The influence of the hydrometeorological factors on the CO2 fluxes from the oligotrophic bog surface.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Выполнены измерения чистого экосистемного обмена (NEE) на мочажинном участке грядово-мочажинного комплекса олиготрофного болота «Мухрино» с разделением на составляющие компоненты: валовую первичную продукцию (GPP) и дыхание экосистемы (Reco). Измерения проводились в течение самого тёплого (июль), переходного (сентябрь) и самого холодного (октябрь) месяцев летне-осеннего сезона методом автоматизированных камер с 30-минутным интервалом. Это позволило получить подробную информацию о суточном ходе и сезонной динамике показателей. Для исследованных месяцев по отдельности и полевого сезона в целом осуществлен корреляционный анализ связи между гидрометеорологическими параметрами и величиной потоков. Для дыхания экосистемы (Reco) наиболее высокий уровень корреляции за сезон выявлен с температурой почвы (0.88), температурой воздуха (0.71) и уровнем болотных вод (-0.73); за июль наиболее сильная корреляция выявлена с температурой воздуха (0.70) и температурой почвы (0.68); за сентябрь - с температурой почвы (0.81) и уровнем болотных вод (-0.78); за октябрь – с фотосинтетически активной радиацией (-0.59). Валовая первичная продукция (GPP) сильнее всего коррелирует с фотосинтетически активной радиацией (PAR) — в июле коэффициент корреляции равен -0.95, в сентябре -0.86, в октябре -0.79, в целом за полевой сезон –0.89. Чистый экосистемный обмен (PAR), аналогично GPP, наиболее тесно связан с PAR. В июле коэффициент корреляции NEE и PAR составляет -0.91, в сентябре -0.74, в октябре -0.71, за весь полевой сезон -0.73. Стоит подчеркнуть, что для каждого рассматриваемого месяца влияние внешних факторов на потоки уменьшается с течением времени от июля к октябрю, достигая минимума корреляции в самом холодном месяце.

Об авторах

A. A. Kulik

Югорский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: K.ARTEM.A@YANDEX.RU
SPIN-код: 3435-7765

Лаборант Лаборатории изучения пространственно-временной изменчивости углеродного баланса лесных и болотных экосистем средней тайги Западной Сибири

Россия, 628012, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 16

E. A. Zarov

Югорский государственный университет

Email: zarov.evgen@yandex.ru
SPIN-код: 2765-5532

Старший научный сотрудник Лаборатории изучения пространственно-временной изменчивости углеродного баланса лесных и болотных экосистем средней тайги Западной Сибири

