Карбоновый полигон "Урал-Карбон"
Участники полигона
- 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
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.
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
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.
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.
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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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).