Уйти за карбон: чеченские ученые создают фермы для сокращения выбросов CO2
Ученые из Чеченской Республики испытывают уникальные системы для измерения парниковых газов в разных природных зонах — от гор и лесов до степей и пастбищ. Это необходимо для борьбы с глобальным потеплением и другими климатическими изменениями, вызванными антропогенной деятельностью. С этой целью в республике создаются карбоновые полигоны. По сути, это испытательные и исследовательские площадки, на которых специалисты изучают углеродный баланс. Также они выращивают новые культуры, которые смогут поглощать углекислый газ в рекордных количествах. Корреспондент «Известий» побывал на полигоне и выяснил, как опыт Кавказа поможет сократить углеродный след в масштабах страны.
Умное животноводство
Главная площадка карбонового полигона Чеченской Республики — метеостанция, оснащенная уникальным оборудованием для отслеживания уровня парниковых газов, — расположена в горах на высоте почти 1800 м, на южном склоне Макажойской котловины. Неподалеку от нее находится одно из древнейших поселений чеченцев — город Хой, который также называют поселением стражников. Живописный пейзаж лугов, окружающих древние постройки и горные склоны, меняется со временем — из-за регулярного выпаса скота зеленой растительности на склонах становится всё меньше и меньше.
— Невооруженным глазом видно, что на многих лугах сейчас перестает расти травяной покров. Дело в том, что в продуктах жизнедеятельности овец и коз в большом количестве содержится метан, и земля просто выжигается. Если посмотреть на загон, то вы увидите, что это территория, где вообще ничего не растет, причем годами. Мы задались вопросом, а как долго в одном и том же месте можно пасти скот, чтобы минимизировать нанесенный вред, — сказал проректор по науке, инновациям и цифровой трансформации Чеченского государственного университета (ЧГУ) им. А.А. Кадырова Апти Хасухаджиев.
Подход, когда скот пасется на участках в течение определенного времени, когда растениям еще не нанесен непоправимый вред, получил название «регенеративное животноводство». Животные пасутся на разных участках в течение 10, 12 и 14 дней, а ученые с помощью дистанционного зондирования, космической съемки и дронов получают данные по оценке фитомассы, анализируют почвенные образцы и делают выводы об оптимальном для сохранения растительного покрова режиме ведения сельхоздеятельности.
— Мы исследуем высоту подстилки, то есть слои травы, которые накапливаются и накладываются друг на друга из года в год. От этого напрямую зависят запасы углерода, которые концентрируются как в наземной, так и в подземной биомассе, — рассказала «Известиям» к.э.н., завлабораторией «Мониторинг климатических изменений «Карбон» Рашия Бекмурзаева.
Дело в том, что когда почва покрыта травой, она поглощает углерод, а когда она выжжена, то, наоборот, начинает его выделять. Задача полигона состоит именно в решении климатических проблем глобального уровня — внедрении инновационных технологий и методов учета и переработки углекислого газа и создании единой национальной системы оценки углеродного баланса территории РФ. Поэтому изучение проблемы сохранения растительности региона, которое можно масштабировать на всю страну, приобретает особое значение.
На площадке созданы все условия для проведения исследований: есть лаборатория для обработки информации, поступающей с дронов и датчиков, установлена теплица для адаптации культур, выведенных в лабораториях ЧГУ, которые в последующем высаживаются на участках в горных районах. Для анализа данных используются собственные программные продукты, разработанные студентами и специалистами вуза, а также системы искусственного интеллекта.
Вся система национального полигона, получившего название WayCarbon, создана на базе двух вузов — ЧГУ и Грозненского государственного нефтяного технического университета (ГГНТУ) им. М.Д. Миллионщикова. Ученым предоставлены шесть земельных участков с разными типами ландшафтов и растительности общей площадью 470 га.
В зарослях павловнии
Перед учеными также стоит задача поиска новых культур, которые будут способны в значительной степени сократить углеродный след от деятельности человека. Исследования местных специалистов доказали, что лучше всех с вредными выбросами борется павловния (дерево родом из Китая).
— Мы выяснили, что уже четырехметровое дерево павловния за вегетационный период поглощает 28 т углекислого газа, — отметил заведующий лабораторией экспериментальной физиологии и биоклиматологии Турпал Хасанов. — Также павловния очень быстро растет — в год на 2,5 м. Кроме того, мы проводим исследования с привезенными из Воронежа гибридами тополей, которые не отстают по параметрам поглощения углекислого газа и росту.
Россия с момента ее вступления в Парижское соглашение по климату (с 2019 года) обязуется сокращать выбросы парниковых газов, ведет активную работу по разработке соответствующего законодательства и ставит одним из ключевых приоритетов Стратегии научно-технологического развития страны вопросы снижения антропогенного (человеческого) воздействия на окружающую среду. Эффективным решением проблемы может быть создание карбоновых ферм.
В инжиниринговом центре «Карбон» ЧГУ ученые также разрабатывают способы генетической модификации растений, а также возможности клонирования и выращивания деревьев из пробирок. К примеру, специалисты уже вырастили уникальные микроклубни картофеля, очищенные от всех возможных патогенов, из-за которых гибнет урожай. То есть они могут получать растения с заранее заданными свойствами.
— У нас есть задача получить питательную среду, которая увеличивает коэффициент размножения того же картофеля, — пояснила заведующая лабораторией «Биотехнологии сельскохозяйственных растений для регенеративного земледелия» ЧГУ Элиза Собралиева. — Это нужно для того, чтобы получить за короткие сроки большой объем данной культуры.
После лаборатории полученный семенной материал высаживают в том числе в теплице, расположенной на горном полигоне. Это необходимо для изучения того, как культура адаптируется к экстремальным условиям. Помимо картошки специалисты выращивают в пробирках плодовые деревья, тополя и другие растения, которые могут сыграть свою роль в борьбе за сокращение углеродного следа.
В Чеченской Республике 23–24 апреля 2024 года прошло мероприятие «Путешествие в науку. Чечня» по объектам национального проекта «Наука и университеты» и маршрута, созданного по инициативе «Научно-популярный туризм» Десятилетия науки и технологий. Помимо полигона и лабораторий ЧГУ гости посетили лаборатории ГГНТУ.
20-22 ноября 2024 года на федеральной территории «Сириус» состоится ключевое ежегодное мероприятие Десятилетия — IV Конгресс молодых ученых. Он объединит представителей ведущих научных школ из разных регионов, научных и образовательных организаций, органов власти, индустриальных партнеров, ярких лидеров отечественной науки, а главное — молодых ученых, победителей конкурсов грантов, студентов и школьников из России и других стран.
