CC BY
50
УДК 631.41
М. В. Глаголев, И. Е. Клепцова, В. C. Казанцев, И. В. Филиппов, Т. Мачида, Ш. Ш. Максютов
ЭМИССИЯ МЕТАНА ИЗ ТИПИЧНЫХ БОЛОТНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ: К «СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ» BC5
Измерены удельные потоки метана, характерные для некоторых болотных ландшафтов лесостепной зоны Западной Сибири. В эвтрофных болотах лесостепи удельные потоки СН4 очень близки к таковым в подтайте, и распределение вероятности удельното потока метана имеет следующие параметры: 1-я квартиль / медиана / 3-я квартиль = 0.53 / 1.99 / 6.03 мтС СН4-м 2-час-1. Также близки и потоки из внутриболотных озер: как и в подтайте, это - десятки или первые сотни мтС СН4-м 2-час-1. Распределение вероятности удельното потока в рямах: 0.00 / 0.09 / 0.21 мтС СН4-м-2-час-1. На основании модели Вс5 тодовая эмиссия СН4 из лесостепи Западной Сибири оценена величиной 0.36 Мт СН4/тод, что составляет лишь 5 % ретиональной эмиссии.
Ключевые слова: эмиссия метана, болота, Западная Сибирь, лесостепь.
Введение Задача данной работы - оценить величины удель-
Интерес к изучению эмиссии СН4 обусловлен значительным влиянием этого газа на фотохимию атмосферы и глобальное изменение климата. Хотя концентрация СН4 в атмосфере существенно меньше, чем С02, но по величине прямого потенциала глобального потепления метан в 39 раз (для периода 20 лет) превышает углекислый газ [1].
Болота - основной естественный источник СН4, дающий по оценкам ІРСС 115 Мт СН4/год, что составляет около 22 % глобальной эмиссии метана или около 70 % эмиссии из всех природных источников [2]. В этом плане особый интерес представляет Западная Сибирь, так как болотные ландшафты занимают здесь в среднем около 27 % общей площади региона [3], делая эту территорию экстремально заболоченной (заболоченность может возрастать в болотных областях до 50 %, а в более мелких пространственных единицах - округах - даже до 80 %, как, например, это имеет место соответственно в Западно-Сибирской лесотундровой области пребореально-бореальных болот и Сургутско-Полесском округе северотаежных болот [4]).
Однако, несмотря на важность Западной Сибири в «проблеме метана», огромная (на порядок!) разница в оценках эмиссии СН4 с этой территории, даваемых разными авторами (анализ основных оценок и литературный обзор см. в [5]), показывает, что пока достоверной оценки величины регионального потока не существует. Одна из причин этого - недостаток регулярных измерений эмиссии метана. В частности, нам не удалось найти каких-либо литературных данных по величинам удельных потоков метана в лесостепной зоне Западной Сибири.
Главной целью цикла наших работ последних лет является уточнение региональной оценки эмиссии СН4 с территории Западной Сибири, основанное на получении и обработке собственных и литературных экспериментальных данных. Такое уточнение проводится нами на основе концепции «стандартной модели»
[5, 6].
ных потоков метана, характерные для лесостепной зоны Западной Сибири, а также оценить неопределенности регионального потока, порождаемые разбросом этих величин.
Объекты и методы исследований
Измерения проводились в течение летне-осенних периодов 2007 и 2009 гг. в лесостепной зоне Западной Сибири. На исследуемой территории преобладают болота займищного типа: центральные части займищ покрыты тростниковыми (Phragmites australis), тростниково-осоковыми (Carex diandra) и вейнико-выми (Calamagrostis sp.) болотами, периферийные части заняты осоково-злаковыми (Scolochloafestuca-cea, Carex caespitosa, C. omskiana) сообществами. Местами в займищах встречаются вкрапления выпуклых олиготрофных (сосново-кустарничково-сфагно-вых) «рямов» [7, 3]. Площадь остальных типов микрорельефа незначительна (табл. 1).
Измерения выполнялись на преобладающих элементах микрорельефа: в рямах и эвтропных топях. Также исследовались внутриболотные озера, о которых предполагалось, что они (за счет предположительно больших удельных потоков) могут вносить существенный вклад в величину региональной эмиссии.
