В рамках первого этапа работ сотрудники ИВПС КарНЦ РАН приступили к реализации одной из основных задач ВИП ГЗ - формирование пробных площадок (ПП) для сбора данных по оценке пулов углерода и потоков парниковых газов в водных экосистемах Республики Карелия. В качестве тестового выбран полигон первого типа в заповеднике "Кивач", организованный коллегами из Института леса КарНЦ РАН для мониторинга бюджета углерода в среднетаежных лесах Республики Карелия.
Полевой отряд в составе Д.А. Забродина, Р.Э. Здоровеннова, М.Е. Зобкова и М.С. Потахина выполнил рекогносцировочные работы по выбору водных объектов (р. Сандалка, руч. Чечкин, оз. Чудесная ламба) и расположению станций наблюдения для оценки эмиссии углекислого газа с водной поверхности. Отработаны методические аспекты исследования, выполнен отбор проб воды и получены первые результаты, свидетельствующие об относительно высоком для водных объектов Карелии содержании всех форм углерода в исследуемых водных объектах.
Выполнены авторские конструкции седиментационных ловушек, необходимых для наблюдения за скоростью накопления осадочного вещества, а также стационарные накопительные камеры-ловушки, необходимые для наблюдения за эмиссией газа из донных отложений.
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Кивач - взгляд через века | Заповедник Кивач | Доброе начало - половина дела! | Отбор проб воды на р. Сандалке |
4 - 5 апреля 2024 г.
Сотрудники группы исследований донных отложений ИВПС КарНЦ РАН Н.А. Белкина М.С. Потахин, Е.В. Гатальская, И.В. Морозова, Н.А. Мясникова и А.В. Орлов отработали методику установки оборудования в оз. Чудесная ламба для исследования донных отложений. Установлены газовые ловушки для изучения эмиссии парниковых газов из донных отложений в воду и атмосферу с различной экспозицией накопления газов. Заложено несколько скважин и получены керны донных отложений с использованием торфяного бура. Верхняя часть колонки донных отложений водоема представлена озерными органическими отложениями, нижняя — минеральными озерными и озерно-ледниковыми отложениями.
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
11 апреля 2024 г.
Продолжается работа на пробных площадках, сформированных на водных объектах заповедника «Кивач». Выполнена установка в оз. Чудесная ламба автономной станции(термокоса) с вертикальным разрешением 15 см и дискретностью измерений 1 мин для длительных измерений температуры воды, необходимой для определения дат взлома льда и периода термической стратификациии. После взлома льда термокоса будет дополнена датчиками растворенного кислорода для оценки придонной аноксии, измерения будут проводиться в течение всего периода открытой воды.
Вертикальное зондирование водного столба многопараметрическим зондом выполняется на постоянной основе с целью получения данных о температуре воды, мутности, электропроводности и хлорофилле «а».
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() |
25 апреля 2024 г.
Завершен зимний этап исследований на полигоне «Кивач». Сотрудники лабораторий географии и гидрологии, гидрохимии и гидрогеологии, а также гидрофизики ИВПС КарНЦ РАН А.Ф. Балаганский Р.Э. Здоровеннов, М.Б. Зобков и Д.А. Забродин выполнили гидрологическое обследование р. Сандалка и руч. Чечкин, провели зондирование CTD90M водной толщи (температура воды, электропроводность, мутность, хзлорофилл а) и измерение скоростей течения на водотоках, а также отбор проб воды для химического анализа. Выполнено описание гидротехнических сооружений на акватории (дамба, водопропускные трубы), оказывающих существенное влияние на гидрологический режим водных объектов. Запланирована нивелировка морфоствора на р. Сандалка с целью построения гидравлической кривой для измерения уровней и определения расходов воды в створе.
%%video["yt","jMMqwcgbPvo",312,230]%% | %%video["yt","yQzMsae9GZU",312,230]%% | |
![]() | ![]() | ![]() |
6 мая 2024 г.
