнозирования секвестрационного потенциала экосистем, а также сформированы массивы данных по измерению дыхания биоты и почв для характеристики баланса стока и эмиссии СО2 в разных типах сообществ. Будут сопоставлены результаты нескольких технологий определения морфологических и таксационных характеристик участков древостоев карбоновых полигонов, а также будут определены запасы древесины и дана оценка продуктивности насаждений в ходе полевых работ.

Подобраны и опробованы перспективные высокопродуктивные травянистые и древесные (в том числе – инорайонные) виды растений для их дальнейшего использования на карбоновых фермах Свердловской области.

Образовательная составляющая программы

Обновление междисциплинарного курса «Функциональная экология – глобальный цикл углерода и других элементов» в магистерской программе «Экологический мониторинг».

Объем часов: 108 час.

Год внедрения адаптированной программы: 2021-2022 учебный год.

Введение в образовательную программу «Экология и природопользование» междисциплинарных курсов

«Аэрокосмические и дистанционные методы»

Объем часов: 108 час 5 семестр.

Год внедрения: 2021-2022 учебный год.

«Геоинформационные системы и технологии обработки пространственных данных».

Объем часов: 72 час 6 семестр.

Год внедрения: 2021-2022 учебный год.

Введение в образовательную программу «Гидрометеорология» междисциплинарных курсов

«Физика климата и окружающая среда».

Объем часов: 108 час 6 семестр.

Год внедрения: 2021-2022 учебный год.

«Динамическая метеорология»

Объем часов: 108 час 7 семестр

«Космические методы исследования в метеорологии»

Объем часов: 108 час 8 семестр.

Год разработки: 2021-2022,

Год внедрения: 2022-2023 учебный год.

Введение раздела «Гидрологический контроль на карбоновом полигоне» в рамках учебной практики студентов образовательной программы «Гидрометеорология»

Объем часов: 108 час.

Год разработки и внедрения: внедрена.

Введение раздела «Газообмен биоты. Депонирование углерода в экосистемах» в дисциплину «Экобиотехнологии» образовательной программы «Фундаментальная биология и биотехнологии»

Объем часов: 72 час, 2 семестр.

Год разработки и внедрения: 2021-2022 учебный год.

Введение новых лабораторных работ «Оценка скорости фотосинтеза и дыхания компонентов фитоценозов», «Оценка содержания депонированного углерода в живых объектах и почвах» в дисциплине «Большой специальный практикум» образовательной программы «Биология»

Объем часов: 16 час, 7 семестр.

Год разработки и внедрения: 2021-2022 учебный год.

Международная интеграция деятельности карбонового полигона

1. Сотрудничество с Лабораторией наук о климате и окружающей среде Института Пьера Симона Лапласа (Саклай, Франция) в области мониторинга парниковых газов в атмосфере и инвентаризации их источников и стоков.
2. Сотрудничество с группой проф. Имасу в Институте исследования атмосферы и океана Университета Токио в области спутникового мониторинга парниковых газов в атмосфере и верификации спутниковых данных результатами наземного зондирования атмосферы в рамках проекта японского аэрокосмического агентства GOSAT-2 (Greenhouse gases Observing SATellite-2).
3. Сотрудничество с Институтом морских и полярных исследований им. Альфреда Вегинера (AWI, Бремерхафен, Германия) на предмет моделирования циркуляции атмосферы, в том числе с учетом изотопических трассеров гидрологического цикла.
4. Планируется приглашение специалистов из Института физики окружающей среды Университета Бремен (Германия) для проведения работ по настройке и калибровке ИК-Фурье спектрометра Bruker IFS-125M на участке карбонового полигона для приведения в соответствие со стандартами международной сети мониторинга TCCON (Total Column Carbon Observing Network).