КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
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 18-77-10045

НазваниеБиогеохимическое изучение феномена высокой биологической продуктивности растительности в условиях Субарктики как основа для создания технологий природообустройства в Арктической зоне Российской Федерации

РуководительЛойко Сергей Васильевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет", Томская обл

Срок выполнения при поддержке РНФ07.2018 - 06.2021

КонкурсКонкурс 2018 года по мероприятию «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, 07-705 - География почв, геохимия ландшафтов

Ключевые словаПочвы, многолетняя мерзлота, биогеохимия, термокарст, спущенные озера, хасыреи, Западная Сибирь, Арктическая зона, природообустройство, изменение климата

Код ГРНТИ38.33.23


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Известно, что современные зональные экосистемы Арктической зоны Российской Федерации имеют невысокую биологическую продуктивность растительных сообществ и низкую устойчивость даже к незначительным антропогенным воздействиям. Считается, что причиной формирования таких экосистем является неблагоприятный климат. Однако если это лишь следствие неблагоприятного климата, то почему в еще более суровых условиях ледникового периода позднего плейстоцена на той же широте существовали травяные сообщества на плодородных почвах (Губин, Веремеева, 2010; Кириллова и др., 2015 и т.д.), первичной продукции которых хватало для обеспечения кормом значительной численности крупных фитофагов (мамонтовая фауна)? Опыт полученный при создании плейстоценового парка С.А. Зимовым (http://www.pleistocenepark.ru) и палеоэкологические исследования экосистем мамонтовых степей (Zimov et al., 2012) демонстрируют, что крупные фитофаги способствовали повышению продуктивности растительности. В Республике Коми и на Северо-Востоке России показана возможность формирования лугов с богатым травостоем в котловинах искусственно осушенных озёр (Томирдиаро, 1969; Ухов и др., 1985; Каверин и др., 2014), а в Якутии традиционным является сенокошение в аласах. В Восточноевропейской тундре разработаны технологии создания агрофитоценозов на месте зональной тундры с продуктивностью, превосходящей естественные сообщества (Арчегова и др., 1991). Очевидно, что низкая продуктивность, доминирование мхов, лишайников и эрикоидных кустарничков вызваны не только неблагоприятным климатом. Существует явный дисбаланс между климатическим потенциалом и реальной продуктивностью растительности в Арктической зоне, а средопреобразующий потенциал северных экосистем очень сильно недооценен. Несмотря на давно известные факты наличия в криолитозоне экосистем с повышенной биологической продукцией относительно фона, причем не только в интразональных условиях, однако ещё не привела к систематическому осмыслению данного феномена и выявлению основных причин его формирования. В связи с этим основной гипотезой данного проекта является то, что феномен высокой биологической продуктивности растительности в условиях Арктической зоны РФ является следствием особых биогеохимических условий, обусловленных формированием почв с повышенным естественным плодородием. Однако экосистемы Севера имеют весьма незамкнутый биологический круговорот, что на фоне высокой увлажненности климата, вымывания подвижных форм макро- и микроэлементов, сопряжённое с внедрением олиготрофных видов флоры, приводит к быстрому падения биологической продукции. Выдвинутую гипотезу в данном проекте предполагается количественно проверить на экосистемах разновременных хасыреев, которые широко распространены в криолитозоне Западной Сибири. Хасыреи – котловины бывших озер, опустевших из-за таяния вечной мерзлоты и термоэрозионных процессов. В донных отложениях хасыреев накоплено большое количество подвижных биогенных элементов, которые сразу после осушения озера обеспечивают формирование настоящей «вспышки жизни» – в тундре и лесотундре появляются «оазисы» с кустарниково-луговой растительностью, включающей и редкие для севера Западной Сибири элементы флоры. Площадь термокарстовых озёр в криолитозоне Западной Сибири более 60 тыс. км2, что 1,4 раза превышает площадь Московской области. В условиях потепления климата будут активироваться термокарстовые процессы, что приведёт к увеличению количества вновь появляющихся хасыреев. Однако в отличие от аласов Якутии в хасыреях Западной Сибири практически не изучена даже растительность и почвы, не говоря уже о специфике биогеохимических условий и процессов. Новизна предлагаемого проекта будет заключаться в решении следующих взаимосвязанных задач. (1) На примере разновременных хасыреев будет проверена поставленная гипотеза о том, что биологическую продуктивность растительности криолитозоны наравне с климатом лимитируют и эдафические условия. (2) Впервые систематически будет проведено изучение растительности, почв и биогеохимических условий в котловинах разновозрастных хасыреев на 650-ти км широтном профиле от подзоны северной тайги (северные отроги Сибирских Увалов) до подзоны типичных тундр (Гыданский полуостров). (3) На основе существенного задела лаборатории «БиоГеоКлим» ТГУ в деле изучения термокарстовых озёр, будут установлены характеристики озёр, по которым будет возможно строить прогнозы о типе хасырейных комплексов, скорости их олиготрофизации, после спуска воды из озера. Все исследования будут проводиться на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, который согласно указу Президента Российской Федерации «О сухопутных территориях Арктической зоны Российской Федерации» от 02.05.2014 года отнесен к сухопутным территориям Арктической зоны Российской Федерации, для которой разработаны «Основы государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу». В этом документе указана необходимость увеличения устойчивости взаимодействия человека и природы, которая определяется, в первую очередь, устойчивостью экосистем, зависящей от биоразнообразия и способности растительности закреплять максимально возможное количество солнечной энергии в органическом веществе. Выполнение данной работы за счёт раскрытия биогеохимических аспектов позволит бионическим путём в дальнейшем как усовершенствовать существующие, так и предложить новые технологии природообустройства в суровых климатических условиях, направленные на формирование экосистем максимально эффективно усваивающих солнечную энергию. Наличие ключевых участков в различных геоморфологических районах и на разных широтах позволит спрогнозировать отклик хасырейных почвенно-растительных комплексов на климатические изменения. Подобная информация важна при разработке стратегии природопользования в Арктике. Актуальность проекта имеет и некоторое научно-политическое значение, так как в последние годы первенство в изучение биогеохимии ландшафтов Севера России всё чаще наблюдается за зарубежными учеными, выполнение же этого проекта закрепит первые результаты по столь важной теме за российским научным коллективом.

