Крупные древесные остатки (КДО) играют ключевую роль в функционировании лесных биогеоценозов, сохранении их видового разнообразия и устойчивости. В зрелых лесных экосистемах КДО представляют собой существенный пул органического вещества, роль которого в формировании бюджета углерода в лесных биогеоценозах (БГЦ) до сих пор изучена слабо. Биогеохимические циклы углерода и азота тесно взаимосвязаны как на уровне экосистем, так и ландшафтов, и биосферы в целом. Оценка скорости высвобождения углерода, азота и других биогенных элементов при разложении КДО необходима для понимания: (1) процессов обмена веществом и энергией в лесных БГЦ, (2) функционирования механизмов их устойчивости и (3) построения моделей динамики старовозрастных лесов в условиях глобального изменения климата. Крайняя ограниченность сведений о роли КДО в биогеохимическом круговороте углерода затрудняет решение таких фундаментальных задач, как расчет бюджета углерода таежных лесов, оценку и прогнозирование их биологического разнообразия.

В рамках настоящего проекта будет проведен анализ запасов и динамики углерода и других биогенных элементов (N, Р, К) в КДО основных лесообразующих пород Европейской тайги и определена их роль в СО2-газообмене старовозрастных таежных лесов. Впервые будет дана комплексная оценка динамики элементного состава, целлюлозы, лигнина и их соотношений в коре и древесине в процессе разложения КДО хвойных и лиственных пород на примере Picea abies, Pinus sylvestris, Larix archangelica, Betula sp. и Populus tremulae. Будет выполнен анализ влияния абиотических и биотических факторов на СО2-эмиссионную активность КДО разных пород и классов разложения и впервые определена доля коры общем потоке СО2 с поверхности валежа в зависимости от этих факторов. Будет дана количественная оценка роли КДО и почвы в формировании углеродного баланса зрелых лесных экосистем средней тайги.

В ходе выполнения проекта будут разработаны статистические модели, описывающие потоки вещества и энергии, связанные с разложением КДО и определены диапазоны устойчивости циклов углерода и азота в лесных БГЦ в условиях глобального изменения климата. Результаты проекта будут служить теоретической основой для понимания процессов образования вторичной продукции, оценены скорости и определены факторы ее формирования в экосистемах таежных лесов.