Был разработан концепт объединенного карбонового полигона «Ладога». Структура объединенного карбонового полигона будет включать несколько составляющих: стационарную часть полигона, площадью около 150.6 га; «мобильную» часть полигона, которая будет проводить комплексные измерения параметров различных экосистем в пределах Санкт-Петербурга и Ленинградской области; в состав карбонового полигона «Ладога» также войдут действующие станции атмосферного мониторинга ФГБУ «ГГО им. Воейкова» и СПбГУ и российский центр обеспечения сопоставимости и калибровки атмосферных измерений.
Проведено исследование рельефа, почв и растительности стационарной части полигона. Стационарная часть карбонового полигона «Ладога» приурочена к Колтушской возвышенности. Рельеф территории полигона камовый, с перепадом абсолютных высот от 32,5 до 77,5 м. Большую часть площадки занимает низинное эутрофное болото. Эдафическое разнообразие представлено преимущественно зональными альфегумусовыми и торфяно-перегнойными почвами, также были выявлены постагрогенные альфегумусовые почвы с различной глубиной вспашки. Процессы вторичного облесения и закустаривания начались ранее 2003 г. Растительность вторичная, постагрогенная, послерубочная с существенной примесью неморальных и синантропных видов. Камовые возвышенности заняты березово-сосняками рябиново-ландышевыми, на дерново-подбурах, залежные поля и других постагрогенные территории где растительность представлена папоротниково-злаково-рудерально-травяными лугами на постагрогенных альфегумусовых агроземах. Гидроморфные и полугидроморфные ландшафты заняты ивовыми влажнотравными березняками и низинными рогозово-влажнотравными болотами на торфяно-перегнойных почвах.
Были получены первые результаты температурного мониторинга почв. По результатам температурного мониторинга почв на глубине 0-10 см было выявлено, что почвы в период с ноября 2022 г. по ноябрь 2023 г. практически не промерзали. Дельта температур между двумя точками наблюдений была наименьшей с ноябля 2022 г. по апрель 2023 г. Сумма активных температур почвы выше 5°C (n=167): дерново-подбур = 2310°C; торфяно-перегнойная почва = 2264°C. Выше 10°C: дерново-подбур = 2106°C (n = 147); торфяно-перегнойная почва = 2082°C (n = 144).
Было заложено 15 почвенных разрезов, а также пробы были отобраны с глубины 0-10 см в 46 позициях. Почвы на территории полигона кислые pHвод повсеместно ниже 6, в большинстве изученных почвенных разрезов значения рН увеличивается с глубиной, за исключением торфяных почв, где рН по профилю практически не изменяется.
Максимальное содержание углерода органических соединений (Cорг) установлено в органогенных торфяно-перегнойных почвах, здесь зачастую содержание углерода около 40% в горизонтах TE и ТТ, при слабой степени профильного дифференцирования. В постлитогенных почвах максимальное содержание углерода ожидаемо на опадо-подстилочный и органомиренальные почвенные горизонты. Запасы углерода органических соединений в слое 0-100 см максимальны в органогенных почвах и варьируются от 50,3 до 85,9 кг/м2. В постагрогенных и условно фоновых дерново-подбурах запасы углерода в слое 0-100 см существенно ниже 8,5 - 13,6 кг/м2.
На основе полученных данных о запасах почвенного органического углерода в слое 0-10 см (n = 61) была построена регрессионная модель пространственного распределения запасов углерода. Выполнено моделирование и картирование запасов углерода. Запасы варьировались от 0,6 до 10,9 кг/м2 при среднем значении 4,9 кг/м2 (слой 0-10 см). Среди подходов к моделированию наибольшую точность показал метод Random forest ordinary kriging.
При анализе молекулярного состава органического вещества почв, на примере гуминовых кислот, выделенных из исследуемых почв, было установлено, что гуминовые кислоты из торфяно-перегнойных почв характеризуются относительно высоким содержанием ароматических структурных фрагментов (27-41%), в то время как в дерново-подбуре преобладают алифатические структурные фрагменты (до 70%). Увеличение содержания ароматических структурных фрагментов в составе гуминовых свидетельствует о стабилизации и сохранении органического вещества.
Результаты исследования микробиома зональных альфегумусовых почв (дерново-подбуров) и торфяно-переннойных почв показали, что доминирующими филами в дерново-подбуре были Proteobacteria (48,4%) и Actinobacteria (21,5%). В болотных почвах таксономический состав был несколько более разнообразным: доминировали Proteobacteria (30,4%), Bacteroidetes (23,6%), Actinobacteria (22,6%). Полученные результаты вошли в состав Базы данных для функционирования карбонового полигона "Ладога" (PolygonCLadogaSoil) (дата регистрации: 05.07.2023).
Проведен анализ измерений концентрации углеродсодержащих газов с января 2013 по январь 2020 для СО2, СН4 и с января 2013 по январь 2019 для СО на станции атмосферного мониторинга СПбГУ. Размах годовых вариаций газов составил: для СО2 – 27–33 ppm, для СН4 – 36–79 ppb, СО – 63–110 ppb. Линейные тренды для СО2, СН4 и СО составили: 2,37±0,12 ppm/год, 8,6±0,6 ppb/год, -3,6±0,9 ppb/год соответственно, для минимальных значений линейные тренды для СО2, СН4 и СО составили: 2,34±0,12 ppm/год, 8,8±0,5 ppb/год, -1,4±0,5 ppb/год соответственно. Все оценки трендов сопоставимы в пределах погрешности. Также были проведены экспериментальные работы по оценке потоков метана (СН4) и углекислого газа (СО2) с поверхности почвы с использованием переносной камеры.