Ожидаемые результаты
По итогам проекта планируется получить следующие результаты: Впервые для котловин спущенных термокарстовых озёр различных природных зон будет проведена комплексная оценка современного биогеохимического состояния в контексте климатических изменений. Будет оценена площадь хасыреев различных эволюционных стадий в пределах различных междуречий криолитозоны Западной Сибири на 640-км широтном профиле, а также их соотношение с площадью озёр и общей заозёренностью в пределах изученных междуречий. Будут получены данные о компонентном составе почвенного покрова, определены свойства и систематическая принадлежность почв, проведены описание и классификация растительности. На модельные хасыреи различных частей криолитозоны Западной Сибири будут построены карты растительности и почв. Будет выполнена и представлена биогеохимическая характеристика различных природных сред хасыреев (почвы, поверхностные воды, поровые растворы, надземная фито- и мортмассы) сопряженная с оценкой особенностей продукционного процесса в пределах микро- и мезокатен. Будет дано сравнение полученных данных с прилегающими фоновыми зональными и интразональными сообществами. Будут выделены эволюционные стадии развития хасырейных почвенно-растительных комплексов. Будет оценена трансформация биогеохимических условий в зависимости от стадии развития хасырея, географической широты и характера исходного термокарстового озера. Будут изучены формы нахождения химических элементов, в том числе и биогенных, в остаточных водоёмах хасыреев и поровых водах почв. Будет проведено сравнение с полученными ранее данными для фоновых экосистем и водоёмов данной территории (воды мерзлых болот, термокарстовых озёр и рек). Будет описан генезис возникновения эдафических лимитов в котловинах хасыреев по мере их «старения» и выявлено соотношение роли внедрения олиготрофных видов и выноса биогенных элементов в протекание эндоэкогенетической сукцессии растительности хасыреев. Выявим взаимосвязи между характеристикой площади водосбора исходного термокарстового озера, донными отложениями и параметрами постаквальных почвенно-растительных систем. Будут разработаны подходы к прогнозированию состояния хасырейных комплексов на основании параметров озёр. Будут разработаны рекомендации по использованию хасыреев в хозяйственной деятельности, либо выделении их в качестве объектов с особым природоохранным статусом. Ожидаемые результаты будут новыми не только для Западной Сибири, но и всей Арктической зоны Российской Федерации. Поставленные задачи, выбранные объекты, стремление авторов к сочетанию различных современных методов будут способствовать получению качественно новых результатов. Теоретический уровень результатов сопоставим с мировым, а по многим позициям опережает его. Аналогов исследованиям не существует хотя бы потому, что нет в мире более удобного исследовательского полигона, чем Западная Сибири, что делает работы в этой области приоритетными. По всем перечисленным научным результатам проекта планируются: издание монографии; публикация научных статей в высокорейтинговых научных журналах (10 шт.), входящих в базы данных Scopus и Web of Science, и в научно-популярных изданиях; выступления с докладами на различных конференциях, а также популяризация результатов проекта через средства массовой информации (радио, телевидение и пр.) с привлечением работающих в ТГУ профессиональных журналистов.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В рамках полевых работ в летний сезон 2018 года проводили исследования в пределах ключевых участков в южной тундре (КУ «Тазовский») и северной тайге (КУ «Ханымей»). Основной КУ «Тазовский» располагается в северной части Пур-Тазовского междуречья (Западно-Сибирская равнина), неподалёку от посёлка Тазовский. Координаты его сторон: N67.3532–67.4258° и E78.6011–78.7311°. Второй, дополнительный, ключевой участок был заложен для рекогносцировочных исследований в северной тайге Западной Сибири и имел координаты: N63.7951–63.7051° и E75.6833–76.2678°. В