авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |

«Западно-Сибирские торфяники и цикл углерода: прошлое и настоящее West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: past and present ...»

-- [ Страница 6 ] --

Васюганье). Расстояние между каналами 150 м, в 2 раза в июне и сентябре. Эмиссия СН4 тор­ норма осушения 0,6 м. На обоих участках ди­ фяными залежами эвтрофного типа за вегета­ ционный период изменяется в пределах 0, намика выделения СО2 имеет похожую за­ - 12,58 мг СН4 м_ ч'1, при этом в мае часто отме­ кономерность, но максимальный поток СО2 в среднем за вегетационный период наблюдает­ чается поглощение метана торфяной залежью (-0,49 -0,02 мг СН4 м-2 ). Динамика эмиссии ч- ся на осушенном участке (327,7 мг СО2 м-2 ). ч- определяется погодными условиями и страти­ Вместе с тем, средние величины эмиссии СО изменяются незначительно и по значениям со­ графией торфяной залежи.

ответствуют таковым в нативном болоте (10). На БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТОРФЯ­ НЫХ ЗАЛЕЖАХ эвтрофных болотах исследование эмиссии СО показывает, что в среднем она не превышает Наши исследования (7) показали, что тор­ фяные залежи болот биохимически активны по эмиссию СО2 олиготрофными болотами и со­ ставляет 84,4 - 120,8 мг м_ час'1 при максималь­ 2 всему профилю, но различаются по численно­ сти микрофлоры отдельных физиологических ном значении 173,7 мг СО2 м_ ч_ (Самара);

на групп и активности ферментов. Так численность болоте Таган - от 45,4 до 98,8 мг СО2 м-2 при ч- микробной массы увеличивается в нижних гори­ максимальном значении - 221,9 мг СО2 м_ ч_. В то время как на выработанном участке ме­ зонтах торфяных залежей, что свидетельствует о жизнеспособном состоянии микробного ком­ сторождения Таган эмиссия СО2 в течение ве­ гетационного периода колеблется от 20,2 до плекса на глубине. С применением кластерно­ 937,6 мг СО2 м_ ч-1 при средних значениях 122, 2 аналитического метода была доказана высокая - 310,2 мг СО2 м-2 При этом концентрация ди­ ч-1. активность физиологических групп микрофлоры оксида углерода в торфяной залежи в целом из­ на разных глубинах в отдельные месяцы веге­ меняется от 0,047 ммоль/л до 1,44 ммоль/л при тационного периода (8). Различная активность средней максимальной концентрация в летние биохимических процессов, происходящих в тор­ фяных залежах, приводит к разной по величине месяцы (1,24 ммоль/л), и к сентябрю выявлена тенденция ее снижения. эмиссии СО2 и СН4 и предполагает исследова­ МЕТАН ния газового режима в динамике по всей мощно­ Реакции образования метана являются од­ сти торфяной залежи. И это несмотря на тезис, ними из последних стадий в цепи трансформа­ что процесс метаногенеза проистекает при сугу­ бо анаэробных условиях.

ции органического вещества и, согласно многим авторам (4,5), протекают в строго анаэробных ВЫНОС УГЛЕРОДА С ВОДНЫМ ПОТОКОМ условиях. Часть его выделяется из торфяной По нашим данным, содержание углерода в залежи на основе законов диффузии газов, а болотных водах, включая углерод гуминовых большая часть освобождается лишь при вскры­ кислот и фульвокислот, изменяется от 53 до тии торфяной залежи (прокладка магистраль­ 92,5 мг/л с пределами 27,8-145 мг/л. С целью ных каналов). По профилю торфяной залежи определения выноса углерода разработана математическая модель выноса веществ с по­ олиготрофного болота концентрация метана изменяется в пределах 0,02-0,56 ммоль/л и за­ верхности водосборного бассейна (9). Расчеты висит от погодных условий года, биохимических показывают, что среднемноголетний вынос угле­ процессов и глубины залежи. Наиболее высоких рода с заболоченного водосбора в разные годы значений эмиссия метана достигает во влажные составляет 4,3 12,8 г м2год-1, в том числе в фор­ годы (3,2-11,8 мг СН4 м-2 ). Если рассмотреть ч-1 ме гуминовых и фульвокислот, вынос которых достигает в отдельные периоды 98% от обще­ ландшафтный профиль заболоченного водосбо­ ра в направлении с автономной части к транс­ го выноса углерода, при этом наибольшая доля аккумулятивной, то значения эмиссии метана принадлежит углероду фульвовых кислот.

составляют в среднем за вегетационный период ВЫВОДЫ для осоково-сфагновой топи - 6,42, высокого Итак, с учетом потерь углерода со стоком бо­ ряма - 1,52, низкого ряма - 3,12, мг СН4 м-2 ч-1. лотных вод (см табл. 1), на болотах наблюдает­ В эвтрофных болотах концентрация СН4 в тор­ ся депонирование углерода, а, следовательно, фяной залежи характеризуется значениями в исследуемая территория имеет положитель­ пределах 0,02 - 0,17 ммоль/л. Динамика чаще ный баланс углерода и является нетто-стоком подчинена следующей закономерности: концен­ углерода в атмосферу, т.е. происходит ее даль­ трация метана в верхних слоях торфяной за­ нейшее заболачивание. Для оценки эмиссии лежи превышает концентрацию в нижних почти парниковых газов необходимо одновременное 110 West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present исследование газового режима и биохимической Количественные показатели газового режима и ситуации в торфяной залежи. Для получения эмиссии определяются типом торфяных зале­ достоверных показателей эмиссии парниковых жей, ботаническим составом слагающих их тор­ газов желателен постоянный их мониторинг на фов и активностью биохимических процессов.

базовых репрезентативных пунктах наблюдений.

Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ (09-5-00235, 09-05-99007), Роснауки (Гэсконтракт № 02.740.11.0325) ЛИТЕРАТУРА 1. Инишева, Л.И., Виноградов, В.Ю., Голубина О.А., и др. 2010. Болотные стационары Томского государственного педаго­ гического университета. ТГПУ, Томск: Изд-во ТПУ. 118 с.

2. Инишева, Л.И., Демент ьева, Т.В., Головацкая, Е.А., Порохина Е.В. 2003. Программа научной экскурсии. Научно исследовательский полигон «Васюганье». Томск: ЦНТИ. 88 с.

3. Кобак, К.И. 1988. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат. 248 с.

4. Заварзин, Г.А. 1994. Цикл углерода в природных экосистемах России. Природа 7: 15-18.

5. Паников, Н.С., Зеленев, В.В. 1992. Эмиссия углекислого газа и метана из северных болот в атмосферу: динамика, влияние экологических ф акторов и возможные механизмы регуляции. В сб.: Материалы 1-ой Междун. Конф. “Криопедо­ логия”. Пущино: 174-181.

6. Ефремова, Т.Т., Бажин, Н.М. 1998. Особенности метаногенеза на олиготроф ных болотах Западной Сибири и оценка ф акторов среды в связи с корректной экстраполяцией потоков СН4 на большие территории. Сиб. Экол. Ж урнал 7: 563 570.

7. Головченко, А.В., Добровольская, Т.Г., Инишева, Л.И. 2002. Структура и запасы микробной биомассы в олиготроф ных торф яниках южно-таежной подзоны Западной Сибири. Почвоведение 12:1468-1473.

8. Инишева, Л.И., Катаев, С.Г., Иваницкий, А.Е., Дубровская, Л.И., Фатеев, А.В. 2009. Оценка биохимической активности болотных экосистем с использованием кластерно-аналитического метода. Вест ник Том. гос. педаг. ун-та 6 (84): 112-116.

9. Инишева, Л.И., Иниш ев Н.Г. 2003. Модель выноса растворенных веществ с заболоченного водосбора. М елиорация и водное хозяйст во 2: 9-12.

10. Inisheva, L. I., Zemtsov, А. А., Novikov, S. М. 2011. Vasyugan Mire: Natural Conditions, Structure and Functioning. Tomsk:

Publisher TGPU. 208 p.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

УДК 574. МОНИТОРИНГ ПРОДУКТИВНОСТИ ОСОКОВЫХ БОЛОТ АЛТАЯ MONITORING OF SEDGE MIRES IN ALTAY Л.В. Кирпотина1 Н.П. Косых2* Н.П. Миронычева-Токарева, L.V. Kirpotina1 N.P. Kosykh2* N.P. Mironycheva-Tokareva, 1Томский государственный университет, г. Томск, Россия Tomsk State University, Russia 2 Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia *E-mail: npkosykh@mail.ru первичная продукция (NPP) складывалась из про­ Осоковые болота имеют достаточно широкое дукции надземной фитомассы трав, кустарнич­ распространение в Горном Алтае. Они приуро­ чены чаще всего к крупным межгорным котло­ ков и мхов (ANP) и продукции подземных органов винам. С целью детального изучения изменений (BNP). Надземная продукция трав определяется происходящих в озерно-болотных системах про­ фракцией фотосинтезирующей фитомассы. Про­ ведено комплексное исследование района, рас­ дукцию зеленых мхов определяли по методике положенного в Горном Алтае, на северо-востоке годового прироста. Продукцию подземной части от хребта Биш-Иирду, у подножья в заболочен­ осок, пушиц, трав и кустарничков определяли ной местности урочища Ештыкёль вблизи р. Чуй по приросту текущего года корней, корневищ и (Волкова и др, 2010). В межгорной котловине в узлов кущения.

восточной части урочища Ештыкёль располагает­ Рассмотренные нами параметры биологиче­ ся озеро Джангысколь глубиной 2-2,5 м, окружен­ ских процессов позволяют дать количественную оценку функционирования болотных экосистем ное низинным осоково-зеленомошным мерзлым болотом. Озеро окружено комплексом мерзлых высокогорий с учетом многолетней динамики.

бугров, высота которых составляет 3-6 м. Боло­ Одним из основных показателей биологических процессов экосистем является их продуктив­ то урочища располагается на высоте 1750 м над ур. м. Глубина торфяной залежи около 3 м. В те­ ность, которая определяется запасами фитомас­ чение 2-х лет (2009-2010 гг.) велись наблюдения сы (F), мортмассы (М) и продукции (NPP). Общие за продуктивностью осокового болота. Было от­ запасы растительного вещества осокового болота «Ештыкель» в 2009 году составляют мечено изменение в температурном режиме бо­ 18300 ±4000 г/м2, такие запасы приближаются лота, во второй год наблюдения осоковое болото к запасам мерзлых бугров тундровой зоны и яв­ оттаяло, и теплая вода стояла на 5-10 см выше ляются самыми высокими среди всех изученных поверхности мха, тогда как в 2009 году на уровне ранее разными исследователями осоковых вы­ 40 см держалась мерзлота в августе месяце.