Все ключевые участки, на основании которых была построена «стандартная модель» Bc5, представлены на рис. 1. К лесостепной зоне относятся участки «Ни-колаевка» и «Кузнецкий рям». Их общая характеристика представлена в табл. 2, а подробные геоботани-ческие описания - в табл. 3.
Удельные потоки CH4 определялись с помощью метода статических камер. Подробное описание методики этих и сопутствующих измерений имеется в [8].
Для расчета региональной эмиссии использовалась электронная карта болот Западной Сибири [3]. Плотности вероятностей строили методом «гистограмм с интервалами равной вероятности» [9] с дальнейшей сплайн-аппроксимацией (конкретный алгоритм описан ранее в [10]). Оценка возможного раз-
Т аблица 1
Относительные площади типов болот и слагающих их элементов микрорельефа (%), подсчитанные по карте Peregon & а1. [3]
Тип болотного комплекса1 Приозерные сплавины Гряды Олиготрофные мочажины Эвтрофные болота Озера Рямы Доля данного типа болот, %
Тип 9 и 10 5.27 37.07 37.07 0 9.89 10.71 0.1
Тип 11 0 0 0 0 0 100 2.99
Тип 15 0 0 0 87.18 0 12.82 0.57
Тип 16 0 0 0 100 0 0 21.78
Тип 17 0 0 0 100 0 0 0.53
Тип 18 0 0 0 96.66 0 3.34 9.94
Тип 19 0 0 0 100 0 0 62.54
Тип 20 0 0 0 100 0 0 1.21
Тип 212 0.66 4.63 4.63 72.98 1.24 15.86 0.34
Доля данного типа микрорельефа, % 0.01 0.04 0.04 96.49 0.01 3.42 100
Примечание: 1 Тип 9 - грядово-мочажинные и грядово-мочажинно-озерковые (гряды - сфагново-кустарничковые, облесенные сосной, мочажины - сфагново-шейхцериевые и сфагново-осоковые в сочетании с озерками); Тип 10 - грядово-озерковые (в сочетании с озерками гряды - сфагново-кустарничковые, облесенные сосной); Тип 11 - лесные и мохово-лесные (сосново-кустарничковые и сфагново-кустарничково-сосновые); Тип 15 - травяно-моховые (осоково-гипновые) в сочетании с выпуклыми олиготрофными (сфагново-кустарничково-сосновыми) «рямами»; Тип 16 - травяные и травяно-моховые (осоково-гипновые и осоковые); Тип 17 - лесные (березово-вейниково-осоковые, березово-осоково-сфагновые, сосново-березово-осоково-сфагновые); Тип 18 - тростниковые и тростниково-осоковые «займища» в сочетании с выпуклыми олиготрофными (сфагново-кустарничково-сосновыми) «рямами»; Тип 19 - тростниковые, тростниково-осоковые и вейниковые; Тип 20 - засоленные светлуховые и вейниковые; Тип 21 - неизвестные комплексы [3].
2Для типа 21 известна лишь его доля площади от общей. За доли площадей различных элементов микрорельефа приняты их усредненные величины у типов 9-20.
Таблица 2
Общая характеристика объектов исследования
Ключевой участок Точки измерений Общая характристика
Николаевка ТЖ-1, ТЖ-2, М.ЕиО, №.Яуа.3 Ключевой участок расположен в 50 км на Юго-Восток от Барабинска и представляет собой выпуклый участок олиготрофного ряма (1.5 км в диаметре) с эвтрофными топями на периферии
Кузнецкий рям Ки1, Ки2, Ки2.1, Ки3, Ки3.1, Ки.021 Ключевой участок расположен в 100 км к Западу от Новосибирска и представляет собой фрагментированный рям, перемежающийся различными типами эвтрофных сообществ. Измерения проводились на участке тростниковой группировки растительности, а также на внутриболотном озере
броса величин региональной эмиссии проводилась методом Монте-Карло [11].
Результаты и обсуждение Результаты измерения эмиссии метана приведены в табл. 4 и 5 (соответствующие этим измерениям гидротермические и гидрохимические условия суммированы в табл. 6 и 7).
