Статьи автора

Диоксид углерода в почвенных, грунтовых и поверхностных водах арктических и бореальных регионов: роль, источники, методы определения (обзор)

Номер выпуска 3 от 01.03.2023

Современные исследования доказывают необходимость включения водных объектов в региональные и глобальные модели углеродного обмена. Концентрация диоксида углерода в поверхностных водах, как правило, более высокая, чем допускает равновесие с парциальным давлением в атмосфере в 400 мкатм. Изучение функционирования и региональной роли водных систем, особенно с точки зрения динамики неорганического углерода, является недостаточным, в том числе в циркумбореальных регионах. В обзоре освещены теоретические основы и актуальность исследований растворенного диоксида углерода; методические подходы в оценке данного показателя, а также роль растворенного СО₂ в природных водах бореальных и арктических регионов. Почвенное органическое вещество и растворенный диоксид углерода являются главными источниками СО₂ в поверхностных водах, но до настоящего времени количественно данный вклад не оценен. Связано это с недоучетом абиотических аспектов почвенного газообмена, абсолютным преобладанием исследований газообмена на границе почва–атмосфера без учета взаимодействия с грунтовыми водами, а также методическими трудностями измерений концентраций газов в почвенно-грунтовых и поверхностных водах. Инструментальные методы измерения не стандартизированы, а расчетные имеют очень высокие систематические и аналитические ошибки. В заключении указывается на необходимость изучения гидрологического континуума: от источника (наземные экосистемы) до крупных рек и озер с особым вниманием на включение СО₂ из почвенно-грунтовых вод в бюджет углерода всего водосбора.

29 0

Эмиссия СО₂ почвами экотонной зоны севера Западной Сибири

Номер выпуска 9 от 01.09.2023

Район исследования почвенного дыхания, север Западной Сибири, расположен на южном пределе распространения близко залегающих многолетнемерзлых пород, в экотонной зоне на границе типичных таежных ландшафтов и южной тундры. Участок характеризуется наличием контрастных ландшафтов: сосняков с торфяно-подбурами и подзолами (Albic Podzols); мерзлых торфяников (Cryic Histosols) с торфяно-криоземами (Histic Oxyaquic Turbic Cryosols) и болотных экосистем с торфяными олиготрофными почвами (Fibric Histosols). В задачи исследования входила оценка величин эмиссии СО₂ (\({\text{{Э}}}{{{\text{{М}}}}_{{{\text{{С}}}{{{\text{{О}}}}_{{\text{2}}}}}}}\)) почвами ключевых ландшафтов в вегетационные сезоны 2019–2022 гг. и анализ факторов пространственной вариабельности данного показателя и его межгодовой изменчивости. Исследование включало анализ базы данных \({\text{{Э}}}{{{\text{{М}}}}_{{{\text{{С}}}{{{\text{{О}}}}_{{\text{2}}}}}}}\) (метод статичных закрытых камер) и гидротермических параметров почв, фиксированных в течение 4 лет в августе. При отсутствии тренда к изменению климатических параметров за последние 10 лет, наблюдалось постепенное увеличение температуры почв всех ландшафтов и увеличение глубины протаивания на торфяниках. Данные изменения не сопровождались существенными изменениями величины \({\text{{Э}}}{{{\text{{М}}}}_{{{\text{{С}}}{{{\text{{О}}}}_{{\text{2}}}}}}}\). Она составила в лесных экосистемах в среднем от 485 до 540 мг СО₂/(м² ч), на торфяно-болотном комплексе от 150 до 255 мг СО₂/(м² ч) с высокими коэффициентами пространственной вариабельности. Высокие величины \({\text{{Э}}}{{{\text{{М}}}}_{{{\text{{С}}}{{{\text{{О}}}}_{{\text{2}}}}}}}\) в лесных экосистемах определяются благоприятными гидротермическим режимом, водно-физическими свойствами, высокими запасами корневой биомассы. Часть СО₂, продуцируемого почвами торфяников, переносится надмерзлотными водами и выделяется с поверхности болотных почв. Температура почв, регулируемая сезонным протаиванием, явилась значимым предиктором пространственной вариабельности \({\text{{Э}}}{{{\text{{М}}}}_{{{\text{{С}}}{{{\text{{О}}}}_{{\text{2}}}}}}}\) на почвах торфяно-болотного комплекса.

33 0

Диоксид углерода в почвенных и поверхностных водах севера Западной Сибири: методические аспекты и количественные показатели

Номер выпуска 2 от 15.02.2024

Растворенный неорганический углерода является существенным компонентом углеродного цикла, особенно в северных регионах, в то же время его потери через водные объекты до сих пор редко включаются в региональные углеродные модели. В задачи работы входило подробное освещение методического подхода выравнивания концентраций к изучению содержания растворенного CO₂ в почвенных и поверхностных водах, а также оценка диапазона величин концентрации CO₂ в водах разного генезиса в ландшафтах севера Западной Сибири. В результате проделанной методической работы выработан и представлен протокол измерения концентрации CO₂ в водах методом выравнивания концентраций с подробными расчетами. Концентрация CO₂ в почвенных (надмерзлотных) и поверхностных водах (речных, болотных, озерных и др.) колебалась от 13 до 2983 мкмоль/л (274 до 57000 мкатм), абсолютное большинство объектов было пересыщено CO₂ по отношению к атмосфере. Максимальными величинами концентраций характеризуются надмерзлотные почвенные и болотные воды; минимальными – воды аквальных экосистем: термокарстовые и лесные озера. Высокая вариабельность содержания CO₂ в водах обусловливает необходимость большого числа измерений для получения адекватных оценок.

32 0