ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ТУНДРЫ И ЛЕСОТУНДРЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛИМАТА И РЕЛЬЕФА
https://doi.org/10.1134/S2587556618060146
Аннотация
Оценка запасов почвенного органического углерода (ПОУ) на участке 11 800 км2 тундры и лесотундры в бассейне р. Усы проведена с помощью множественной регрессии, учитывающей как роль таксонов почв, так и влияние климата и рельефа. Модель объясняла 84% пространственной изменчивости запасов ПОУ. Найдены отрицательные связи запасов ПОУ с климатическими нормами осадков июня, а также с высотой, обсуждаются причины этих зависимостей. На изученный участок по модели рассчитаны карта запасов ПОУ разрешения 300 м. Рассчитана также карта запасов ПОУ при использовании не меняющихся в пространстве “эталонных” значений – средних по точкам наблюдения для таксонов почв. Среднее значение запасов ПОУ по модели составило 21.6 кгС/м2 , а по матрице с “эталонами” – 32.0 кгС/м2 . Предложены скорректированные рассчитанные из модели “эталонные” значения для таксонов почв данного региона, которые в полтора раза ниже полученных по точкам наблюдения. Показано, что средние отклонения запасов ПОУ от скорректированных “эталонных” значений, отражающие влияние климата и рельефа, составляют 5.85 кгС/м2 . Осуществленный здесь учет климата и рельефа в дополнение к таксонам почв дает более корректную оценку запасов ПОУ, чем часто используемые “эталонные” значения для таксонов почв. Показано, что эти различия не малы.
Об авторах
П. А. Шарый
Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН
Россия
Россия
Л. С. Шарая
Институт экологии Волжского бассейна РАН
Россия
Россия
А. В. Пастухов
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
Д. А. Каверин
Институт биологии Коми НЦ УрО РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Малкова Г.В. Мониторинг среднегодовой температуры пород на стационаре Болванский // Криосфера Земли. 2010. Т. 14. № 3. С. 3–14.
2. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.
3. Рожков В.А., Вагнер В.В., Когут Б.М., Конюшков Д.Е., Шеремет Б.В. Запасы органических и минеральных форм углерода в почвах России // Углерод в биогеоценозах. Докл. на XV ежегодных чтениях памяти акад. В.Н. Сукачева. М., 1997. С. 5–58.
4. Рыжова И.М., Подвезенная М.А. Пространственная вариабельность запасов органического углерода в почвах лесных и степных биогеоценозов // Почвоведение. 2008. № 12. С. 1429–1437.
5. Честных О.В., Замолодчиков Д.Г., Карелин Д.В. Запасы органического углерода в почвах тундровых и лесотундровых экосистем России // Экология. 1999. № 6. С. 426–432.
6. Честных О.В., Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И., Коровин Г.Н. Распределение запасов органического углерода в почвах лесов России // Лесоведение. 1999. № 2. С. 13–21.
7. Честных О.В., Замолодчиков Д.Г. Зависимость плотности почвенных горизонтов от глубины их залегания и содержания гумуса // Почвоведение. 2004. № 8. С. 816–863.
8. Честных О.В., Замолодчиков Д.Г., Уткин А.И. Общие запасы органического углерода и азота в почвах лесного фонда России // Почвоведение. 2004. № 4. С. 30–42.
9. Шарый П.А., Пинский Д.Л. Статистическая оценка связи пространственной изменчивости содержания органического углерода в серой лесной почве с плотностью, концентрацией металлов и рельефом // Почвоведение. 2013. № 11. С. 1344–1356.
10. Щепащенко Д.Г., Мухортова Л.В., Швиденко А.З., Ведрова Э.Ф. Запасы органического углерода в почвах России // Почвоведение. 2013. № 2. С. 123– 132.
11. Circumpolar Arctic Vegetation Map. Scale 1:7.500.000. Conservation of Arctic Flora and Fauna (CAFF) Map No. 1. U.S. Fish and Wildlife Service, Anchorage, Alaska, 2003.
12. Danielson J.J., Gesch D.B. Global multi-resolution terrain elevation data 2010 (GMTED2010) // U.S. Geological Survey Open-File Report 2011–1073, 2011. 26 p. 13. Davidson E.A., Janssens I.A. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change // Nature. 2006. V. 440. P. 165–173.
13. Epstein H.E., Yu Q., Raynolds M.K., Walker D.A., Bhatt U.S., Tucker C.J., Pinzon J.E. Climate and grazing influences on dynamics of arctic tundra vegetation and implications for permafrost: Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost, TICOP, Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous District, Russia, June 25–29, 2012) / Salekhard. 2012. V. 4. Extended Abstracts. P. 139–140.
