Пирогенная метка суббореальных пустынь Евразии

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-77-10010

НазваниеПирогенная метка суббореальных пустынь Евразии

Руководитель Шарапова Анна Валерьевна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-711 - Геоэкология и природопользование

Ключевые слова 1. Метагеном почв, 2. Пожар, 3. Вторичная сукцессия, 4. Физико-химические свойства почв, 5. Пирогенные фитоценозы, 6. Подвижные формы, 7. Микроэлементы, 8. Аридные экосистемы, 9. ГИС-анализ 10. Пустыня

Код ГРНТИ87.33.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Пожары сильно влияют на видовой состав, функционирование, сезонную и многолетнюю динамику внутриконтинентальных экосистем. Накоплено много данных о роли огня в формировании растительности земного шара, однако основное внимание уделяется лесам и саваннам (Spasojevic et al., 2010). В засушливых районах пожары наиболее свойственны травянистым биомам (степи, прерии) и меньше – пустыням с бедным и разреженным травостоем. Уменьшение антропогенной нагрузки (перевыпаса) на суббореальные пустыни Евразии в начале ХХI века резко повысило долю злаков с высоким травостоем и сомкнутым покровом (Неронов, 2002), что послужило причиной возникновения локальных, а затем и обширных пожаров в пустынях, наблюдавшихся, например, в 2017 г. в Центральном Казахстане. Пирогенный фактор благоприятствует сохранению злаковых травостоев в пустынях, каждый раз отбрасывая сообщества назад по уже пройденному пути сукцессии и задерживая восстановление пустынных полукустарничков: полыни, кохии (Шилова и др., 2007). В результате пожара в почвах также меняются физико-химические, химические, гидротермические, биологические и трофические свойства и условия, что в контексте и сопряжении с постпирогенными сукцессиями растительности изучено слабо. Практически нет работ, анализирующих экологическое состояние микробных комплексов пустынных почв после пожаров, хотя полифункциональность и высокая чувствительность микроорганизмов к стрессам, позволяют использовать почвенный микробоценоз для прогноза состояния экосистем после различных нарушений (Добровольская, 2002; Schidlowski, 2002). Сопряженный анализ пирогенных сукцессий растительности и онтогенеза почв принципиально важен для разработки эффективного управления постпирогенными экосистемами и понимания путей восстановления почвенного и растительного покровов, что особенно остро на фоне усиления опустынивания (и связанного с ним нарушения цикла углерода и азота), характерного для юга России, стран Центральной Азии, зоны Сахеля и других (семи-)аридных регионов. Целостное представление о последствиях для аридных экосистем пожаров необходимо для принятия взвешенных управленческих решений и требует междисциплинарного подхода, предлагаемого в настоящем Проекте. С использованием открытых данных дистанционного зондирования и натурных геоботанических и ландшафтно-геохимических исследований на модельных территориях общей площадью 2 тыс. км2 суббореальных пустынь Калмыкии и Центрального Казахстана планируется: -охарактеризовать пирогенную историю за 30 лет 24 ключевых участков с полынными, ксерофитно-злаковыми и мезофитно-злаковыми сообществами, -оценить последствия пожаров на основные экологические функции почв, -выявить сходства и различия пирогенных сукцессий растительности и почвенного микробиома полынных, ксерофитно-злаковых и мезофитно-злаковых сообществ, -выявить наличие и длительность существования «пирогенной метки» в свойствах почв, растительности и почвенного микробоценоза аридных экосистем. Впервые, для разработки эффективных технологий реабилитации территорий, пройденных пожаром, базируясь на сопряженном анализе данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), физико-химических свойствах почв, элементном составе растений (однолетников, кустарничков и полукустарничков, дерновинных злаков), структуре фитоценозов и почвенного микробоценоза по 30-летним хронорядам для суббореальных пустынь будут выявлены ответные реакции на пирогенное воздействие, определены скорости и основные лимитирующие факторы постпирогенного самовосстановления аридных экосистем. Разработанный подход может быть адаптирован для изучения и реабилитации геокомплексов других природных зон.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Семенков И.Н., Королева Т.В., Карпачевский А.М., Леднев С.А., Шарапова А.В., Short-term changes in chemical properties of topsoil (0 – 10 cm) after low-intensity fires caused by landings of first stages of space rockets Proton-M in Central Kazakhstan IOP Сonference Series: Earth and Environmental Science (год публикации - 2021)

2. Карпачевский А.М., Леднев С.А., Семенков И.Н., Шарапова А.В., Нагиев С.А., Королева Т.В. Delineation of burned arid landscapes using Landsat 8 OLI data: a case study of Karaganda region in Kazakhstan ARID LAND RESEARCH AND MANAGEMENT (год публикации - 2021)
10.1080/15324982.2021.1887398

3. Леднев С.А., Семенков И.Н. Шарапова А.В., Королева Т.В. The impact of fire on plant biodiversity in the semideserts of Central Kazakhstan E3S Web of Conferences (год публикации - 2021)

4. Семенков И.Н., Конюшкова М.В. Geochemical partition of chemical elements in Kastanozems and Solonetz in a local catchment within a semiarid landscape of SW Russia Catena, In press. No. 105869 (год публикации - 2022)
10.1016/j.catena.2021.105869

5. Карпачевский А.М., Леднев С.А., Семенков И.Н., Шарапова А.В., Королева Т.В. Using SAR-data and optical data to delineate burned territories in Kalmykia, Chernye Zemli reserve Сборник конференции Mediterranean Geosciences Union Annual Meeting (MedGU-21) (год публикации - 2022)

6. Карпачевский А.М., Михайлюкова П.Г. , Шарапова А.В., Леднев С.А., Семенков И.Н., КоролеваТ.В. «Using SAR-data and optical data to delineate burned territories in Kalmykia, Chernye Zemli reserve» Сборник статей "RusEcoCon 2022" (год публикации - 2022)

7. Клинк Г.В., Семенков И.Н.,Нухимовская Ю.Д., Гасанова З.Ю., Степанова Н.Ю, Конюшкова М.В. Temporal change in plant communities and its relationship to soil salinity and microtopography on the Caspian Sea coas Scientific reports, № 12, (18082) (год публикации - 2022)
10.1038/s41598-022-19863-5

8. Леднев С.А. , Шарапова А.В., Семенков И.Н., Королева Т.В. Yielding capacity of pyrogenic communities in Central Kazakhstan EDP Sciences (год публикации - 2023)

9. Семенков И.Н., Конюшкова М.В., Клинк Г.В., Крупская В.В., Новикова Н.М. Data on the soil and vegetation properties at the small gully catchment area: Steppe region of Kalmykia Republic (South Russia) Data in Brief, Том: 40 (год публикации - 2022)
10.1016/j.dib.2021.107746

Публикации