К сожалению, мы не смогли найти в литературе сведений об измерениях эмиссии СН4 в лесостепи Западной Сибири, поэтому здесь возможно провести сравнение лишь с результатами, полученными в ближайшей (к лесостепной) зоне - подтайге.
В сравнении же с подтайгой, можно отметить, что в эвтрофных болотах лесостепи удельные потоки СН4 очень близки к таковым в подтайге (характеристики распределения вероятности удельного потока метана:
1-я квартиль/медиана /3-я квартиль = 0.53 /1.99/
6.03 мгС СН4-м-2-час-1 против 0.55/1.79/6.59 мгС СН4-м
2-час-1 в подтайге). Также близки и потоки из внутри-болотных озер. Как и в подтайге (ср. табл. 4 с [12]), -это десятки или первые сотни мгС СН4-м 2-час-1.
В связи с тем, что, с одной стороны, пока еще не получено достаточного количества экспериментальных данных для статистически надежного восстанов-
Рис. 1. Ключевые участки измерений эмиссии метана для «стандартной модели» регионального потока Bc5.
I. Ключевые участки: 1 - «Тазовский»; 2 - «Новый Уренгой»; 3 - «Пангоды»; 4 - «Пангоды-Хасырей»; 5 - «Пурпе»; 6 - «Ноябрьск-Пальза»; 7 - «Ноябрьск ГМОК»; 8 - «Обское» (О.); 9 - «Ноябрьск-Денна»; 10 - «Ноябрьск-Холмы»; 11 - «Ортъягун»; 12 - «Мухрино»; 13 - «Шапша-Чистое»; 14 - «Лемпино»; 15 - «Пойковский»; 16 - «Сургут»; 17 - «Аган»; 18 - «Вах»; 19 - «Демьянка»; 20 - «Тобольск»;
21 - «Качипово»; 22 - «Тарманы» (T.Tar.); 23 - «Мулдаши» (T.Tu.); 24 - «Паников Мох»; 25 - «Белый Яр»; 26 - «Плотниково»; 27 -«Таган» (Та1.); 28 - «Батурино» (Bat.); 29 - «Кузнецкий Рям»; 30 - «Николаевка».
II. Границы ботанико-географических подзон: АТ - арктическая тундра, ТТ - типичная тундра, ЮТ - южная тундра, ЛТ - лесотундра,
СТа - северная тайга, СрТа - средняя тайга, ЮТа - южная тайга, ПТа - подтайга, ЛС - лесостепь, С - степь.
III. Преобладает олиготрофный тип болот. IV. Преобладает мезотрофный тип болот. V. Преобладает эвтрофный тип болот
ления законов распределения вероятностей потоков тов, для которых возможно сравнить потоки в лесо-
СН4 в каждом типе болотных микроландшафтов ле- степи и подтайте, мы видим явную близость резуль-
состепи и, с друтой стороны, для тех микроландшаф- татов, в «лесостепной» части стандартной модели Вс5
(рис. 2) отчасти используются «подтаежные» вероятностные распределения.
Из рис. 2 видно, что наименьшие наиболее вероятные значения удельных потоков СН4 наблюдаются в рямах. Это совершенно логично, так как в рямах вода стоит довольно низко (табл. 6) и условия там скорее микроаэрофильные, а не о блигатно-анаэробные.
С этой точки зрения кажется вполне логичным, что наибольшие значения удельных потоков обнаруживаются в озерах.