В растительном покрове доминируют осоки, сокогорных болот. В 2010 году на болоте запасы уменьшаются в 2.5 раза и составляют 7500 г/м2.

высотой до 30 см и зеленые мхи, которые тяготе­ ют к повышенным участкам рельефа. Доминиру­ Минимальные запасы растительного вещества отмечены для осоковых болот Тянь-Шаня и со­ ют в составе травяно-кустарничкового яруса коч­ ставляют 4200 г/м2.

кообразующая Carex juncella и рыхлодерновинная Carex rostrata, встречается Carex dioica и Carex Мертвое растительное вещество или мор canescens. Из разнотравья встречается сабель­ тмасса (М) является очень динамичной фрак­ ник Comarum palustre, который дает небольшой цией растительного вещества и говорит о за­ медленном или быстром круговороте вещества в вклад в покров. Проективное покрытие травяно кустарничкового я руса сообщества составляет око­ экосистеме. Мортмасса составляет 77% от обще­ ло 70%. Моховый ярус представлен Aulacomnium го запаса растительного вещества, в 2 0 1 0 году palustre, покрывающий до 80% поверхности. Из доля мортмассы снижается до 38%. Преоблада­ зеленых мхов встречается Drepanocladus aduncus, ние мортмассы над живым растительным веще­ Calliergon richardsonii и др. ством отмечается для всех болотных экосистем.

Для определения биологической продуктив­ Исключение составляет осоковое болото Тянь Шаня, в нем преобладает живое растительное ности горного болота «Ештыкёль» отбор проб произведен в наиболее типичных его участках с вещество. Такое динамичное изменение в запа­ сах мортмассы в разные годы говорит о быстром учетом характера микрорельефа. На выделен­ ных площадках послойно отбирали пробы рас­ разложении и пополнении мортмассы. В первый тительного вещества до глубины 30 см. Чистая год мортмасса в 5 раз больше живого вещества, 112 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present Рисунок1. Изменение растительного вещества (а) и чистой первичной продукции (б) в болотных экосистемах:

1 - горное осоково-зеленомошное болото «Ештыкель», Горный Алтай;

2 - горное осоковое болото, Путоран (по.Деева, 1985);

3 - осоковое болото, Воркута (по: Вильчек, 1986);

4 - горное осоковое болото, Тянь-Шань (по:

Злотин, 1971);

5 - светлухово-осоковое болото, лесостепь Западной Сибири (по: Вагина, Шатохина, 1976);

- осоковое болото (хасырей), лесотундра Западной Сибири (по: Косых, Миронычева-Токарева, Паршина, 2008).

в следующий год - мортмасса всего в 2.5 раза болота относятся к очень высокой категории за­ больше. Таким образом за год произошло значи­ паса. Надземная фитомассы «Ештыкель» состав­ тельное разложение мортмассы при повышении ляют 355-430 г/м2, подземная 2495-3700 г/м2, по температуры окружающей среды (рис. а). Вклад структуре и запасам приближая их к группе высо­ надземной мортмассы в общий запас составляет когорных влажных лугов, запасы которых состав­ всего 1 % и образуется из ветоши и подстилки со­ ляют для субальпийских лугов Малого Кавказа судистых растений. Причем запас ветоши осок и надземной фитомассы 200-500 г/м2, подземной пушиц преобладает над запасом подстилки, из- 2500-3387 г/м2 (Джафаров, Джафарова, 1971).

за быстрого ее разложения и минерализации. Запасы зеленой фитомассы трав и кустарничков К факторам, влияющим на величину накопле­ составляют 6 6 ± 20 г/м2 в 2009 году, в 2010 году ния мортмассы, можно отнести низкие темпера­ происходит увеличение до 198 г/м2 и в основном туры и близость мерзлоты, а таяние мерзлоты формируются осоками. Запасы зеленой фито­ приводит к резкому уменьшению запасов мор­ массы мхов изменяются в пространстве и во вре­ тмассы.

При сравнении запасов мортмассы боло­ мени. В первый год наблюдения максимальные та “Ештыкель” с болотами лесотундры и лесосте­ запасы наблюдаются на повышенных элементах пи можно сказать, что в первый год наблюдения рельефа на небольших кочках-клумбах и состав­ мортмасса была в три раза выше, чем в районе ляют около 900 -1200 г/м2. В понижениях наблю­ осоковых болот лесостепной зоны и приближа­ даются минимальные запасы - 52 г/м2. Во второй лась к запасам лесотундры (рис. а). Во второй год - поверхность выравнивается, оттаявшие же год она сравнялась с запасами мортмассы в кочки исчезают, и запасы фотосинтезирующей районе лесостепи. фитомассы мхов также выравниваются и отлича­ Живое растительное вещество, или фи­ ются в 3 раза, тогда как в предыдущий год они томасса (F) в исследуемой экосистеме состав­ различаются в 18 раз. В среднем запасы зеленых ляет 4143 ± 656 г/м2 в первый год наблюдения, мхов довольно высоки, так же как их и их абсо­ во второй год она снижается до 2785 ± 25 г/м2. лютные значения. Но при этом доля их в общих Минимальные запасы живого растительного запасах живой фитомассы довольно низкая и не вещества в осоковых болотах (1680 г/м2) отме­ превышает 1 0 %.

чаются для низинных болот лесостепи (Вагина, Чистая первичная продукция (NPP) осоково­ Шатохина, 1976) и значительно возрастают в ев­ го болота составляет 1285 ± 142 г/м2 в год при за­ трофных низинных болотах высокогорий, несмо­ пасах живой фитомассы 4143 г/м2 и повышается тря на близость мерзлоты. Большая часть фито­ в 2 0 1 0 году при повышении температуры окру­ массы (88-90%) создается подземными органами жающей среды до 1720 г/м2 в год (рис. б). Про­ осок, значительная часть которых представлена дукция достигает максимальной величины из-за узлами кущения и корневищами. Запасы зеле­ дополнительного притока питательных веществ ных мхов вносят незначительный вклад и состав­ со склонов гор и дополнительном притоке при ляют всего 5-8% от общих запасов фитомассы. разложении растительного вещества. Продукция Фотосинтезирующая часть трав составляет всего подземной фитомассы составляет 80% от общей 2-5%. По запасам живой фитомассы осоковые продукции и создается, в основном, подземными Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

органами осок. Продукция мхов не превышает большую величину чистой первичной продукции.

130-160 г/м2 в год и вклад ее составляет 1 0 -1 2 %. Эта величина меньше, чем на осоковых болотах Вклад надземной продукции не превышает 10%. лесостепи (2800 г/м2 в год), но больше чем на По литературным данным продукция горных осоковых болотах лесотундры в первый год на­ осоковых болот изменяется от 75 до 950 г/м2 в блюдения и при таянии мерзлоты во второй год год. На водоразделе Западной Сибири в осоко­ - продукция приближается к продукции осоковых вых болотах лесостепи продукция может иметь болот лесостепи. При дополнительном притоке наибольшую величину - 2800 г/м2 в год (Вагина, питательных элементов в горных котловинах и Шатохина, 1976). На болотах лесотундры про­ при изменении окружающей среды при таянии дукция изменяется от 380 г/м2 в год до 870 г/м2 мерзлоты, их продукция становится особен­ в год (Косых и др., 2008). Наибольшей величины но высокой. Основной вклад в продукцию дают достигает в хасыреях мезотрофных мочажин, ми­ подземные органы сосудистых растений и мхи.

нимальной продукции - на мерзлых буграх. Высо­ Вклад в величины надземной продукции трав и кую продукцию (NPP) обеспечивает доминирова­ кустарничков незначителен. Так как в болотных ние осок в растительном сообществе евтрофных экосистемах происходит замедление разложе­ болот. ния растительных остатков и их захоронение Анализ полученных величин запаса и про­ в толще торфа, то наблюдается преобладание дукции растительного вещества показывает, что мортмассы над живой фитомассой даже в верх­ при высокой величине запасов растительного нем деятельном слое, в котором и идут основные вещества, большая доля мортмассы определя­ обменные процессы. Таким образом, изучение ется близостью мерзлоты, что сближает болота динамики продукционных процессов выявило высокогорий с болотами лесотундры, по вели­ более высокие величины продукции высокогор­ чине продукции экосистемы - близки к травяным ной болотной системы, близкие к травяным боло­ болотам степной зоны. Высокое количество жи­ там степной зоны. Болотный комплекс урочища вой фитомассы определяется типом экосисте­ Ештыкёль является уникальным природным по­ мы, растительным сообществом, трофностью лигоном, удобным для организации мониторинга и составляет 4143 г/м2 и близко по величине к продукционного процесса в контексте климатиче­ запасам высокогорных альпийских лугов. Боль­ ских изменений.

шая величина живой фитомассы обеспечивает ЛИТЕРАТУРА 1. Волкова, И.И., Волков, И.В., Косых, Н.П., М иронычева-Токарева, Н.П., Кирпотина, Л.В., Земцов, В.А., Колмакова, М.В., Коураев, А.В., Захарова, Е.А., Кирпотин, С.Н. 2010. Горная озерно-болотная система урочища Ештыкель (Горный А л ­ тай). Вест ник Т Г У 1 (9): 118-137.

2. Д жаф аров, Б.А., Джаф арова, Т.С. 1971. О запасах ф итомассы альпийских и субальпийских лугов Малого Кавказа. В кн.:

Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообществах. Л: Наука: 140 - 145.

3. Злотин, Р.И. 1971. Изучение продуктивности и закономерности распределения фитомассы в растительном покрове сыртов Тянь-Ш аня В кн.: Биологическая продуктивность и круговорот химических элементов в растительных сообщ е­ ствах. Л. Наука: 145-150.

4. Деева, Н.М. 1981. Запас и структура горных тундр севере-запада Путорана. В сб.: Биологические проблемы севера (IX симпозиум, часть 1). Сыктывкар: 90-91.

5. Косых, Н.П., М иронычева-Токарева, Н.П., Паршина, Е.К. 2008. Биологическая продуктивность болот лесотундры Запад­ ной Сибири. Вест ник ТГПУ, сер. биологические науки 4 (78): 53-57.

