Hot spots of methane emission in West Siberian middle taiga wetlands disturbed by petroleum extraction activities

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

С помощью статического камерного метода оценена эмиссия метана из болот, нарушенных при добыче нефти на Южноприобском месторождении, расположенном в подзоне средней тайги Западной Сибири. Болотные экосистемы на территории месторождения в наибольшей степени подвержены влиянию строительства дорог (блокирующих естественное направление движения болотных вод), а также прокладки просек для ЛЭП и трубопроводов, в разной степени нарушающих растительный покров болота. Влияние этих типов нарушений исследовалось как на пойменных низинных болотах, так и на террасных и водораздельных верховых болотах. Измеренные значения эмиссии метана варьировали от 0.005 до 41.7 мг·м-2·час-1 (медиана: 2.1 мг·м-2·час-1). Одним из возможных индикаторов «горячих точек» эмиссии метана оказались растения – пушица влагалищная и пухонос. Другим важным фактором, обусловливающим высокие значения эмиссии метана, является уровень болотных вод. Однако оптимальное (для эмиссии СН4) значение этого фактора зависит от типа болотной экосистемы. Реакция эмиссии из рямов на проход тяжёлой техники также обуславливается изменением уровня болотных вод относительно его оптимума для эмиссии из верховых болот.

Об авторах

A F Sabrekov

Yugra State University, Khanty-Mansiysk

Автор, ответственный за переписку.
Email: sabrekovaf@gmail.com
Россия

I V Filippov

Yugra State University, Khanty-Mansiysk

Email: filip83pov@yandex.ru

E A Dyukarev

Yugra State University, Khanty-Mansiysk;
Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk

Email: sabrekovaf@gmail.com

E A Zarov

Yugra State University, Khanty-Mansiysk

Email: sabrekovaf@gmail.com

A A Kaverin

Yugra State University, Khanty-Mansiysk

Email: kaverin@yandex.ru

M V Glagolev

Yugra State University, Khanty-Mansiysk;
Faculty of Soil Science, Lomonosov Moscow State University

