CC BY
73
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 574.42
А. Р. Десяткин, П. П. Федоров, А. Н. Николаев, Б. З. Борисов, Р. В. Десяткин
ЭМИССИЯ CH4 ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ ТЕРМОКАРСТОВОГО ОЗЕ РА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
Изучение эмиссии CH4 проводилось на различных биоценозах (сухие луга, влажные луга, озеро и водная растительность) термокарстовой котловины Лено-Амгинского междуречья в 50 км от г. Якутска (62°08' с. ш., 130°30' в. д.) на протяжении четырех лет. Ежегодные выбросы CH4 рассчитаны путем сопоставления пространственных изменений выделенных биоценозов с эмиссией различных источников метана внутри аласа. В период с 2006 по 2009 гг. общая эмиссия CH4 (включая луговые источники и метан, выделившийся из озера) в исследованном аласе составила 3,1, 5,2, 21,7 и 50,1 Мг С. Экстремальное увеличение эмиссии CH4 произошло на второй год после затопления (2008 г.), когда под водой оказалось огромное количество биомассы. В этот период происходит процесс разложения затопленной луговой растительности, который привел к выделению большого количества метана. Таким образом, озеро является основным источником CH4 внутри аласа, где эмиссия контролируется пространственно-временными факторами затопления луговых угодий. Площадь всех термокарстовых котловин в Центральной Якутии составляет 440000 га, многие из которых имеют озера. Учитывая это, можно предположить, что при глобальных изменениях климата в сторону потепления в данном регионе будет наблюдаться многократное увеличение выброса метана в атмосферу.
Ключевые слова: парниковые газы, метан, термокарстовая котловина, алас, термокарстовое озеро, изменение климата, увеличение осадков, биоценозы, Лено-Амгинское междуречье, Центральная Якутия.
ДЕСЯТКИН Алексей Романович - н. с. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, с. н. с. Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова.
E-mail: desyatkinar@rambler.ru
DESYATKIN Alexey Romanovich - Researcher of the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Senior Researcher of the Melnikov Permafrost Institute of the Russian Academy of Sciences.
E-mail: desyatkinar@rambler.ru
ФЕДОРОВ Павел Петрович - к. с-х. н., с. н. с. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.
E-mail: baibal@yandex.ru
FEDOROV Pavel Petrovich - Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher of the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
E-mail: baibal@yandex.ru
НИКОЛАЕВ Анатолий Николаевич - д. б. н., директор Института естественных наук СВФУ им. М. К. Аммосова, с. н. с. Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова.
E-mail: yktnan@rambler.ru
NIKOLAEV Anatoly Nikolaevich - Doctor of Biological Sciences, Institute of Natural Sciences, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University.
E-mail: yktnan@rambler.ru
A. R. Desyatkin, P. P. Fedorov, A. N. Nikolaev, B. Z. Borisov, R. V. Desyatkin
Methane Emission During Thermokarst Lake Flood in Central Yakutia
During four years (2006-2009) the CH4 emission at different biomes (dry, wet grasslands, pond and pond vegetation) of thermokarst depression was measured. The studied thermokarst depression located at the most typical thermokarst terrain in the east bank of Lena River, about 50 km to the east from Yakutsk, Central Yakutia, Russia (62°08' N, 130°30' E). Using spatial changes of these biomes annual emission of CH4 was calculated taking to amount different sources of CH4. Total CH4 emission (including grasslands and ebullition) from this depression was 3.1, 5.2, 21.7 and 50.1 Mg C in 2006-2009 period. Extreme increase of CH4 emission occurred at the second year of continuous flooding (2008), which is promoted by the decomposition of flooded organic C. Pond water ecosystem is the main source of CH4 in thermokarst depression controlled by the duration of flooding. Under future global climate change it is important to take to account that thermokarst ponds in Central Yakutia takes 440 000 ha and has potential to expansion.
Keywords: GHG, methane, thermokarst depression, alas, thermokarst lake, climate change, increased precipitations, biocenosis, Lena-Amga interfluve, Central Yakutia.
Введение
Считается, что регионы с распространением вечной мерзлоты играют значительную роль в глобальном цикле СН4, потому что здесь сосредоточены такие мощные источники СН4, как тундра, болота и термокарстовые озера [1-5]. Центральная Якутия располагается в Восточной Сибири, главной особенностью этого региона является наличие сплошной мерзлоты и 45 % всей российской тайги.
