ИСТИНА

Парниковые газы выступают одним из ключевых драйверов современных климатических изменений, формируя радиационный режим атмосферы и определяя характер обратных связей между биосферой и климатической системой. Усиление повторяемости и интенсивности аномалий температуры и осадков делает особенно важной оценку чувствительности природных экосистем к изменениям внешней среды и способности экосистем сохранять или трансформировать климаторегулирующие функции. В этом контексте особое значение приобретает анализ пространственной и временной изменчивости потоков основных парниковых газов, прежде всего водяного пара и диоксида углерода (СО2), как интегральных характеристик функционирования и устойчивости наземных экосистем. Проведенные исследования позволили выявить ключевые механизмы формирования потоков парниковых газов в природных экосистемах России, прежде всего в лесных и болотных, и количественно оценить их отклик на изменения температурного режима и условий увлажнения. Сформированная система стационарных наблюдений, включающая сеть карбоновых полигонов в различных регионах России, позволила получить репрезентативные ряды данных о турбулентных потоках СО2, явного тепла и водяного пара. Сопоставление экспериментальных измерений с расчетами на основе процесс-ориентированных моделей энерго- и массообмена позволило проанализировать структурные компоненты нетто-экосистемного обмена СО2 и других парниковых газов и их межгодовую и суточную изменчивость. Анализ многолетних рядов наблюдений выявил выраженную пространственную дифференциацию потоков и их различную чувствительность к изменению метеорологических факторов. Температурные аномалии и дефицит осадков приводят к перестройке сезонной динамики углеродного обмена, изменению соотношения валовой первичной продукции и экосистемного дыхания, а в ряде случаев к снижению способности экосистем к поглощению СО2. Дополнительно получены количественные оценки потоков метана (СН4) и выявлены закономерности его эмиссии и поглощения почвенным покровом. Для болотных экосистем установлены особенности реакции на гидротермические колебания, определяющие их вклад в региональные потоки парниковых газов. Разработанные модели энерго- и массообмена позволили оценить роль пространственной неоднородности растительного покрова и рельефа в формировании вертикальных потоков СО2 и СН4 в системе «почва-растительность-атмосфера». Применение методик пространственного масштабирования, включая гидродинамическое моделирование переноса парниковых газов и элементы инверсионного подхода, позволило выполнить экстраполяцию локальных оценок потоков на более крупные территории с учетом климатических и ландшафтных различий, что обеспечило согласование данных точечных наблюдений с региональными оценками потоков парниковых газов. Полученные результаты существенно уточняют представления о характере отклика наземных экосистем на современные климатические изменения, включая аномалии температуры и осадков, и о возможной трансформации их климаторегулирующей роли при изменении гидротермического режима. Они создают научно-методическую основу для совершенствования климатических прогнозов, разработки адаптационных мер и реализации стратегии низкоуглеродного развития с учетом региональных особенностей территории России.