Сотрудники лаборатории гидрофизики ИВПС КарНЦ РАН Р.Э. Здоровеннов и Г.Э. Здоровеннова установили измерители давления и температуры воды (RBRduet081007 и RBRduet081009) в р. Сандалка на створе вблизи впадения водотока в р. Суну. Данный створ выбран для регулярного отбора проб на химические показатели воды.
Обнаружен значительный разлив р. Сандалка: ширина русла на створе отбора проб увеличилась за 12 суток (в период с 25 апреля до 6 мая) с 6 м до 30 м. Скорости течений, измеренные поплавковым методом, составили 0.12-0.14 м/с.
Приборы размещены на дне реки и проводят измерения с часовой дискретностью. В конце мая 2024 г. приборы будут извлечены для снятия данных и вновь помещены в водоток для регистрации давления и температуры до конца июня. Данная процедура будет выполняться ежемесячно на протяжении всего периода исследований. Показатели давления будут использованы для определения изменения высоты водного столба, необходимого для вычисления площади сечения створа и расхода воды в реке на данном створе с использованием данных по скоростям течений. Измерения течений будут проводиться регулярно в мае, июне, июле измерителями течений Alec Electronics.
![]() | ![]() | ![]() |
15 - 16 мая 2024 г.
В разгар весеннего половодья, экспедиционный отряд в составе Д.А. Забродина и М.Б. Зобкова прошел по р. Сандалка от устья до впадения р. Чечкин с целью выявления перспективных мест для организации стационарного пункта наблюдений в устье р. Сандалка. Выполнен отбор проб на оз. Чудесная Ламба на комплекс химических и биологических показателей воды, а также отбор проб на комплекс химических показателей на р. Сандалка (ст. Sd0, Sd1*, Sd2, Sd3) и руч. Чечкин (Ch1).
К большинству станций подходили пешком. Расстояние от 250 до 1500 м. Лодку на ламбу несли в рюкзаке. В устье р. Сандалка пробы отбирали 16.05.24 заходя на моторной лодке с р. Суны. Разгружались около турбазы «Чуньки». Прошли по р. Сандалка от устья чуть выше впадения р. Чечкин. Выше река не проходима на лодке.
С воды осмотрели перспективные места для разбития стационарного пункта наблюдений в устье р. Сандалки.
![]() | ![]() |
23 - 24 мая 2024 г.
Cотрудники лаборатории гидрофизики и группы донных отложений Р.Э. Здоровеннов, А.Ф. Балаганский, Е.В. Гатальская, Г.Э. Здоровеннова, А.В. Митрохов, И.В. Морозова, М.С. Потахин доставили на полигон «Кивач» оборудование для проведения гидрохимических и гидрофизических измерений и выполнили подготовительные работы для установки метеостанции вблизи оз. Чудесная Ламба.
На оз. Чудесная Ламба выполнена установка газовых ловушек и организованы измерения потока углекислого газа с различной дискретностью в течение суток. Осуществлен отбор проб на химические показатели из поверхностного слоя воды и на глубине 3 м – ниже слоя скачка температуры. Выполнено зондирование водной толщи мультипараметрическим зондом CTD-90m и установлена автономная станция (акустический допплеровский измеритель скорости Aquadopp Nortek Profiler HR – ADCP) для измерений компонент скорости и дальнейшего вычисления параметров турбулентности, по которым будут оцениваться потоки газа в толще воды. Установлена выраженная стратификация водного столба – температура поверхностного слоя достигает 19ºС, на глубине 1.0-1.5 м расположен слой скачка температуры, где температура воды резко уменьшается (градиент 10ºС/м), на глубинах 2-4 м температура воды составляет 5-6ºС.
