Динамика потоков парниковых газов из экосистем полигональной тундры острова Самойловский
Изучение эмиссий парниковых газов (ПГ) из арктических экосистем в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород имеет особую актуальность в связи с их чувствительностью к изменениям климата. К числу таких территорий относится остров Самойловский в дельте реки Лены (72.37° N, 126.50° E), где мониторинг эмиссий ПГ с полигонально-тундровых ландшафтов ведется с 1998 г. Наше исследование позволяет продолжить существующие наблюдения, оценить актуальное состояние экосистем и сфокусироваться на суточной динамике потоков ПГ, которой ранее уделялось мало внимания. Удельные потоки (УП) метана и диоксида углерода измерялись летом 2023–2024 гг. статическим камерным методом с использованием портативного газоанализатора LI-COR LI-7810. Мониторинг УП охватывал наиболее репрезентативные элементы полигональной мозаики: сухой приподнятый валик и низкие влажные центры полигонов (2023 г.); сухой валик, сухой высокий центр и низкие центры полигонов (2024 г.). В 2023 г. общая длительность мониторинга составила 10 дней, суточная динамика УП отслеживалась в течение 7 дней; в 2024 г. двухнедельная полевая кампания включала 4 дня суточных измерений УП. Для выявления долгосрочных изменений точки 2024 г. выбирались в соответствии с участками мониторинга 2006 г. [1]. Дополнительно измерены УП на озерках разных стадий деградации полигонального ландшафта. По итогам работ впервые на Самойловском при помощи камерного метода выявлена выраженная суточная динамика УП ПГ. Суточная амплитуда УП метана на низких центрах полигонов колебалась от 0.3 до 2.2 мгCH4⋅м-2⋅ч-1, 86% максимумов приходятся на дневное время с 12 до 16 часов, минимумы – с 19 вечера до 7 утра. УП диоксида углерода варьировали в течение суток на всех участках мониторинга с амплитудами 239–593 до 839 мгCO2⋅м-2⋅ч-1 для валика. Суточные максимумы УП метана и CO2 из центров полигонов достигались одновременно и в 60% случаев совпадали с максимальной температурой воздуха. Наибольшее количество метана с единицы площади выделяли низкие влажные центры полигонов (2.6–3.5 мгCH4⋅м-2⋅ч-1). Промежуточные УП наблюдались в центрах полигонов с более низким уровнем болотных вод (1.0–1.4 мгCH4⋅м-2⋅ч-1). УП метана с поверхности озерков варьировались от 0.1 до 1.3 мгCH4‧м-2‧ч-1 и не зависели от количества полигонов, формирующих изучаемый водоем. Наименьшие УП метана от 0.01 до 0.1 мгCH4⋅м-2⋅ч-1 измерены на сухих элементах микрорельефа. Диоксид углерода выделялся наиболее активно из низких влажных центров полигонов (208–415 мгCO2⋅м-2⋅ч-1), наименее — с поверхности озерков (3–37 мгCO2⋅м-2⋅ч-1). Средние УП метана в 1.2–4.3 раза ниже аналогичных оценок 18-летней давности для увлажненных элементов микрорельефа и в 12–14 раз – для сухих [1], что, вероятно, связано с меньшей обводненностью участков в 2024 г.
Таким образом, для получения репрезентативных оценок эмиссии из полигональной тундры необходимо учитывать суточную изменчивость УП ПГ, особенное внимание уделять низким влажным центрам полигонов и мониторингу уровня болотных вод.
Работа выполнена при поддержке государственного задания ИФА РАН 1024100700065-0-1.5.10 и гранта РНФ 22-47-04408.
- Sachs T. et al. Environmental controls on ecosystem-scale CH4 emission from polygonal tundra... // J. Geophys. Res. 2008. 113.