Carbon dioxide emission from soils of marsh ecosystems in the south-eastern Barents Sea

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The study is aimed at solving fundamental problems of soil science and ecology related to assessing the carbon balance in coastal soils and ecosystems of the Russian Arctic, as well as their functioning in a changing climate. The study estimated carbon dioxide emissions from soils of marsh ecosystems on the southeastern coast of the Barents Sea for the first time. Soils of marsh ecosystems are characterized by high values of carbon dioxide emissions (4.03 ± 0.17 g С/(m2 day), June–July 2024), which indicates their high biological activity. The analysis of data on CO2 emissions from soils of marsh ecosystems indicates mainly their high spatial variability. Soils at different levels of marsh ecosystems statistically significantly differ in the magnitude of CO2 emissions and line up in order of increasing values: wadden, beaches < littoral pools, eroded benches of the marsh < ecotone zones, lower marshes, splash zones of backflow channels (creeks) < middle and upper marshes. It has been established that lower values of CO2 emissions are observed on marshes subject to intense wind waves, which is due to the armoring role of coastal relief forms in the migration of thalassogenic matter. Despite the insignificant area of the coastal zone of the southeast of the Barents Sea, the contribution of soils of marsh ecosystems to the global flow of greenhouse gases cannot be neglected. The results of the study, obtained on the basis of statistical analysis of a large array of data, contribute to a better understanding of the role of marsh ecosystems of the western sector of the Russian Arctic in the carbon balance.

作者简介

A. Bobrik

Lomonosov Moscow State University

Email: ann-bobrik@yandex.ru
Moscow, 119991 Russia

G. Kazhukalo

Lomonosov Moscow State University

Email: ann-bobrik@yandex.ru
Moscow, 119991 Russia

I. Bagdasarov

Lomonosov Moscow State University

Email: ann-bobrik@yandex.ru
Moscow, 119991 Russia

E. Terebova

Petrozavodsk State University

Email: ann-bobrik@yandex.ru
Petrozavodsk, 185910 Russia

M. Pavlova

Petrozavodsk State University

Email: ann-bobrik@yandex.ru
Petrozavodsk, 185910 Russia

P. Krasilnikov

Lomonosov Moscow State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ann-bobrik@yandex.ru
Moscow, 119991 Russia