Деградация ледового комплекса в раннем голоцене, вызванная изменениями температурного режима, привела к формированию термокарстовых котловин в Центральной Якутии [6]. Этот процесс имеет четыре стадии развития, конечной из которых является формирование более или менее стабильной термокарстовой котловины (так называемого аласа) с озером и травянистой растительностью внутри [6-7]. По данным Босикова и Сузуки, на центрально-якутской низменности находится около 16000 аласов с общей площадью 440000 га, что составляет примерно от 17 до 30 % общей площади изученной низменности [6, 8].
Сезонные колебания температуры воздуха и осадков в Центральной Якутии обуславливают значительные колебания размера зеркала озера внутри аласных котловин. В годы с большим количеством осадков термокарстовые котловины заполнились расширившимися озерами, что привело к сокращению площадей лугов. Вместо общепринятых трех поясов луговые пространства внутри аласных котловин разделились на два пояса растительности вокруг озера: влажные луга и остепненные луга [7, 9].
БОРИСОВ Борис Захарович - к. б. н., с. н. с. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.
E-mail: bzborisov@mail.ru
BORISOV Boris Zakharovich - Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. E-mail: bzborisov@mail.ru
ДЕСЯТКИНРоман Васильевич - д. б. н., зав. лаб. Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.
E-mail: rvdes@ibpc.ysn.ru
DESYATKIN Roman Vasilievich - Doctor of Biological Sciences, Chief of the Laboratory of the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. E-mail: rvdes@ibpc.ysn.ru
Затопленные влажные луга, расположенные вокруг аласного озера, являются значительным источником CH4 [3, 7]. Для оценки количества выбросов CH4 из всей аласной экосистемы в целом необходимо учитывать различные источники, такие как эмиссия из почвы и поверхности воды путем диффузии, эмиссия через аэренхимы растений и выделение метана из озера. Объем метана, выделяющегося в виде пузырей из озер Центральной Якутии, до сих пор не подсчитан, следовательно, при расчете полной эмиссии CH4 из аласных экосистем он никогда не учитывался. Таким образом, выделение CH4 в виде пузырей из термокарстового озера обязательно должно быть учтено при оценке бюджета CH4 в Центральной Якутии.
Изучение сезонной и межгодовой изменчивости потоков CH4 в условиях затопления аласных лугов является важным шагом к изучению бюджета CH4 в регионе. Обзор литературы на эту тему показывает, что эмиссия CH4 в основном измерялась одноразово и не может раскрыть всю картину бюджета CH4 в пространственно-временном аспекте. Целью настоящего исследования является количественная оценка потоков CH4 в ответ на расшире -ние озера и затопление окружающего его влажного луга.
Материалы и методы исследования
Изученная термокарстовая котловина расположена на правом берегу реки Лены в 50 км к востоку от г. Якутска рядом с поселком Тюнгюлю (рис.) (62°08' с. ш., 130°30' в. д.). Алас имеет площадь 63 гектара, в центре которого есть озеро [9]. Общая глубина термокарстовой котловины от плакора до дна озера составляет примерно 17 м, из которых 1,8 м приходится на глубину озера.
Луговое пространство аласа в связи с резкими колебаниями площади зеркала озера условно разделялось на «влажные» и «остепненные» пояса растительности и почв.
Доминирующими видами растительности пояса «остепненного луга» являются Poa pratensis и Elytrigia repens, на «влажном лугу» преобладали Puccinellia tenuiflora (Griseb.), Alopecurus arundinaceus Poir., Poa palustris L., Carex minuta Franch [10].
Климатические данные в период проведения исследований на стационаре Тюнгюлю с 2006 по 2009 гг., представлены в табл. 1. Среднегодовая температура воздуха изученного района составляет -9,7 °С, при этом средняя температура января и июля -40,7 °C и 19,0 °C соответственно. Среднегодовые осадки с начала проведения метеорологических наблюдений составили 223 мм, из которых 151 мм выпадает в теплый период года с мая по сентябрь.