Однако столь большие значения, как 100-200 мгС СН4-м 2-час-1, все же кажутся нам несколько подозрительными. В работах, выполненных другими авторами (правда, в иных природных зонах), обычно
0 12 3
Уд ельный поток СН4, мгсм-2час-1
Уд ельный поток СН4, мгсм 2час 1
Уд ельный поток СН4, мгсм 2час 1
0.6
0.5
0.4
к
о
О)
Ш
Л
0.3
0.2
0.1
Эвтрофные болота
0 50 100 150 200
Уд ельный поток СН4, мгсм-2час-1
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Приозерные сплавины
50 100 150 200
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Внутриболотные озера
0 50 100 150 200
Уд ельный поток СН4, мгсм-2час-1
Рис. 2. Распределения плотностей вероятностей удельных потоков СН4 в основных болотных ландшафтах лесостепи Западной Сибири
(принятые в модели Вс5)
0
4
0
Уд ельный поток СН4, мгсм час
0
Т аблица 3
Проективное покрытие 1 древесного, кустарничкового, мохового и травянистого ярусов растительности на исследовательских полигонах, %
Вид Ярус Исследовательский полигон
Ku Ni.Rya.3 T.Ni.-1 T.Ni.-2
Betula pubescens Ehrh. Древесный 50 90 90 90
Pinus sylvestris L. Древесный 50 + + +
Andromeda polifolia L. Кустарничковый - 5 5 5
Chamaedaphne calyculata (L.) Moench Кустарничковый 15 20 20 20
Ledum palustre L. Кустарничковый 40 40 40 40
Eriophorum vaginatum L. Травянистый + + + +
Oxycoccus microcarpus Turcz. ex Rupr. Травянистый - 2 2 2
Oxycoccus palustris Pers. Травянистый 5 3 3 3
Rubus chamaemorus L. Травянистый + + + +
Vaccinium vitis-idaea L. Травянистый 15 10 10 10
Polytrichum strictum Brid. Моховый 10 1 1 1
Pleurosium schreberi Моховый 15 - - -
Sphagnum angustifolium (Russ. ex Russ.) C. Jens. Моховый 5 9 9 9
Sphagnum fuscum (Schimp.) Klinggr. Моховый - 60 60 60
Sphagnum capillifolium Моховый - 30 30 30
Примечание: ') Знак “+” означает, что площадь проективного покрытия составляла <1 %.
Таблица 4
Эмиссия метана из эвтрофныгх болот и внутриболотныш озер
Точка Координаты Дата Эмиссия СН4 (мгС*м-2,час-1)
Широта Долгота Среднее STD
Эвтрофные болота
Ku1 55.16550 81.32106 9.07.2009 2.52 2.49
Ku1 55.16550 81.32106 9.07.2009 8.09 0.24
Ku2 55.16553 81.32137 9.07.2009 - 0.09 0.03
Ku2 55.16553 81.32137 9.07.2009 1.52 1.38
Ku2 55.16553 81.32137 9.07.2009 5.66 0.17
Ku2 55.16553 81.32137 9.07.2009 8.46 0.25
Ku2.1 55.16553 81.32145 9.07.2009 0.63 1.00
Ku2.1 55.16553 81.32145 9.07.2009 0.22 0.43
Ku3 55.16578 81.32084 9.07.2009 13.33 0.87
Ku3 55.16578 81.32084 9.07.2009 7.14 0.21
Ku3.1 55.16578 81.32079 9.07.2009 -0.53 0.03
Ku3.1 55.16578 81.32079 9.07.2009 2.07 0.76
Ni.Eut. 3 55.15038 79.05720 17.07.2009 2.53 0.32
Ni.Eut. 3 55.15038 79.05720 17.07.2009 1.91 0.50
Ni.Eut. 3 55.15038 79.05720 17.07.2009 1.30 0.73
Ni.Eut. 3 55.15038 79.05720 17.07.2009 0.02 0.01
Внутриболотные озера
Ku. Oz 1 55.16550 81.32106 9.07.2009 111.56 24.84
Ku. Oz 1 55.16550 81.32106 9.07.2009 165.08 8.19
Ku. Oz 1 55.16550 81.32106 9.07.2009 139.59 23.68
Ku. Oz 1 55.16550 81.32106 9.07.2009 57.12 3.86
наблюдались существенно меньшие значения. Так, в (до 20 мгС СН4-м 2-час-1). В 100 раз меньшие потоки
[13] сообщается об измерениях на юге Финляндии, (до 1.8 мгС СН4-м 2-час-1) приводятся в [14], где опи-
выявивших потоки приблизительно в 10 раз меньшие сано оз. Grosse Fuchskuhle, расположенное на севе-
Таблица 5
Эмиссия метана из рямов лесостепи