6. Вагина, Т.А., Шатохина, Н.Г. 1976. Фитоценотические и биогеоценотические процессы В кн.: Структура, ф ункциониро­ вание и эволюция биогеоценозов Барабы, т. 2. Новосибирск: 265-300.

114 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present УДК 550. ИЗМЕНЕНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ТОРФОВ В ХОДЕ ДЕСТРУКЦИИ CHANGES IN ELEMENT COMPOSITION OF PEAT DURING THE DECOMPOSITION Н.Г. Коронатова*, O.A. Савенков N.G. Koronatova* O.A. Savenkov Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск, Россия Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia *E-mail: coronat@mail.ru В различных экосистемах Бакчарского болота, В результате исследования было установле­ расположенного в пределах подзоны южной тай­ но, что торф интенсивно разлагается в верхнем ги Западной Сибири, проводился полевой экспе­ аэрируемом слое торфяной залежи в повышен­ римент по деструкции торфа in situ выше и ниже ных экосистемах (гряды и рям), где за два года уровня болотных вод (УБВ). В работе использо­ терял половину своей массы. Потеря массы со­ вался метод закладки образцов торфа заданного провождалась увеличением степени разложения веса в синтетических мешочках. Закладку прово­ и морфологическими изменениями (изменением дили дважды, в двух независимых экспериментах окраски, структуры). В слое торфяной залежи - в 2006 г (эксперимент I) и 2007 г (эксперимент этих болот, расположенной ниже УБВ, а также II), в июне, длительность эксперимента в каждом в пониженных экосистемах (мочажинах) потери случае - два года. Образцы закладывали в ту же массы составили от 5 до 30% и не сопровожда­ экосистему, откуда торф был изъят, но на дру­ лись явными морфологическими изменениями. В гую глубину: 5-10 и 25-30 см, кроме того, в экс­ то же время было установлено, что в экосистемах перименте II образцы дополнительно помещали мочажин привнос новых порций органического на глубину изъятия торфа (45-50 см). Мешочки с вещества в торф осуществлялся внутри залежи за счет отмирающих подземных органов сосу­ торфом отбирались через определенные проме­ жутки времени в повторности 5-8 штук. дистых растений (Коронатова, Шибарева, 2010).

Б А В 50 -|------------------------------------------------ 4 7 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 46 -I------------------------- ------------------------- т -------------------------т ------------------- 24.09.2007 10.10.2008 06.10. ИСХ.СОД.

— 5-10 см - х - 25-30 см —•— 40-50 см в— Рисунок 1. Динамика содержания углерода (%) в ходе экспериментального разложения торф а на разных глубинах в различных болотных экосистемах: А - рям, эксперимент I, В - рям, эксперимент II, В - мочажи­ ны, эксперимент I, Г - мочажины, эксперимент II.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

Рисунок 2. Динамика содержания азота (%) в ходе экспериментального разложения торф а на разных глуби­ нах в различных болотных экосистемах. Условные обозначения - см. рис. 1.

Видимо, изменение массы торфа, особенно при этом происходит относительная концентрация одновременном изменении степени разложения, ароматических соединений и, соответственно, должны сопровождаться трансформацией его углерода. В отличие от ряма, в мочажинах (экс­ элементного состава. Поэтому был проведен перимент I) за снижением содержания углерода анализ содержания макро- и микроэлементов в не последовало его увеличение. В эксперименте исследуемых торфах. В данной работе приво­ II в мочажинах, а также в слое ряма 45-50 см су­ дятся данные по содержанию углерода, азота и щественных изменений содержания углерода не водорода в образцах торфа из двух экосистем: наблюдалось.

сосново-кустарничково-сфагновогоолиготрофно- Через год содержание азота увеличилось в го болота (ряма) и мочажин примыкающей к ряму поверхностном слое ряма в обоих эксперимен­ переходной экосистемы с пушицево-сфагновым тах, но наиболее существенно - в эксперимен­ сообществом. Определение содержания угле­ те I (рис. 2). Увеличение содержания азота на­ рода, азота и водорода проводилось на CNHS- блюдалось также в поверхностном слое мочажин анализаторе Perkin Elmer 2400 Series II. в эксперименте II и не изменялось в нижележа­ В эксперименте I содержание углерода в об­ щих слоях, а в эксперименте I в мочажинах про­ разцах торфа уменьшалось в течение первых исходило уменьшение содержания азота на обе­ трех месяцев эксперимента в мочажинах, а так­ их глубинах. В нижележащих слоях ряма также же в ряме в слоях 5-10 и 25-30 см (рис.1). В даль­ были получены данные, свидетельствующие о нейшем в ряме на данных глубинах происходило снижении содержания азота, либо об отсутствии увеличение содержание углерода, причем в по­ изменений. Снижение содержания связано, ви­ верхностном аэрируемом слое, где наблюдалась димо, с потреблением азота из разлагающихся интенсивная деструкция торфа, - к концу про­ остатков. Увеличение концентрации азота в ходе ведения эксперимента концентрация углерода деструкции органического вещества - это частое увеличилась на 1-1,5% относительно исходного явление и вызвано, по-видимому, азотфикса содержания. Возможно, увеличение содержания цией, потреблением азота гифами грибов и де­ углерода связано с тем, что в первую очередь де­ струкцией безазотистых соединений (Базилевич, струкции подвергаются алифатические цепи ор­ Титлянова, 2008).

ганических веществ (Grover, Baldock, 2010). При 116 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present 2 8.0 6.2 0 0 7 2 4.09.2007 10,10.2008 0 6.1 0.2 0 0 ИСХ.СОД.

в г Рисунок 3. Динамика содержания водорода (%) в ходе экспериментального разложения торф а на разных глубинах в различных болотных экосистемах. Условные обозначения - см. рис. 1.

Отношение C:N было 47,5 в обеих экосисте­ произошло увеличение отношения до 7,8 и 8,1 в мах, при этом в мочажинах оно мало изменилось разных экспериментах. В мочажинах в экспери­ за два года. В ряме отношение C:N постепенно менте I отношение С:Н уменьшилось с 7,3 до 7,0, увеличивалось, и в наибольшей степени - в по­ в эксперименте II - сначала было увеличение с верхностном слое, где через два года стало 50. 6,9 до 7,2-7,6 на разных глубинах, а через два В динамике изменения содержания водоро­ года отношение С:Н составило 7,3-7,4.

да прослеживалась сходная тенденция для всех Таким образом, в процессе деструкции тор­ глубин и экосистем: в первые три месяца про­ фа происходят изменения в составе таких ма­ исходило либо снижения содержания, либо со­ кроэлементов, как углерод, азот и водород, что держание не менялось, через год наблюдалось свидетельствует об изменении соотношения раз­ заметное увеличение содержание водорода, а личных групп органических веществ. Наиболь­ через два года - снижение (рис.З). Соотношение шие изменения элементного состава произошли С:Н варьировало от 6,9 до 7,6 в разных экоси­ в поверхностном слое торфяной залежи болот стемах и экспериментах. Динамика изменения в связи с большей доступностью кислорода для отношения С:Н была обратной динамике содер­ деструкторов.

жания водорода. В ряме в поверхностном слое ЛИТЕРАТУРА 1. Базилевич, Н.И., Титлянова, А.А. 2008. Биологический круговорот на пяти континентах: азот и зольные элементы в при­ родных наземных экосистемах. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 381 с.

2. Коронатова, Н.Г., Шибарева, С.В. 2010. Изменение массы торфа в процессе его разложения на болотах Польши и За­ падной Сибири. Сиб. экол. журн. 3: 445-451.

3. Grover, P.P., Baldock, J.A. 2010. Carbon decom position processes in a peat from the Australian Alps. Europ. J. Soil Sci. 61:

217-230.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

УДК 581. ЗАПАСЫ ОБЩЕЙ ФИТОМАССЫ И ЧИСТАЯ ПЕРВИЧНАЯ ПРОДУКЦИЯ БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ СРЕДНЕЙ ТАЙГИ (НА ПРИМЕРЕ БОЛОТНОГО МАССИВА МУХРИНО) PHYTOMASS AND NET PRIMARY PRODUCTION OF MIRE ECOSYSTEMS IN MIDLLE TAIGA (MUCHRINO BOG COMPLEX AS AN EXAMPLE) Н.П. Косых*, Н.Г. Коронатова, B.A. Степанова N.P. Kosykh*, N.G. Koronatova, V.A. Stepanova Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia *E-mail: npkosykh@mail.ru Климатические условия способствуют разви­ Болотная станция «Мухрино» располагается тию болотной растительности и распростране­ в 30 км к юго-западу от г. Ханты-Мансийска на нию болотных массивов, которые в современных левобережной террасе Иртыша у болотного мас­ ландшафтах занимают до 34% общей площади сива, репрезентативного для средней тайги За­ подзоны средней тайги. По геоботаническому падной Сибири. В основных болотных экосисте­ районированию болото Мухрино находится в мах: олиготрофные мочажины (ОМ), гряды, рям лесной зоне подзоны средней тайги Салымо- и рослый рям типичного олиготрофного грядово Юганского округа верховых болот и кедрово­ мочажинного и озерно-грядово-мочажинного бо­ сосновых и темнохвойно-березовых зелено- лотного массива определены запасы фитомассы, мошных и заболоченных моховых лесов (Атлас мортмассы и продукция растительности. Повы­ Тюменской области, 1965). Л.В. Шумилова от­ шенные участки болота представлены грядами, мечает преобладание здесь олиготрофных круп­ на наиболее дренированых участках располага­ ногрядовых многоозерных и мочажинных ком­ ются рямы, а пониженные участки занимают оли­ плексов Кондинско-Юганского региона верховых готрофные мочажины. Характеристика пробных сфагновых болот, которые относятся к Демьяно- площадей, размером 1 0 0 м2, с основными до­ Юганскому субрегиону грядово-мочажинных минирующими видами болотной растительно­ массивов с рямами по периферии (Атлас Тюмен­ сти представлена в таблице. Экосистемы рямов ской области, 1965). Заторфованность Салымо- располагаются на торфяной залежи, мощностью Юганский болотного округа не очень высока и более 3.5 м. Экосистемы рослого ряма приуро­ составляет 29% (Глаголев, 2008). Высокая про­ чены к местам с наименьшей мощностью торфа дукция при замедленном разложении раститель­ (1.5 м). Наибольшего распространения на болот­ ных остатков в болотных экосистемах способ­ ном массиве Мухрино занимают экосистемы гряд ствует сохранению и росту торфяников. Главная и мочажин, расположенные на склонах болотно­ задача данной работы состоит в том, чтобы го массива, с максимальным торфяным слоем, с определить значения запасов общей фитомас­ мощностью залежи 3.5 - 3.7 м. Экосистемы оли сы, а также надземной и подземной первичной горофных топей, с мощностью торфяной залежи продукции различных экосистемах верхового бо­ около 3.3 м, занимают большие площади болот­ ного массива. Во всех болотных экосистемах на лота «Мухрино».