100° 110° 120° 130°
Рис. Карта района исследований. Треугольником указано месторасположение изученного аласа
17U
62"0'-
14U
Таблица 1
Среднемесячные данные температуры воздуха и осадков
Год Месяц Средне-
Янв Фев Мар Апр Май Июн Июл Авг Сен Окт Ноя Дек годовая температура
2006 -42,9 -35,4 -21,1 -3,7 7,5 17,3 18,6 15,9 7,0 -8,3 -25,4 -35,4 -8,8
2007 -30,4 -36,5 -18,6 -1,7 9,0 16,5 16,7 16,7 7,0 -4,9 -25,6 -32,6 -7,0
2008 -37,8 -30,1 -12,8 -5,5 10 19,2 20,3 16,7 5,4 -3,9 -26,8 -40,1 -7,1
2009 -34 -37,2 -18,8 -3,3 7,6 19,5 20,5 15,2 7,8 -5,3 -28,7 -36,2 -7,7
Среднее много- -40,7 -35,5 -21,7 -6,2 6,7 15,7 19,0 15,1 6,2 -8,0 -28,3 -38,9 -9,7
летнее
Год Месяц Сумма осадков
Янв Фев Мар Апр Май Июн Июл Авг Сен Окт Ноя Дек
2006 3 4 4 1 11 13 27 151 54 14 35 9 326
2007 22 4 5 16 22 39 63 37 30 26 16 8 288
2008 16 9 21 11 5 16 50 41 34 34 13 10 260
2009 6 1 12 5 29 3 26 46 27 33 6 3 197
Среднее много- 9 7 6 8 18 29 39 39 26 18 14 10 223
летнее
Примечание: верхняя часть - среднемесячные температуры воздуха, нижняя - среднемесячные осадки. Месяцы теплого периода года выделены серым.
В течение четырех лет (2006-2009 гг.) в начале июля проводились топосъемки пространственного распределения поясов растительности и почв внутри аласной котловины с использованием теодолита. Июль был выбран потому, что в это время растительный покров двух разных поясов имеет четкое различие между собой, что ясно индуцирует различие температурных и влажностных показателей почвы под этими лугами. Так, данные топосъемки за период наблюдений показали существенные изменения площадей и конфигурации всех биоценозов, что связано с изменениями климатических условий, в первую очередь с количеством осадков (табл. 2).
Таблица 2
Межгодовая изменчивость пространственной структуры биоценозов изученного аласа
Биоценоз 2006 2007 2008 2009 Площадь (га)
Остепненный луг 19,2 17,1 11,1 10,7
Влажный луг 24,1 3,3 6,2 8,7
Озеро 20,4 43,3 46,5 44,4
(Площадь водной растительности*) (10,2) (26,0) (23,2) (17,7)
Общая площадь аласной котловины 63,7 63,7 63,7 63,7
Примечание: * - площадь водной растительности входит в площадь озера.
Эмиссия СН4 каждого биоценоза измерялась методом закрытых камер (через диффузию) и методом прозрачных камер, позволяющих растениям фотосинтезировать (эмиссия всей экосистемы). Эмиссия СН4 через аэренхимы растений на влажном лугу и водной растительности озера была рассчитана с учетом разницы между результатами эмиссии СН4 всей экосистемы (прозрачные камеры) и выбросов СН4 из почвы и поверхности воды (закрытые камеры). На остепненном лугу в связи с засушливостью и низкой продуктивностью фито-массы такие измерения не проводились.
Оценка СН4, выделяющегося из аласного озера в виде пузырей, проводилась с использованием плавающих и погруженных ловушек. Ловушки были установлены в трех местах (прибрежная зона, середина и центр озера) вдоль трансекты поперек озера в трехкратной повторности для зимних измерений (210 дней) и в пятикратной повторности для летних измерений (90 дней).
Таким образом, из экосистемы аласа метан выделяется в трех разных видах. Общая эмиссия СН4 на исследуемой аласной котловине была рассчитана на основе четырехлетних (2006-2009 гг.) теодолитных съемок пространственного распределения биоценозов.
Результаты
Кумулятивная эмиссия CH4 диффузией (из почвы и поверхности воды)
На остепненном лугу наблюдается как отрицательная, так и положительная кумулятивная эмиссия СН4, но значения здесь невысокие. В 2008 и 2009 г. эмиссия СН4 составляет 0,26±0,3 и 0,15±0,1 кг С га-1. Максимальное поглощение СН4 почвой остепненного луга было зафиксировано в 2007 г. (-0,11±0,1 кг С га-1), тогда как в 2006 г., когда было большое количество осадков, поглощение составляло всего -0,07±0,1 кг С га-1 (табл. 3).