Точка Координаты Дата Эмиссия СН4 (мгС*м"2,час"1)
Широта Долгота Среднее ЭТО
I н 55.10533 79.05385 5.08.2007 0.25 0.06
і н 55.10533 79.05385 5.08.2007 -0.03 0.01
Т.N1.-2 55.14933 79.04987 5.08.2007 0.18 0.25
Т.N1.-2 55.14933 79.04987 5.08.2007 -0.01 0.08
№.Яуа.3.1 55.15057 79.05556 17.07.2009 0.00 0.01
№.Яуа.3.1 55.15057 79.05556 17.07.2009 0.34 0.14
№.Яуа.3.2 55.15057 79.05556 17.07.2009 - 0.01 0.01
№.Яуа.3.2 55.15057 79.05556 17.07.2009 0.20 0.21
Таблица 6
Гидротермические условия в точках измерений
Точка Эмиссия метана, мгОм-2*ч-1 Температура,°С УБВ*), см
воздуха торфа на глубине
0 см 5 см 15 см 25 см 45 см
Эвтрофные болота
Ки1 2.52 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки1 8.09 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 10
Ки2 - 0.09 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки2 1.52 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки2 5.66 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки2 8.46 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки2.1 0.63 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки2.1 0.22 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки3 13.33 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 0
Ки3 7.14 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки3.1 - 0.53 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 5
Ки3.1 2.07 н.д. 19.9 19.9 5.7 16.1 н.д. 10
N1. БиО 2.53 н.д. 13.16 12.8 10.4 н.д. 8.0 - 10
N1. БиО 1.91 н.д. 13.16 12.8 10.4 н.д. 8.0 - 7
N1. БиО 1.30 н.д. 14.01 13.0 10.4 н.д. 7.8 - 16
N1. БиО 0.02 н.д. 14.01 13.0 10.4 н.д. 7.8 - 10
Рямы
Т.N1.-1 0.25 25.2 22.0 16.5 14.5 н.д. 12.4 45
Т.N1.-1 - 0.03 25.2 22.0 16.5 14.5 н.д. 12.4 45
Т.N1.-2 0.18 26.5 26.6 23.4 14.9 н.д. 11.4 60
Т.N1.-2 - 0.01 26.5 26.6 23.4 14.9 н.д. 11.4 60
№.Яуа.3.1 0.00 н.д. 18.1 17.3 15.1 н.д. 11.0 10
№.Яуа.3.1 0.34 н.д. 17.3 17.4 15.2 н.д. 11.0 10
N1.Rya.3.2 - 0.01 н.д. 17.0 17.4 15.5 н.д. 11.0 15
N1.Rya.3.2 0.20 н.д. 17.0 17.4 15.5 н.д. 11.0 15
Примечание: *|УБВ - уровень стояния болотных вод. Ось вертикальных координат направлена вглубь почвы. Таким образом, положительные значения указывают на уровень воды ниже поверхности торфа, а отрицательные - выше этой поверхности.
ро-востоке Германии. Впрочем, существуют и такие работы, в которых приводятся потоки, сравнимые с обнаруженными нами. Так, в [15] сообщается о продукции метана (в балтийских озерах) на уровне 112 мгС СН4-м 2-час-1.
На основании модели Вс5 годовая эмиссия СН4 из болот лесостепи Западной Сибири оценена величиной 0.36 МтСН4/год, что составляет лишь 5 % региональной эмиссии (табл. 8), равной 7.2 МтСН4/год. К сожалению, разброс оценок, получаемых по моде-
Таблица 7
Гидрохимические условия в точках измерений
ли Вс5, весьма велик и составляет для всей Западной Сибири ± 4.75 МтСН4/год. Для лесостепи разброс равен ± 0.31 МтСН4/год, причем 99.8 % этого разброса обусловлено неопределенностью удельного потока из эвтрофных болот, поскольку, как видно из последней строки табл. 1, эти болота составляют подавляющую часть болот лесостепной зоны. И лишь 0.1 % разброса объясняется неопределенностью потока из внутриболотных озер. Доля их площади ничтожно мала (0.01 %), но, как видно из рис. 2, распределение плотности вероятности удельных потоков СН4 для них чрезвычайно «широкое».
