Запасы “голубого углерода” и эмиссия углекислого газа из почв маршевых экосистем Поморского берега Белого моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведена оценка углеродного баланса в прибрежных почвах и экосистемах Российской Арктики, а также функционирования береговых ландшафтов в условиях меняющегося климата. В ходе исследования впервые оценены запасы “голубого углерода” и эмиссия диоксида углерода из почв маршевых экосистем Поморского берега Белого моря. Запасы углерода на наиболее мористой части береговой зоны накапливаются за счет привноса аллохтонного, талассогенного органического вещества: средние запасы на нижнем маршевом уровне – 25.5 ± 4.3 т/га. При удалении от границы ежедневного затопления запасы почвенного углерода больше обусловлены биогенной аккумуляцией органического вещества: средние значение на верхнем маршевом уровне – 37.5 ± 23.4 т/га. Почвы маршевых экосистем Поморского берега Белого моря характеризуются низкими значениями эмиссии диоксида углерода (98 ± 16 мг СО2/(м2 ч), июль–август 2023 г.), что свидетельствует об их низкой биологической активности. Статистически значимые различия средних величин эмиссии диоксида углерода выявляются на экосистемном уровне: эмиссия СО2 из почв маршевых экосистем ниже, чем из почв лесных экосистем коренного берега. Средние значения эмиссии СО2 из почв на средних и верхних маршевых уровнях статистически значимо не различаются. Минимальные значения эмиссии характерны для почв на нижних маршевых уровнях и ваттов. Оценено пространственное варьирование и взаимосвязь эмиссии СО2 из почв маршевых экосистем с факторами среды. Результаты исследования, сделанные на основе статистического анализа большого массива данных, способствуют лучшему пониманию роли маршевых экосистем западного сектора Российской Арктики в балансе углерода.

Об авторах

И. Е. Багдасаров

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ilya5283@yandex.ru
Москва, 119991 Россия

А. А. Бобрик

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ilya5283@yandex.ru
Москва, 119991 Россия

Г. A. Кажукало

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ilya5283@yandex.ru
Москва, 119991 Россия

Е. Н. Теребова

Петрозаводский государственный университет

Email: ilya5283@yandex.ru
Петрозаводск, 185910 Россия

М. А. Павлова

Петрозаводский государственный университет

Email: ilya5283@yandex.ru
Петрозаводск, 185910 Россия

П. В. Красильников

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilya5283@yandex.ru
Москва, 119991 Россия