пределах КУ «Тазовский» в пределах котловин осушенных озёр изучались биогеохимические особенности высокопродуктивных экосистем. Также провели гидрохимические исследования в фоновых интразональных ландшафтах – полигональные болота и поймы рек, с целью получения сравнительного материала. Основные работы выполнены в пределах 8 котловин осушенных термокарстовых озёр (хасыреев), приуроченных к 3-й надпойменной озерно-аллювиальной террасе р. Таз (высоты над уровнем моря составляют 30–40 м). В ходе работ охвачены хасыреи различного возраста и степени осушения. В хасыреях заложено 148 исследовательских точек (в том числе и на остаточных водоёмах), охватывающих основные микроландшафты с необходимой повторностью и выбранные на основании предварительного изучения космических снимков, а также маршрутных наблюдений. На выбранных точках производили исследования различной степени детальности: от базового отбора проб поверхностных и почвенных вод с измерением мощности сезонно-талого слоя (СТС), до полного набора исследований (гидрохимические, почвенные, геоботанические) в типичных экосистемах котловин дренированных озёр. Проводили бурение старого хасырея и полигональных болот для отбора образцов мерзлого торфа и озерных отложений, для дальнейшего получения талой воды, а также элементного анализа твердой фазы. Целью заложения второго КУ «Ханымей» был поиск высокопродуктивных травяных и травяно-кустарниковых экосистем в северной тайге, с целью планирования детальных работ в последующие годы выполнения проекта. Были проведены маршрутные исследования в поймах малых и средних рек, а также в частично осушенных озёрных котловинах. В ходе проведенных рекогносцировочных работ было обследовано 4 котловины частично дренированных озёр. В этих котловинах остаточные водоёмы сохраняются в центральной области. Две котловины дренированы несколько тысяч лет назад, поэтому на большей части остаточных водоёмов успели сформироваться сплавины. Третья котловина осушена около 800 лет назад, а четвертая около 30–40 лет назад. Суммарно отобрано 150 проб почвенных и поверхностных вод. Воды, отобранные для элементного анализа, немедленно фильтровали через одноразовые ацетат-целлюлозные фильтры Sartorius (диаметр 33 мм, размер пор 0,45 мкм). В пробах вод измерялись: растворенные CH4 и СО2, электропроводность, растворенный кислород, pH, спектральные характеристики, DIC, DOC, 13C, δ18O, Cl, SO4, содержание химических элементов (Li, B, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, Sb, Te, Cs, Ba, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Th, U). Определение содержания основных макро- и микроэлементов в воде выполняли на квадрупольном ICP-MS (7500ce, Agilent Technologies) в GET лаборатории обсерватории Миди-Пиринейз (Тулуза, Франция). Температура воды, рН, растворенный кислород и удельная проводимость измерялись в полевых условиях с помощью портативных приборов WTW. Для определения концентраций CO2 и CH4 в воде пробы отбирались в стеклянные 25-мл пробирки и фиксировались HgCl2. Измерения производили на анализаторе Bruker SCION 456-GC в Томском государственном университете с неопределенностью 3 и 5% соответственно. Основные концентрации анионов (Cl-и SO42-) были проанализированы методом ионной хроматографии (Dionex 2000i) с неопределенностью 2%. Растворенный органический углерод (DOC) и растворенный неорганический углерод (DIC) были определены, используя анализатор Shimadzu TOC-VSCN с неопределенностью 3% и пределом обнаружения 0,1 мг/л, УФ-поглощение измеряли с шагом в 1 нм. Измерения потоков СО2 и СН4 проводились с использованием пластиковых камер диаметром 30 см, оборудованными логгерами с неразрушающим инфракрасным датчиком (ELG, SenseAir). Всего измерения были проведены в 22 точках в 3-х кратной повторности. 