Вообще говоря, понятно, что в любом случае разброс регионального потока порожден заложенными в модель эмпирическими распределениями плотности вероятности удельных потоков из конкретных ландшафтов. Если бы распределения были бы более «узкими» (ср. «Рямы» и «Внутриболотные озера» на рис. 2), то, конечно, разброс оказался бы меньше. Но что порождает наблюдаемые весьма «широкие» распределения? Можно выделить как минимум три вероятные причины:
Неточность измерений. Распределения на самом деле могут быть гораздо «уже», но в процессе измерений мы допускаем какие-либо погрешности, порождающие слишком большие или малые фиктивные потоки. Например, при работе камерным методом мы можем случайно выдавить газ из почвы; таким образом, за время экспозиции (порядка часа) в камеру попадает газ, накапливавшийся в почве месяцами, что приводит к чрезвычайно большим потокам, которые, конечно, не могут наблюдаться повсеместно и часто.
Если причина состоит именно в неточности измерений, то, с одной стороны («количественный» путь), необходимо «набирать статистику» - увеличивать ко-
Таблица 8
Эмиссия СН4 в природных зонах Западной Сибири (согласно модели Вс5)
Зона Период эмиссии метана,сут Поток СН4, Мт/год
Тундра 101 0.65
Лесотундра 118 0.07
Сев. тайга 135 1.06
Сред. тайга 163 1.90
Юж. тайга 169 2.17
Подтайга 183 0.92
Лесостепь 196 0.36
Степь 213 0.04
личество измерений, а с другой стороны («качественный» путь), следует развивать технику измерений (например, переходя в будущем от камерного метода к микрометеорологическим).
Ограниченность выбранной системы типов элементов ландшафта. В этом случае наблюдаемые «широкие» распределения являются суммой нескольких достаточно «узких», соответствующих более дробным типам ландшафтов, не выделяемых индивидуально в рамках использованной нами типологии ландшафтов. Обычно при этом распределение имеет несколько максимумов, каждый из которых соответствует отдельному типу ландшафта. Например, в «стандартной модели» имеется лишь единый тип «эвтрофные болота», в то время как болотоведы выделяют внутри этого типа множество разновидностей: «согры», «осоковый тип», «тростниковый тип» и многие др. [4]. Понятно, что болота лесного облика (например согры) по условиям увлажнения (а значит, и по степени анаэробиозиса!) резко отличаются от открытых болот (осоковых, тростниковых), следовательно, метан в тех и других будет образовываться совершенно с разной интенсивностью.
Вероятно, на рис. 2 («Эвтрофные болота») левый пик, приходящийся на область практически нулевых удельных потоков, соответствует лесным болотам, а правый пик, приходящийся на область довольно больших потоков (около 10 мгС СН4-м2-час-1), соответствует травяным болотам. Если причина состоит именно в ограниченности выбранной системы элементов ландшафта, то необходимо в будущем использовать более точные карты болот.