参考

  1. Бабина Н.В. Галофитная растительность западного побережья Белого моря // Растительность России. 2002. № 3. C. 3–21.
  2. Бобрик А.А., Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Рыжова И.М., Макаров М.И., Тимофеева М.В. Распределение компонентов углеродного цикла почв лесных экосистем северной, средней и южной тайги Западной Сибири // Почвоведение. 2020. № 11. С. 1328–1340. https://doi.org/10.31857/S0032180X20110052
  3. Бобрик А.А., Гончарова О.Ю., Матышак Г.В., Рыжова И.М., Макаров М.И. Влияние геокриологических условий и свойств почв на пространственное варьирование эмиссии СО2 почвами плоскобугристых болот островной криолитозоны Западной Сибири // Почвоведение. 2016. № 12. С. 1445–1456. https://doi.org/10.7868/S0032180X1610004X
  4. Лесков А.И. Геоботанический очерк приморских лугов Малоземельского побережья Баренцева моря // Ботанический журнал. 1936. Т. 88. № 2. С. 60–74.
  5. Мировая реферативная база почвенных ресурсов. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и составления легенд почвенных карт / Пер. с англ. С. Фортовой. М.: МАКС Пресс, 2024. 248 с. https://doi.org/10.29003/m4174.978-5-317-07235-3
  6. Мосеев Д.С., Сергиенко Л.А. Структура растительного покрова юго-восточного побережья Белого моря (залив Сухое Море) // Hortus Botanicus. 2016. № 11. C. 19–33. https://doi.org/10.15393/j4.art.2016.3242
  7. Орешникова Н.В., Красильников П.В., Шоба С.А. Маршевые почвы Карельского берега Белого моря // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2012. № 4. C. 13–20.
  8. Смагин А.В. Газовая фаза почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 301 с.
  9. Adam P. Saltmarshes in a time of change // Environ. Conservation. 2002. V. 29. P. 39–61. https://doi.org/10.1017/S0376892902000048
  10. Bagdasarov I.E., Tseits M.A., Kryukova I.A., Taskina K.B., Bobrik A.A., Ilichev I.A., Cheng J., Xu L., Krasilnikov P.V. Carbon stock in coastal ecosystems of tombolos of the White and Baltic seas // Land. 2024. V. 13. P. 1–21. https://doi.org/10.3390/land13010049
  11. Barbier E.B., Hacker S.D., Kennedy C., Koch E.W., Stier A.C., Silliman B.R. The value of estuarine and coastal ecosystem services // Ecological Monographs. 2011. V. 81. P. 169–193. https://doi.org/10.1890/10-1510.1
  12. Bonneville M.C., Strachan I.B., Humphreys E.R., Roulet N.T. Net ecosystem CO2 exchange in a temperate cattail marsh in relation to biophysical properties // Agricultural and Forest Meteorology. 2008. V. 148. P. 69–81. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2007.09.004
  13. Cahoon D.R., Lynch J.C., Powell A.N. Marsh vertical accretion in a southern California estuary, USA // Estuarine, Coastal and Shelf Science. 1996. № 4. P. 19–32. https://doi.org/10.1006/ecss.1996.0055
  14. Chapman V.J. Salt Marshes and Salt Deserts оf the World. London: Leonard Hill Limited. 1960. 392 p.
  15. Chmura G.L., Anisfeld S.C., Cahoon D.R., Lynch J.C. Global carbon sequestration in tidal, saline wetland soils // Global Biogeochemical Cycles. 2003. V. 17. P. 1–12. https://doi.org/10.1029/2002GB001917
  16. Craft C. Freshwater input structures soil properties, vertical accretion, and nutrient accumulation of Georgia and US tidal marshes // Limnology and Oceanography. 2007. V. 52. P. 1220–1230. https://doi.org/10.4319/lo.2007.52.3.1220
  17. Duarte C.M., Losada I.J., Hendriks I.E., Mazarrasa I., Marbà N. The role of coastal plant communities for climate change mitigation and adaptation // Nature Climate Change. 2013. V. 3. P. 961–968. https://doi.org/10.1038/nclimate1970
  18. Fagherazzi S., FitzGerald D.M., Fulweiler R.W., Hughes Z., Wiberg P.L., McGlathery K.J., Johnson D.S. Ecogeomorphology of salt marshes // Treatise on Geomorphology / Ed. Shroder J.F. 2013. V. 12. Ch. 12. P. 182–200. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374739-6.00329-8
  19. Gedan B., Silliman B.R., Bertness M.D. Centuries of human-driven change in salt marsh ecosystems // Ann. Rev. Marine Sci. 2009. V. 1. P. 117–141. https://doi.org/10.1146/annurev.marine.010908.163930
  20. Gilby B., Weinstein M.P., Alford S.B., Baker R., Cebrián J., Chelsky A., Connolly R.M. Human impacts drive structural changes at multiple spatial scales across salt marsh seascapes that impinge upon ecosystem services // Estuaries and Coasts. 2020. V. 44. P. 1–9. https://doi.org/10.1007/s12237-020-00830-0
  21. Golovatskaya E.A., Veretennikova E.E., Dyukarev E.A. Greenhouse Gas Fluxes and Carbon Sequestration in the Oligotrophic Peat Soils of Southern Taiga in Western Siberia // Eurasian Soil Sc. 2024. V. 57. P. 210–219. https://doi.org/10.1134/S1064229323602871
