ХАРАКТЕРНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОТОКОВ МЕТАНА ИЗ БОЛОТ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Н.А. Шнырев, М.В. Глаголев

West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present
144
ХАРАКТЕРНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОТОКОВ МЕТАНА
ИЗ БОЛОТ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Н.А. Шнырев, М.В. Глаголев
Московский государственный университет и м . Ломоносова, Москва, Россия
E-mail: [email protected]
В работе суммированы собственные и литературные данные по многочисленным измерениям
эмиссии СН 4 на территории Западной Сибири в различных гидротермических условиях и на бо­
лотах различных типов. Статистическая обработка всего массива данных позволила получить
относительно надежные оценки характерных потоков для отдельных природных зон и конкрет­
ных биогеоценозов.
В 2003 – 2006 гг. нами проводились изме­
рения на верховых, переходных, низинных бо­
лотах в средней и южной тайге Западной Си­
бири. Изученные объекты были подробно опи­
саны ранее другими авторами: Томское Приобье – в (Лапшина, 1987), Прикетье – см., на­
пример, в (Базанов, 1988), болота Восточного
Васюганья – в (Lapshina et al., 2000); ланд­
шафтный профиль р. Ключ – в (Головацкая,
Зона или
подзона
БГЦ*
Микрорельеф
Торфяные бугры
Южная
тундра
Лесотундра
Err
-0,07 m (3)
-0,17/-0,03
m
0,32 (4)
0,02/1,46
OB
межкочье
1,9m (5)
1,5/3,0
OB
RC
RC
не выделяли
не выделяли
гряда
мочажина
a
0,38
m
0,42/0,83
m
0,00/0,65
m
0,86 (9)
0,50/0,95
0,00m (10)
-0,16/0,01
0,29 (2)
0,62 (9)
0,00 (6)
a
кочка
1,44 (2)
1,08
OB
межкочье
m
2,3 (4)
1,9/2,6
RC
гряда
0,56a (2)
0,42
OB
RC
RY
мочажина
не выделяли
OB
Южная
тайга
F**
кочка
Торфяные бугры
Средняя
тайга
Поток СН 4 , мгС/м2/час
OB
OB
Северная тайга
2004). Полевые измерения выполнялись при
помощи камерно-статического метода (Глаго­
лев, Шнырев, 2007).
Результаты суммированы в таблице. По­
скольку нам не известны какие-либо измерения
эмиссии СН 4 в тундре и лесотундре Западной
Сибири, то мы сочли возможным привести дан­
ные, полученные близ западной границы этого
региона.
RC
RY
WF
a
1,43 (2)
0,31
m
0,12/0,63
(671)
3,62/13,82
2,24 (105)
1,33/3,42
m
1,10 (43)
0,03/2,92
m
0,05/0,61
7,61
m
не выделяли
0,21
(7)
Собственные данные за 2003 г.;
Слободкин с соавт., 1992
Собственные данные за 2003 г.
Naumov, 2001
Собственные данные за 2006 г.
1,03
(10)
m
Источник данных
Собственные данные
за 2003 – 2006 гг.
Примечание: * OB – открытое болото, RC – грядово-мочажинный комплекс, RY – рям, WF – заболоченный
лес; ** a – взвешенное среднее (вес обратно пропорционален квадрату погрешности измерения, в поле Err
указано взвешенное стандартное отклонение), m – медиана (в поле Err указаны нижний/верхний квартили); в
поле F в скобках указано количество измерений).
145
Величина эмиссии, конечно, сильно зависит
от гидротермических условий. Так, все потоки,
измеренные в Средней и Южной тайге, были
разбиты нами на четыре условных класса по
температуре (Т) и уровню стояния воды (УБВ):
«умеренные Т – высокий УБВ», «высокие Т –
высокий УБВ»; «умеренные Т – низкий УБВ»,
«высокие Т – низкий УБВ»). На рис. 1 показаны
распределения потоков этих классов. При уме­
ренных температурах и глубоком стоянии УБВ
наиболее вероятны оказались нулевые потоки,
а при высоких Т и УБВ близ поверхности почвы
наиболее вероятное значение потока было су­
щественно больше (3,35 мгС/м2 в час), посколь­
ку оптимальными условиями для метаногенеза
являются высокие температуры и полностью
анаэробные условия (понятно, что чем ближе
УБВ к поверхности почвы, тем толще слой поч­
вы, где достигается анаэробиозис). При откло­
нении одного из параметров от оптимальных
значений наиболее вероятные значения потока
снижались.