Изменение эмиссии с течением времени. Даже если используется максимально детализированная система естественных максимально однородных ландшафтов, «широкое» распределение может получиться из-за развития процесса эмиссии с течением времени. Действительно, известно ([14, 13, 8] и др.), что эмиссия метана имеет четкий сезонный ход. Если измерения производятся в течение небольшого пери-
Точка рН Электропроводность, мкСименс/см
І11ІІ1 тах тіп тах
U1 4.89 5.97 84 125
^2.1 6 6 99 99
^3 5.74 5.74 98 98
^3.1 5.7 5.7 102 102
№. Eut.3 6.32 6.66 434 891
^№.-1 3.92 4.28 140 260
^№.-2 3.74 4.01 70 80
№^у& 3.1 3.34 3.74 137 179
№^у& 3.2 3.28 3.34 131 167
ода времени, то распределение плотности вероятное- статистического моделирования производить интег-ти удельного потока СН4 могло бы быть относительно рирование (по времени) динамически изменяющего-
«узким» - сосредоточившимся вокруг некоторого ся потока. Межгодовая же изменчивость представ-
значения, характерного для данного ландшафта в дан- ляет собой источник реального разброса региональной зоне в данное время года. Если потом измерения ного потока. Действительно, бывают аномально за-
производятся в другое время года (или в то же самое сушливые и холодные годы, тогда региональный по-
время, но в другой год, отличающийся по метеоро- ток СН4 на самом деле снижается; напротив, бывают
логическим показателям от года первых измерений), аномально теплые годы с большим количеством осад-
то для этого периода новых измерений опять могло ков, обеспечивающих постоянно высокий уровень
бы быть получено «узкое» (но смещенное относитель- УБВ - тогда региональный поток действительно воз-
но первого!) вероятностное распределение. Однако растает,
объединение измерений, произведенных в разные Благодарности
времена года и в разные годы (а именно это и делает- Авторы выражают искреннюю благодарность всем
ся для получения более объективной картины эмис- участникам экспедиций 2007 и 2009 гг., трудом кото-
сии) даст вместо нескольких «узких», смещенных рых получена часть представленных эксперименталь-
друг относительно друга распределений, одно «ши- ных данных. В этой связи особую признательность
рокое». хотелось бы выразить В. Ботину и Д. Слонову
Если причина состоит именно в сезонном измене- Работа выполнена при частичной финансовой
нии эмиссии, то, вероятно, следует формализовать эту поддержке Федерального агентства по науке и ин-
динамику в виде математической модели и вместо новациям (Госконтракт 02.740.11.0325).
Список литературы
1. Кароль И. Л. Оценки характеристик относительного вклада парниковых газов в глобальное потепление климата // Метеорология и гидрология. 1996. Вып. 11. С. 5-12.
2. Le Mer J., Roger P. Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils // A review. Eur. J. Soil Biol. 2001. № 37. P. 25-50.
3. Peregon A., Maksyutov S., Kosykh N., Mironycheva-Tokareva N. Map-based inventory of wetland biomass and net primary production in Western Siberia // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. G011007, doi:10.1029/2007JG000441.
4. Лисс О. Л., Абрамова Л. И., Аветов Н. А. и др. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. Тула: Гриф и Ко, 2001. 584 с.
5. Глаголев М. В. Эмиссия метана: идеология и методология «стандартной модели» для Западной Сибири // Сборник научных трудов кафедры ЮНЕСКО Югорского государственного университета. Вып. 1. Новосибирск: НГУ, 2008. C. 176-190.
6. Глаголев М. В., Клепцова И. Е. Эмиссия метана в лесотундре: к созданию «стандартной модели» (Аа2) для Западной Сибири // Вестн. ТГПУ. 2009. Вып. 3. C. 77-81.
7. Тюремнов С. Н. Растительный покров // Торфяные месторождения Западной Сибири: сборник. М.: Советская наука, 1957. С. 30-39.
8. Глаголев М. В., Шнырев Н. А. Летне-осенняя эмиссия СН4 естественными болотами Томской области и возможности ее пространственно-временной экстраполяции // Вестн. МГУ. Сер. Почвоведение. 2008. № 2. С. 24-36.
9. Костылев А. А., Миляев П. В., Дорский Ю. Д. и др. Статистическая обработка результатов экспериментов на микро-ЭВМ и программируемых калькуляторах. Л.: Энергоатомиздат. ЛО, 1991. 304 с.
10. Глаголев М. В., Сабреков А. Ф. О восстановлении плотности вероятности методом гистограмм в почвоведении и экологии // Динамика окружающий среды и глобальные изменения климата: сб. науч. тр. кафедры ЮНЕСКО Югорского гос. ун-та. Вып. 1. Новосибирск: НГУ, 2008. С. 55-83.
11. Соболь И. М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973. 312 с.
12. Глаголев М. В., Клепцова И. Е., Казанцев В. С. и др. Эмиссия СН4 из болотных ландшафтов подтайги Западной Сибири: к «стандартной модели» АЬ4 // Восьмое сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: мат-лы рос. конф. / под ред. М. В. Кабанова. Томск: Аграф-Пресс, 2009. C. 240-242.
