Эмиссия метана из болотных экосистем северной части Западной Сибири

• Автор: Казанцев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

Актуальность работы

Цель работы

Задачи исследования

Научная новизна

Практическая значимость

Глава 1. Эколого-функциональная роль болот как источника метана

1.1. Парниковые газы

1.2. Глобальные источники метана

1.3. Болота как источник метана
1.4. Механизмы транспорта метана
1.5 Факторы, влияющие на эмиссию метана
1.5.1. Температура
1.5.2. Влажность (уровень болотных вод - УБВ)
1.5.3. Растительность
1.5.4. Прочие факторы
1.6. Болота Западной Сибири
1.7. Изучение болот Западной Сибири как источника метана
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Границы территории исследования
2.2. Геологическая история развития
2.3. Рельеф
2.4. Климат
2.5. Растительность 2
2.6 Почвы
2.7. Районирование болотных экосистем
2.8. Ключевые участки
2.8.1. Тундра
2.8.2. Лесотундра
2.8.3. Северная тайга
2.9. Методы 55 Глава 3. Оценка актуальной годовой эмиссии метана
из болотных экосистем северной части Западной Сибири
Глава 4. Определение природных факторов, влияющих
на эмиссию метана
4.1. Выявление структуры данных
4.2. Поиск зависимости значений ПППМ от условий окружающей среды в масштабе элемента болотного
ландшафта в пределах одной природной зоны
4.3. Поиск зависимости значений ПППМ от условий окружающей среды в масштабе всей территории
исследования
Глава 5. Прогноз эмиссии метана из болотных экосистем северной части Западной Сибири в XXI веке
Выводы
Благодарности
Список литературы
Приложение 1.
Приложение 2

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Метан, относящийся к малым газовым составляющим современной атмосферы Земли, является одним из основных парниковых газов [Climate Change, 2007; Dlugokencky et al., 2011]. Из результатов экспериментальных исследований и модельных расчетов следует, что болотные экосистемы являются основными природными источниками метана [Анисимов и др., 2005; Khalil and Shearer, 2000; Anderson et al., 2010]. Основной проблемой при анализе взаимосвязи изменений климата с потоками метана из природных источников в атмосферу является отсутствие или недостаточное количество экспериментальных данных, что не позволяет адекватно оценить региональную эмиссию метана и вклад различных регионов в глобальный метановый бюджет атмосферы. Одним из таких регионов является северная часть Западной Сибири (зоны северной тайги, лесотундры и тундры). Имеющиеся оценки годовой эмиссии метана с территории этого региона требуют уточнения, т.к. являются либо чисто модельными, полученными при достаточно грубых предположениях, либо основываются на небольшом объёме данных полевых измерений.
Изучению влияния климатических факторов и характеристик внешней среды на эмиссию метана посвящено множество публикаций [Whiticar,1999; Pelletier et al, 2007; Worthy et al, 2000 и др.]. Однако, для болотных экосистем северной части Западной Сибири подобных работ, основанных на обширных экспериментальных данных, не проводилось. Эти исследования позволяют установить параметры (климатические, почвенные и пр.), которые оказывают наиболее значимое влияние на эмиссию метана в регионе и определить зависимости динамики эмиссии метана от этих параметров. Подобные зависимости часто применяются в современных климатических моделях и

Статистическая обработка полученных результатов и распределение болотных ландшафтов, представлены в таблице 12 [Naumov et al, 2007].
ПППМ на увлажнённых мочажинах существенно превышает ПППМ на сухих буграх пучения. Каких либо зависимостей между ПППМ и факторами окружающей среды для данного участка авторы, к сожалению, не приводят.
Таблица 12. Статистические показатели ПППМ и распределение болотных ландшафтов на ключевом участке в лесотундре [Naumov et al, 2007].
Элементы болотного ландшафта Площадь, га (%) ПППМ, -2 -1 мг*м »день Ст. откл. ПППМ, -2 -1 мг*м .день Количество измерений
Мочажина 64727(41,9) 41 14
Бугор пучения 78316 (50,7) 8 6
Озеро 11539 (7,5) 6 3
В целом (среднее) 154582(100) 22 9
В монографии А.В. Наумова «Дыхание почвы» [Наумов, 2009] рассмотрен вопрос динамики ПППМ во времени на территории северной тайги. По его мнению, выделение СН4 в суточном цикле на северных болотах происходило нерегулярно (рис. 5). Выявить какие-либо элементы суточной динамики оказалось весьма затруднительно. Причину этого А.В. Наумов видит в сложном характере функционирования болотных экосистем при наличии многолетней мерзлоты, глубоком промерзании торфяной толщи и медленном протаивании верхнего слоя, специфических условиях формирования эмиссионного потока. Сезонная динамика ППП метана была разной (рис. 6).
Самыми низкими скоростями выделения СН* в течение всего времени
наблюдений выделялось плоскобугристое болото. Очевидно, наличие здесь
многолетней мерзлоты существенным образом ограничивало развитие
процесса метаногенеза. Максимальный поток в этих условиях не превышал 2
0,5-0,7 мгС-СН4*м' .час' , тогда как максимальная эмиссия из осоковосфагновой топи составляла около 2,5 мгС-СН4*м"2.час'1. Гряды прогреваются