Доминанты болотных экосистем Экосистемы Доминанты Растительное сообщество Рослый рям Сосново-кустарничково- Pinus sylvestris (40%), Chamaedaphne calyculata (30%), Ledum сфагновое palustre (10%), Vaccinium myrtillus (10%), Betula nana (10%), Andromeda polifolia, Oxycoccus microcarpus, S. fuscum Рям Сосново-кустарничково- Pinus sylvestris (30%), Ledum palustre(40%), Vaccinium сфагновое uliginosum (15%), Chamaedaphne calyculata (10%), Andromeda polifolia (5), Oxycoccus microcarpus (5), S. fuscum (70%), S.

angustifolium, S.capillifolium, S. magellanicum Гряда Кустарничково-сфагновое Pinus sylvestris (20%), Chamaedaphne calyculata (40%), с сосной Ledum palustre(25%), Andromeda polifolia (15%), Oxycoccus microcarpus (2), Sphagnum fuscum (95%).

Мочажина Осоково-сфагновое Carex limosa (10%), Scheuchzeria palustris^0%), Sphagnum олиготрофная balticum (95%).

118 West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present минеральном грунте обнаружен 5 мм слой угля, фитомассы модельного дерева по модельным ветвям строились степенные уравнения зависи­ который указывает на формирование массива мости фитомассы ветвей от их длины. Зависи­ после пожара.

Для определения биологической продуктив­ мости фитомассы разных фракций модельных ности в болотных экосистемах применялись ме­ деревьев от их высоты также аппроксимирова­ тоды выделения разных фракций надземной и лись степенными уравнениями, что позволило подземной биомассы (Kosykh et al., 2008). Для получить данные о запасах и продукции всего со­ определения плотности древостоя и его продук­ снового древостоя на учетной площади.

тивности выделялись площадки 1 0 x1 0 м, где учи­ Плотность древостоя на грядах пробной пло­ тывались все деревья, их возраст, высота, диа­ щади составляет 15.5 тыс.шт. на 1 га, из них только 2 тыс. шт. приходится на кедр, в основном метр ствола на уровне мха, а также сухостой. На каждой пробной площади отбиралось по шесть доминирует сосна. Средняя высота древостоя модельных деревьев. У тех экземпляров, диа­ составляет 1.1 м при среднем диаметре у поверх­ метр ствола которых был менее 4 см, полностью ности мха 2.5 см. Плотность сухостоя составля­ определялся запас надземной фитомассы, а так­ ет 1.7 тыс. экз. на 1 га. Плотность древостоя на же фитомассы ствола, погруженного под мохо­ ряме пробной площади в два раза больше и со­ вой покров. У более крупных деревьев запас фи­ ставляет 30.7 тыс. экз. на 1 га, из них кедров не томассы определялся методом модельных веток более 2 тыс. экз. на 1 га. Сухостой насчитывает (Молчанов, Смирнов, 1967). Для этого все ветви 1.3 тыс. экз. на 1 га. Средняя высота деревьев на дерева измерялись, и 5-7 из них отбирались в ряме 1 м при среднем диаметре у поверхности качестве модельных. Камеральная обработка за­ мха 1.4 см.

Запасы живой фитомассы исследованных ключалась в разделении модельных экземпляров болотных экосистем различаются как по полу­ на фракции: хвоя, побеги, ствол. Хвоя и побеги в ченным абсолютным значениям, так и по своей свою очередь делились на прирост текущего года (года отбора) и приросты предыдущих лет. Фрак­ структуре (рис). В экосистемах повышенного ции высушивались и взвешивались. Надземная микрорельефа (рямы и гряды) запасы общей фи­ чистая первичная продукция определялась как томассы в 1.5-1.8 раза превышают запасы олиго­ трофных мочажин. Максимальный вклад в над­ сумма запасов фотосинтезирующей фитомассы (хвои) и побегов текущего года. Радиальный при­ земную фитомассу принадлежит одревесневшим рост не определялся. Для определения запаса частям деревьев на грядах и рямах, и мхам - в мочажинах. Наибольшее участие а).

в сложении подземной фитомас­ сы микроповышений принимают погребенные стволики кустар­ ничков, а в микропонижениях - подземные органы трав. В эко­ системах рямов и гряд вклад дре­ весного яруса в общую фитомас­ су составляет 35% на гряде, 49% на ряме и 62% на рослом ряме.

Плотность деревьев отражает и запасы фитомассы, в экосистеме ряма плотность деревьев, также как и запасы в два раза выше, б).

чем на грядах (рис.). При этом отношение массы прироста те­ кущего года к массе многолетних органов выше на ряме (0.7-0.9), чем на гряде (0.1 ), что говорит о его более высоком продукцион­ ном потенциале. Большая часть фитомассы древесного яруса приходится на одревесневшие Шзеленая мхов части - стволы и ветви (28-51%), хвоя деревьев т бстби+ствол дерева и всего 2 -6 % составляет фото­ Шкорни деревьев 0 подземные органы трав зеленая травы синтезирующая фракция (хвоя).

О листья кустарничков 0 многолетние побеги кустарничков Кустарнички вносят около трети Э корни кустарничков общей живой фитомассы ( 2 0 Рисунок 1. Распределение фракций запасов фитомассы (а) и продукции 36%). И так же, как и у деревьев, наибольший вклад принадлежал (б) в болотных экосистемах (в рослом ряме надземная фитомасса и продукция деревьев определена экспертно, пропорционально корням).

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

их многолетним органам, большая часть которых лено при анализе запасов общей фитомассы на микроповышениях (гряды и рямы) и микропони­ находилась подо мхом. Вклад фотосинтезирую­ щих частей мхов в общую фитомассу составляет жениях (мочажины), и не выявлено при анализе 13-27%. значений первичной продукции в тех же экоси­ В экосистемах олиготрофных мочажин запа­ стемах.

Деревья вносят значительный вклад в общий сы общей фитомассы в несколько раз меньше, чем на грядах и рямах. Здесь основной вклад запас фитомассы - до 63%, вклад же в форми­ вносят фотосинтезирующие части мхов, доля рование чистой первичной продукции болотных подземных органов осок, пушиц и шейхцерии не­ экосистем не так высок (14-18%). Только в рос­ лом ряме на долю деревьев приходится треть много меньше вклада мхов. Отметим, что во всех экосистемах повышенных элементов рельефа продукции. Общий запас фитомассы экосистем повышенных элементов микрорельефа ряма и запас надземной фитомассы превышает запас подземной и только в олиготрофных мочажинах гряды (2500-3000 г/м2), превышает запас фито­ массы микропонижений олиготрофных мочажин подземная фитомасса немного превышает над­ земную. (1600 г/м2). При этом в надземную фитомассу наи­ больший вклад вносят многолетние одревеснев­ Влияние типа экосистемы и положение сооб­ ществ в микрорельефе на величины чистой пер­ шие органы деревьев и кустарничков на грядах и рямах, мхи и травы - в мочажинах. В сложении вичной продукции было незначительно (рис. 16):

подземной фитомассы экосистем повышенного 539 г/м2 в год (олиготрофные мочажины) и 550 680 г/м2 в год (гряды и рямы). Несмотря на то, что микрорельефа все участвующие растительные абсолютная величина продукции была сходной фракции имеют равное участие. В экосистемах во всех болотных экосистемах, вклад в нее раз­ микропонижений подземная фитомасса сфор­ ных групп растений не одинаков. На повышен­ мирована почти исключительно подземными ор­ ганами трав. В отличие от запасов фитомассы, ных элементах микрорельефа продукцию почти в равной мере формировали все группы растений, значения первичной продукции болотных экоси­ только травы почти не участвовали в образова­ стем повышенных и пониженных элементов ми­ нии продукции. Максимальный вклад на повы­ крорельефа различаются в меньше степени.

Таким образом, тип болотной экосистемы и шенных элементах рельефа давали кустарнички, потом мхи и деревья, на последнем месте - тра­ положение в рельефе определяет запасы фито­ вы. Вклад кустарничков в общую чистую первич­ массы, максимальный запас живой фитомассы ную продукцию составил 36-44%, причем основ­ формируется в экосистеме рослого ряма, мини­ ная доля приходилась на их корни (27-33%), на мальный - в олиготрофной мочажине. Древесный ярус экосистем повышенных элементов рельефа листья - 7-8%, а на побеги - всего 2-3%. На долю мхов пришлось до 23-44% чистой первичной про­ вносит от 35 до 63% в запасы фитомассы. Чем дукции. Травы вносили до 14%, причем основная больше вклад древесного яруса в запасы общей доля приходилась на их корни. Вклад древесного фитомассы, тем больше его вклад в формиро­ вание чистой первичной продукции. При одина­ яруса в чистую первичную продукцию составил от 14 до 27%, причем в основном это также корни ковой высоте древостоя в экосистемах гряд и деревьев. Доля хвои составила 4-9%, а стволов ряма, более высокая плотность древостоя рямов и ветвей - около 2%. При сходных абсолютных с меньшим диаметром стволов дают больший за­ значениях продукции в олиготрофных мочажи­ пас фитомассы, чем экосистемы гряд, не смотря на больший диаметр стволов деревьев в них. Чи­ нах, её фракционная структура существенно от­ личался. Здесь основной вклад вносили корни стая первичная продукция также зависит от типа трав и мхи. экосистемы. Минимальная продукция формиру­ Таким образом, несмотря на небольшие за­ ется в олиготрофных мочажинах, на повышенных пасы живой фитомассы в олиготрофных мочажи­ элементах рельефа - продукция увеличивается.

Основной вклад в продукцию дают кустарнички нах, ежегодное поступление с чистой первичной на повышенных элементах рельефа и травы - в продукцией в болото Мухрино достаточно высо­ ко - 540 г/м2 в год. С другой стороны, при высоких олиготрофных мочажинах. Во всех экосистемах значениях запасов на рямах и грядах, здесь про­ надземную продукцию в основном формируют дукция значимо не отличается от олиготрофных мхи. Подземная часть продукции образуется мочажин и составляет 550-680 г/м2 в год. Влия­ теми же фракциями, которые формируют запасы подземной фитомассы.

