Экологи РУДН: 1 гектар городской почвы выделяет дополнительные 0,2 тонны CO2 в год из-за повышенной температуры
Один из основных парниковых газов, которые вызывают глобальное изменение климата, — углекислый газ. Он выделяется в том числе и из почвы в результате жизнедеятельности микробов. Это процесс называется почвенное микробное дыхание. Зависимость почвенного дыхания от климатических условий хорошо изучена только для незаселённых территорий. Городские условия изменяют увеличивают теплоемкость, снижают среднюю скорость ветра и относительную влажность. Все это приводит к особому метеорологическому явлению — городскому острову тепла. Внутри города температура оказывается выше, чем в прилегающих районах. Почвоведы РУДН впервые изучили, как городской остров тепла влияет на микробное дыхание почвы.
«Городской остров тепла —известная городская климатическая аномалия. При этом стандартный мониторинг обходит вниманием ее влияние на микробное дыхание городских почв, хотя это важно для прогнозирования устойчивости запасов углерода в условиях изменения климата. Мы решили выяснить, как остров тепла влияет микробное дыхание почвы на примере Москвы», — кандидат биологических наук Вячеслав Васенев, доцент департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН.
Почвоведы РУДН исследовали московскую почву летом 2019 года. Случайным образом исследователи выбрали 140 точек, 74 из них было на территории Новой Москвы — недавно присоединившийся к городу территории с меньшей плотностью населения и застройки. Площадь заасфальтированной поверхности в Новой Москве в 4 раза меньше, чем в Москве, а зеленых территорий там на 33% больше. Собранные образцы разделили на две части. Почву верхних слоев (до 10 см глубиной) хранили при температуре 4℃, ее использовали для изучения микробного дыхания. Остальные образцы высушили и просеяли, а затем измерили их физические и химические параметры. Во всех образцах определили содержание углерода и по полученным точкам составили цифровую «карту», которая моделирует количество углерода в почве всего города. Затем экологи РУДН сопоставили полученные измерения данными метеорологических станций Москвы и Подмосковья.
В среднем разница температур в городе и за его пределами из-за городского острова тепла составила 2,2℃. В некоторые дни в июне и сентябре она достигала 5,5℃. Содержание углерода в почве Новой Москвы оказалось на 20% выше, чем в самом городе — 14,6 кг на квадратный метр. Микробное дыхание разнилось в зависимости от температуры — за час из 1 кг почвы в разных точках выходило от 0,12 до 5,10 мг углерода. Такая большая разница показывает, насколько чувствительно микробное дыхание почвы к условиям среды. В Новой Москве микробное дыхание в среднем было на 60%—100% интенсивнее, чем в Москве. Однако максимальные значения в Новой Москве не превышали 2 мг на килограмм почвы в час, тогда как в Москве достигали 2,45 мг. Исторический центр города, где тепловой остров наиболее выражен, оказался также точкой наиболее интенсивного почвенного дыхания. В целом, по подсчетам почвоведов РУДН, городской остров тепла в Москве усиливает микробное дыхание до 25% и вызывает выделение дополнительных 0,2 тонн углекислого газа в год с каждого гектара почвы.
«Соответствующие экономические и экологические риски высоки и будут еще больше возрастать в связи с изменением климата и продолжающейся урбанизацией. Для снижения рисков необходимы изменения политики управления городскими почвами — например, с помощью мониторинга микробного дыхания почвы для определения ее устойчивости к воздействию городского острова тепла», — кандидат биологических наук Вячеслав Васенев, доцент департамента ландшафтного проектирования и устойчивых экосистем РУДН.
Результат опубликованы в журнале Science of The Total Environment.
Продолжаем рассказывать о возможностях для студентов, которые хотят проявить себя как исследователи. Конкурс «Совместный старт» проводится ежегодно в весеннем семестре и ориентирован на поддержку молодёжных объединений. Его цель — помочь студенческим коллективам разработать инновационные и представительские проекты на основе проводимых в РУДН исследований, с перспективой участия в сторонних конкурсах, грантовых программах и научно-технических мероприятиях.
В аграрно-технологическом институте РУДН работает лаборатория агробиотехнологии и молекулярной генетики — место, где классическая агрономия встречается с современными молекулярными технологиями. Сегодня это уже целый научно-исследовательский комплекс: теплица с автоматизированными системами контроля микроклимата, лаборатории искусственного климата и фенотипирования, маркерной селекции и геномики, биохимии и гистологии растений, а также технологической оценки продукции растениеводства.
Коллектив кафедры органической химии факультета физико-математических и естественных наук РУДН получил грантовую поддержку университета на разработку многофункциональных производных пирролидина. Исследователи намерены создать соединения, сочетающие противовоспалительную, антибактериальную, противогрибковую, антиоксидантную и противоопухолевую активность в одной молекуле. Проект рассчитан на