Значительные площади Западной Сибири занимают болота, которые считаются одним из главных хранилищ углерода на Земле. Это объясняется тем, что углерод накапливался здесь тысячелетиями в виде залежей торфа. Благодаря этому болота активно участвуют в углеродном цикле, поглощая и выделяя парниковые газы. В частности, они поглощают углекислый газ и выделяют метан.
По мнению ученых ИФА РАН, интенсивность таких процессов зависит от температуры у поверхности болота, его микрорельефа (например, наличия кочек, гряд, растительности) и влажности почвы. Из-за того, что эти характеристики обычно сильно различаются даже в пределах одного болота, исследователям сложно рассчитывать, сколько парниковых газов выделяет и поглощает та или иная территория.
Сотрудники ИФА РАН детально изучили типичное для Западной Сибири верховое — то есть питаемое осадками — болото на примере Мухринского торфяника — международного полевого стационара на территории Ханты-Мансийского автономного округа.
В ходе экспедиции ученые описали рельеф и температуру поверхности болота, наблюдая за местностью с помощью дрона. Они также провели наиболее подробные на сегодняшний день измерения потоков тепла и влаги, а также количества метана, выделяемого с единицы местности различными микроландшафтами болота.
Полевые работы на территории Мухринского торфяника. Источник: Арсений Артамонов
Наблюдения показали, что структура верхового болота крайне неоднородна: в пределах Мухринского торфяника исследователи выделили значительно различающиеся между собой микроландшафты, такие как "рямы" — возвышенные участки, покрытые кустарниками или невысокими деревьями, "гряды" — кочки, поросшие мхом, топи и "мочажины" — низменные переувлажненные места. Дневные и ночные температуры у поверхности в разных частях болота сильно колебались: разница между холодными низинными, залитыми водой участками и возвышениями составила в дневные часы около 10°С. Это объясняется тем, что вода нагревается медленнее, чем воздух, а потому влажные почвы обычно имеют более низкую температуру.
«Для развития моделей необходимы детальные и комплексные данные наблюдений. Для каждого типа микроландшафта (для возвышающихся участков — гряд и кочек, и для пониженных — мочажин, топей), и для всего болотного ландшафта в целом нужно одновременно измерить множество параметров – именно такие данные мы собираем на болоте», — рассказал старший научный сотрудник ИФА РАН Дмитрий Чечин.По его словам, подробные данные наблюдений позволяют развивать и верифицировать модели болот и эмиссий парниковых газов.
«Учет болотных микроландшафтов в моделях может приводить к увеличению моделируемых эмиссий метана практически в два раза (на 100%). То же самое можно сказать и об оценках региональных эмиссий метана, для которых характерна большая неопределенность — использование детальных карт болотных микроландшафтов при составлении таких оценок может приводить к увеличению в два раза оценки эмиссий метана болотами», — сообщил ученый.Во время эксперимента на полигоне Мухрино была развернута наиболее подробная сеть наблюдений из когда-либо существовавших среди всех Западно-Сибирских болот, отметил Чечин.
«В этом заслуга прежде всего сотрудников Югорского государственного университета, которые организовали систему постоянного комплексного мониторинга в Мухрино мирового уровня, а мы дополнили и усилили ее своим оборудованием на время эксперимента. В итоге, совместно нам удалось собрать уникальный массив данных, который позволяет ставить и решать качественно новые задачи. Такие натурные эксперименты соответствуют наиболее современному мировому уровню», — подчеркнул он.Ученые полагают, что исследование будет полезно при построении корректных моделей выделения и поглощения парниковых газов болотами, а также при прогнозировании этих процессов в условиях изменения климата. Кроме того, понимание процессов влаго-, тепло- и газообмена болот с атмосферой, по их мнению, важно при осушении или восстановлении нарушенных болот.
В дальнейшем исследователи планируют подробнее изучить, как различные болотные микроландшафты, например переувлажненные топи и поросшие кустарником рямы, влияют на турбулентный перенос тепла, влаги и парниковых газов в атмосфере.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