На влажном лугу в течение четырех исследованных лет кумулятивная эмиссия СН4 была положительной. Самая низкая эмиссия наблюдалась в 2006-2007 гг., при первом затоплении этого луга (1,72±1,3 и 2,99±0,6 кг С га-1). Кумулятивная эмиссия СН4 в 2008 г. (второй год затопления) резко увеличилась до 396,78±239,7 кг С га-1, но в 2009 г. снизилась до 4,89±0,8 кг С га-1 (табл. 3).
Кумулятивная эмиссия СН4 самого озера была стабильно высокой в течение всех четырех лет измерений. Тем не менее максимальное значение было ниже, чем на влажном лугу (в 2008). Но в другие годы выбросов СН4 было зафиксировано значительно выше, чем на влажном лугу. В течение четырех лет самый низкий кумулятивный выброс СН4 из озера наблюдался в 2007 г. (56,76±44,9 кг С га-1) (табл. 3). После увеличения площади озера из-за затопления наблюдалась высокая эмиссия СН4 во второй и третий годы затопления, т. е. в 2008-2009 гг. (283,53±168,6 и 250,44±195,1 кг С га-1) (табл. 3).
Эмиссия CH4 через аэренхимы растений
Кумулятивная эмиссия СН4 всей экосистемы на влажном лугу показана в таблице 4. Она была значительно выше, чем эмиссия СН4 из почвы за исключением 2008 г. Кумулятивная эмиссия СН4 через аэренхимы растений в 2007 г. составила 82,8 % эмиссии всей экосистемы в целом. Но в 2008 г. эмиссия показывает отрицательное значение (-84,26 кг С га-1), вероятно, из-за запоздалого процесса разложения органического вещества под затопленным влажным лугом. Также стандартное отклонение эмиссии почвы и выбросов СН4 всей экосистемы было достаточно высоким, поэтому отрицательное значение эмиссии через аэренхимы растений не означает поглощение СН4, так как оно находится в пределах допустимой погрешности. В 2009 г. эмиссия через аэренхимы растений составила 85,4 % (28,59 кг С га-1) от всей эмиссии экосистемы (табл. 4).
На озере кумулятивные выбросы СН4 всей экосистемы были намного выше, чем на влажном лугу (табл. 4). Самая низкая (143,21±66,2 кг С га-1) и самая высокая (2406±1018 кг С га-1) эмиссия СН4 наблюдалась в 2007 и 2009 гг. В 2008 г. она составила 458,27±499,7 кг С га-1. Кумулятивная эмиссия СН4 через растения колебалась от 86,45 (2007) до 2155,18 кг С га-1 (2009). Доля эмиссии через растительность была в пределах 38,1 и 88,4 % от эмиссии всей экосистемы (табл. 4).
Таблица 3
Кумулятивная эмиссия CH4 на разных биоценозах
Биоценоз Кумулятивная эмиссия СН4 (кг С га-1)
2006 2007 2008 2009
Остепненный луг -0,07±0,1 -0,11±0,1 0,26±0,3 0,15±0,1
Влажный луг 1,72±1,3 2,99±0,6 397±240 4,89±0,8
Озеро 140±90,6 56,8±44,9 284±169 250±195
Примечание: значения показывают среднее ± стандартное отклонение.
Выбросы СН4 через растительность имеют значительную долю на обоих биоценозах. В целом в рассматриваемые годы (2007-2009) эмиссия влажного луга через растительность занимала от 82,8 до 85,4 % выбросов всей экосистемы (-27,0 % в 2008 г. не учитываются, потому что здесь не может быть поглощения) (табл. 4). В озере выбросы СН4 через аэренхимы растительности колебались от 38,1 до 88,4 % от эмиссии всей экосистемы.
Эмиссия СИ4 в виде пузырей из озера
Концентрация СН4 в пузырьках во время зимних и летних измерений была примерно одинаковой и колебалась от 9,9±3,5 до 14,6±5,3 г С м-3. Эмиссия СН4 из изученного озера была рассчитана с учетом содержания СН4 в ловушке, а также её площади. Среднее значение эмиссии всех трех мест измерений внутри озера составила 4,1±1,1 кг С га-1 в течение летнего периода (табл. 5). В зимнее время среднее значение эмиссии в центре озера через пузыри составило 3,24±2,6 кг С га-1 в течение 210 дней в прибрежной зоне и среднем месте измерений 5,11 кг С га-1. Среднее значение эмиссии СН4 в виде пузырей по всему озеру составило 4,5±1,1 кг С га-1. Для оставшихся 65 дней среднее значение было вычислено как 1,3 кг С га-1. Годовая кумулятивная эмиссия через пузыри на озере в течение 365 дней составила 9,9±1,6 кг С га-1 (табл. 5).