14. Gruber S. Derivation and analysis of a high-resolution estimate of global permafrost zonation // The Cryosphere. 2012. V. 6. P. 221–233.
15. Hijmans R.J., Cameron S.E., Parra J.L., Jones P.J., Jarvis A. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas // Int. J. of Climatology. 2005. V. 25. P. 1965–1978.
16. Hugelius G., Kuhry P. Landscape partitioning and environmental gradient analyses of soil organic carbon in a permafrost environment // Global Biogeochemical Cycles. 2009. V. 23. P. GB3006.
17. Hugelius G., Virtanen T., Kaverin D., Pastukhov A., Rivkin F., Marchenko S., Romanovsky V., Kuhry P. High-resolution mapping of ecosystem carbon storage and potential effects of permafrost thaw in periglacial terrain, European Russian Arctic // J. of Geophysical Res. 2011. V. 116. P. G03024.
18. Jobbágy E.G., Jackson R.B. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation // Ecol. Applications. 2000. V. 10. P. 423–436.
19. Kolchugina T.P., Vinson T.S. Carbon balance of the continuous permafrost zone of Russia // Clim. Res. 1993. V. 3. P. 13–21.
20. Kuhry P., Mazhitova G.G., Forest P.-A., Deneva S.V., Virtanen T., Kultti S. Upscaling soil organic carbon estimates for the Usa Basin (Northeast European Russia) using GIS-based landcover and soil classification schemes // Danish J. of Geography. 2002. V. 102. P. 11–25.
21. McGuire A.D., Anderson L.G., Christensen T.R., Dallimore S., Guo L., Hayes D.J., Heimann M., Lorenson T.D., Macdonald R.W., Roulet N. Sensitivity of the carbon cycle in the Arctic to climate change // Ecol. Monographs. 2009. V. 79. P. 523–555.
22. Montgomery D.C., Peck E.A. Introduction to Linear Regression Analysis. NY: John Wiley & Sons, 1982. 504 p.
23. Oberman N. Contemporary permafrost degradation of Northern European Russia: Proceedings of the Ninth International Conference on Permafrost (Fairbanks, Alaska, June 29–July 3, 2008) / Fairbanks, Alaska. 2008. V. 2. P. 1305–1310.
24. Pastukhov A.V., Kaverin D.A., Sharaya L.S., Shary P.A. The spatial distribution of SOC in the forest tundra of the European North-East: Proceedings of the Tenth International Conference on Permafrost (TICOP). Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World (Salekhard, Yamal-Nenets Autonomous District, Russia, June 25–29, 2012) / Salekhard. 2012. V. 4. Extended Abstracts. P. 443.
25. Raynolds M.K., Walker D.A., Maier H.A. NDVI patterns and phytomass distribution in the circumpolar Arctic // Remote Sensing of Environment. 2006. V. 102. P. 271–281.
26. Romanovsky V.E., Smith S.L., Christiansen H.H. Permafrost thermal state in the polar northern hemisphere during the International Polar Year 2007–2009: a synthesis // Permafrost and Periglacial Processes. 2010. V. 21. P. 106–116.
27. Shary P.A., Sharaya L.S., Mitusov A.V. Fundamental quantitative methods of land surface analysis // Geoderma. 2002. V. 107. P. 1–32.
28. Tarnocai C., Canadell J.G., Schuur E.A.G., Kuhry P., Mazhitova G., Zimov S. Soil organic carbon stocks in the northern circumpolar permafrost region // Global Biogeochemical Cycles. 2009. V. 23. P. GB2023.
29. Walker D.A., Raynolds M.K., Daniëls F.J.A., Einarsson E., Elvebakk A., Gould W.A., Katenin A.E., Kholod S.S., Markon C.J., Melnikov E.S., Moskalenko N.G., Talbot S.S., Yurtsev B.A., et al. The circumpolar Arctic vegetation map // J. of Vegetation Sci. 2005. V. 16. P. 267–282.
Рецензия
Для цитирования:
Шарый П.А., Шарая Л.С., Пастухов А.В., Каверин Д.А. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ТУНДРЫ И ЛЕСОТУНДРЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КЛИМАТА И РЕЛЬЕФА. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2018;(6):39-48. https://doi.org/10.1134/S2587556618060146
For citation:
Shary P.A., Sharaya L.S., Pastukhov A.V., Kaverin D.A. Spatial Distribution of Organic Carbon in Soils of Eastern European Tundra and Forest-Tundra Depending on Climate and Topography. Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya. 2018;(6):39-48. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S2587556618060146
Просмотров:
545
Послать статью по эл. почте 
+7-977-804-81-87