70 проб отобрано с использованием почвенных керамических лизиметров фирмы SDEC (Франция). Это позволило для ряда точек провести отбор проб по глубинам. Что важно для понимания различия в гидрохимических параметрах корнеобитаемого горизонта с залегающим глубже, а также разницы между олиготрофными торфами и озерными отложениями в старых хасыреях. В 66 пробах воды изучалась низкомолекулярная фракция растворенных компонентов методом центробежной ультрафильтрации на месте с использованием одноразовых картриджей Amicon Ultra 15 (полезный объем 15 мл; 3,5 кДа). В этих пробах измеряли все перечисленные химические элементы, а также DOC и спектральные характеристики. Величины содержания элементов в этих фракциях косвенно свидетельствует об их биодоступности. Отобрано 24 пробы воды в пойме реки Таз и поймах его притоков, а также 33 пробы воды в полигональных болотах. В отобранных пробах также определяли перечисленные выше параметры вод. В пойме реки Таз заложено 8 почвенных разрезов, из которых отобрано 36 образцов почв. Определен видовой состав растений хасыреев. На 124 участках выполнены геоботанических описания. Запасы надземной биомассы определяли для 60 экосистем без кустарников и кустарничков. Укосы делали на площадках 20х20 см в 3-х кратной повторности. На этих же точках отобрали пробы для определения подземной биомассы. Подземную биомассу измеряли в основных типах экосистем хасыреев (12 точек). Химический состав растений определяется с использованием метода ICP-MS (на масс-спектрометре Agilent-7700x). В пределах исследованных участков почвы изучались в 43 экотопах. Всего отобрано 177 образцов. В образцах почв определяются следующие показатели: влажность, потеря при прокаливании, гигроскопическая влага, зольность, обменные основания, гидролитическая кислотность, pH водный, pH солевой, P водный, окраска в системе CIE l*a*b и Манселла, валовые углерод и азот, нитратный азот, подвижный калий и подвижный фосфор, обменный аммоний. Перечисленные виды анализов в настоящий момент выполнены для 98 образцов. Все анализы выполняются по стандартным методикам. Анализа азота и углерода в почве выполнен на приборе Thermo Flash 2000 NS Soils. Окраска почвенных образцов измерена на приборе X-Rite VS450. Для 25 образцов определен валовой элементный состав методом ICP–MS. В 24 образцах определено содержание изотопа 13С и 15N. Пробурены 3 колонки в мерзлоте с шагом в 10 см до глубины 1,2–1,4 м. В полученных 40 образцах вод анализировали параметры, аналогично вышеупомянутым пробам. Для одной из колонок (12 образцов) проведена ультрафильтрация проб, по описанной выше методике. Также для этих колонок получены данные о влажности и плотности. Для изученных старых хасыреев определено время дренажа их озерных котловин путём радиоуглеродного датирования слоёв торфа травяно-топяного типа, залегающего под пушицево-осоково-сфагновым торфом. На прилегающих полигональных болотах датировано время формирования 7 просадок с целью выявления времени активизации термокарстовых процессов, для целей последующей корреляции с временем осушения термокарстовых озёр (получено 24 даты в радиоуглеродной лаборатории ИМКЭС СО РАН, г. Томск). На границе озёрных отложений и топяного торфа в старых хасыреях найдены окатанные угольки. Найденные угли, а также образцы из торфяных горизонтов, переданы для AMS датирования в лабораторию г. Познань (Польша). Для определения стадий хасыреев в пределах исследуемого района, с целью подсчёта их площади и составления карты распространения, проведена обработка данных NDVI с космических снимков Sentinel-2B, полученных через EO Browser. А также снимков Landsat, с целью выявления времени дренажа самых молодых термокарстовых озёр. Для всех изученных хасыреев составлены карты-схемы основных экосистем. Для этого использованы общедоступные ресурсы Google Maps и Яндекс Карты, по которым производилась привязка, а актуализация данных выполнена с использованием съемки с квадрокоптера DJI Phantom, а также космических снимков Sentinel-2B. Необходимость актуализации данных связана с высокой динамичностью рельефа хасыреев молодых и средних стадий. Проведен анализ разнообразной дистанционной информации по северу Западной Сибири с целью выбора объектов полевых исследований летом 2019 года, а также