На р. Сандалка установлена газовая ловушка и выполнен отбор проб воздуха из ловушки с дискретностью 30 мин, 1 ч, 2 ч, 3 ч для последующего вычисления потоков углекислого газа. Проведена нивелирная съемка на створе выше устья р. Сандалки для последующего вычисления расхода реки. Выполнены измерения уровня в реке на двух створах. Значительный разлив р. Сандалка продолжается: ширина русла на створе нивелирных работ не изменилась с 6 мая и составляет 30 м. Проведены измерения течений на створе нивелирных работ на четырех станциях на глубине 1.5 м измерителем течений Alec Electronics, скорости течений составили 4-5 см (соизмеримы с наблюдавшимися 6 мая). Проведен отбор проб на химические показатели в поверхностном слое в устье р. Сандалки и в районе ее пересечения с трассой Кола.
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
04 - 06 июня 2024 г.
Летний период исследований выдался весьма продуктивным. Сотрудники лабораторий гидрофизики (Р.Э. Здоровеннов, А.В. Митрохов), географии и гидрологии (А.Ф. Балаганский, Ю.С. Новикова), гидрохимии и гидрогеологии (Г.С. Бородулина, М.Б. Зобков, Д.А. Забродин), гидробиологии (Д.С. Коновалов) и группы донных отложений (М.С. Богданова, Е.В. Гатальская, И.В. Морозов) решали широкий спектр задач.
Установлена метеостанция вблизи береговой линии оз. Чудесная ламба, оснащенная осадкомером и измеряющая параметры, необходимые для последующих расчетов потоков парниковых газов: температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, потоки солнечной радиации.
Получены первые данные с температурной косы за временной отрезок 11 апреля - 4 июня 2024 г., позволяющие установить дату взлома льда и начала стратификации, необходимые для расчетов параметров, определяющих скорость переноса газов по водному столбу. Температурная коса, дополненная датчиками растворенного кислорода (TDO-52578 и TDO-525825), в очередной раз будет извлечена из оз. Чудесная ламба в начале июля 2024 г.
Проведены гидрофизические измерения на 9 станциях в р. Сандалке. На трех створах в реке выполнено измерение скоростей течений, сняты отсчеты уровня на двух ключевых точках вблизи устья реки.
Выполнены рекогносцировочные маршруты в районе заповедника Кивач с целью обнаружения родников и установления уровня подземных вод. В пределах площадок постоянных наблюдений Института леса КарНЦ РАН, осуществляющего мониторинг бюджета углерода в лесах Республики Карелия, пробурены скважины глубиной 2,0-5,7 м, определен состав грунтов, установлена глубина залегания грунтовых вод. Установлено, что в скважинах, разрез которых с поверхности представлен песками, уровень залегает в пределах 0,5-3 м.
17 - 19 июня 2024 г.
17-19 июня 2024 г. наблюдения за потоками парниковых газов в оз. Чудесная ламба выполнялись силами сотрудников лабораторий гидрофизики (Богданов С.Р., Здоровеннов Р.Э., Здоровеннова Г.Э., Пальшин Н.И., Митрохов А.В.), географии и гидрологии (Толстиков А.В., Новикова Ю.С.), гидрохимии и гидрогеологии (Ефременко Н.А.) и группы донных отложений (Белкина Н.А., Гатальская Е.В., Морозова И.В., Потахин М.С., Рябинкин А.В.).
Группа донных отложений в течение трех дней непрерывно в суточном цикле проводила наблюдения за изменением содержания парниковых газов в водной массе озера и эксперименты с газовыми ловушками (отобрано 116 проб на содержание CO2 и 160 проб на содержание O2).
Выполнены промеры глубин по продольному разрезу, пространственная съемка температуры, электропроводности, мутности воды и концентраций хлорофилла «а». В центральной части озера установлена коса, оснащенная датчиками фотосинтетической радиации для получения сведений об изменении глубины фотической зоны; допплеровский измеритель течений ADCP.
Руководитель лаборатории географии и гидрологии Толстиков А.В. провел подводную видео- и фотосъемку, что позволило выбрать оптимальные глубины для установки приборов и проверить ранее установленные в озеро седиментационные ловушки. Также Алексей Толстиков сделал уникальные фотографии водной растительности, покрывающей поверхность дна озера, отобрал образцы мха, покрывающего дно оз. Чудесная ламба сплошным покровом.
3 - 4 июля 2024 г.