ние фактора положения в микрорельефе выяв­ ЛИТЕРАТУРА 1. Kosykh, N.P., Mironycheva-Tokareva, N.P., Peregon, A.M., Parshina, Е.К. 2008. Net primary production in peatlands of middle taiga region in western Siberia. Russian Journal o f Ecology 39, № 7: 466-474.

2. Глаголев, M.B. 2008. Эмиссия метана: идеология и методология «стандартной модели» для Западной Сибири. Д ина м и ­ ка окружающ ей среды и глобальные изменения климата. В ы п. 1. Новосибирск. С. 184.

3. Молчанов, А.А., Смирнов, В.В. 1967. М етодика изучения прироста древесных растений. М. 95 с.

4. Пьявченко, Н.И. 1967. Биологическая продуктивность и круговорот веществ в болотных лесах Западной Сибири. Л есо­ ведение 3: 32-43.

5. Шумилова, Л.В. 1971. Типы болот. Атлас Тюменской области. Москва-Тюмень.

120 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present УДК 631. ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ БОРЕАЛЬНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИ­ РИ НА ОСНОВЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГИС ESTIMATION OF SOIL CARBON STOCKS IN WESTERN SIBERIA BOREAL ZONE WITH DISTRIBUTED GIS С.Я. Кудряшова*, Л.Ю. Дитц S.Ya. Kudryashova*, L.U. Ditz Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia *E-mail: sya@issa.nsc.ru Распределенная ГИС, разработанная для провинций Западной Сибири;

4 - макет электрон­ оценки запасов почвенного углерода, включа­ ной карты “Запасы Сорг в почвах бореальной ет электронные тематические слои “Раститель­ зоны Западной Сибири”. В данной работе пред­ ность” и “Почвы” бореальной зоны Западной ставлены отдельные блоки пространственно рас­ Сибири, среднемасштабные почвенные карты пределенной ГИС.

ключевых участков ландшафтных провинций, ЭЛЕКТРОННЫЕ СЛОИ “РАСТИТЕЛЬНОСТЬ” созданные по материалам дешифрирования кос­ И “ПОЧВЫ” БОРЕАЛЬНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ мических снимков и программное обеспечение СИБИРИ для актуализации и управления базой данных Учитывая тесную зависимость запасов Сорг в по­ “Углерод в почвах Сибири”. чвах от типов фитоценозов, тематические слои На территории России, так же как и в других были созданы на основе генерализованной ле­ странах севера Евразии, более 70% углерода генды карты “Растительность Западно-Сибирской фитомассы и около 80% углерода почв приходит­ равнины”, 1976, предоставленной для использо­ ся на хвойные леса (Заварзин, Кудеяров, 2006). вания ЦСБС СО РАН. При разработке легенды В представленном балансе очень существенна карты (1:7500000) использованы два базовых ие­ роль бореального биома Западной Сибири, по­ рархических уровня - подзональные особенности чвенный покров которого характеризуется широ­ лесной растительности, распространенной на ким развитием торфяных и торфяно-болотных равнинах и низких плато и единицы региональной почв, отличающихся высоким - 180-800 т/га размерности, представляющие доминирующие (по шкале уровней запасов Сорг) содержани­ эколого-географические типы растительности ем органического углерода. Наряду с высоко­ или характерные сочетания нескольких эколо­ органогенными почвами значительный вклад в гически различных типов. Полная легенда вклю­ формирование общих запасов Сорг вносят мел- чает 29 подразделений, объединенных в 5 кате­ кооторфованные и минеральные почвы, которые горий. Электронный слой “Почвы” (1:7500000) занимают значительные площади и содержат является сопряженным карте “Растительность” и ниже торфяного горизонта от 4 до 10 кг/м2 орга­ создан по единым принципам построения леген­ нического углерода, что предполагает довольно ды, ее структуры, объема и содержания основ­ высокие запасы Сорг минеральных горизонтов в ных картируемых единиц, реализованных в карте почвах бореального биома в целом. растительности. Его легенда также включает Основной задачей исследования являлось подразделений, объединенных в 5 категорий.

создание интегрированной картографической АКТУАЛИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ “УГЛЕРОД В основы растительного и почвенного покрова и ПОЧВАХ СИБИРИ” совместимое с картографической основой про­ Расчеты запасов Сорг были проведены на основе граммное обеспечение для тематической обра­ базы данных “Органический углерод”, к которой ботки специализированных баз данных по за­ дополнительно был создан специализированный пасам Сорг в почвах и фитомассе. В структуре блок данных по содержанию гумуса в почвах бо­ распределенной ГИС условно могут быть выде­ реальной зоны - большой массив собственных и лены блоки: 1 - электронные слои “Раститель­ литературных данных, полученных по результа­ ность” и “Почвы” бореальной зоны Западной Си­ там исследований за последние 15 лет. В целом, бири, 2 - программные средства для актуализации база данных “Органический углерод в почвах и управления базой данных “Углерод в почвах бореальной зоны” в настоящее время включает Сибири”;

3 - среднемасштабные почвенные кар­ 480 величин содержания гумуса и объемной мас­ ты ключевых участков основных ландшафтных сы в 70 разрезах почвенного покрова бореальной Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

комплексы полнгонапьно-валнковы е торфяно-болотны х, тундровы х комплексы плоско- н крупно-бутристые торфямдх бело п ы х фоцнн глееаы х торфянисты х н торфяных н почв м е р з д о п ы х верховых н переходных болотных д е гр а д ^ у ю щ к х почв тундровых м таежных глеевь комплексы неуттсрддоченО'ПЯ1нис1ые торфяные болотные. т о р ф я н к б о л о п ы е переходные н глеевых недифференцированны х н почв пят торфяннсю -перегноГоы х^ малые термокарстовые озерки комплексы бугорково-кочкфннковые тундровых глеевых торфянэ- комплексы грэдово-ийчаж ш кы с н грядово-озерновые торфяных neiernofto«»ix и почв пятен переходных болотных верховых н почв комплексы неупорядоченно-пятнисты е таежных глеевых торфянисто* п ер егной гы х, глеево-днфференшфгаванных н гючв пятен Рисунок. Пространственное распределение 1- комплексов почв лесотундрово-таежных, 2 - комплексов почв таежных, 3- торфяно-болотных почв, 4 - автоморфных и полугидроморфных почв в границах бореаль ной зоны Западной Сибири.

Figure. Spatial distribution of 1 - complexes of the forest-tundra-taiga soil, 2 - complexes of taiga soils, 3 - peat soils, 4 - automorphic and semi-hydromorphic soils within the boreal zone of Western Siberia.

122 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present зоны Западной Сибири. Каждый разрез имеет ко­ Зональные подзолы занимают около 10% общей ординатную привязку к соответствующему конту­ площади и, хотя они отличаются низким содер­ ру почвенного и растительного покрова. жанием Сорг, их значение в углеродном бюджете СРЕДНЕМАСШТАБНЫЕ ПОЧВЕННЫЕ КАР­ региона весьма велико. По оценкам запасов Сорг ТЫ КЛЮЧЕВЫХ УЧАСТКОВ ОСНОВНЫХ ЛАНД­ в природных комплексах средней тайги, нами ШАФТНЫХ ПРОВИНЦИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ было показано, что в почвах среднетаежных эко­ Отработка использования дистанционной ин­ систем от 4 до 10% запасов Сорг формируется за формации для оценки запасов Сорг была про­ счет подзолов (Кудряшова, Дитц, 2009).

ведена на ключевых участках, расположенных в ОЦЕНКА С о р г В ПОЧВАХ ЛАНДШАФТНЫХ пределах ландшафтных провинций бореальной ПРОВИНЦИЙ зоны. Выделение типологических регионов про­ В границах ландшафтных провинций запасы Сорг водилось с учетом принципов ландшафтного формируются в тесной зависимости от типологии районирования на основе сопряженного анали­ и площадного соотношения почвенных ареалов.

за, региональных структур, объективно отражаю­ Максимальные запасы Сорг сосредоточены в щихся на космических снимках и фиксируемых наиболее крупных по занимаемой площади про­ на ландшафтно-типологических картах. Средне­ винциях - Васюганской и Среднеобской (63% масштабные почвенные карты ключевых участ­ запаса Сорг ландшафтных провинций). Рассмо­ ков были созданы по материалам ландшафтно­ трим возможности использования площадей по­ индикационного дешифрирования космических чвенных контуров полученных по данным оциф­ снимков Landsat с последующей векторизацией ровки и дешифрирования для оценки запасов в ArcGisC. По материалам дистанционных иссле­ Сорг на примере ключевого участка Среднеоб­ дований были выделены лесотундрово-таежные, ской ландшафтной провинции. В почвенном по­ таежные, аллювиально-пойменные и болотные крове ключевого участка широко представлены комплексы почв (рис.). разной степени мощности торфяные болотные Почвенные комплексы занимают более 20% верховые почвы. Общий запас углерода в почвах площади региона. По предварительным данным ключевого участка - 751,2 т С на выдел. Почвы наиболее высокий вклад в общий запас Сорг верховых торфяников занимают 53% от общей вносят комплексы почв грядово-мочажинных и площади. Их вклад в бюджет углерода составля­ грядово-озерковых торфяных верховых и пере­ ет более 82%. Торфяные и торфянистые почвы ходных болот, а так же крупнобугристых и дегра­ низинных болот формируют 11 % от общего запа­ дирующих торфяников, которые формируют бо­ са Сорг. Вклад остальных почвенных типов око­ лее 30% общего запаса Сорг региона. ло 3%. По предварительной оценке запас Сорг Высокоорганогенные торфяные болотные в почвах бореальной зоны составляет 83,6*108 т переходные и верховые почвы занимают около соответственно это 28,2% запасов Сорг в почвах 10% площади региона и формируют до 54% за­ России или 15,2% его мировых запасов.

паса Сорг в почвах ландшафтных провинций.

ЛИТЕРАТУРА 1. Заварзин, Г.А., Кудеяров, В.Н. 2006. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России. Вест. РАН 76, № 1: 14-29.