Email: e_lapshina@ugrasu.ru

I E Terentieva

Department of Geography,University of Calgary, Canada

Email: sabrekovaf@gmail.com

E D Lapshina

Yugra State University, Khanty-Mansiysk

Email: e_lapshina@ugrasu.ru

Список литературы

  1. Богдановская-Гиенэф И.Д. 1956. О некоторых регрессивных явлениях на верховых болотах // Академику В.Н. Сукачеву к 75-летию со дня рождения / В.Б. Сочава (ред.). М. Л.: Изд-во Академии Наук СССР. С. 90-108. [Bogdanovskaya-Gienef I.D. 1956. O nekotorykh regressivnykh yavleniyakh na verkhovykh bolotakh // Akademiku V.N. Sukachevu k 75-letiyu so dnya rozhdeniya / V.B. Sochava (ed.). M. L.: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR. P. 90-108.]
  2. Боровиков В.П. 2001. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб: Питер. 656 с. [Borovikov V.P. 2001. STATISTICA: iskusstvo analiza dannykh na komp'yutere. Dlya professionalov. SPb: Piter. P.656]
  3. Волкова Е.С. 2010. Трансформация региональной системы природопользования в Западной Сибири: историческая ретроспектива // Вестник Томского государственного педагогического университета. № 9. С. 183-188. [Volkova E.S. 2010. Transformatsiya regional'noi sistemy prirodopol'zovaniya v Zapadnoi Sibiri: istoricheskaya retrospektiva // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. N 9. P. 183-188.]
  4. Глаголев М.В. 2010. Эмиссия СН4 болотными почвами Западной Сибири: от почвенного профиля до региона: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ). [Glagolev M.V. 2010. Emissiya СH4 bolotnymi pochvami Zapadnoi Sibiri: ot pochvennogo profilya do regiona: dissertation for the degree of candidate of biological sciences. M.: Moscow State University M.V. Lomonosov (Moscow State University).]
  5. Клепцова И.Е., Глаголев М.В., Филиппов И.В., Максютов Ш.Ш. 2010. Эмиссия метана из рямов и гряд средней тайги Западной Сибири // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 1. № 1. С. 66-76. [Kleptsova I.E., Glagolev M.V., Filippov I.V., Maksyutov S.S. 2010. Methane emission from middle taiga ridges and ryams of Western Siberia // Environmental Dynamics and Global Climate Change. V. 1. N. 1. P. 66-76. – In Russian with English Abstract]
  6. Колева Г.Ю. 2007. Создание Западно-Сибирского нефтегазового комплекса в практике хозяйственного освоения Западной Сибири (1964-1989 гг.). Автореферат докторской диссертации. Тюмень. [Koleva G.Yu. 2007. Sozdanie Zapadno-Sibirskogo neftegazovogo kompleksa v praktike khozyaistvennogo osvoeniya Zapadnoi Sibiri (1964-1989 gg.). Doctoral dissertation abstract. Tyumen'.]
  7. Лисс О.Л., Абрамова Л.И., Аветов Н.А., Березина Н.А., Инишева Л.И., Курнишкова Т.В., Слука З.А., Толпышева Т.Ю., Шведчикова Н.К. 2001. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. Тула: Гриф и Ко. 584 с. [Liss O.L., Abramova L.I., Avetov N.A., Berezina N.A., Inisheva L.I., Kurnishkova T.V., Sluka Z.A., Tolpysheva T.Yu., Shvedchikova N.K. 2001. Bolotnye sistemy Zapadnoi Sibiri i ikh prirodookhrannoe znachenie. Tula: Grif i Ko. 584 p.]
  8. Орлов М.С. 2012. Геоэкологическое обоснование разделов ОВОС проектов освоения месторождений нефти и газа // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. № 1(5). С. 64-73. [Orlov M.S. 2012. Geoekologicheskoe obosnovanie razdelov OVOS proektov osvoeniya mestorozhdenii nefti i gaza // Georesursy, geoenergetika, geopolitika. N 1(5). P. 64-73.]
  9. Филимонова И.В., Проворная И.В., Комарова А.В., Земнухова Е.А. 2019. Устойчивые тенденции изменения региональной структуры добычи нефти в России // Нефтегазовая геология. Теория и практика. Т. 14. № 3. С. 33-37. [Filimonova I.V., Provornaya I.V., Komarova A.V., Zemnukhova E.A. 2019. Ustoichivye tendentsii izmeneniya regional'noi struktury dobychi nefti v Rossii // Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika. V. 14. N 3. P. 33-37.]
  10. Bao T., Jia G., Xu X. 2021. Wetland Heterogeneity Determines Methane Emissions: A Pan-Arctic Synthesis // Environmental Science & Technology. V. 55(14). P. 10152-10163.
  11. Canadell J.G., Monteiro P.M.S., Costa M.H., Cotrim da Cunha L., Cox P.M., Eliseev A.V., Henson S., Ishii M., Jaccard S., Koven C., Lohila A., Patra P.K., Piao S., Rogelj J., Syampungani S., Zaehle S., Zickfeld K. 2021. Global Carbon and other Biogeochemical Cycles and Feedbacks. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / 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, New York: Cambridge University Press. P. 673-816. doi: 10.1017/9781009157896.007.
  12. Chanton J.P., Glaser P.H., Chasar L.S., Burdige D.J., Hines M.E., Siegel D.I., Tremblay L.B., Cooper W.T. 2008. Radiocarbon evidence for the importance of surface vegetation on fermentation and methanogenesis in contrasting types of boreal peatlands // Global Biogeochem. Cycles. V. 22. GB4022. doi: 10.1029/2008GB003274.
  13. Chasar L.S., Chanton J.P., Glaser P.H., Siegel D.I. 2000. Methane concentration and stable isotope distribution as evidence of rhizospheric processes: Comparison of a fen and bog in the Glacial Lake Agassiz Peatland Complex // Ann. Bot. V. 86. P. 655-663.
  14. Conrad R. 2020. Importance of hydrogenotrophic, aceticlastic and methylotrophic methanogenesis for methane production in terrestrial, aquatic and other anoxic environments: a mini review // Pedosphere. V. 30(1). P. 25-39.