Специалисты ИВПС КарНЦ РАН продолжают летний цикл работ на модельных водных объектах в заповеднике «Кивач».
Коллективом лаборатории гидрофизики (Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И., Здоровеннова Г.Э., Новикова Ю.С.) установлены датчики солнечной радиации на побережье оз. Чудесная ламба, проверена работа метеостанции и сняты данные с автономных станций за период с 4 июня по 3 июля, которые позволят выявить изменение параметров турбулентности на этапе стратификации при меняющихся погодных условиях, необходимых для получения оценок коэффициента, определяющего скорость переноса газов по водному столбу. Получены первые данные с автономных измерителей давления, установленных на трех створах р. Сандалка в мае-июне, которые позволят уточнить характер изменения уровня реки в период половодья и внести коррективы в оценки объемов переносимого углерода.
Группа исследования донных отложений (Потахин М.С., Гатальская Е.В.) провела измерения в погруженной и плавающей газовых ловушках, отобрала пробы воды и воздуха, установила станцию для суточных измерений концентрации газов. Богданова М.С. и Мясникова Н.А. продолжили изучение ландшафтной структуры водосбора оз. Чудесная ламба, выполнив 20 ландшафтных описаний природных комплексов.
Сотрудники лаборатории гидрохимии и гидрогеологии (Зобков М.Б., Забродин Д.А.) отобрали пробы воды на химический анализ из поверхностного и придонного горизонтов оз. Чудесная ламба, а также на четырех створах р. Сандалка и руч. Чечкин; выполнили промеры глубин по створам и измерение скоростей течений на водотоках, которые будут использованы для оценок расхода воды и объема переносимого углерода.
Аспирант лаборатории гидробиологии Коновалов Д.С. выполнил отбор проб воды на биологические анализы (бактерио-, фито- и зоопланктон, хлорофилл «а») и верхнего слоя донных отложений для изучения бентосного сообщества. Получены образцы мха со дна оз. Чудесная ламба.
В рамках полевого выезда под руководством Гатальской Е.В. и Морозовой И.В. студентка РГПУ им. А.И. Герцена (Ильмаст А.М.) прошла обучение практическим навыкам по отбору проб воды и воздуха из газовой ловушки на определение углекислого газа и метана.
5 сентября 2024 г.
Осенний этап исследований в рамках ВИП ГЗ «Ритм углерода» на водных объектах в заповеднике «Кивач» начался с дайвинга - погружения в придонные слои озера Чудесная ламба.
Сплошной покров донной растительности, представленной мхами (варнстрофией плавающей Warnstrofia fluitans (Hedw.) устилает дно оз. Чудесная ламба, что не позволяет отобрать пробы воды традиционным методом – при помощи батометра. В связи с этим для выполнения задачи сотрудник лаборатории географии и гидрологии Алексей Толстиков, используя навыки погружения, отобрал пробы воды непосредственно с верхней границы слоя мха, а также образцы мха для определения его дыхательной и фотосиснтетической активности. Опыты по продукции/деструкции необходимы для опреджеления доли углекислого газа, которая поступает в водную толщу оз. Чудесная ламба за счет процессов метаболизма.
Сотрудники лаборатории гидрофизики Здоровеннов Р.Э. и Пальшин Н.И. выполнили зондирования водной толщи для определения глубины нижней границы перемешанного слоя. Получены новые данные с автономной станции – термокосы, которая проводит измерения в центральной части оз. Чудесная ламба, начиная с апреля 2024 г. с дискретностью в одну минуту на 22 горизонтах. На этапе осеннего охлаждения происходит заглубление сезонного термоклина, и когда перемешивание достигает дна, резко усиливается поток парниковых газов, скопившихся в гиполимнионе за период летней стратификации. Важно не пропустить короткий период максимального выброса газов и вовремя отобрать пробы воды для объективной оценки объема газовой эмиссии. Зондирования волной толщи, данные термокосы и наблюдения за метеопараметрами помогают оценивать влияние погодных условий на этот процесс и заранее спланировать дату отбора проб.
