Модель гумификации и минерализации органических веществ в почве и ее использование для расчета составляющих углеродного баланса болотных экосистем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предложен расчетный метод определения ряда характеристик углеродного баланса болотных экосистем. Метод основан на исследованиях образцов торфа, отобранных на разных глубинах в болотной почве, и предложенной в работе модели гумификации и минерализации органических веществ в почве. Рассчитываются следующие интегральные характеристики углеродного цикла: (1) нетто обмен экосистемы и атмосферы углеродом, (2) нетто обмен углекислым газом, (3) эмиссия метана, (4) нетто обмен парниковыми газами в CO2–эквивалентах, (5) вымывание углерода, (6) секвестр (депонирование) углерода из атмосферы за счет его накопления в стабильном слое торфа. Прикладное значение расчетов состоит в возможности их использовании для инвентаризации потоков парниковых газов в природных ландшафтах, которая необходима для исследований динамики содержания парниковых газов в атмосфере, влияющей на изменения глобального климата. Предлагаемый метод может дополнить прямые измерения потоков парниковых газов в полевых условиях.

Об авторах

Александр Васильевич Зинченко

Главная геофизическая обсерватория имени А.И. Воейкова

Автор, ответственный за переписку.
Email: aresh-08@mail.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Анисимов О. А., Лавров С. А., Ренева С. А. 2005. Оценка эмиссии метана из многолетнемерзлотных болот криолитозоны России при изменении климата // Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. Т. 20. С. 124–141.
  2. Бабиков Б.В., Кобак К. И. 2016. Поглощение атмосферного углекислого газа болотными экосистемами территории России в голоцене. Проблема заболачивания // Лесной журнал. №1. С. 9–30.
  3. Глаголев М. В. 2010. Аннотированный список литературных источников по результатам измерений потоков CH4 и СО2 на болотах России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 1. №2. С. 1–53.
  4. Глаголев M. В. 2012. Высокий уровень стояния воды может снижать эмиссию метана из почвы // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата, Т. 3, № 1, С. 1–10.
  5. Глаголев М. В., Сабреков А. Ф. 2014. Ответ А. В. Смагину: II. Углеродный баланс России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 5. №2, С. 50–69.
  6. Горная энциклопедия URL. http://mining–enc.ru (дата обращения:19.07.2017).
  7. Джефферс Дж. 1981. Введение в системный анализ: применение в экологии. М.: Мир. 252 с.
  8. Иванова Е. Г., Доронина H. B., Троценко Ю. А. 2006. Аэробные метанотрофы как симбионты растений (Обзор) // Труды института микробиологии им С. Н. Виноградского. Вып. 13. К 100–летию открытия метанотрофии. М.: Наука. С. 264–284.
  9. Инишева Л. И., Кобак К. И., Турчинович И. Е. 2013. Развитие процесса заболачивания и скорость аккумуляции углерода в болотных экосистемах России // География и природные ресурсы. № 3. С. 60–68.
  10. Инишева Л. И., Юдина Н. В. Соколова В. И. 2013. Динамика углеродосодержащих соединений в водах олиготорфного болота // Вестник ТГПУ. №8 (136). C. 126–130.
  11. Инишева Л. И., Кобак К. И., Инишев И. Г. 2016. Заболачивание на Васюганском болоте // Презентация. Лаборатория «Агроэкология» ТГПУ. URL. http://ltorf.tspu.ru. (дата обращения:19.07.2017).
  12. Колюжный С. В., Данилович Д. А., Ножевникова А. Н. 1991. Анаэробная очистка сточных вод. М.: ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Сер. Биотехнология. Т. 29. 187 с.
  13. Смагин А. В. 2014. Спорные вопросы количественной оценки газовых потоков между почвой и атмосферой (к дискуссии между В. М. Глаголевым и А. В. Наумовым) // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 5. №2. С. 10–25.
  14. Степаненко В. М., Мачульская Е. Е., Глаголев М. В., Лыкосов В. Н. 2011. Моделирование эмиссии метана из озер зоны вечной мерзлоты // Физика атмосферы и океана. Т. 47. № 2. С. 275–288.
  15. Andren O. Katterer T. 1997. ICBM: The introductory carbon balance model for exploration of soil carbon balance // Ecological Application, V. 7. No. 4. P. 1226 – 1236.
  16. Aurela M., Laurila T., Tuovinen J–P. 2002. Annual CO2 balance of subarctic fen in northern Europe: Importance of the wintertime efflux // Journal of Geophysical Research. V. 107. No. D21. 4607. doi: 10.1029/2002JD002055.
  17. Beltea L. R., Baird A. J. 2006. Beyond “the limits to peat bog growth”: cross–scale feedback in peatland development // Ecological Monographs. V. 76 (3). P. 299–322.
  18. Billett M. F., Palmer S. M., Hope D., Deacon C., Storeton–West R., Hargreves K. J., Flechard C., Fowlew D. 2004. Linking land–atmosphere–stream carbon fluxes in a lowland peatland system // Global Biogeochemical Cycles, V. 18. GB1024. doi: 10.1029/2003GB002058.
  19. Borren W., Bleuten W, Lapshina E. D. 2004. Holocene peat carbon accumulation rates in the southern taiga of western Siberia // Quaternary Research, V. 61. P. 42–51.
  20. Clymo R. S. 1992. Models of peat growth // Suo, V. 43. No 4–5, P. 127–136.
  21. Conant R. T., Ryan M. G., Agren G. I., Birge H. E., Davidson E. A., Eliasson P. E., Evans S. E., Frey S. D, Giardina C. P., Hopkins F. M., Hyvonen R., Kirchbaum M. U. F., Lavallee J. M., Leifeld J., Parton W. J., Steinweg J. M., Wallenstein M. D., Wettersted J. A. M., Bradford M. A. 2011. Temperature and soil organic matter decomposition rates – synthesis of current knowledge and a way forward // Global Change Biology., V. 17. P. 3392–3404.
  22. DeLong E. F., Rosenberg E., Lory S., Stackebrandt E., Thompson F. 2013. The Prokaryotes: Prokaryotic Physiology and Biochemistry. N. Y.: Springer. 710 p.
  23. Kloblauch C., Beer C., Sosnin A., Wagner D., Pfeiffer E.–M. 2013. Predicting long–term carbon mineralization and trace gas production from thawing permafrost of Northern Siberia // Global Change Biology. V. 19. P. 1160–1172.
  24. Repo M. E., Huttunen J. T., Naumov A. V., Chichulin A. V., Lapshina E. D., Bleuten W., Martikainen P. J. 2007. Release of CO2 and CH4 from small wetland lakes in western Siberia // Tellus, V. 59B. P. 88–796.
  25. Sachs T., Giebels M., Boike J., Kutzbach L. 2010. Environmental controls on CH4 emission from polygonal tundra on the microsite scale in the Lena river delta, Siberia // Global Change Biology, V. 16. No 11, P. 3096 –3110.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема физико–химических переходов углерода между различными веществами в экологической системе болота.

Скачать (43KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема переходов углерода между различными частями экологической системы болота. Знаки потоков определяются выбором направления оси z (“+” в почву, “–“ в атмосферу).

Скачать (36KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость относительной скорости разложения SOM от времени при разных значениях параметра b. K = 0,1 год–1, τm = 100 лет.

Скачать (62KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость отношения текущей массы углерода к его начальной массе от времени при разных значениях параметра b. K = 0,1 1/год, τ = 100 лет.

Скачать (70KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема перехода углерода лабильного слоя в стабильный слой.

Скачать (33KB)
Метаданные

© Зинченко А.В., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).