  15. De Winter J.C. 2013. Using the Student's t-test with extremely small sample sizes // Practical Assessment, Research, and Evaluation. V. 18. № 1. 10.
  16. Ebert K., Ederer H. 1985. Computeranwendungen in der Chemie. Weinheim: VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  17. Glagolev M., Kleptsova I., Filippov I., Maksyutov S., Machida T. 2011. Regional methane emission from West Siberia mire landscapes // Environmental Research Letters. V. 6(4). 045214.
  18. Hutchinson G.L., Mosier A.R. 1981. Improved soil cover method for field measurement of nitrous-oxide fluxes // Soil Sci. Soc. Am. J. V. 45. P. 311-316.
  19. IPCC. 2021. Summary for Policymakers // Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change / Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.). Cambridge, New York: Cambridge University Press. P. 3−32. doi: 10.1017/9781009157896.001.
  20. Kettunen A., Kaitala V., Lehtinen A., Lohila A., Alm J., Silvola J., Martikainen P.J. 1999. Methane production and oxidation potentials in relation to water table fluctuations in two boreal mires // Soil Biol. Biochem. V. 31. P. 1741-1749.
  21. Kotsyurbenko O.R., Glagolev M.V., Sabrekov A.F., Terentieva I.E. 2020. Systems approach to the study of microbial methanogenesis in West-Siberian wetlands // Environmental Dynamics and Global Climate Change. V. 11. No. 1. P. 54-68.
  22. Kuzyakov Y., Blagodatskaya E. 2015. Microbial hotspots and hot moments in soil: concept & review // Soil Biology and Biochemistry. V. 83. P. 184-199.
  23. Laanbroek H.J. 2010. Methane emission from natural wetlands: interplay between emergent macrophytes and soil microbial processes. A mini-review // Annals of botany. V. 105. № 1. P. 141 153.
  24. Lai D. 2009. Methane dynamics in northern peatlands: a review // Pedosphere. V. 19. P. 409 421.
  25. Lovitt J., Rahman M.M., Saraswati S., McDermid G.J., Strack M., Xu B. 2018. UAV remote sensing can reveal the effects of low-impact seismic lines on surface morphology, hydrology, and methane (CH4) release in a boreal treed bog // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. V. 123(3). P. 1117-1129.
  26. Moore T.R. 2009. Dissolved Organic Carbon Production and Transport in Canadian Peatlands // Carbon Cycling in Northern Peatlands Geophys. Monogr. Ser. Vol. 184 / Baird A.J., Belyea L.R., Comas X., Reeve A., Slater L.D. (eds.). Washington: AGU. P. 229-236.
  27. Peregon A., Maksyutov S., Yamagata Y. 2009. An image-based inventory of the spatial structure of West Siberian wetlands // Environmental Research Letters. V. 4(4). Article 045014.
  28. Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Glagolev M.V., Maksyutov S.S., Machida T. 2011. Methane emission from middle taiga oligotrophic hollows of Western Siberia // Вестник Томского государственного педагогического университета. № 5. С. 135-143. [Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Glagolev M.V., Maksyutov Sh.Sh., Machida T. 2011. Methane emission from middle taiga oligotrophic hollows of Western Siberia // Tomsk State Pedagogical University Bulletin. No. 5 (107). P. 135-143.]
  29. Saraswati S., Petrone R.M., Rahman M.M., McDermid G.J., Xu B., Strack M. 2020. Hydrological effects of resource-access road crossings on boreal forested peatlands // Journal of Hydrology. V. 584. Article 124748.
  30. Terentieva I.E., Glagolev M.V., Lapshina E.D., Sabrekov A.F., Maksyutov S. 2016. Mapping of West Siberian taiga wetland complexes using Landsat imagery: implications for methane emissions // Biogeosciences. V. 13. P. 4615-4626.
  31. Tian H., Xu X., Liu M., Ren W., Zhang C., Chen G., Lu C. 2010. Spatial and temporal patterns of CH4 and N2O fluxes in terrestrial ecosystems of North America during 1979–2008: application of a global biogeochemistry model // Biogeosciences. V. 7(9). P. 2673-2694.
  32. Turetsky M.R., Kotowska A., Bubier J., Dise N.B., Crill P., Hornibrook E.R.C., Minkkinen K., Moore T.R., Myers-Smith I.H., Nykänen H., Olefeldt D., Rinne J., Saarnio S., Shurpali N., Tuittila E.-S., Waddington J.M., White J.R., Wickland K.P., Wilmking M. 2014. A synthesis of methane emissions from 71 northern, temperate, and subtropical wetlands // Global Change Biology. V. 20(7). P. 2183-2197.
  33. Turner J.C., Moorberg C.J., Wong A., Shea K., Waldrop M.P., Turetsky M.R., Neumann R.B. 2020. Getting to the root of plant‐mediated methane emissions and oxidation in a thermokarst bog // Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. V. 125(11). e2020JG005825.
  34. Valentine D.W., Holland E.A., Schimel D.S. 1994. Ecosystem and physiological controls over methane production in northern wetlands // J. Geophys. Res. V. 99(D1). P. 1563-1571. doi: 10.1029/93JD00391.
  35. Williams-Mounsey J., Grayson R., Crowle A., Holden J. 2021. A review of the effects of vehicular access roads on peatland ecohydrological processes // Earth-Science Reviews. V. 214. P. 103528.
  36. Zhong Y., Jiang M., Middleton B.A. 2020. Effects of water level alteration on carbon cycling in peatlands // Ecosystem Health and Sustainability. V. 6(1). P. 1806113.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Sabrekov A.F., Filippov I.V., Dyukarev E.A., Zarov E.A., Kaverin A.A., Glagolev M.V., Terentieva I.E., Lapshina E.D., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах