Исследователи определили особенности болот, которые влияют на климат

Учёные из Института физики атмосферы имени А.М. Обухова РАН выяснили, как болота влияют на выделение метана в атмосферу – это позволит оценить их воздействие на глобальное потепление. Результаты исследования были опубликованы в журнале Forests по гранту Российского научного фонда. Об этом сообщили в пресс-службе Российского научного фонда.

• rscf.ru

Значительную территорию Западной Сибири занимают болота, которые считаются одним из основных резервуаров углерода на планете. Запасы этого вещества накапливались здесь веками в форме торфа. В результате болота активно участвуют в круговороте углерода, поглощая и выделяя парниковые газы. В частности, они абсорбируют углекислый газ и выделяют метан.

По наблюдениям исследователей из Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, интенсивность этих процессов обуславливают разные факторы. Среди них — температура у поверхности болота, особенности его микрорельефа (например, наличие кочек, гряд, растительности) и влажность почвы. Так как эти характеристики могут сильно различаться даже внутри одного болота, исследователям сложно спрогнозировать объём выбросов и поглощения парниковых газов на определённой территории.

Специалисты Института фундаментальных проблем биологии РАН тщательно исследовали типичное для Западной Сибири верховое болото, которое питается за счёт осадков. В качестве примера они взяли Мухринский торфяник — международную полевую станцию на территории Ханты-Мансийского автономного округа.

В процессе экспедиции специалисты охарактеризовали рельеф и температуру поверхности болота, используя для наблюдения за территорией беспилотник. Кроме того, они впервые провели столь подробное исследование тепло- и влагообмена, а также количества метана, которое выделяется в разных зонах болота.

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.

Как говорит Чечин, подробные данные наблюдений дают возможность развивать и проверять модели болот и выбросов 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.

Чечин отметил, что во время эксперимента на полигоне Мухрино была создана самая подробная сеть наблюдений среди всех болот в Западной Сибири.

"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.

Учёные считают, что это исследование может быть полезно для создания точных моделей поглощения и выделения болотами парниковых газов, а также для прогноза этих процессов в условиях меняющегося климата. Помимо этого, осознание процессов обмена влагой, теплом и газами между болотами и атмосферой, как они предполагают, будет полезно при проведении осушения или восстановления деградировавших 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.