Список литературы

  1. Агаджанова Н.В., Багдасаров И.Е., Крюкова Ю.А., Красильников П.В. Минералогический состав илистой фракции маршевых почв Поморского берега Белого моря // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2025. № 1. С. 27–37. https://doi.org/ 10.55959/MSU0137-0944-17-2025-80-1-27-37
  2. Багдасаров И.Е., Цейц М.А., Крюкова Ю.А., Таскина К.Б., Конюшкова М.В. Сравнительная характеристика почвенного и растительного покрова томболо побережий Белого и Балтийского морей // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение 2023. № 1. С. 3–15. https://doi.org/10.55959/MSU0137-0944-17-2023-78-1-3-15
  3. Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция). М.: ГЕОС, 2010. 414 с.
  4. Губин С.В., Лупачев А.В. Подходы к классификации почв аккумулятивных берегов морей восточного сектора Российской Арктики // Почвоведение. 2022. № 1. С. 25–32. https://dx.doi.org/10.31857/S0032180X22010051
  5. Губин С.В., Лупачев А.В., Ходжаева А.К. Почвы аккумулятивных берегов Восточно-Сибирского моря // Почвоведение. 2022. № 9. С. 1073–1085. https://dx.doi.org/10.31857/S0032180X22090076
  6. Дыхание почвы. Пущино, 1993. 144 с.
  7. Кобак К.И. Биотические компоненты углеродного цикла. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 248 c.
  8. Костенкова А.Ф. Маршевые почвы юга Приморья и особенности их солевого состава // Почвоведение. 1979. № 2. С. 22–29.
  9. Леонтьев О.К., Рычагов Г.И. Общая геоморфология: Учебное пособие для географических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1979. 287 с.
  10. Лесков А.И. Геоботанический очерк приморских лугов Малоземельского побережья Баренцева моря // Ботанический журнал. 1936. Т. 88. № 2. С. 60–74.
  11. Мировая реферативная база почвенных ресурсов. Международная система почвенной классификации для диагностики почв и составления легенд почвенных карт. М.: МАКС Пресс, 2024. 248 с.
  12. Мосеев Д.С., Сергиенко Л.А. Растительный покров маршей устьевой области реки Тапшеньги Онежского залива Белого моря // Вестник Ин-та биологии Коми НЦ УрО РАН. 2017. № 4. С. 22–31. https://doi.org/10.31140/j.vestnikib.2017.4(202)4
  13. Наумов А.В. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. 208 с.
  14. Орешникова Н. В., Красильников П.В., Шоба С.А. Маршевые почвы Карельского берега Белого моря // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение 2012. № 4. С. 13–20.
  15. Сидорова, В.А., Святова Е.Н., Цейц М.А. Пространственное варьирование свойств маршевых почв и их влияние на растительность (Кандалакшский залив) // Почвоведение. 2015. № 3. С. 259–267. https://doi.org/10.7868/S0032180X15030119
  16. Цейц М.А., Добрынин Д.В. Морфогенетическая диагностика и систематика маршевых почв Карельского Беломорья // Почвоведение. 1997. № 4. С. 411–416.
  17. Шамрикова Е.В., Денева С.В., Кубик О.С. Распределение углерода и азота в почвенном покрове прибрежной территории Баренцева моря (Хайпудырская губа) // Почвоведение. 2019. № 5. С. 558–569. https://doi.org/10.1134/S0032180X19030092
  18. Шляхов С.А. Классификация почв морских побережий. Владивосток, 1996. 35 с.
  19. Шляхов С.А., Костенков Н.М. Классификация и морфологические особенности почв равнинных морских побережий // Почвоведение. 1998. № 10. С. 1157–1163.
  20. Bagdasarov I.E., Tseits M.A., Kryukova I.A., Taskina K.B., Bobrik A.A., Ilichev I.A., Cheng J., Xu L., Krasilnikov P.V. Carbon stock in coastal ecosystems of tombolos of the White and Baltic seas // Land. 2024. V. P. 1–21. https://doi.org/10.3390/land13010049
  21. Bouillon S., Dahdouh-Guebas F., Rao A.V.V.S., Koedam N., Dehairs F. Sources of organic carbon in mangrove sediments: variability and possible ecological implications // Hydrobiologia. 2003. V. 495. P. 33–39. https://doi.org/10.1023/A:1025411506526
  22. Chapman V.J. Salt Marshes and Salt Deserts оf the World. London: Leonard Hill Limited, 1960. 392 p.
  23. Chastain S.G., Kohfeld K., Pellatt M.G. Carbon stocks and accumulation rates in salt marshes of the Pacific coast of Canada // Biogeosciences Discussions. 2018. V. 2018. P. 1–45. https://doi.org/10.5194/bg-2018-166