  22. Guo H., Noormets A., Zhao B., Chen J., Sun G., Gu Y., Chen J. Tidal effects on net ecosystem exchange of carbon in an estuarine wetland // Agricultural and Forest Meteorology. 2009. № 149. P. 1820–1828. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2009.06.010
  23. Han L., Yang J., Yu G., Wang P., Y. Gao Mao Environmental controls on net ecosystem CO2 exchange over a reed (Phragmites australis) wetland in the Yellow River Delta, China // Estuaries and Coasts. 2013. V. 36. P. 401–413. https://doi.org/10.1007/s12237-012-9572-1
  24. Heinsch F.A., Heilman J.L., McInnes K.J., Cobos D.R., Zuberer D.A., Roelke D.L. Carbon dioxide exchange in a high marsh on the Texas Gulf Coast: effects of freshwater availability // Agricultural and Forest Meteorology. 2004. V. 125. P. 159-172. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2004.02.007
  25. Hirota M., Tang Y., Hu Q., Hirata S., Kato T., Mariko W. Carbon dioxide dynamics and controls in a deep-water wetland on the Qinghai-Tibetan Plateau // Ecosystems. 2006. V. 9. P. 673–688. https://doi.org/10.1007/s10021-006-0029-x
  26. Howard J., Hoyt S., Isensee K., Telszewski M., Pidgeon E. Coastal blue carbon: methods for assessing carbon stocks and emissions factors in mangroves, tidal salt marshes, and seagrasses. Conservation International, Intergovernmental Oceanographic Commission of UNESCO, International Union for Conservation of Nature. Arlington, Virginia, USA, 2014. 186 p.
  27. Kathilankal J.C., Mozdzer T.J., Fuentes J.D., D’Odorico P., McGlathery K.J., Zieman J.C. Tidal influences on carbon assimilation by a salt marsh // Environ. Res. Lett. 2008. V. 3. P. 044010. https://doi.org/10.1088/1748-9326/3/4/044010
  28. Kurganova I.N., Karelin D.V., Kotlyakov V.M., Prokushkin A.S., Zamolodchikov D.G., Ivanov A.V., Shmakova N.Y. A pilot national network for monitoring soil respiration in Russia: First results and prospects of development // Doklady Earth Sciences. 2024. V. 518. P. 1947–1954. https://doi.org/10.1134/S1028334X24603377
  29. Larsen E., Kjær K.H., Demidov I.N., Funder S., Grøsfjeld K., Houmark-Nielsen M., Jensen M., Linge H., Lysa A. Late Pleistocene glacial and lake history of northwestern Russia // Boreas. 2006. V. 35. P. 394–424. https://doi.org/10.1080/03009480600781958
  30. Lovelock C.E., Reef R. Variable impacts of climate change on blue carbon // One Earth. 2020. V. 3. P. 195–211. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.07.010
  31. Mcleod E., Chmura G.L., Bouillon S., Salm R., Björk M., Duarte C.M., Lovelock C.E., Silliman B.R. A Blueprint for Blue Carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2 // Frontiers in Ecology and the Environment. 2011. V. 9. P. 552–560. https://doi.org/10.1890/110004
  32. McTigue N., Davis J., Rodriguez A.B., McKee B., Atencio A., Currin C. Sea level rise explains changing carbon accumulation rates in a salt marsh over the past two millennia // J. Geophys. Res. Biogeosciences. 2019. V. 124. P. 2945–2957. https://doi.org/10.1029/2019JG005207
  33. Namsaraev Z., Bobrik A., Kozlova A., Krylova A., Rudenko A., Mitina A., Saburov A., et al. Carbon emission and biodiversity of Arctic soil microbial сommunities of the Novaya Zemlya and Franz Josef Land Archipelagos // Microorganisms. 2023. V. 11. https://doi.org/10.3390/microorganisms11020482
  34. Nellemann C., Corcoran E. Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon: a Rapid Response Assessment. UNEP/Earthprint, 2009. 79 p.
  35. Olsson L., Ye S., Yu X., Wei M., Krauss K.W., Brix H. Factors influencing CO2 and CH4 emissions from coastal wetlands in the Liaohe Delta, Northeast China // Biogeosciences. 2025. V. 12. P. 4965–4977. https://doi.org/10.5194/bg-12-4965-2015
  36. Pennings C., Bertness M.D. Salt marsh communities // Marine Community Ecology. 2001. V. 11. P. 289–316.
  37. Tseits M.A., Marechek M.S. The formation of soil cover patterns on tidal marshes of the Arctic of Russia // Moscow University Soil Sci. Bull. 2021. V. 76. P. 273–282. https://doi.org/10.3103/S0147687421050057
  38. Xu X., Zou X., Cao L., Zhamangulova N., Zhao Y., Tang D., Liu D. Seasonal and spatial dynamics of greenhouse gas emissions under various vegetation covers in a coastal saline wetland in southeast China // Ecol. Engineer. 2014. V. 73. P. 469–477. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.09.087
  39. Zedler J.B., Winfield T., Williams P. Salt marsh productivity with natural and altered tidal circulation // Oecologia. 1980. V. 44. P. 236–240. https://doi.org/10.1007/BF00572685
  40. Zhou L., Zhou G., Jia Q. Annual cycle of CO2 exchange over a reed (Phragmites australis) wetland in Northeast China // Aquatic Botany. 2009. V. 91. P. 91–98. https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2009.03.002

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».