11-12 и 20 сентября 2024 г.
Очередные экспедиционные исследования на водных объектах полигона в заповеднике «Кивач» в рамках выполнения ВИП ГЗ «Ритм углерода» проводились по нескольким направлениям: изучались термогидродинамические процессы и потоки газов на этапе осеннего охлаждения.
Сотрудники лаборатории гидрофизики, географии и гидрологии Здоровеннов Р.Э., Пальшин Н.И. и Новикова Ю.С. выполнили зондирования водной толщи для определения глубины нижней границы перемешанного слоя. На фоне аномально теплой погоды сентября (температура воздуха превышала типичные для этого времени года значения на 5-10ºС) водная толща небольшого лесного озера Чудесная ламба оставалась стратифицированной. Заглубление сезонного термоклина происходило медленно, и глубина нижней границы перемешанного слоя достигла 2.5 м. В водную толщу озера был установлен автоматический измеритель течений – Aquadopp, данные которого будут получены в начале октября. Сотрудники группы исследования донных отложений Морозова И.В., Гатальская Е.В. и Рябинкин А.В. выполнили установку газовых ловушек на поверхность оз. Чудесная ламба и в придонные слои. Проведены измерения в погруженной и плавающей газовых ловушках по графику в течение пяти часов, проведены суточные измерения концентраций углекислого газа и метана, отобраны пробы воды с поверхностного и придонного горизонтов.
13-14 ноября 2024 г.
В первой декаде ноября 2024 г. в Карелии на фоне похолодания установился лед на небольших лесных озерах, землю припорошил снег. Завершается полевой сезон на водных объектах полигона Кивач в рамках выполнения ВИП ГЗ «Ритм углерода». 13-14 ноября 2024 г. сотрудники Института водных проблем Севера КарНЦ РАН лабораторий гидрофизики Здоровеннов Р.Э. и Митрохов А.В., гидрохимии и гидрогеологии Зобков М.Б., и группы исследования донных отложений Морозова И.В. проводили завершающие исследования. При активном участии двух аспирантов - Коновалова Д.С. (аспирант второго года обучения, инженер-исследователь лаборатории гидробиологии) и Прониной А.В. (аспирант первого года обучения, группа исследования донных отложений) был проведен отбор проб воды для химических и биологических анализов, выполнена серия экспериментов с газовыми ловушками.
Небольшая лесная ламба Чудесная в начале ноября покрылась льдом (рис. 1), и процессы накопления и переноса газов в этом озере перешли в «зимний» режим, когда воздействие атмосферы на водную массу резко ослабевает. Для изучения особенностей этих процессов в озере на всю зиму оставлены высокочувствительные датчики, которые позволят проследить изменение температуры и движений воды в зимний период. При возникновении дефицита кислорода в придонных слоях озера зимой создаются благоприятные условия для выделения и накопление парниковых газов, эти процессы изучаются с использованием автономных датчиков растворенного кислорода. Данные с этих приборов будут получены весной 2025 г.
Метеостанция (рис. 1), которая все лето записывала погодные параметры в непосредственной близости от небольшой лесной ламбы Чудесной, была демонтирована в связи с опасностью повреждения датчиков в зимний период, и перевезена в институт (рис. 2, 3). Весной 2025 г. этот современный измерительный комплекс вернется на берег ламбы Чудесная, и запись погодных параметров, которые используются учеными для расчетов коэффициентов газопереноса и оценки эмиссии парниковых газов с поверхности ламбы, продолжится.
Лед также установился местами и на р. Сандалке. Автономные датчики давления, которые все лето стояли в реке Сандалке и накопили большой объем информации для изучения колебаний уровня, извлечены из реки для камеральной обработки данных (рис. 5). Длительные записи колебаний уровня используются для оценок расхода реки и расчетов объема выноса углерода с речными водами.
Исследования в рамках проекта ВИП ГЗ «Ритм углерода» продолжатся в зимний сезон 2024-2025 гг., когда лед на водных объектах достигнет толщины, достаточной для проведения безопасных работ.