13. Kankaala P., Taipale S., Nykanen H. et al. Oxidation, efflux, and isotopic fractionation of methane during autumnal turnover in a polyhumic, boreal lake // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. G02003, doi:10.1029/2006JG000336.
14. Casper P., Chan O. C., Furtado A. L. S. et al. Methane in an acidic bog lake: The influence of peat in the catchment on the biogeochemistry of methane // Aquat. Sci. 2003. № 65. P 36-46.
15. Dzyuban A. N. Intensity of the Microbiological Processes of the Methane Cycle in Different Types of Baltic Lakes // Microbiology. 2002. № 71(1). P 98-104.
Глаголев М. В., младший научный сотрудник.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова.
ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 12, г. Москва, Россия, 119991.
E-mail: m_glagolev@mail.ru
Клепцова И. Е., студент.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова.
ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 12, г. Москва, Россия, 119991. E-mail: kleptsova@gmail.com
Казанцев В. С., младший научный сотрудник.
Институт физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН.
Пыжевский пер., 3, г. Москва, Россия, 119017.
E-mail: severus713@gmail.com
Филиппов И. В., младший научный сотрудник.
Югорский государственный университет.
Ул. Чехова, 16, г. Ханты-Мансийск, Тюменская область, Россия, 628012.
E-mail: filip83pov@yandex.ru
Мачида Т., зав. отделом атмосферного и океанического мониторинга.
Национальный институт экологических исследований.
Оногава, 16-2, г. Цукуба, префектура Ибараки, Япония, 305-8506.
E-mail: tmachida@nies.go.jp
Максютов Ш. Ш., кандидат физико-математических наук.
Национальный институт экологических исследований.
Оногава, 16-2, г. Цукуба, префектура Ибараки, Япония, 305-8506.
E-mail: shamil@nies.go.jp
Материал поступил в редакцию 28.08.2009
M. V Glagolev, I. E. Kleptsova, V S. Kazantsev, I. V Filippov, T. Machida, Sh. Sh. Maksyutov
METHANE EMISSION FROM TYPICAL PEATLAND LANDSCAPES OF WESTERN SIBERIA FOREST-STEPPE:
FOR «STANDARD MODEL»BC5
Were measured specific methane fluxes that are representative for some peatland landscapes of Western Siberia forest-steppe. Specific methane fluxes of forest-steppe eutrophic mires are very close to the same fluxes in subtaiga. Probability distribution of specific methane flux has following parameters: 1st quartile/median/3rd quartile = 0.53/1.99/
6.03 mgC CH4-m 2-h 1. Methane fluxes from bog lakes are close too, as in subtaiga they are estimated at tens and first hundreds of mgC CH4-m 2-h 1. Probability distribution of specific methane flux in riam: 0.00 / 0.09 / 0.21 mgC CH4-m 2-h 1. Annual methane emission from Western Siberia forest-steppe (estimated on the model Bc5) is 0.36 MtCH4/year that form 5 % regional emission.
Key words: methane emission, peatlands, Western Siberia, forest-steppe.
Glagolev M. V
Lomonosov Moscow State University.
GSP-1, Leninskiye Gory, 1, building 12, MSU, Moscow, Russia, 119991.
E-mail: m_glagolev@mail.ru
Kleptsova I. E.
Lomonosov Moscow State University.
GSP-1, Leninskiye Gory, 1, building 12, MSU, Moscow, Russia, 119991.
E-mail: kleptsova@gmail.com
Kazantsev V. S.
A. M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics RAS.
Pyzhevsky Lane, 3, Moscow, Russia, 119017.
E-mail: severus713@gmail.com
Filippov I. V
Yugra State University.
Ul. Chekhova, 16, Khanty-Mansiysk, Tyumenskaya oblast, Russia, 628012.
E-mail: filip83pov@yandex.ru
Machida T.
National Institute for Environmental Studies.
16-2 Onogawa, Tsukuba-City, Ibaraki, Japan, 305-8506.
E-mail: tmachida@nies.go.jp
Maksyutov Sh. Sh.
National Institute for Environmental Studies.
16-2 Onogawa, Tsukuba-City, Ibaraki, Japan, 305-8506.
E-mail: shamil@nies.go.jp