2. Кудряшова, С.Я., Дит ц, П.Ю. 2009. Оценка запасов углерода в почвах таежной зоны на южном пределе криолитозоны Западной Сибири с использованием баз данны х и дистанционны х исследований. В сб.: Разнообразие мерзлотных и сезонно-промерзающ их почв и их роль в экосистемах. Улан-Удэ. С. 231.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

УДК 574. ВЕРХОВЫЕ БОЛОТА ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ КАК ИСТОЧНИК/СТОК ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ FOREST-STEPPE RAISED BOGS AS A SINK/SOURCE OF GREENHOUSE GASES A.B. Наумов A M Naumov Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia E-mail: a.naum@nas.ru Изменение климата и динамика ландшафтов кустарничков. Более подробно общая ситуация все чаще обсуждаются в связи с накоплением рассматривалась нами в публикации (Наумов и углекислого газа и метана в атмосфере. Иссле­ ДР., 2009).


дования северных болот бореального пояса за­ Основные наблюдения за потоками угле­ нимают важное место в решении проблемы угле­ кислого газа и метана проводились на относи­ родного баланса биосферы (Вомперский, 1994;

тельно благополучно избежавшем пожаров вер­ Ваганов и др., 2005;

Gorham, 1991;

Wieder, Yavitt, ховом болоте, расположенном в 4 км южнее д.

1994;

Naumov, 2004). Вместе с этим также за­ Николаевка-2. Для сравнения аналогичные из­ служивает внимания функциональное состояние мерения эмиссии СН4 и С02 были выполнены сфагновых болот маргинальной зоны неустой­ на восстанавливающемся после пожара 10- чивого атмосферного увлажнения. В настоящее летней давности Маракинском ряме. Оба объ­ время верховые болота лесостепной зоны не екта имеют характерную комплексную структуру имеют достаточных ресурсов для прогрессивно­ с хорошо выраженной центральной частью и пе­ го роста. Они не образуют значительных по пло­ риферией. Центральная часть занята сосново щади массивов и представлены в ландшафте от­ кустарничково-сфагновым сообществом с уча­ дельными островками. Современные тенденции стием березы. По периферии болота окаймлены изменения климата и антропогенное давление тростниковыми и осоково-тростниковыми со­ (мелиоративные мероприятия, разработка тор­ обществами. Объекты исследования находятся фа, пожары) являются факторами риска для уни­ в одинаковых климатических условиях, что дает кальных природных объектов. объективные основания для сравнения. Изме­ Верховые сфагновые болота маргинальной рения проводились летом в конце июня, начале зоны представляют интерес в качестве модель­ июля и осенью в сентябре, октябре методом зам­ ных объектов для оценки диапазона изменений кнутых камер. Расчет потоков СН4 и С02 основан основных параметров углеродного цикла (пер­ на линейной регрессионной модели изменения концентрации газов внутри камеры в ходе экс­ вичная продукция, накопление торфа, минера­ лизация, С02-газообмен и др.). Мы предпола­ позиции. Анализ газовых проб выполнялся в гаем, что неустойчивый характер атмосферного лабораторных условиях на хроматографе Кри­ увлажнения способен вызвать глубокие измене­ сталл 5000. В ходе полевых экспериментов осу­ ния цикличности процессов и развитие явления ществлялась также автоматическая регистрация рецессии. концентрации углекислого газа, температуры Основная задача данного исследования за­ и относительной влажности воздуха внутри ка­ ключалась в сравнительной оценке потоков мер с помощью газового анализатора Testo- углекислого газа и метана рямовых болотных (Germany), температуры торфа на глубине комплексов лесостепной зоны в связи с наруше­ 140 см и воздуха в приземном слое у поверхно­ ниями растительного покрова в результате пожа­ сти сфагнума (Т-175). Оценки потоков углекисло­ ра. Наблюдения проводились в Убинском райо­ го газа, полученные с помощью газоанализатора не Новосибирской области в 2009 и 2010 гг. В и газового хроматографа оказались близкими ходе предварительных маршрутных наблюдений (FrA = 0,99 • Frx, R2 = 0,86), что свидетельствует оценивалось общее экологическое состояние о достоверности полученных результатов.

верховых сфагновых болот в условиях лесосте­ Как показали маршрутные наблюдения, пиро пи. Отмечено, что многие из них подвергались генный фактор играет ключевую роль в судьбе воздействию пирогенного фактора. Это привело верховых болот лесостепной зоны: выгорание к существенным нарушениям растительности: сфагнума, прекращение накопления торфа, раз­ деградация сфагнового покрова (пятнистость, растание кустарников и кустарничков, изменение проективное покрытие менее 3-5%), разрастание состава древостоя. Нарушение растительного 124 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present CH4 и C 0 2 эмиссия на целинном ( I ) и горелом ( I I ) верховом болоте, мг м~2ч~ СН4 and С 0 2 emission on virgin ( I ) and post fire ( I I ) raised bog, mg mr2hr СО, ( Ё ± а ) СИА( Ё ± а ) N Осоково-сфагновое сообщество (в зоне влияния внутриболотного озера) Sedge-Sphagnum community (in the zone of influence of inner bog lake) 142,4 ±42,5 0,89 ±0,70 Осоково-тростниковое сообщество (периферия болотного комплекса) I Sedge-reed community (edge of bog complex) 370,6 ±210,5 15,67 ± 13, Сосново-кустарничково-сфагновое сообщество (центральная часть, рям) Pine-dwarf shrubs-Sphagnum community (central part of bog, ryam) 279,0 ± 161,3 0,08 ±0, Тростниково-осоковое сообщество (периферия болотного комплекса) Reed-sedge community (edge of bog com plex) 620,9 ± 145,1 4,47 ±2,90 II Сосново-кустарничковое сообщество с пятнами сфагнума (приподнятая часть) Pine-dwarf shrubs community with Sphagnum spots (raised part) 426,5 ± 190,1 0,06 ±0,06 покрова влечет за собой изменение водного ре­ недостаточным количеством атмосферных осад­ жима всего болотного комплекса. Свидетель­ ков в условиях лесостепи. Отсутствие мохового ством частых пожаров (с периодичностью 15-20 яруса в структуре растительного покрова могло лет) являются тонкие прослойки углистых частиц способствовать сдвигу водного баланса болот­ в вертикальном срезе торфяника «Маракинский ного комплекса в целом. По крайней мере, при рям». В таблице приводятся средние за весь пе­ сравнительно одинаковых условиях атмосфер­ риод наблюдений величины потоков углекислого ного увлажнения уровень болотной воды в пе­ газа и метана на выбранных объектах. Несмотря риферической части изученных объектов разли­ на отсутствие сфагнума (проективное покрытие чался на 30-50 см в осенний период 2009 года.

3%), общая эмиссия углекислого газа в цен­ Высокая скорость выделения углекислого газа, тральной части горелого торфяника оказалась предельно низкое проективное покрытие сфаг несколько выше, чем на ненарушенном болоте. нами, отсутствие признаков накопления верхо­ Выделение метана в обоих случаях было незна­ вого торфа - результат воздействия пирогенного чительным. Расположенные на периферии бо­ фактора. Изучение основных функциональных лотных комплексов топяные экосистемы харак­ характеристик верховых сфагновых болот лесо­ теризовались более высокой скоростью эмиссии степной зоны также актуально в связи с совре­ углекислого газа и метана. Промежуточные ве­ менной динамикой глобальной климатической личины потоков парниковых газов получены для системы. Утрата этими объектами функции свя­ осоково-сфагнового сообщества, сформировав­ зывания атмосферного С02 и регулирования шегося под влиянием внутриболотного озера. водно-углеродного баланса дополняет список Затрудненное восстановление сфагново­ региональных экологических проблем.

го покрова после пожара, очевидно связано с ЛИТЕРАТУРА 1. Вомперский, С.Э. 1994. Роль болот в круговороте углерода. Биогеоценотические особенности болот и их рациональное использование. М.: Наука. С. 5-37.

2. Ваганов, Е.А., Ведрова, Э.Ф., Верховец, С.В. Ефремов, С.П., Ефремова, Т.Т., Круглов, В.Б., Онучин, А.А., Сухинин, А.И., Ш ибистова, О.Б. 2005. Леса и болота Сибири в глобальном цикле углерода. Сибирский экол. журн. 4: 631-649.

3. Наумов, А.В., Косых, Н.П., Паршина, Е.К., Арт ымук, С.Ю. 2009. Верховые болота лесостепной зоны, их состояние и мониторинг. Сибирский экол. журн. 2: 251-259.

4. Gorham, Е. 1991. Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to clim atic warming. Ecol. Appl. 1(1):

182-195.

5. Naumov, A.V. 2004. Carbon budget and emission of greenhouse gases in bog ecosystem s of W estern Siberia. Eurasian Soil Science 37(1): S58-S64.

6. Wieder, K.R., Yavitt, J.B. 1994. Peatlands and global climate change: insights from com parative studies of site situated along a latitudinal gradient. W etlands 14: 229-238.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

УДК 631.445.11/. 12 : 504.7 (1-924.81) СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОТОКОВ С02 И СН4 В ФОНОВЫХ И НАРУШЕННЫХ ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ТУНДРОВЫХ ТОРФЯНИКАХ БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОЙ ТУНДРЫ COMPARISON OF C02AND СН4 FLUXES IN BACKGROUND AND DISTURBED PEATLANDS OF BOLSHEZEMELSKAYA TUNDRA UNDER THE INFLUENCE OF OIL PRODUCTION E.H. Патова, М.Д. Сивков, E.E. Кулюгина, А.Д. Патова E.N. Patova, M.D. Sivkov, E.E. Kulugina, A.D. Patova Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Россия Institute of biology Komi Sci. Center Ural Div. RAS, Russia Роль тундровых криогенных систем в измене­ районов на северо-востоке европейской части России. Исследования проведены на эксперимен­ нии климата чрезвычайно важна, поскольку в них тальных участках как в типичных естественных, аккумулировано до 25% углерода всех наземных экосистем законсервированного в условиях мно­ так и антропогенно трансформированных сооб­ голетнемерзлых почв (Круговорот углерода..., ществах плоскобугристых торфяников, развитых на плакорах: кустарничково-лишайниковые (су­ 1999). Высокая чувствительность тундровых тор­ фяников к любым экстремальным природным хие) - на повышениях микрорельефа, и осоково явлениям и природным катастрофам позволяет пушицево-сфагновые мочажины (влажные) - в понижениях рельефа в условиях повышенного рассматривать их как индикатор и удобную мо­ переувлажнения. Нарушения представлены дель глобальных климатических изменений и ан­ тропогенных воздействий (Пулы и потоки..., 2007;

участками с трансформированным почвенно­ Карелин, Замолодчиков, 2008). Исследования по­ растительным покровом в результате прокладки токов «парниковых» газов сосредоточены в мало дорог и трубопроводов и зоной заболачивания вокруг насыпи у нефтедобывающей скважины.