21 января 2025 г.
Коллектив Института водных проблем Севера КарНЦ РАН продолжает работать над созданием «Российской системы климатического мониторинга». Это важнейший инновационный проект государственного значения, курируемый Министерством экономического развития Российской Федерации, основная задача которого состоит в оценке запасов углерода и потоков парниковых газов в природных экосистемах.
Над проектом работают шесть научных консорциумов, среди которых - «РИТМ углерода», изучающий наземные экосистемы (леса, степи, луга, тундру, водно-болотные и сельскохозяйственные угодья). В «РИТМ углерода» входят 23 организации, в первую очередь научные центры и институты Российской академии наук. Координирует работу консорциума Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов (ЦЭПЛ РАН).
В этом большой команде ученые ИВПС КарНЦ РАН изучают пулы и потоки углерода в водных экосистемах Республики Карелия.
21 января 2025 г. сотрудники группы исследования донных отложений, лабораторий гидрофизики, гидрохимии и гидрогеологии открыли зимний экспедиционный сезон на водных объектах карбонового полигона в заповеднике «Кивач».
За процессом выполнения работ наблюдала телекомпания «ГТРК «Карелия», в репортаже которой были отражены ключевые моменты получения натурных данных и камеральных работ, характеризующие исследования потоков парниковых газов в водных объектах Республики Карелия.
Первый полевой выезд позволил установить, что лед на оз. Чудесная ламба в январе 2025 г. намного прочнее прошлогоднего. Его структура сформирована на 63% из кристаллического льда (22 см) и на 37% - из менее прочного белого льда (13 см), который образуется из замерзшего снега. В 2024 г. преобладал белый лед (94%, 42 см), на долю кристаллического льда приходилось всего 6% (3 см).
Изучение ледового режима имеет важное теоретическое значение, поскольку многослойность и сокращение доли кристаллического льда регулирует физические (подледная конвекция, кислород, миграция биогенных веществ) и биологические (развитие подледного фитопланктона) процессы в водоеме.
Зондирования мультипараметрическим зондом CTD-48m показали, что температура воды только в тонком 0.5 м слое подледной воды близка к 0 °С, в то время как почти по всей толще озера довольно высокая и достигает 3.5-4.5°С. Такие высокие значения температуры воды в зимний период характерны для небольших лесных озер, не подверженных ветровому воздействию на предледоставном этапе, что позволяет им сохранить накопленное летом тепло. Высокая температура воды в малых лесных озерах способствует более активному бактериальному разложению органического вещества, что приводит к быстрому потреблению кислорода и ускоренному выделению парниковых газов.
Несмотря на небольшую площадь (0.5-2 га), такие озера могут быть значимым источником парниковых газов, для изучения которых на поверхности льда и в придонный слой оз. Чудесная ламба на глубине 2.5 м были установлены газовые ловушки. Время экспозиции от трех до 120 минут, интервал отбора проб 0-3, 3-6, 10, 20, 30, 60, 120 минут. была установлена газовая ловушка. Пробы воздуха из ловушек отбирались шприцом для последующего анализа содержания парниковых газов (СО2, СН4) на оборудовании ЦКП КарНЦ РАН – хроматографе Кристалл – Люкс 4000М.
Из подледного и придонного слоев озера отобраны пробы воды на химический состав: рН, электропроводность, содержание биогенных элементов, железа, марганца, растворенного кислорода и углекислого газа. Анализ проб будет выполнен в лаборатории гидрохимии и гидрогеологии ИВПС КарНЦ РАН. В конце января 2025 г. запланирован выезд на реку Сандалку и ручей Чечкин для изучения особенностей латерального стока углерода в зимний период.
![]() |
Погружение зонда и газовых ловушек в водную толщу оз. Чудесная ламба |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Газовые ловушки, установленные в придонный слой и на льду оз. Чудесная ламба | Керны льда, извлеченные из оз. Чудесная ламба | Отбор проб воды из водной толщи оз. Чудесная ламба |