выявления пойм и дренированных озёр с высокопродуктивными экосистемами. Получены первые биогеохимические материалы по изученным хасыреям, оценена вариабельность рассматриваемых параметров, их взаимосвязи, отличия от фоновых интразональных болотных ландшафтов. Установлено, что максимальный поток СО2 наблюдается в молодом хасырее и составляет 1,28 г С/м2/д, в то время как в старом хасырее этот показатель почти в 7 раз меньше (0,19 г С/м2/д). Концентрация растворенного СО2 в молодом хасырее составляет 893 мкмоль/л, что в 4 раза меньше по сравнению со старым. Эмиссия метана, наоборот, больше в старом хасырее и составляет 0,021 г С/м2/д, что в 3 раза больше по сравнению с молодым хасыреем. Одной из особенностей химии почв и поверхностных вод в осушенных озерных экосистемах является довольно большие горизонтальные вариации в химическом составе жидкостей (в пределах нескольких метров). Вертикальная вариация концентраций элементов в почвенных поровых водах выражена еще сильнее, особенно в старых хасыреях. Так концентрация в твердой фазе таких элементов, как P, Ca, Mn, K, Si уменьшается в десять раз от бывших озёрных отложений к корнеобитаемому олиготрофному торфу, аналогично поведение элементов и в почвенном растворе. Горизонтальная вариабельность в старых хасыреях снижается. Получены оценки изменения гидрохимии поровых вод, растительности, почв и их свойств, биопродукции в зависимости от эволюционной стадии хасырея. Поверхностные воды (в депрессиях, просадках и остаточных водоемах на дне осушенной котловины) молодых хасыреев обогащены основными и микроэлементами, по сравнению со старыми хасыреями. Молодые хасыреи значительно (>30%) обогащены многими основными и подвижными неорганическими питательными веществами по отношению со старыми хасыреями. Поверхностные и почвенные воды молодых хасыреев обогащены в 2 и более раза DIC, Na, Mg, B, Si, K, P, Mn, Zn, Co, Ni, Cu, Mo, Rb, Ba, по сравнению со старыми хасыреями. В старых хасыреях выше значения SUVA, DOC, V, Zr, Th. рН и средние концентрации DOC, DIC, Mg, Ca, Si, K, Al, Fe, Mn, Co и Ni в молодых и старых хасыреях, окружающих болота и термокарстовых озерах иллюстрируют увеличение показателей рН, электропроводности, Na, Mg, Ca, Si, P, Mn, Co, Ni, в ряду молодой хасырей > средний хасырей > старый хасырей ≥ полигональные болота ≥ термокарстовые озера. На основе анализа торфяного льда КУ «Тазовский» установлено, что концентрации РОУ, Na, K, Mg, Ca, Al, Fe в водах СТС и торфяном льду существенно различаются. Так РОУ, Mg и Ca во льду многолетнемерзлого слоя содержится на порядок больше, чем в верховодке СТС, Na и K больше в 2 раза, а Al и Fe в 5 раз. Причиной низких концентраций элементов в почвенных водах СТС является разбавление атмосферными осадками, подверженность процессам трансформации ОВ микробными сообществами, процессами фотодеструкции и минерализации. При постоянном воздействии этих процессов происходит выщелачивание элементов из торфа. Рассматриваемые элементы в полном профиле торфяной залежи имеют элювиально-аккумулятивное распределение концентраций, причем пик аккумуляции расположен ниже границы мерзлоты со смещением с несколько десятков см. На полигоне аккумулятивный пик расположен ближе к поверхности, чем в мочажине. Различие глубин залегания этих пиков связано с тем, что граница СТС на полигоне находится в среднем на 20–30 см ближе к поверхности болота. Отметим, что средняя концентрация РОУ торфяном льду мерзлоты полигона выше в 3 раза, чем в мерзлоте мочажины. Вероятно, это связано с тем, что через мочажину проходит сток воды, с которым происходит вынос элементов. Колонка льда, проанализированная в заболоченном экотопе старого хасырея показала схожие закономерности. Однако аккумулятивные пики более сглаженные, видимо они ещё не успели столь явно оформиться. Выявленные запасы элементов играют большую роль в качестве источников элементов для озерных котловин. Данный пул обогащает донные отложения и водную толщу озёр при береговой абразии. При усилении процессов таяния мерзлоты