Пространственное распределение биоценозов внутри аласа и его влияние на эмиссию СИ,
Площадь озера внутри аласа является лимитирующим фактором для луговых пространств. Так как аласы являются закрытой системой, увеличение озера ведет к уменьшению
Таблица 4
Кумулятивная эмиссия СИ4 через аэренхимы растений и его %-е соотношение к эмиссии всей экосистемы
Биоценоз Год Диффузия -почва/вода (кг С га-1) Вся экосистема Ж (кг С га-1) Эмиссия через растения (кг С га-1) Доля в эмиссии всей экосистемы (%)
Влажный луг 2006 1,72±1,3 Ж да да
2007 2,99±0,6 17,40±1,4 14,41 82,8
2008 396,78±239,7 312,52±319,4 -84,26 -27,0
2009 4,89±0,8 33,49±22,5 28,59 85,4
Озеро* 2006 139,78±90,6 Ж да да
2007 56,76±44,9 143,21±66,2 86,45 60,4
2008 283,53±168,6 458,27±499,7 174,73 38,1
2009 250,44±195,1 2405,62±1018,2 2155,18 88,4
Примечание: значения показывают среднее ± стандартное отклонение. Ж - эмиссия всей экосистемы включает в себя эмиссию из почвы-воды и эмиссию через аэренхимы растений.
Таблица 5
Эмиссия €И4 из озера через пузыри
Измерения кг С га-1 Среднее
Прибрежье Среднее Центр
Лето (Июл.-Сен., 90 дней) 5,12±2,2 4,11±2,1 2,99±2,4 4,1±1,1
Зима (Окт.-Апр., 210 дней) 5,11±0,1 5,11±0,1 3,24±2,6 4,5±1,1
Межсезонье (с Апреля по Июнь, 65 дней)* 1,3 1,3 1,3 1,3
Общая годовая эмиссия через пузыри 11,5±2,2 10,5±1,9 7,5±1,1 9,9±1,6
Примечание: значения показывают среднее ± стандартное отклонение. * - вычислено по средним значениям летних и зимних измерений.
площади лугов. В рассмотренном аласе в 2007 г. произошло значительное увеличение озера, и в 2008-2009 гг. окружающие луговые пространства были постоянно затоплены, из-за чего произошло смещение лугов к периферии аласа. Следовательно, пояса остепненных и влажных лугов значительно сократились, особенно в 2007 г. Внутри озера эмиссия СН4 через водную растительность значительно увеличилась. Площадь водной растительности достигла своего максимума в 2007 г., но в 2008 и 2009 гг. несколько снизилась в связи с сокращением гигрофитной растительности и ее сменой на гидрофиты (табл. 6).
В 2007 г. наблюдается резкое уменьшение площади влажного луга (табл. 6), что стало главной причиной сокращения общей эмиссии СН4 данного биоценоза с 41,5 до 9,8 кг С в период между 2006 и 2007 гг. В 2008 г. отмечается чрезвычайно высокая эмиссия, которая доходит до 2444,2 кг С, в то время как площадь увеличилась всего до 6,2 га. Такое увеличение произошло из-за увеличения температуры почвы влажного луга в 2008 г., так как влажность почв здесь всегда достаточно высокая для производства СН4. Еще одним вероятным объяснением высокой эмиссии СН4 являются трансформация типа растительного сообщества и отмирание предыдущего типа в связи с затоплением, которое обуславливает большее внесение органического материала в воду и почву. В первый год затопления, в 2007 г., из-за смещения почвенных и растительных поясов не происходит существенного увеличения эмиссии, которое наблюдается в 2008 г. На второй год увеличения зеркала озера (2008 г.) затопленные пространства, содержащие большие запасы почвенного углерода, принимают озерный режим разложения органики и начинают производить очень большое количество СН4 (табл. 6).