Плотность вероятности
Section 4. Carbon Gas Fluxes of Northern Bogs
0,3
Гари
Распределение потоков
для температур из интервала
5,2 - 21,6 °С и УБВ 0 - 16,9 см
0,2
0,1
0
0
1,67
5
10
15
20
25
Плотность вероятности
2
Поток СН 4 , мгС/м /час
1,2
Распределение потоков
для температур из интервала
5,2 - 21,6 °С и УБВ 17,0 - 44,9 см
0,8
0,4
0
Плотность вероятности
0
10
15
20
25
2
Поток СН 4 , мгС/м /час
0,2
Распределение потоков
для температур из интервала
21,8 - 32,1 °С и УБВ 0 - 16,9 см
0,1
0
0
Плотность вероятности
5
3,35 5
10
15
20
25
2
Поток СН 4 , мгС/м /час
0,5
0,4
Распределение потоков
для температур из интервала
21,8 - 32,1 °С и УБВ 17,0 - 44,9 см
0,3
0,2
0,1
0
0
2,50
5
10
15
20
25
Поток СН 4 , мгС/м2/час
Рис. 1. Распределение потоков метана для различных интервалов температур и УБВ
West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present
146
На рис. 2 представлены средние значения
потоков в 2003 – 2006 гг. на ряде объектов, находящихся на расстоянии десятков километров
друг от друга (т.е. примерно в одних и тех же
климатических условиях). Из рисунка видно, что
изменение среднесезонной эмиссии происходило на разных объектах синхронно (за одним
необъяснимым исключением – чем больше была эмиссия на Карагайском болоте, тем меньше
– на всех остальных).
30
2004 г.
Поток СН4 (мгС/м2/час)
25
2005 г.
20
2003 г.
2006 г.
15
10
5
Гари
Гавриловское
(В)
Карагайское
(В)
"Ближнее"
(НЗ)
Пойма р.
Икса
Бакчарское
(П)
-5
Обское (Н)
0
Рис. 2. Динамика потока СН 4 на некоторых болотах южной тайги по данным 2003 – 2006 гг. (Н – низинное
пойменное болото, НЗ – молодое низинное старичное болото, П – переходное, В – верховое)
Исследования были поддержаны грантами
ЮНЕП/ГЭФ: «Комплексное управление экосистемами торфяных болот для сохранения
биоразнообразия и стабильности климата»
(GF/2740–03*4650; PMS: GF/1030-03-01) проекта по сохранению торфяных болот России
Российской программы Международного бюро
по сохранению водно-болотных угодий (Wetlands International); также авторы хотели бы
выразить глубокую благодарность к.ф.-м.н.
Ш.Ш. Максютову, оказавшему неоценимую
помощь в планировании и проведении части
исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Томск, Базанов В.А. Структура болот кетско-чулымского междуречья: Автореф. дис. .... канд. биол. наук. –
1988.
Глаголев М.В., Шнырев Н.А. Динамика летне-осенней эмиссии С Н 4 естественными болотами (на примере
юга Томской области) // Вест. МГУ, сер. почвовед. – 2007. – № 1. – С. 8 – 15.
Головацкая Е.А. Болотные биогеоценозы Западной Сибири // Болота и биосфера: Материалы 3-й научной
школы (13 – 16 сентября 2004 г.). – Томск: ЦНТИ, 2004. – С. 91 – 99.
Лапшина Е.Д. Структура и динамика болот поймы реки Оби (на юге Томской области): Автореф. дис. ....
канд. биол. наук. – Томск, 1987.
Слободкин А.И., Паников Н.С., Заварзин Г.А. Образование и потребление метана микроорганизмами в
болотах тундры и средней тайги // Микробиология. – 1992. – Т. 6 1 . – Вып. 4. – С. 683 – 6 9 1 . Lapshina E.D.,
Pologova N.N., Mouldiyarov E.Ya., et al. Watershed Peatlands in South Taiga Zone of West Siberia // Eighth
Symposium on the Joint Siberian Permafrost Studies between Japan and Russia in 1999. – Tsukuba: Isebu, 2000.
– P. 121 – 128.
Naumov A.V. Emission of C H 4 and CO 2 in connection with temperature conditions of peat bog soils in the north­
ern taiga subzone // Материалы Международного полевого симпозиума «Торфяники Западной Сибири и
цикл углерода: прошлое и настоящее» (г. Ноябрьск, 18 – 22 августа 2001 г.). – Новосибирск: Агенство
Сибпринт, 2001. – С. 110 – 112.