Пилотная национальная сеть мониторинга дыхания почвы на территории россии: первые результаты и перспективы развития

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Дыхание почвы (soil respiration, SR) является одним из крупнейших потоков в глобальном цикле углерода, превышающим антропогенную эмиссию CO2 более чем на порядок. Определение величины гетеротрофной составляющей SR необходимо для оценки баланса углерода на экосистемном, региональном, национальном и глобальном уровнях. В рамках Важнейшего инновационного проекта государственного значения “Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ” организована первая в России национальная сеть, одной из функций которой являются наблюдения за эмиссией СО2 из почв. Впервые для территории России на основе методически идентичных полевых измерений, проведённых одновременно в летний период (июнь–август 2023 г.) на 75 площадках мониторинга, приуроченных к различным экосистемам в основных биоклиматических зонах (от тундры до полупустыни), выполнен анализ величины SR и его связи с температурой верхнего 5−10-см слоя почвы (Ts). Показано, что положительное влияние температуры почвы на среднелетнюю скорость и максимальные месячные значения SR наблюдается в интервале средних Ts от 10 до 20°С. Среди исследованных экосистем наименьшие значения SR выявлены в тундровых и болотных экосистемах, а наибольшие − в лесостепных. Среди лесных экосистем наименьшая величина SR характерна для лиственничников, тогда как самые высокие значения SR наблюдались в широколиственных лесах лесостепной зоны. Для уточнения полученных закономерностей необходимо расширение исследований во всех биоклиматических зонах, но, главным образом, в агроценозах, тундровых и степных экосистемах.

Об авторах

И. Н. Курганова

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: ikurg@mail.ru
Россия, Пущино, Московская область

Д. В. Карелин

Институт географии Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

В. М. Котляков

Институт географии Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru

академик РАН

Россия, Москва

А. С. Прокушкин

Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Красноярск

Д. Г. Замолодчиков

Центр экологии и продуктивности лесов Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

A. В. Иванов

Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Благовещенск

Д. В. Ильясов

Югорский государственный университет

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Ханты-Мансийск

Д. А. Хорошаев

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Пущино

В. О. Лопес де Гереню

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Пущино

А. А. Бобрик

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

С. В. Брянин

Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Благовещенск

О. Ю. Гончарова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

В. В. Ершов

Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Апатиты, Мурманская область

Д. Г. Иванов

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

С. Ю. Зорина

Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Иркутск

В. В. Каганов

Центр экологии и продуктивности лесов Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

Е. А. Капица

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Г. Н. Копцик

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

М. А. Кузнецов

Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Сыктывкар

А. С. Куманяев

Центр экологии и продуктивности лесов Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Куприн

Федеральный научный центр Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Владивосток

А. В. Мамай

Институт леса Карельского научного центра Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Петрозаводск, Республика Карелия

А. И. Матвиенко

Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Красноярск

А. В. Махныкина

Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Красноярск

А. С. Мостовая

Центр экологии и продуктивности лесов Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

Е. В. Мошкина

Институт леса Карельского научного центра Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Петрозаводск, Республика Карелия

С. Ю. Моченов

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

Н. С. Рябов

Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Апатиты, Мурманская область

Д. В. Сапронов

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Пущино

Н. В. Сиденко

Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Красноярск

Л. Г. Соколова

Сибирский институт физиологии и биохимии растений Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Иркутск

А. С. Сорокин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

Г. Г. Суворов

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

О. Э. Суховеева

Институт географии Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Москва

А. С. Чумбаев

Институт почвоведения и агрохимии Сибирского отделения Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Новосибирск

Н. Ю. Шмакова

Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н.А. Аврорина Кольского научного центра Российской Академии наук