Увеличение выбросов СН4 наблюдается на озере с 2007 г., после того, как расширение площади зеркала озера приводит к затоплению влажного луга. В 2009 г. из-за сокращения размера озера наблюдается небольшое снижение выбросов СН4. В 2008 г. резкое увеличение эмиссии происходит вследствие вовлечения почвенного и растительного углерода затопленного влажного луга в озерную стадию производства СН4. Таким образом, после затопления влажного луга в 2007 и 2008 гг. эмиссия СН4 из озера увеличилась с 56,8 до 283,5 кг С га', далее до 250,4 кг С га-1 в 2009 г. (табл. 3). Количество выбросов СН4 из озера, которое рассчитывается путем умножения площади на эмиссию, увеличилось с 2851 и 2458 кг С в 2006-2007 гг. до 13170 и 11112 кг С в 2008 и 2009 гг. соответственно. Эмиссию СН4 через аэренхимы растительности измеряли с 2007 по 2009 гг. С учетом площади озера и водной растительности эмиссия СН4 (через растения в период наблюдений с 2007 до 2009 гг.) увеличилась с 2246 до 38250 кг С площадь-1 (табл. 6). Среднее значение эмиссии метана в виде пузырей из озера в 2009 г. было вычислено как 9,8 кг С га-1 и экстраполировано для оценки общего выброса СН4 из изученного аласа на четыре рассмотренных года. Эмиссия СН4, выделившегося в виде пузырей, при пересчете на площадь озера в 2006 г. составила 198,9 кг С. При увеличении площади озера с 2007 по 2009 гг. она возросла до 432,9 кг С (табл. 6). Общая
суммарная эмиссия изученной аласной котловины, включая луговые пространства, озеро и пузыри в период с 2006 по 2009 гг., увеличилась с 3,1 до 50,1 Мг С.
Во второй год после затопления влажного луга (2008 г.) произошла максимальная эмиссия СН4 вследствие разложения органического углерода в почвах. На третий год эмиссия остается стабильно высокой только на озере. Таким образом, озеро внутри аласа является основным источником СН4. Изменение его площади и длительность затопления аласных лугов напрямую влияют на эмиссию метана.
Заключение
Озеро внутри термокарстовой котловины является основным источником высоких выбросов СН4. В период исследований из-за обильных осадков произошло значительное увеличение площади озера с затоплением влажного луга, которое привело к существенному увеличению выбросов СН4 внутри аласа. Сценарии будущего потепления климата прогнозируют повышение температуры воздуха и количества осадков на бореальном поясе северного полушария. В соответствии с этими сценариями термокарстовые котловины в Центральной Якутии могут войти в стадию длительного затопления, которое приведет к увеличению производства и выбросов СН4 в атмосферу в огромных количествах. Также произойдет дальнейшее увеличение площади термокарстовых котловин как следствие оттаивания ледового комплекса. Таким образом, в аспекте будущего потепления климата Центральная Якутия является высокопотенциальной зоной риска.
Работа выполнена в рамках государственного задания по проекту № 0376-2014-0004. Тема 54.1.2. «Механизмы трансформации и закономерности функционирования почв крио-литозоны в условиях глобальных изменений: факторы, современное состояние и прогноз». Направление 54. «Почвы как компонент биосферы (формирование, эволюция, экологические функции)» программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг.
Таблица 6
Потоки (эмиссия и поглощение) СН4 внутри изученного аласа за период с 2006 по 2009 гг. (данные биоценозов даны в кг С площадь-1. Годовая сумма дана в Мг С площадь -1)
2006 2007 2008 2009
Биоценоз Площадь кг С Площадь кг С Площадь кг С Площадь кг С
га площадь-1 га площадь-1 га площадь-1 га площадь-1
Остепненный луг 19,2 -1,3 17,1 -1,9 11,1 2,9 10,7 1,6
Влажный луг 24,1 41,5 3,3 9,8 6,2 2444,2 8,7 42,3
Влажный
луг, через 3,3 47,4 6,2 1619,0 8,7 247,6
растительность
Озеро 20,4 2851,5 43,3 2457,7 46,5 13170,0 44,4 11112,0
Озеро, через растительность 10,2 26,0 2246,0 23,2 4058,1 17,7 38250,1
Пузыри 20,4 198,9 43,3 422,2 46,5 453,4 44,4 432,9
Полная эмиссия Мг С площадь-1
3,1 5,2 21,7 50,1
Примечание: * - площадь эмиссии через растительность влажного луга включена в площадь влажного луга, площадь эмиссии через водную растительность и эмиссия через пузыри включены в площадь озера.
