Эмиссия парниковых газов из природных экосистем Норильского промышленного района

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе описаны результаты натурных измерений удельных потоков метана и углекислого газа из естественных и антропогенно-измененных экосистем, расположенных на территории Норильского промышленного района. Ранее подобные исследования на данной территории не проводились. Точки исследования располагаются в различных ландшафтных районах, определяемых по различным условиям формирования толщи многолетнемерзлых пород. Большая часть изучаемой территории располагается в пределах зоны преимущественно сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Выделено 6 ландшафтных районов. Измерения удельных потоков метана и углекислого газа проводились на выбранных типичных для каждого района ключевых участках. При выборе точек проведения исследования принималось во внимание разнообразие условий, влияющих на эмиссии метана и углекислого газа. В первую очередь к ним относится тип почв (минеральные и болотные) и локальные условия увлажнения. Для измерения эмиссий метана и углекислого газа использовался метод темных статических камер. Измерения концентраций парниковых газов в камере проводились поточным газоанализатором Li-7810. Полученные результаты показывают значительную вариабельность эмиссии парниковых газов для различных типов экосистем. На минеральных почвах и сухих участках болотных ландшафтов фиксируется поглощение метана почвами. Положительные значения эмиссии метана характерны для обводнённых участков болотных экосистем и озёр с максимальными значениям в мочажинах. Удельные потоки метана варьируются от слабоотрицательных на сухих участках болот с медианой -0,026 мгСН4/м2/ч до эмиссии в 0,802 мгСН4/м2/ч (медиана для обводненных частей болотных экосистем). Удельные потоки углекислого газа обратно коррелируют с увлажненностью экосистем и имеют разброс значений от 51,6 мгСО2/м2/ч (медиана для озер) до 576 мгСО2/м2/ч (медиана для минеральных почв). Обнаружена средней силы корреляция между температурой приземного слоя воздуха и интенсивностью поглощения метана минеральными почвами. Распределения плотностей вероятности значений удельных потоков метана и углекислого газа имеют разные типы модальностей.

Об авторах

Владимир Сергеевич Казанцев

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: kazantsev@ifaran.ru
ORCID iD: 0000-0002-0156-0566
старший научный сотрудник;

Людмила Алексеевна Кривенок

Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН

Email: krivenok@ifaran.ru
ORCID iD: 0000-0001-8220-6720
младший научный сотрудник;

Мария Юрьевна Чербунина

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Email: cherbuninamariya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6211-7971
младший научный сотрудник;

Павел Игоревич Котов

Научно-исследовательский центр ЗГУ им. Н.М. Федоровского

Email: KotovPI@norvuz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5945-3405
директор;