Email: ikurg@mail.ru
Россия, Апатиты, Мурманская область

Список литературы

  1. Bond-Lamberty B., Thomson A. Temperature-associated increases in the global soil respiration record // Nature. 2010. V. 464. P. 579‒582. https://doi.org/10.1038/nature08930
  2. Kudeyarov V.N. Soil respiration and carbon sequestration // Eurasian Soil Science. 2023. V. 56. No. 9. P. 1011–1022. https://doi.org/10.1134/S1064229323990012
  3. Xu M., Shang H. Contribution of Soil Respiration to the Global Carbon Equation // Journal of Plant Physiology. 2016. 203. 16–28. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2016.08.007.
  4. Karelin D.V., Zamolodchikov D.G., Kaganov V.V., Pochikalov A.V., Gitarskii M.L. Microbial and root components of respiration of sod-podzolic soils in boreal forest // Contemporary Problems of Ecology. 2017. V. 10. № 7. P. 717–727. https://doi.org/10.1134/S199542551707006X
  5. Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Khoroshaev D.A., Myakshina T.N., Sapronov D.V., Zhmurin V.A., Kudeyarov V. N. Analysis of the long‐term soil respiration dynamics in the forest and meadow cenoses of the Prioksko‐Terrasny biosphere reserve in the perspective of current climate trends // Eurasian Soil Science. 2020. V. 53. № 10. P. 1421–1436. https://doi.org/10.1134/s1064229320100117
  6. Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O, Myakshina T.N., Sapronov D.V., Khoroshaev D.A., Ableeva V.A. Temperature Sensitivity of Soil Respiration in Grasslands in Temperate Continental Climate Zone: Analysis of 25-Year-Long Monitoring Data // Eurasian Soil Science. 2023. V. 56. No. 9. P. 1232–1246.
  7. Mukhortova L., Schepaschenko D., Moltchanova E., Shvidenko A., Khabarov N., See L. Respiration of Russian soils: Climatic drivers and response to climate change // Science of the Total Environment. 2021. 785. 147314. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147314
  8. Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Myakshina T.N., Sapronov D.V., Savin I.Y., Shorohova E.V. Carbon balance in forest ecosystems of southern part of Moscow region under a rising aridity of climate // Contemporary Problems of Ecology. 2017. V. 10. № 7. P. 748–760.
  9. Desai A.R., Murphy, B.A., Wiesner S., Thom J., Butterworth B.J., Koupaei‐Abyazani N., et al. Drivers of decadal carbon fluxes across temperate ecosystems // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2022. V. 127(12). e2022JG007014. https://doi.org/10.1029/
  10. Ballantyne A., Smith W., Anderegg W., Kauppi P., Sarmiento J., Tans P., et al. Accelerating net terrestrial carbon uptake during the warming hiatus due to reduced respiration // Nature Climate Change. 2017. 7(2). 148–152. https://doi.org/10.1038/nclimate3204
  11. Metz E.‐M., Vardag S. N., Basu S., Jung M., Ahrens B., El‐Madany T., et al. Soil respiration‐driven CO2 pulses dominate Australia’s flux variability // Science. 2023. 379(6639). P. 1332–1335.
  12. Bond‐Lamberty B., Ballantyne A., Berryman E., Fluet‐Chouinard E., Jian J., Morris K.A., et al. Twenty years of progress, challenges, and opportunities in measuring and understanding soil respiration // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 2024. V. 129. e2023JG007637. https://doi.org/10.1029/2023JG007637
  13. Bond-Lamberty B., Thomson A. A global database of soil respiration data // Biogeosciences. 2010. V. 7. P. 1915–1926. https://doi.org/10.5194/bg-7-1915-2010
  14. A Global Database of Soil Respiration Data, Version 5.0 https://doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1827 B
  15. Kurganova I.N., Kudeyarov V.N., Lopes de Gerenyu V.O. Updated estimate of carbon balance on Russian Territory // Tellus. 2010. V. 62B. Р. 497–505
  16. Kudeyarov V.N., Kurganova I.N. Respiration of Russian Soils: Database Analysis, Long-Term Monitoring, and General Estimates // Eurasian Soil Science. 2005. V. 38. №. 9. P. 983–992.
  17. Барталев С.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Хвостиков С.А., Шабанов Н.В. Спутниковое картографирование растительного покрова России. М.: ИКИ РАН. 2016. 208 с.
  18. Карелин Д.В., Замолодчиков Д.Г. Углеродный обмен в криогенных экосистемах. М.: Наука, 2008. 344 с.
  19. Kivalov S., Lopes de Gerenyu V., Khoroshaev D., Myakshina T., Sapronov D., Ivashchenko K., Kurganova I. Soil temperature, organic-carbon storage, and water-holding ability should be accounted for the empirical soil respiration model selection in two forest ecosystems // Forests. 2023. V. 14. 1568. https://doi.org/10.3390/f14081568.
  20. Priputina I.V., Bykhovets S.S., Frolov P.V., Chertov O.G., Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O., Sapronov D.V., Myakshina T.N. Application of Mathematical Models ROMUL and Romul_Hum for Estimating CO2 Emissions and Dynamics of Organic Matter in Albic Luvisol under Deciduous Forest in Southern Moscow Region // Eurasian Soil Science. 2020. V. 53. № 10. P. 1480–1491.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024