Россия, 628012, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, 16

Список литературы

  1. Bond-Lamberty B., Bailey V.L., Chen M., Gough C.M., Vargas R. 2018. Globally rising soil heterotrophic respiration over recent decades. Nature, 560(7716): 80-83. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0358-x
  2. Connolly J., Roulet N.T., Seaquist J.W., Holden N.M., Lafleur P.M., Humphreys E.R., Heumann B.W., Ward S.M. 2009. Using MODIS derived fPAR with ground based flux tower measurements to derive the light use efficiency for two Canadian peatlands. Biogeosciences, 6(2): 225-234. https://doi.org/10.5194/bg-6-225-2009
  3. Davidson E.A., Savage K.V.L.V., Verchot L.V., Navarro R. 2002. Minimizing artifacts and biases in chamber-based measurements of soil respiration. Agricultural and Forest Meteorology, 113(1-4): 21-37. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(02)00100-4
  4. Dyukarev E.A., Godovnikov E.A., Karpov D.V., Kurakov S.A., Lapshina E.D., Filippov I.V., Filippova N.V., Zarov E.A. 2019. Net Ecosystem Exchange, Gross Primary Production And Ecosystem Respiration In Ridge-Hollow Complex At Mukhrino Bog. Geography, Environment, Sustainability, 12(2): 227-244. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2018-77
  5. Dyukarev E., Zarov E., Alekseychik P., Nijp J., Filippova N., Mammarella I., Filippov I., Bleuten W., Khoroshavin V., Ganasevich G., Meshcheryakova A., Vesala T., Lapshina E. 2021a. The multiscale monitoring of peatland ecosystem carbon cycling in the middle taiga zone of Western Siberia: the Mukhrino bog case study. Land, 10(8): 824. https://doi.org/10.3390/land10080824
  6. Dyukarev E., Filippova N., Karpov D., Shnyrev N., Zarov E., Filippov I., Voropay N., Avilov V., Artamonov A., Lapshina E. 2021b. Hydrometeorological dataset of West Siberian boreal peatland: a 10-year record from the Mukhrino field station. Earth System Science Data, 13(6): 2595-2605. https://doi.org/10.5194/essd-13-2595-2021
  7. Golovatskaya E.A., Dyukarev E.A. 2012. The influence of environmental factors on the CO2 emission from the surface of oligotrophic peat soils in West Siberia. Eurasian Soil Sc., 45: 588–597. https://doi.org/10.1134/S106422931206004X
  8. Grolemund G., Wickham H. 2011. Dates and Times Made Easy with lubridate. Journal of Statistical Software, 40(3): 1-25. https://doi.org/10.18637/jss.v040.i03
  9. Harenda K.M., Lamentowicz M., Samson M., Chojnicki B.H. 2018. The role of peatlands and their carbon storagefunction in the context of climate change. Interdisciplinary Approaches for Sustainable Development Goals, (Tymon Zielinski, Iwona Sagan, Waldemar Surosz, eds.), pp. 169–187, Springer Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-71788-3_12
  10. Ilyasov D.V., Meshcheryakova A.V., Glagolev M.V., Kupriianova I.V., Kaverin A.A., Sabrekov A.F., Kulyabin M.F., Lapshina E.D. 2023. Field-Layer Vegetation and Water Table Level as a Proxy of CO2 Exchange in the West Siberian Boreal Bog. Land, 12: 566. https://doi.org/10.3390/land12030566
  11. IPCC. (eds. Core Writing Team, H. Lee and J. Romero). 2023. Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland, 184 pp. doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647
  12. Juszczak R., Humphreys E., Acosta M., Michalak-Galczewska M., Kayzer D., Olejnik J. 2013. Ecosystem respiration in a heterogeneous temperate peatland and its sensitivity to peat temperature and water table depth. Plant Soil, 366: 505-520. https://doi.org/10.1007/s11104-012-1441-y
  13. Kupriianova I.V., Kaverin A.A., Filippov I.V., Ilyasov D.V., Lapshina E.D., Logunova E.V., Kulyabin M.F. 2022. The main physical and geographical characteristics of the Mukhrino field station area and its surroundings. Environmental Dynamics and Global Climate Change, 13(4): 215-252. doi: 10.18822/edgcc240049
  14. Lashof D., Ahuja D. 1990. Relative contributions of greenhouse gas emissions to global warming. Nature, 344: 529-531. https://doi.org/10.1038/344529a0