Анализ результатов многолетних наблюдений аэрозольной оптической толщины в центре г. Санкт-Петербурга выполненных с использованием стационарного лидарного комплекса показал, что максимальные значения АОТ отмечаются летом, на длине волны 355 нм АОТ составляет 0.194, на длине волны 532 нм – 0.070, минимальные значения АОТ зарегистрированы зимой на длине волны 355 нм – 0.104, на длине волны 532 нм – 0.037. Осенью содержание аэрозолей снижено, по сравнению с весенним сезоном, что, по всей видимости, связано с выдуванием большей части накопленных за зиму аэрозольных частиц, а также с преобладающим количеством дней с осадками в осенний период, которые вносят свой вклад естественное самоочищение атмосферы. Повышенное содержание аэрозолей весной и летом (по данным полученным с помощью солнечного фотометра и лидарного комплекса) объясняется подъемом аэрозольных частиц вместе с конвекционными потоками при прогревании планетарного пограничного слоя. Высота насыщенного аэрозолем слоя в Санкт-Петербурге ограничена высотой 2000 м, в Выборгском районе 1200 м. Концентрация аэрозолей, зарегистрированная в Выборгском районе, на всей высоте лидарного зондирования до 2000 м значительно ниже, чем в Санкт-Петербурге.
Поставлен опыт по изучению поведения препарата гуминовой кислоты в растворе для оценки изменения окружающей среды в присутствии раствора гуминовой кислоты. получены данные об оптической плотности и спектрах флуоресценции изучаемых суспензий, оцениваются параметры состояния культуры водоросли Chlorella vulgaris, такие как размеры и количество клеток. Отмечено, что в присутствии раствора гуминовой кислоты изменяется характер роста культуры водоросли. Обнаружено значительное падение содержания растворенного кислорода в опыте с раствором гуминовой кислоты на 5 сутки, наиболее ярко проявляющееся на свету, что приводит к улучшению условий для зеленой водоросли. Результаты данного эксперимента могут быть полезны для будущей реализации водной части карбонового полигона «Ладога».
Были проведены лабораторные эксперименты по мониторингу функционального состояния животных-биоиндикаторов. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что пресноводные раки P. leptodactylus могут значительное время переживать в среде с повышенной соленостью в 6.5‰, не изменяя своего физиологического статуса, фиксируемого по показателям кардиоактивности, неинвазивно регистрируемой в процессе эксперимента. Таким образом, они могут успешно использоваться в биоэлектронных системах мониторинга кардиоритма как интегрального показателя их здоровья и индикативного показателя стресса животного, в качестве биосенсоров в солоноватых водах на протяжении, по крайней мере, двух месяцев.
Проведена работа по систематизации, характеристике и сравнительной оценке механизмов и инструментов углеродного регулирования, применяемых в международной практике, в том числе в части формирования институциональных рамочных условий, стимулирующих участие ключевых эмитентов климатически активных газов в секвестрационных проектах. Установлено, что отличительной особенностью реализуемых в настоящее время мер по модернизации механизмов климатического регулирования является смещение акцентов среди факторов конкурентоспособности. США и ЕС базируют свою климатическую политику в тесной увязке с энергопереходом и инновационными подходами на различных регуляторных принципах, в зависимости от степени государственного вмешательства в экономику и характера применяемых стимулов. В России, несмотря на активизацию в последние годы в стране усилий по формированию институционального режима для экономически рационального и социально справедливого перехода к климатически релевантному низкоуглеродному развитию пока реализуемая в стране политика по целому ряду направлений отстает от применяемых в международной практике механизмов и инструментов, что затрудняет разработку и принятие бизнесом современных стратегий низкоуглеродного развития.
Были проанализированы институциональные режимы углеродного регулирования и оптимизации низкоуглеродных стратегий приоритетных секторов российского бизнеса. Текущая ситуация активной позиции государства по формированию институциональных режимов углеродного регулирования, а также геополитической нестабильности, санкционного давления и недоступности высокотехнологичных решений декарбонизации производственно-технологических процессов российским компаниям углеродоемких секторов необходимо разрабатывать проактивные стратегии достижения углеродной нейтральности для сохранения долгосрочной конкурентоспособности на международных рынках. Российские углеродоемкие компании при умеренной государственной политике в области углеродного регулирования ставят осторожные цели в области декарбонизации и не имеют инновационных стратегий достижения углеродной нейтральности. Изменение геополитической ситуации и актуализация определяемого на национальном уровне вклада странами будут влиять на стратегии компаний углеродоемких секторов.
Изучены финансовые модели углеродного регулирования, а также международная практика и особенности ее внедрения в Российской Федерации. Установлено, что: наблюдается прямая связь между уровнем развития финансового рынка и наличием обязательных углеродных требований. Кроме этого налоговые модели в обязательном углеродном регулировании используются примерно так же часто, как и рыночные, доля смешанных моделей углеродного регулирования невелика как на национальном, так и на субнациональном уровнях, при этом доминирующие объемы добровольного углеродного рынка приходятся на независимые модели, функционирование которых обеспечивается организациями из недружественных стран. Степень интеграции финансовых моделей обязательного и добровольного углеродного регулирования на текущем этапе низкая, сохраняется существенная дифференциация данных моделей по стоимостным параметрам; влиятельным трендом развития углеродного регулирования остается глобализация.