может происходить обогащение внутрипочвенного стока. Для оценки влияния гидрохимии вод на растительные сообщества был предложен и рассчитан балл трофности. Установлено, что наиболее благоприятные условия трофности складываются в сообществах арктофилы. Минимумы соответствуют экотопам, где арктофила уже потеряла доминантные позиции. Результаты проведенного PCA анализа показали сильную связь между химизмом почвенных вод и сообществами с доминированием арктофилы, вейника, осок (наибольший вклад в связь у щелочно-земельных металлов и гидрокарбонатов). В обследованных хасыреях Пур-Тазовского междуречья встречено 46 видов сосудистых растений и 32 вида мхов. В хасыреях молодой стадии 36% сосудистых растений уникальны. В средних и старых этот процент составляет 37 и 66%, соответственно. В молодых хасыреях нет каких-то специфичных мхов. Все встреченные в молодых хасыреях мхи были найдены и в других котловинах, относящихся к более поздним стадиям. Количество уникальных видов мхов в средних хасыреях составило 31%, а в старых – 47%.Все изученные хасыреи по состоянию растительности и давности дренажа разделены на молодые, средние и старые. Пионерными видами, колонизирующими озерное дно, являются Arctophila fulva, Carex rostrate, Tephroseris palustris на богатых нутриентами субстратах. На более бедном субстрате поселяются Carex aquatilis, Carex acuta, Eriophorum polystachyon, Eriophorum scheuchzeri и Equisetum fluviatile. На береговых склонах разрастаются ивы. Самое высокое значение надземной чистой первичной продуктивности в 2538 г/м2 зафиксировано для луга из Arctophila fulva в центральной области молодого хасырея. Среднее значение продуктивности этих лугов составило 1123±824 г/м2. По мере агградации мерзлоты в озерном бассейне формируется микрорельеф, молодой хасырей превращается в средний. В среднем хасырее на мерзлотных буграх доминирует Calamagrostis langsdorffii. Луга с его участием имеют среднюю продуктивность в 927±417 г/м2. Реже на буграх растёт Salix spp. В мочажинах между буграми распространены луга из Carex aquatilis c средней продуктивностью 780±657 г/м2. С течением времени в средние хасыреи внедряются сфагновые мхи (Sphagnum obtusum, Sphagnum squarrosum). Происходит формирование торфяного горизонта, резко падает продуктивность растений. В старых хасыреях на травяные виды приходится на порядок меньше продукции, чем в молодых. Средняя продуктивность осок и пушиц в топях составила 79±22 г/м2. Большая часть старых хасыреев представляет из себя мерзлые болота. Со временем дренированные бассейны превращаются в мерзлые болота с преобладанием топей из пушицы, осок и сфагнумов, среди которых на повышениях произрастает тундровая растительность. Потепление климата активизирует термокарстовые процессы в Арктике, такие как усиление береговой абразии в озёрах тундры, увеличение частоты осушения озёри,что приводит к увеличению площади хасыреев. Для исследованной территории Пур-Тазовского междуречья установлена тенденция ступенчатого сокращения площади отдельных озёр, их полное или частичное исчезновение. По мере спуска воды на обнаженном дне появляется травяная растительность, продуктивность и видовой состав которой кардинально отличается как от фоновых зональных, так и интразональных болотных экосистем. По мере развития в новом супераквальном режиме происходит обеднение почв элементами минерального питания, продуктивность сообществ падает, начинает протекать эндоэкогенетическая сукцессия, на которую накладывается формирование микрорельефа. По результатам чего относительно однородные супераквальные группировки растительности делятся на неоавтоморфные с мерзлотными почвами на буграх и супераквальные у подножия бугров. В дальнейшем бугры могут вновь проседать, а территория колонизируется олиготрофной растительностью, в результате чего происходит гомогенизация геохимических микроконтрастов, выравнивание микрорельефа и сближение характера почвенно-растительного покрова с зональной матрицей тундровых автономных и гетерономных микроландшафтов.

