Наблюдения за потоками СО2 на архипелаге Шпицберген: использование территории человеком меняет газообмен Арктической тундры

Обобщены результаты многолетних наблюдений (2014–2018 гг.) за почвенной эмиссией и неттопотоками СО2 в естественных и антропогенно-измененных (АИ) экосистемах зональной арктической тундры на территории архипелага Шпицберген (пос. Баренцбург, 78°04′ с.ш., 14°13′ в.д). Установлено, что антропогенные факторы, связанные с местным землепользованием, в период своего активного воздействия могут почти вдвое (0.111 ± 0.021 > 0.064 ± 0.011 гС м–2ч–1) увеличивать эмиссию диоксида углерода из почвы. В тот же период нетто-баланс С на таких участках является положительным (источник для атмосферы). Самовосстанавливающиеся после антропогенного воздействия участки демонстрируют промежуточные между фоновыми и АИ участками величины почвенной эмиссии СО2, но при этом наибольший по сравнению с ними нетто-сток С во всем диапазоне освещенности. Фоновые экосистемы демонстрируют в разгар периода вегетации равновесное состояние по С-балансу. Наибольший вклад в  вариации эмиссии СО2 из почвы вносят пространственные факторы (объясняют 56–66% дисперсии), тогда как временные факторы объясняют лишь 3.8–5.5%. Среди пространственных факторов наибольшее значение имеет мощность органогенного горизонта. Межгодовые флуктуации условий, среди которых наиболее важны влажность и температура верхнего (0–6 см) слоя почвы, одинаково влияют на АИ и  фоновые экосистемы, поэтому пространственные различия между ними поддерживаются из года в год. Судя по предварительным оценкам, в отличие от диоксида углерода вклад потоков метана и закиси азота не зависит от антропогенного воздействия и является для местных экосистем незначимым.

почвенная эмиссия СО2, нетто-обмен углерода, арктическая тундра, архипелаг Шпицберген, антропогенное преобразование территории

1. Карелин Д.В., Замолодчиков Д.Г. Углеродный обмен в криогенных экосистемах. М.: Наука, 2008. 344 с.

2. Карелин Д.В., Горячкин С.В., Замолодчиков Д.Г., Долгих А.В., Зазовская Э.П., Шишков В.А., Почикалов А.В., Сирин А.А., Суворов Г.Г., Краев Г.Н. Влияние местных антропогенных факторов на почвенную эмиссию биогенных парниковых газов в криогенных экосистемах // Ж. общей биологии. 2016. т. 77. № 3. С. 167–181.

3. Карелин Д.В., Горячкин С.В., Замолодчиков Д.Г., Долгих А.В., Зазовская Э.П., Шишков В.А., Краев Г.Н. Влияние различных видов антропогенного воздействия на эмиссию парниковых газов в мерзлотных экосистемах // ДАН. 2017. т. 477. № 5. С. 610–612.

4. Национальный атлас Арктики / ред. Бабурин В.Л., Бадина С.В., Болысов С.И., Бочарников М.В., Бредихин А.В., Ващенкова Е.Н., Вергун А.П., Гаранкина Е.В., Гиппиус Ф.Н., Гладкевич Г.И., Голубева Е.Н., Горячко М.Д., Даньшин А.И., Деев М.Г., Демидов А.Н., Добролюбов С.А., Дубинин Е.П., Емельянова Л.Г., Иванов А.Н., Казьмин М.А., Касимов Н.С., Кириллов П.Л., Кислов А.В., Кокин О.В., Колдобская Н.А., Левик Л.Ю., Леонова Н.Б., Лукьянова С.А., Микляева И.М., Огородов С.А., Платов Г.А., Романенко Ф.А., Румянцев В.Ю., Сафронов С.Г., Соколова Д.В., Солдатов М.С., Соловьёва Г.Д., Сорокина В.Н., Торопов П.А., Тузов Ф.К., Тульская Н.И., Фузеина Ю.Н., чуженькова В.А., Шабалина Н.В., Яковлев Н.Г. М.: Роскартография, 2017. 496 с.

5. Трест “Арктикуголь”. Официальный сайт ФГУП «ГТ “Арктикуголь”». http://www.arcticugol.ru/ index.php/about/trest-arktikugol

6. Anderson M.J., Gorley R.N., Clarke K.R. PERMANOVA+ for PRIMER: guide to software and statistical methods. Plymouth: PRIMER-E Ltd., 2008. 214 p.

7. Climate change 2014: Synthesis Report: Contribution of Working Groups I, II, and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Geneva: IPCC, 2014. 151 p.

8. Tishkov A.A. The ecosystems of the west coast of Spitsbergen (Svalbard archipelago) // Polar Geogr. and Geol. 1985. № 9 (1). P. 70–83.

9. Tarnokai C., Canadell J.G., Schuur E.A.G., Kuhry P., Mazhitova G., Zimov S. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region // Global Biogeochem. Cycles. 2009. V. 23. P. 1–11.

10. Yakushev V.S., Chuvilin E.M. Natural gas and gas hydrate accumulations within permafrost in Russia // Cold regions science and technology. 2000. V. 31. P. 189–197.