  15. Makhnykina A.V., Polosukhina D.A., Kolosov R.A., Prokushkin A.S. 2021. Seasonal dynamics of CO2 emissions from the surface of a Central Siberian raised bog. Geosfernye issledovaniya, 5:85-93. (in Russian). [Махныкина А.В., Полосухина Д.А., Колосов Р.А., Прокушкин А.С. 2021. Сезонная динамика эмиссии СО2 с поверхности верхового болота Центральной Сибири // Геосферные исследования. №4. С. 85-93]. doi: 10.17223/25421379/21/7
  16. Miao G., Noormets A., Domec J.C., Trettin C. C., McNulty S.G., Sun G., King J.S. 2013. The effect of water table fluctuation on soil respiration in a lower coastal plain forested wetland in the southeastern US. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 118(4): 1748-1762. https://doi.org/10.1002/2013JG002354
  17. Moxey A., Moran D. 2014. UK peatland restoration: Some economic arithmetic. Science of the Total Environment, 484: 114-120. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.03.033
  18. Nikonova L.G., Kurganova I.N., Ovidovich L.D.G.V., Zhmurin V.A., Golovatskaya E.A. 2019. Influence of abiotic factors on the decomposition of plant litter in peat-forming plants in an incubation experiment. Bulletin of Tomsk State University. Biology, 46: 148-170. (in Russian). [Никонова Л.Г., Курганова И.Н., Овидиович Л.Д.Г.В., Жмурин В.А., Головацкая, Е.А. 2019. Влияние абиотических факторов на разложение опада растений-торфообразователей в инкубационном эксперименте // Вестник Томского государственного университета. Биология, №46. С. 148-170].
  19. Sheng Y., Smith L.C., MacDonald G.M., Kremenetski K.V., Frey K.E., Velichko A.A., Lee M., Beilman D., Dubinin P. 2004. A high resolution GIS based inventory of the west Siberian peat carbon pool. Global Biogeochem Cycles, 18(3): 1-14. https://doi.org/10.1029/2003GB002190
  20. Sirin A.A, Medvedeva M., Korotkov V., Itkin V., Minayeva T., Ilyasov D., Suvorov G., Joosten H. 2021. Addressing peatland rewetting in Russian Federation climate reporting. Land, 10(11): 1200. https://doi.org/10.3390/land10111200
  21. Vomperskiy S.E., Ivanov A.I., Tsyganova O.P., Valyaeva N.A., Glukhova T.V., Dubinin A.I., Glukhov A.I., Markelova L.G. 1994. Organic soils and bogs of Russia and carbon stock in their peat. Pochvoveden'ye, 12: 17-25. (in Russian). [Вомперский С.Э., Иванов А.И., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Глухова Т.В., Дубинин А.И., Глухов А.И., Маркелова Л.Г. 1994. Заболоченные органогенные почвы и болота России и запас углерода в их торфах // Почвоведение. №12. С. 17-25].
  22. Wickham H., Franois R., Henry L., Miller K., Vaughan D. 2023. dplyr: A Grammar of Data Manipulation. R package version 1.1.4, https://github.com/tidyverse/dplyr, https://dplyr.tidyverse.org
  23. Wickham H. 2016. Data Analysis. In: ggplot2. Use R! Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-24277-4_9
  24. Xu J., Morris P.J., Liu J., Holden J. 2018. PEATMAP: Refining estimates of global peatland distribution based on a meta-analysis. Catena, 160: 134-140. https://doi.org/10.1016/j.catena.2017.09.010
  25. Yu Z., Loisel J., Brosseau D. P., Beilman D.W., Hunt S.J. 2010. Global peatland dynamics since the Last Glacial Maximum. Geophysical research letters, 37(13). https://doi.org/10.1029/2010GL043584
  26. Zarov E.A., Jacotot A., Kulik A.A., Gogo S.S., Lapshina E.D., Dyukarev E.A. 2022. The carbon dioxide fluxes at the open-top chambers experiment on the ombrotrophic bog (Mukhrino field station). Environmental Dynamics and Global Climate Change, 13(4): 194-201. doi: 10.18822/edgcc168830
  27. Zemtsov A.A., Mezentsev A.V., Inisheva L.I. 1998. Peatlands of Western Siberia: their role in the biosphere. Tomsk: TGU, SibNIIT, 72 pp. (in Russian). [Земцов, А. А., Мезенцев, А. В., и Инишева, Л. И. 1998. Болота Западной Сибири: их роль в биосфере. Томск: ТГУ, СибНИИТ. 72 с.].
  28. Zerbe S., Steffenhagen P., Parakenings K., Timmermann, T., Frick A., Gelbrecht J., Zak D. 2013. Ecosystem Service Restoration after 10 Years of Rewetting Peatlands in NE Germany. Environmental Management, 51: 1194–1209. https://doi.org/10.1007/s00267-013-0048-2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Kulik A.A., Zarov E.A., 2024

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