Список литературы

  1. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the IPCC Sixth Assessment Report / Masson-Delmotte V., Zhai P., Pirani A., Connors S.L., Péan C., Berger S., Caud N., Chen Y., Goldfarb L., Gomis M.I., Huang M., Leitzell K., Lonnoy E., Matthews J.B.R., Maycock T.K., Waterfield T., Yelekçi O., Yu R., Zhou B. (Eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2023. 2391 p. doi: 10.1017/9781009157896.
  2. Heyer J., Berger U., Kuzin I.L., Yakovlev, O.N. Methane emissions from different ecosystem structures of the subarctic tundra in Western Siberia during midsummer and during the thawing period // Tellus B: Chemical and Physical Meteorology. 2002. Vol. 54 (3). P. 231-249.
  3. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Максютов Ш.Ш. Эмиссия метана из болот тундры: Результаты наблюдений 2010 г. // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2011. Т. 2. №. 1 (3). C. 1-16.
  4. Голубятников Л.Л., Казанцев В.С. Вклад тундровых озёр Западной Сибири в метановый бюджет атмосферы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49. № 4. С. 430–438.
  5. Serikova S., Pokrovsky O.S., Laudon H., Krickov I.V., Lim A.G., Manasypov R.M., Karlsson J. High carbon emissions from thermokarst lakes of Western Siberia // Nature Communications. 2019. Vol. 10. №. 1. P. 1552.
  6. Flessa H., Rodionov A., Dyckmans J., Guggenberger, G. Landscape controls of CH4 fluxes and soil organic matter in a catchment of the forest tundra at the lower Yenissej. In Symptom of Environmental Change in Siberian Permafrost Region. Proceedings of the International Symposium of JSPS Core to Core Program between Hokkaido University and Martin Luther University Halle-Wittenberg (29-30 November 2005, Sapporo, Japan) / Hatano R., Guggenberger G. (Eds.). Sapporo: Hokkaido University Press, 2006. P. 65-74.
  7. Kazantsev V.S., Krivenok L.A., Dvornikov Y.A., Lomov V.A., Sabrekov A.F. Methane Emission from Lakes in the North of Western Siberia // Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2023. Vol. 59. P. 264–274. doi: 10.1134/S0001433823030052.
  8. Le Mer J., Roger P. Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils: a review // European journal of soil biology. 2001. V. 37 (1). P. 25-50.
  9. Moore T.R., Dalva M. The influence of temperature and water-table position on carbon-dioxide and methane emissions from laboratory columns of peatland soils // European Journal of Soil Science. 1993. V 44 (4). P. 651–664.
  10. Van Bodegon P.M., Stams A.J.M. Effects of alternative electron acceptors and temperature on methanogenesis in rice paddy soils // Chemosphere. 1999. V. 39 (2). P. 167–182.
  11. Геокриология СССР. Средняя Сибирь / Под ред. Ершова Э.Д. М.: Недра, 1989. 414 с.
  12. Ковпий А.Н. Отчет: «Комплексная гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка масштаба 1:200 000 (Листы R-45-79-82; 91-94; 103-106; 115-118) за 1993-1999 гг.).» Талнах: ПГП «Норильскгеология», 2000.
  13. Карта четвертичных образований. Государственная геологическая карта Российской Федерации (третье поколение). Масштаб 1:1 000 000. Серия Норильская. Лист R-45. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2016.
  14. Объяснительная записка. Государственная геологическая карта Российской Федерации (третье поколение). Масштаб 1 : 1 000 000. Серия Норильская. Лист R-45. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2016. С. 320.
  15. Толманов В.А., Гребенец В.И., Исаков В.А., Керимов А.Г. Деформации дорожного полотна в сложных мерзлотногеологических условиях Норильского Промрайона. Материалы докладов XIII Общероссийской научно-практической конференции и выставки «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации». Москва: Геомаркетинг, 2017. С. 251–258.
  16. Кравцова В.И., Железный О.М. Динамика растительности Норильского промышленного района под влиянием аэротехногенных и природных факторов. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. Москва: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28 (1). С. 325–345.
  17. Усова Л.И. Практическое пособие по ландшафтному дешифрированию аэрофотоснимков различных типов болот Западной Сибири. СПб.: Нестор-История, 2009. 78 с.
  18. Hutchinson G.L., Mosier A.R. Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes // Soil Science Society of America Journal. 1981. Vol. 45 (2). P. 311-316.
  19. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф., Казанцев В.С. Физикохимия и биология торфа. Методы измерения газообмена на границе почва-атмосфера. Томск: Изд-во ТГПУ, 2010. 104 с.
  20. Greenhouse Gas Emissions: Fluxes and Processes, Hydroelectric Reservoirs and Natural Environments. Environmental Science Series / Tremblay A., Varfalvy L., Roehm C., Garneau M. (Eds.). N.Y.: Springer, 2005. 732 p.
  21. Fiedler J., Fuß R., Glatzel S., Hagemann U., Huth V., Jordan S., Jurasinski G., Kutzbach L., Maier M., Schaefer K., Weber T., Weymann D. Best practice guidline: Measurement of carbon dioxide, methane and nitrous oxide fluxes between soil-vegetation-systems and the atmosphere using non-steady state chambers. Göttingen: Arbeitsgruppe Bodengase, Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft, 2022. 70 p. doi: 10.23689/fidgeo-5422.
  22. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Башкин В.Н., Барсуков П.А, Максютов Ш.Ш. Вклад мерзлотных бугров в эмиссию метана из болот тундры Западной Сибири // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. 2011. Т. 2. №. 2 (4). C. 2.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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).