 

Публикации

1. - Хасыреи - северный феномен Северный луч, 7 ноября 2018 (год публикации - ).

2. - Ученые ТГУ выяснили, как в Арктике за месяц исчезло озеро Региональное информационное агентство "РИА ТОМСК", 4 апреля 2019 г., 19:43 (год публикации - ).

3. - Ученые ТГУ обнаружили, что в Арктической зоне за месяц исчезло озеро Пресс-служба ТГУ, 4 Апреля 2019 (год публикации - ).

4. - Томская область: Ученые ТГУ обнаружили, что в Арктической зоне за месяц исчезло озеро Молодежное информационное агентство «МИР», 04 апреля, 22:20 (год публикации - ).

5. Крицков И.В., Лойко С.В., Лим А.Г. Поведение C и N во взвеси поверхностных водотоков Западной Сибири в зависимости от ландшафтных параметров Почвоведение: Горизонты будущего. 2019 / Сборник кратких тезисов Третьей открытой конференции молодых ученых Почвенного института имени В.В. Докучаева (Россия, Москва, 13–15 февраля 2019 года), С. 57–58 (год публикации - 2019).

6. Лим А.Г., Лойко С.В., Кузьмина Д.М., Гербер А.А. Аккумуляция химических элементов на фронте промерзания в полигональных болотах Почвоведение: Горизонты будущего. 2019 / Сборник кратких тезисов Третьей открытой конференции молодых ученых Почвенного института имени В.В. Докучаева (Россия, Москва, 13–15 февраля 2019 года), С. 33–34 (год публикации - 2019).

7. Лойко С.В., Кузьмина Д.М., Климова Н.В. Ландшафтная характеристика котловин осушенных термокарстовых озёр южной тундры Западной Сибири Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа, № 4 (101), C 13–17 (год публикации - 2018).

8. Лойко С.В., Кузьмина Д.М., Климова Н.В. Первичная сукцессия почв и растительности в котловинах осушенных термокарстовых озер южной тундры Западной Сибири Актуальный вопросы наук о Земле в концепции устойчивого развития Беларуси и сопредельных государств / Сборник материалов IV Международной научно-практической конференции молодых ученых (Беларусь, Гомель, 29–30 ноября 2018 года) в 2-х частях., Часть 1. С. 35–38 (год публикации - 2018).

9. Лойко С.В., Кузьмина Д.М., Лим А.Г., Климова Н.В. Почвы и феномен высокой продуктивности растительности в Субарктике Почвоведение: Горизонты будущего. 2019 / Сборник кратких тезисов Третьей открытой конференции молодых ученых Почвенного института имени В.В. Докучаева (Россия, Москва, 13–15 февраля 2019 года), С. 13–14 (год публикации - 2019).

10. Лойко С.В., Раудина Т.В., Климова Н.В., Кузьмина Д.М. Растительность и почвы в котловинах осушенных термокарстовых озёр южной тундры Пур-Тазовского междуречья (Западная Сибирь) Пойменные и дельтовые биоценозы голарктики: биологическое многообразие, экология и эволюция / Сборник материалов Международной научно-практической конференции (Россия, Астрахань, 13–18 мая 2019 года), С. 93–98 (год публикации - 2019).