Л и т е р а т у р а
1. Morishita T., Hatano R., Desyatkin R. V. (2003) CH4 flux in an Alas ecosystem formed by forest disturbance near Yakutsk, eastern Siberia, Russia. Soil Science and Plant Nutrition, 49. - P. 369-377.
2. Nakano T., Kuniyoshi S., Fukuda M. (2000) Temporal variation in methane emission from tundra wetlands in a permafrost area, northeastern Siberia. Atmospheric Environment, 34. - P. 1205-1213.
3. Takakai F., Desyatkin A. R., Lopez C. M. L., Fedorov A. N., Desyatkin R. V., Hatano R. (2008) CH4 and N2O emissions from a forest-alas ecosystem in the permafrost taiga forest region, eastern Siberia, Russia. Journal of Geophysical Research - Biogeosciences, 113, G02002. DOI: 10.1029/2007JG000521.
4. Walter K. M., Zimov S. A., Chanton J. P., Verbyla D., Chapin III F. S. (2006) Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. Nature, 443. - P. 71-75.
5. Zimov S. A., Voropaev Y. V., Semiletov I. P., Davidov S. P., Prosiannikov S. F., Chapin III F. S., Chapin M. C., Trumbore S., Tyler S. (1997) North Siberian lakes: A methane source fuelled by Pleistocene carbon. Science, 277. - P. 800-802.
6. Босиков Н. П. Эволюция аласов Центральной Якутии. - Якутск: ИМЗ СО РАН, 1991. - 128 с.
7. Desyatkin A. R., Takakai F., Fedorov P. P., Nikolaeva M. C., Desyatkin R. V., Hatano R. (2009) CH4 emission from different stages of thermokarst formation in Central Yakutia, East Siberia. Soil Science and Plant Nutrition, 55. - P. 558-570.
8. Suzuki R., Hiyama T., Strunin M., Ohata T., Koike T. (2001) Airborne observation of land surface by video camera and spectrometers around Yakutsk. Activity Report of GAME-Siberia 2000, GAME Publication 26. - P. 61-64.
9. Desyatkin A. R., Takakai F., Fedorov P. P., Desyatkin R. V., Hatano R. (2007) Effect of human activity on carbon balance in meadows in a thermokarst depression in Siberia. Eurasian Journal of Forest Research, 10. - P. 89-96.
10. Nikolaeva M. Ch., Desyatkin A. R. (2004) Change of spatial structure of Alas vegetative cover as a parameter of soil conditions change. Permafrost soils: ecology and protection. Materials of the All-Russia Scientific Conference Devoted to the 4th Congress of the Dokuchaev Society of soil Scientists and the 100-anniversary of Professor Vasily Georgievich Zolnikov, 28-30 June. Publishing House of Permafrost Institute SB RAS. - Yakutsk. - P. 114-119.
R e f e r e n c e s
1. Morishita T., Hatano R., Desyatkin R. V. (2003) CH4 flux in an Alas ecosystem formed by forest disturbance near Yakutsk, eastern Siberia, Russia. Soil Science and Plant Nutrition, 49. - P. 369-377.
2. Nakano T., Kuniyoshi S., Fukuda M. (2000) Temporal variation in methane emission from tundra wetlands in a permafrost area, northeastern Siberia. Atmospheric Environment, 34. - P. 1205-1213.
3. Takakai F., Desyatkin A. R., Lopez C. M. L., Fedorov A. N., Desyatkin R. V., Hatano R. (2008) CH4 and N2O emissions from a forest-alas ecosystem in the permafrost taiga forest region, eastern Siberia, Russia. Journal of Geophysical Research - Biogeosciences, 113, G02002. DOI: 10.1029/2007JG000521.
4. Walter K. M., Zimov S. A., Chanton J. P., Verbyla D., Chapin III F. S. (2006) Methane bubbling from Siberian thaw lakes as a positive feedback to climate warming. Nature, 443. - P. 71-75.
5. Zimov S. A., Voropaev Y. V., Semiletov I. P., Davidov S. P., Prosiannikov S. F., Chapin III F. S., Chapin M. C., Trumbore S., Tyler S. (1997) North Siberian lakes: A methane source fuelled by Pleistocene carbon. Science, 277. - P. 800-802.