затронутых деятельностью человека криогенных системах (Oechel, Vourlitis, 1994;

Zamolodchikov, Измерения потоков С 02 проведены камерным Karelin, 2001;

Heikkinen et al., 2002;

Карелин, За­ методом (Oechel, Vourlitis, 1994). Измерение ди­ молодчиков, 2008) антропогенно трансформиро­ намики С02 в замкнутой системе проводили с ванные торфяники исследованы слабо. применением портативного инфракрасного га­ Восточноевропейские тундры являются одним зоанализатора “OPTIC bench 5000” (Германия).


из наиболее освоенных регионов Крайнего Се­ Пробы воздуха для определения метана отби­ рали из камеры с интервалом в 5 мин. при об­ вера России, что связано с широкомасштабным щей экспозиции 2 0 мин. в герметичные пеницил­ развитием объектов разведки, добычи и транс­ портировки нефти, вследствие чего природные линовые пробирки. Анализ содержания метана комплексы здесь подвержены трансформации проводили в лабораторных условиях на газовом на значительных площадях (Юдахин и др., 2002). хроматографе Цвет-800 (Россия). Параллельно Наибольшие изменения испытывают тундровые проводили измерения микроклимата с примене­ нием метеостанции НОВО (США) с выносными торфяники, масштабы антропогенного влияния датчиками ФАР, температуры и относительной на которые увеличиваются с каждым годом и при­ обретают глобальный характер, поэтому влияние влажности воздуха, измерения температурных техногенных факторов на тундровые ландшафты градиентов почвы с применением температурных должно учитываться при комплексной оценке и логгеров DS 1921 (США), объемное содержание построении климатических моделей, описываю­ воды (ОСВ) в почве с применением влагомера щих изменение потоков парниковых газов в тун­ TDR-100. Выполнено оконтуривание и привязка дровых экосистемах. фоновых и нарушенных участков к космическим Целью работы было получение рекогносци­ снимкам с помощью GPS.

ровочных данных об изменениях потоков С02 и Исследования показали, что в период вегета­ СН4 на нарушенных участках плоскобугристых ции с 3 июня по 29 сентября в условиях средне­ тундровых торфяников, испытывающих влияние сезонной температуры воздуха 8,7 °С и средне­ объектов нефтедобычи в бассейне реки Верхней сезонной ФАР 286 мкЕ влажные экосистемы Кол вы. представляют собой депоненты углерода. Угле­ Исследования проведены в 2007-2010 гг. в родный баланс влажных мочажин рассчитан как районе п. Харьягинский, расположенного на тер­ сумма углекислотной составляющей обмена и ритории Ненецкого Автономного Округа, который эмиссии метана. Нарушенная влажная тундра за является одним из крупных нефтедобывающих вегетационный сезон зафиксировала 12,7 гм -2, 126 West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present ненарушенная - 8,4 г м-2 углерода. Величина riparium, Sph. lindbergii и примесью Eriophorum sheuchseri.

фиксированной С-С02 за сезон нарушенной влажной тундрой составила 28,3 г С м-2, ненару­ Данные особенности на фоне высокой скоро­ шенной - 11 г С м-2. Выявлено, что отличительны­ сти эмиссии метана повышают температурную ми особенностями нарушенной влажной тундры чувствительность углеродного обмена нарушен­ являются развитие фотосинтезирующих травя­ ных мочажин - в условиях повышенных темпе­ нистых растений (видов из родов Eriophorum и ратур они более подвержены трансформации из Сагех) способствующих стоку С02 и повышенная активных депонентов углерода в стабильных ис­ величина Q10 валового дыхания. Развитие фото­ точников углерода.

синтезирующих видов на нарушениях тундровой Нарушенные кустарничково-лишайниковые тундры депонировали 26,2 г, а ненарушенные зоны отмечено нами ранее (Патова и др., 2010), а также для азиатского сектора Арктики (Zimov, выделяли 9,6 г углерода (С-С02) на м-2 за сезон.

etal., 1999). Температурная чувствительность ва­ Ввиду ничтожных эмиссий и фиксаций метана лового дыхания находится в положительной за­ этим типом тундр в расчетах сезонного баланса висимости от влажности верхних (0 - 1 2 см) слоев углерода данную составляющую в расчет не при­ торфа, и у нарушенных тундр имела более высо­ нимали. Структурные изменения растительного покрова, связанные с увеличением доли высших кие величины Q10 - 2,3-2,5 относительно 1,7-1, у фоновых тундр при влажности верхних слоев растений и мхов по сравнению с лишайниками торфа близких 100% ОСВ. Положительная связь (Патова и др., 2010), являются основной при­ Q10 валового дыхания торфяных болот с влажно­ чиной диаметрального углеродного баланса в данном типе тундры. Изменение растительности стью торфа хорошо изучена (Svensson, 1980;

и с развитием фотосинтезирующих растений спо­ др-) Сезонная эмиссия метана в нарушенной собствует активной фиксации С02 нарушенными вторичными лишайниковыми тундрами.

влажной тундре составила 15,6 г С м-2, в нена­ Таким образом, наблюдения показали, что в рушенной существенно меньше - 2,6 г С м-2. Вы­ сокая скорость эмиссии СН4 на нарушениях об­ исследованных климатических условиях плоско­ бугристые торфяники как в фоновых, так и на­ условлена значительно более низким уровнем сезонно талой мерзлоты (178 см и 72 см в конце рушенных условиях в вегетационном периоде сезона на нарушенных и ненарушенных участ­ депонируют углерод. Между тем, на основе про­ ках) и структурной перестройкой растительно­ веденных измерений, можно прогнозировать, что сти. Максимальная эмиссия 13,2 мг СН4 м_ повышение температуры воздуха за вегетацион­ 2ч_ отмечена нами на участке нарушенной влажной ный сезон примерно на 1,5 °С, а также повыше­ тундры с доминантами Eriophorum sheuchseri ние уровня грунтовых вод создадут предпосылки и Carex cinerea. В фоновой влажной тундре для трансформации нарушенных участков пло­ максимальная эмиссия 5,3 мг СН4 м_ наблю­ скобугристых торфяников в стабильных источни­ 2ч_ далась на участке с доминантами Sphagnum ков углерода.

Исследования выполнены в рамках Международного проекта VI Рамочной программы ЕС «Рас­ чет углеродного баланса для севера России: прошлое, настоящее, будущее ( C A R B O - N o r t h ) », а также по Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 16 «Окружающая среда в условиях изменяющегося климата: экстремальные природные явления и катастрофы»

по проекту: «Оценка потоков и баланса парниковых газов тундровых торфяников в условиях влияния нефтедобычи на примере восточноевропейских криогенных систем»

ЛИТЕРАТУРА 1. Карелин, Д.В., Замолодчиков, Д.Г. 2008. Углеродный обмен в криогенных экосистемах. М.: Наука. 344 с.

2. Круговорот углерода на территории России 1999. Под ред. Н.П. Лаверова и Г.А. Заварзина. М. 329 с.

3. Патова, Е.Н., Сивков, М.Д., Кулюгина, Е.Е. 2010. Трансф ормация растительных сообщ еств и изменение потоков «парниковых» газов в тундровы х торф яниках под влиянием нефтедобычи (на примере Харьягинского месторождения, Ненецкий автономный округ) В сб.: О своение Севера и проблемы природовосстановления: Докл. VII Всеросс. науч.

конфер. Сыктывкар: 158-166.

4. Пулы и потоки углерода в наземных экосистемах России 2007. B.H. Кудеяров, Г.А. Заварзин, С.А. Благодатский и др.;

отв. ред. Г.А. Заварзин. М.: Наука. 315 с.

5. Ю дахин, Ф.Н., Губайдуллин, М.Г., Коробов, В.Б. 2002. Экологические проблемы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печерской провинции. Екатеринбург: УрО РАН. 314 с.

6. Heikkinen, J.E.P., Elsakov, V., Martikainen, P.J. 2002. Carbon-dioxide and m ethane dynam ics and annual carbon balance in tundra wetland in NE Europe, Russia. G lobal Biogeochem. Cycles 16, № 4 : 10.1029/2002G B 7. Oechel, W.C., Vourlitis, G. L. 1994. The effects of climate change on Arctic tundra ecosystems. Trends Ecol. and Evol. 9: 324-329.

8. Stro, М., Mastepanov, М., Christensen, T.R. 2005. Species-specific effects of vascular plants on carbonturnover and methane em issions from wetlands. B iogeochem istry 75: 6 5 -8 2.

9. Svenson, B.H. 1980. Carbon dioxide and m ethane fluxes from the om brotrophic parts of a subarctic mire. Ecology of a Subarctic Mire;

Ecological Bulletin 30: 235-250.

10. Zamolodchikov, D., Karelin, D. 2001. An empirical model of carbon fluxes in Russian tundra. Global Change Biol. 7, № 2:147-162.

11. Zimov, S. A., Davidov, S. P., Zimova, G. М., Davidova, A. I., Chapin III, F. S., Chapin, М. C., Reynolds, J. F. 1999. Contribution of Disturbance to Increasing Seasonal Am plitude of Atm ospheric C 0 2. Science 284: 1973-1976.

Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

УДК 630*182.21+574. ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОЛИРОВАННЫХ БОЛОТ И АККУМУЛЯЦИЯ УГЛЕРОДА Н.Н. Пологова N.N. Pologova Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, Россия E-mail: pologova@imces.ru Большинство крупных болотных массивов в снимках высокого разрешения среди вторич­ Западной Сибири образовалось из более мел­ ных лиственных лесов. В дренированной при­ ких, вначале изолированных болот, проходя че­ речной части рямы располагаются в пределах сельскохозяйственно освоенной территории.

