| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 16. |
Аннотация |
Эпифитные лишайники (ЭЛ), являясь разновидностью криптогамного покрова, играют важнейшую роль в лесных экосистемах в силу своего широкого распространения и древней эволюции. Помимо экосистемных функций (например, ЭЛ способствуют сохранению биоразнообразия, выступая в качестве субстрата и среды обитания, а также участвуют в круговороте веществ и воды) ЭЛ могут вносить важный вклад в круговорот углерода (C), поскольку они доминируют на 8% земной поверхности. ЭЛ широко распространены в лесных экосистемах Сибири, в том числе в мерзлотных лиственничниках (биомасса ЭЛ в них оценивается в 492-3200 кг/га), уязвимость к изменению климата которых уже подтверждена. Проект направлен на изучение роли ЭЛ, населяющих различные древесные виды, в цикле C лесных экосистем Сибири в/вне области распространения многолетней мерзлоты. Предполагается, что ЭЛ могут оказывать двоякое влияние на цикл C экосистем. Во-первых, через обмен парниковых газов СО2 и СН4, поскольку ЭЛ, будучи комплексными мета-организмами, состоят из фотосинтетических ассоциаций зеленых водорослей и/или цианобактерий, гетеротрофной грибной ткани, и бактериального микробиома (включая археи), известных своей способностью, помимо СО2, выделять парниковый газ CH4. Во-вторых, через обмен фотосинтатами с аффилированным деревом. Вышеизложенное может оказать существенное влияние на оценки цикла С в условиях современных климатических изменений. В рамках проекта эти две гипотезы будут изучены следующим образом: (1) способность ЭЛ генерировать CH4 будет исследована при помощи инкубационного метода с добавлением 13C-меченого субстрата (13CO2), (2) процессы переноса C будут исследованы на примере парных образцов веточек лиственницы и ассоциированных с ними ЭЛ, меченных 13С в ходе экспериментов по обогащению 13СО2 крон взрослых деревьев лиственницы и отобранных в течение 3 вегетационных сезонов. Анализ изотопного состава С (δ13C) позволит обнаружить и количественно оценить предполагаемый перенос фотоассимилятов между деревьями-хозяевами и ЭЛ. Кроме того, проект существенно улучшит профессиональные компетенции, навыки и научные коммуникации соискателей. Актуальность. Современные механистические модели цикла С не отражают вклад ЭЛ в цикл С в силу его слабой изученности. Следовательно, понимание неоднозначной роли ЭЛ, входящих в состав криптогамного покрова древесных растений, в цикле С (эмиссии CO2 и возможные эмиссии метана (CH4)) в мерзлотных и немерзлотных экосистемах Сибири поможет уточнить прогнозные оценки влияния климатических изменений на лесные экосистемы. Кроме того, данный проект отвечает современным вызовам и соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации, а именно может быть использован при разработке и дополнении Стратегии низкоуглеродного развития России как важная часть «карбоновых полигонов» для оценки способности лесов РФ секвестрировать С. Новизна. В ходе реализации первой части проекта будет впервые оценена способность бореальных ЭЛ продуцировать СН4. Скорость эмиссии CH4 будет определяться для разных видов ЭЛ в ходе инкубационных экспериментов при различной дневной/ночной температуре окружающей среды с внесением меченного 13СО2 в качестве субстрата для ЭЛ. Во второй части проекта будут получены новые данные по переносу С между деревьями лиственницы и ЭЛ, произрастающих в условиях чувствительной к климатическим изменениям мерзлотной и немерзлотной зоны Сибири. Это будет достигнуто при помощи новаторского аналитического подхода для изучения ЭЛ — анализа δ13C и содержания C% в ЭЛ и парных им веточек, полученных в результате внесения метки 13CO2 в кроны взрослых деревьев лиственницы. Результатом исследования станет понимание того, как осуществляется взаимный перенос С между деревьев и ЭЛ, в каких масштабах, какова сезонность и временное варьирование этого процесса (в течение 3 лет) в районе исследования. Кроме того, данный проект имеет большой потенциал в прояснении роли ЭЛ в механизмах адаптации древесных растений к изменению климата. |