6. Bosikov N. P. Evoliutsiia alasov Tsentral'noi Iakutii. - Iakutsk: IMZ SO RAN, 1991. - 128 s.
7. Desyatkin A. R., Takakai F., Fedorov P. P., Nikolaeva M. C., Desyatkin R. V., Hatano R. (2009) CH4 emission from different stages of thermokarst formation in Central Yakutia, East Siberia. Soil Science and Plant Nutrition, 55. - P. 558-570.
8. Suzuki R., Hiyama T., Strunin M., Ohata T., Koike T. (2001) Airborne observation of land surface by video camera and spectrometers around Yakutsk. Activity Report of GAME-Siberia 2000, GAME Publication 26. - P. 61-64.
9. Desyatkin A. R., Takakai F., Fedorov P. P., Desyatkin R. V., Hatano R. (2007) Effect of human activity on carbon balance in meadows in a thermokarst depression in Siberia. Eurasian Journal of Forest Research, 10. - P. 89-96.
10. Nikolaeva M. Ch., Desyatkin A. R. (2004) Change of spatial structure of Alas vegetative cover as a parameter of soil conditions change. Permafrost soils: ecology and protection. Materials of the All-Russia Scientific Conference Devoted to the 4th Congress of the Dokuchaev Society of soil Scientists and the 100-anniversary of Professor Vasily Georgievich Zolnikov, 28-30 June. Publishing House of Permafrost Institute SB RAS. - Yakutsk. - P. 114-119.
^iMSr^Sr
УДК 582.26(571.56) Л. И. Копырина, Е. В. Пшенникова
АЛЬГОФЛОРА ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА РЕКИ КОЛЫМЫ
Альгофлора бассейна реки Колымы стала изучаться с 1956 г. Результаты многолетних исследований водорослей водоемов бассейна реки Колымы позволили установить качественный и количественный составы водорослей, а также эколого-географическую характеристику и санитарное состояние водоемов. В настоящее время альгофлора бассейна реки Колымы представлена 1438 видами и разновидностями водорослей из 8 отделов, что составляет 42 % от общего состава флоры водорослей Якутии. В реке преобладают Bacillariophyta, Chlorophyta и Cyanophyta, а в стоячих водоемах - Chloro-phyta. Лимнофлора в водоемах бассейна реки Колымы в 4-7 раз богаче реофлоры. Нами выяснено, что в водоемах бассейна реки Колымы присутствуют виды водорослей, характерные для северо-востока Сибири и Аляски. Отмечены редкие виды из отделов желто-зеленых (Gaumiella bellifontana Bourr.) и золотистых (Dinobryon annulatum Hill. et Asm.) водорослей. Для вида Chlorallantus attenuatus Pasch., встречающегося только в этом районе, И. И. Васильевой была впервые описана и зарегистрирована новая вариация C. kolymensis Vasil. var. nov. Кроме того, проведенные исследования позволили существенно расширить и дополнить морфологические и экологические характеристики некоторых водорослей (Merismogloea ellipsoidea (Pasch.) Vasil., Gaumiella bellifontana Bourr., Centritractus rotundatus Pasch., Chlorotheciumpirrotae Borzi, Gloeoskene turfosa Fott и др.) Выявлено 18 новых для альгофлоры Якутии видов, отдел Rhodophyta впервые указывается для водоемов реки Колымы.
Ключевые слова: водоем, водоросли, видовой состав, виды, род, отдел, численность, биомасса, местообитание, сапробность.
КОПЫРИНА Любовь Иннокентьевна - к. б. н., с. н. с. лаборатории флористики, геоботаники и мерзлотного лесоведения Института биологических проблем криолитозоны СО РАН.
E-mail: l.i.kopyrina@mail.ru
KOPYRINA Liubov Innokentyevna - Candidate of Bioilogical Sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Floristry, Geobotany and Permafrost Forest Science, Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences.
E-mail: l.i.kopyrina@mail.ru
ПШЕННИКОВА Елена Виссарионовна - к. б. н., зав. каф. гистологии и микробиологии Медицинского института СВФУ им. М. К. Аммосова.
E-mail: el_viss@mail.ru
PSHENNIKOVA Elena Vissrionovna - Candidate of Bioilogical Sciences, Head of the Department of Histology and Microbiology of Medical Institute, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University.
E-mail: el_viss@mail.ru