рез ряд стадий, которые достаточно устойчивы и закономерны для какой-либо области, благодаря Нами установлено, что островные рямы площа­ существованию характерных для каждой местно­ дью 0.8 -1. 2 га обычно имеют мощность торфа 60-90 см. Залежь в центрах рямов в основании сти форм рельефа первичных очагов заболачива­ ния (Иванов, 1975). Следовательно, анализ хода сложена осоковым торфом мощностью 30- развития изолированных болот из современных см, перекрытым сфагновым торфом в котором первичных очагов заболачивания может служить присутствуют остатки кустарничков. Нередко для ретроспективной оценки развития болотных верхний 2 0 см слой сложен верховым древесно мезоландшафтов и интенсивности заболачива­ кустарничковым торфом. В переходной части ния территории. В настоящей работе мы рассма­ залежи выделяются прослойки пушицы, а также триваем развитие изолированных болот малых остатки древесины. Довольно высокая изменчи­ размеров, широко распространенных в приреч­ вость состава растительных остатков и чередо­ ной умеренно дренированной части междуречий вание различных слоев в залежах мелких рямов бассейна реки Чая и представленных островны­ обусловлено их частым выгоранием. В остров­ ми рямами. Оценка запасов углерода проведена ных рямах площадью от 2.2 до 9.7 га («средние на основе данных плотности торфа в торфяных рямы») мощность торфа в центрах 120-140 см, колонках отобранных в изолированных болотах реже до 220 см. Торфяная залежь с плоской или слабовыпуклой поверхностью сложная, и харак­ и на окраинах водораздельных массивов;

прове­ теризует последовательность смен раститель­ ден анализ ботанического состава растительных остатков торфа. ных сообществ от мезотрофной стадии разви­ тия к олиготрофной. Формирование начинается Центральные части междуречий бассейна р. Чая занимают болотные мезоландшафты со в наиболее низкой части депрессии с отложе­ сформировавшейся на них сложной структурой ния хвощево-сфагново-осокового или гипново топяных, грядово-мочажинных, рямовых болот­ осокового торфа. При переходе от мезотрофной ных микроландшафтов. Сток с болотных мас­ стадии развития к олиготрофной откладывает­ сивов осуществляется как по первичной речной ся пушицево-сфагновый, древесно-пушицево сети, так и фронтально, путем дробления его по сфагновый, а затем сфагновый, преимуществен­ мелким понижениям, плоским ложбинам в на­ но фускум-торф. По мере накопления сфагнового правлении уклонов к речной сети и локальным во­ торфа соседние с первичной ложбиной повы­ досборам. Региональной особенностью условий шенные участки подтопляются, на периферии формирования болот является преимуществен­ откладывается древесно-осоковый торф. Если но атмосферный источник их питания, поскольку первичное понижение имеет выраженный уклон территория сложена слабоводопроницаемыми дна, параллельно которому идет торфонакопле с низкой фильтрацией и с низкой общей пори­ ние, то направленное стекание атмосферной влаги в изолированном массиве проявляется и стостью глинистыми озерными отложениями, а предельно малые перепады высот способствуют при малой мощности торфа. В этом случае фи­ поверхностному растеканию влаги. тоценозы дифференцируются в соответствии с поступлением воды от высокой части водосбора Изолированные болота на территории представлены островными рямами (сосново- к низкой, вдоль линий стекания воды. Мощность кустарничково-сфагновыми фитоценозами) и залежи и форма ее поверхности зависит от кру­ тизны склонов первичного понижения. По мере различаются по форме и местоположению. За­ нимая неглубокие депрессии с пологими склона­ увеличения площади центральных массивов бо­ ми, они хорошо прослеживаются на спутниковых лот происходит поглощение островных рямов и 128 West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present A Ом Mo lOo 0.34 Bo Mm ESE]Cm B m cm IV IV Рисунок 1. Средние значения аккумулированного углерода и влажности в сложных мезотрофно олиготрофных залежах изолированных болот. А - общие запасы углерода (О) и мощность соответствую ­ щего слоя (М);

Б - средневзвешенные значения углерода (С) и влажности (В, %). Тип залежи: о - олиготроф ная, м - мезотрофная. Болота: I - «поглощенные» рямы;

II - «средние» островные рямы;

III - «малые»

рямы;

IV - периферии изолированных болот.

присоединение их к основным массивам. Стадии мощности олиготрофного слоя торфа свиде­ поглощения прослеживаются в рисунке болотно­ тельствует о разных условиях его накопления.

го ландшафта: «языки» и «лоскутья» рямов, глу­ При этом олиготрофные слои залежи окраинных боко внедряющиеся в суходольный ландшафт, рямов характеризуются также более высокой нередко отделенные друг от друга перемычка­ влажностью торфа (рис. 1Б). Мезотрофные слои ми из сосново-березовых заболоченных лесов, торфа характеризуются близкими величинами по а также изоморфный «крабовидный» рисунок всем анализируемым нами показателям.

основного массива (болотного мезоландшафта) Для сравнения накопления торфа и углерода в окруженного островными рямами небольшой разных типах болот можно использовать кривые площади. Зачастую располагаясь по цепочке, хода накопления, построенные по приращению изолированные болота как бы нанизаны на ли­ запасов каждого 1 0 -см слоя залежи от придон­ ного слоя к поверхности. Такие кривые отражают нии стока с водораздельного болота. В строении залежи поглощенных рямов с мощностью торфа плотность слоев и содержание углерода в органи­ ческом веществе, тесно связаны с типом, видом и 180-220 см также прослеживается смена мезо трофного заболачивания олиготрофной стади­ степенью разложения торфа. Равномерный рост ей, в нижней трети залежи хвощево-осоковый, а кривой характеризует накопление однотипного также осоково-древесный торф. Однако не все вида торфа, а изменение угла наклона кривой исследованные нами колонки относятся к пер­ накопления углерода соответствует изменению вичным центрам заболачивания. Часть болот типа залежи. Для сложных залежей исследо­ развивались на периферийной позиции после ванных болот характерен специфичный перегиб заболачивания лесов, на что указывают прослои кривой, соответствующий стадии перехода от на­ древесного торфа в основании залежи. копления мезотрофного к олиготрофному торфу, Проводилось сравнение накопления углеро­ с меньшей плотностью и состоящему преимуще­ да в торфяных залежах изолированных болот и ственно из остатков сфагновых мхов (рис. 2). Из сравнения кривых хода прироста залежей разной рямах на окраине массивов, которые по положе­ нию в мезоландшафте относятся к поглощенным мощности следует, что в мелкозалежных (более рямам. В поглощенных болотах мощность слоя молодых изолированных болотах с мощностью залежи 60-70 см), мезотрофная стадия накопле­ олиготрофного торфа больше, а плотность его меньше, чем в соответствующей залежи изоли­ ния торфа меньше, следовательно, современ­ рованных болот. Поэтому на единицу слоя оли­ ные болота быстрее переходят к олиготрофному готрофной залежи поглощенных болот приходит­ накоплению торфа. Это вполне согласуется с их расположением в мезоландшафте, поскольку за­ ся меньшее количество накопленного углерода болачивание в современных условиях протекает (0.34±0.10 кг С м-2 в 1 см слоя) по сравнению с олиготрофным слоем торфа средних и малых активно в дренированной части междуречий, где островных рямов (0.49±0.16 и 0.48±0.08 кг С м-2 почвообразующие породы к настоящему времени более выщелочены от карбонатов, а болота раз­ соответственно) (рис.1Б). Общие запасы угле­ рода изолированных болот средних размеров и виваются в ареале преимущественно дерново поглощенных рямах очень близкие и составляют подзолистых остаточно-гумусовых почв. Забола­ 64-89 и 67-87 кг С м-2 (рис. 1А), что при разной чивание в приболотном поясе водораздельных Section 2. Carbon Sequestration and Gas Emission. Carbon balance.

Таким образом, формирование изолирован­ ных болот подчиняется известным схемах гидро­ логического режима их развития (Иванов, 1975) и в настоящее время идет под влиянием атмос­ ферного увлажнения. Значительную роль в раз­ витии изолированных болот играют сукцессии растительности, отражая как глобальные, так и локальные изменения водного режима. После­ довательность смен растительных сообществ в генетических центрах заболачивания и в про­ странственно сопряженных рядах определяют величину и скорость накопления углерода в тор­ фяных отложениях болот. В олиготрофных слоях залежей поглощенных рямов увеличивается при­ рост торфа, но на единицу мощности накаплива­ Рисунок 2. Ход приращения запасов углерода в то р ­ фяных колонках изолированных болот. 1-1V - обозна­ ется меньше углерода, что может быть связано чения на рисунке 1. с установлением более постоянного уровня бо­ лотных вод. К настоящему времени торфонако пление в изолированных болотах, развившихся болот протекает по фону высококарбонатных из первичных центров ложбин и локальных по­ органо-аккумулятивных почв. Соответственно за­ нижений приводит к выравниванию поверхности, пасы углерода в подпочве болот разных положе­ уменьшению уклонов, и в конечном счете снижа­ ний различаются и составляют 7-12 и 10-19 т га- ет величину стока с территории.

в слое 50 см.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (09-04-01214) ЛИТЕРАТУРА Иванов, К.Е. 1975. Водообмен в болотных ландшафтах. Л.: Гидрометеоиздат. 280 с.

1.

130 l/Vesf Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present УДК [551.510.41 +551.510.522]:[547.211+556.56] ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ПОТОКА МЕТАНА МЕТОДОМ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ SENSITIVITY OF METHANE FLUX DETERMINATION BY INVERSE MODELLING А.Ф. Сабреков1 М.В. Глаголеви, A.F. Sabrekov1 M.V. Glagolevи, 1 Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Россия 2 Югорский Государственный Университет, г. Ханты-Мансийск, Россия ВВЕДЕНИЕ существование и единственность прямой задачи для (1). Пусть концентрации газа С( измерены в.

Интерес к изучению метана обусловлен тем, точках с координатами (х( yr z). Можно поставить, что это один из основных парниковых газов.

Главным естественным источником СН4, дающим и решить обратную задачу: найти такое значение по оценкам IPCC 115 Мт СН4/год, что составляет q, при котором измеренные концентрации С( около 2 2 % глобальной эмиссии являются болота. наиболее близки с(х;

, у(, z), полученным из.

решения прямой задачи для уравнения (1 ) при Традиционно с целью количественной оценки потоков газов использовался метод статических данном q.

ПРИМЕР: ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭМИССИИ камер. Однако он не позволяет непосредственно измерить поток из экосистем, превышающих СН4 ИЗ ОЛИГОТРОФНОГО БОЛОТА (ОБЪЕКТ И объем максимально больших камер (т.е. - 1 0 м3). МЕТОДЫ) Поэтому к настоящему времени получили Описание объекта исследования, методы, оборудование и полученные данные приведены развитие «распределенные» методы, идея которых состоит в том, что величину удельного в (Сабреков, 2010). Предполагается, что болото потока (УП) газа из экосистемы можно определить горизонтально однородно и орографически, и как источник СН4, а также достаточно велико, чтобы в по атмосферным измерениям концентрации этого газа. Нашей целью было: реализовать один уравнении (1 ) можно было принять нулевыми все члены, кроме d c jd t и d [ ( k s 4- D ) d c /d z ]/d z.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.