  24. Chmura G.L., Anisfeld S.C., Cahoon D.R., Lynch J.C. Global carbon sequestration in tidal, saline wetland soils // Global Biogeochem. Cycles. 2003. V. 17. P. 22-1–22-12. https://doi.org/10.1029/2002GB001917
  25. Duarte C.M., Losada I.J., Hendriks I.E., Mazarrasa I., Marbà N. The role of coastal plant communities for climate change mitigation and adaptation // Nat. Сlim. Change. 2013. V. 3. P. 961–968. https://doi.org/10.1038/nclimate1970
  26. Gilby B.L., Weinstein M.P., Baker R., Cebrian J., Alford S.B., Chelsky A., Colombano D. et al. Human actions alter tidal marsh seascapes and the provision of ecosystem services // Estuar. Coasts. 2021. V. 44. P. 1628–1636. https://doi.org/10.1007/s12237-020-00830-0
  27. Johnson B.J., Moore K.A., Lehmann C., Bohlen C., Brown T.A. Middle to Late Holocene fluctuations of C3 and C4 vegetation in a northern New England salt marsh, Sprague Marsh, Phippsburg Maine // Org. Geochem. 2007. V. 38. P. 394–403. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2006.06.006
  28. Kato K. Chemical investigations on marine humus in bottom sediments // Memoirs of the Faculty of Fisheries Hokkaido University. 1956. V. 4. P. 91–209.
  29. Kennedy H., Beggins J., Duarte C.M., Fourqurean J.W., Holmer M., Marbà N., Middelburg J.J. Seagrass sediments as a global carbon sink: Isotopic constraints // Global Biogeochem. Cycles. 2010. V. 24. https://doi.org/10.1029/2010GB003848
  30. Kubiëna W.L. The soils of Europe: London: Thomas Murry and company, 1953. P. 83–104.
  31. Leonardi N., Carnacina I., Donatelli C., Ganju N.K. Plater A.J., Schuerch M., Temmerman S. Dynamic interactions between coastal storms and salt marshes: A review // Geomorphology. 2018. P. 92–107. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2017.11.001
  32. Lovelock C.E., Reef R. Variable impacts of climate change on blue carbon // One Earth. 2020. V. 3. P. 195–211. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.07.010
  33. Mason V.G., Burden A., Epstein G., Jupe L.L., Wood K.A., Skov M.W. Blue carbon benefits from global saltmarsh restoration // Global Change Biology. 2023. V. 29. P. 6517–6545. https://doi.org/10.1111/gcb.16943
  34. Mcleod E., Chmura G.L., Bouillon S., Salm R., Björk M., Duarte C.M., Lovelock C.E., Silliman B.R. A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2 // Front. Ecol. Environ. 2011. V. 9. P. 552–560. https://doi.org/10.1890/110004
  35. Middelburg J.J., Nieuwenhuize J., Lubberts R.K., Van de Plassche O. Organic carbon isotope systematics of coastal marshes // Estuar. Coast. Shelf S. 1997. V. 45. P. 681–687. https://doi.org/10.1006/ecss.1997.0247
  36. Nellemann C., Corcoran E., Duarte C.M., Valdés L., De Young C., Fonseca L., Grimsditch G. Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon: a Rapid Response Assessment. Arendal, Norway: United Nations Environment Programme, Birkeland Trykkeri AS, 2009. 78 p
  37. Neubauer S.C. Contributions of mineral and organic components to tidal freshwater marsh accretion // Estuar. Coast. Shelf S. 2008. V. 78. P. 78–88. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2007.11.011
  38. Orson R.A., Simpson R.L., Good R.E. Rates of sediment accumulation in a tidal freshwater marsh // J. Sediment Res. 1990. V. 60. P. 859–869. https://doi.org/10.1306/D4267631-2B26-11D7-8648000102C1865D
  39. Pennings S.C., Bertness M.D. Salt marsh communities // Marine Comm. Ecol. 2001. V. 11. P. 289–316.
  40. Rossi A.M., Rabenhorst M.C. Pedogenesis and landscape relationships of a Holocene age barrier island // Geoderma. 2016. V. 262. P. 71–84. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.08.004
  41. Roulet N.T. Peatlands, carbon storage, greenhouse gases, and the Kyoto Protocol: Prospects and significance for Canada // Wetlands. 2000. V. 20. P. 605–615. https://doi.org/10.1672/0277-5212(2000)020[0605:PCSGGA]2.0.CO;2
  42. Spivak A.C., Sanderman J., Bowen J.L., Canuel E.A., Hopkinson C.S. Global-change controls on soil-carbon accumulation and loss in coastal vegetated ecosystems // Nat. Geosci. 2019. V. 12. P. 685–692. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0435-2
  43. Tseits M.A., Dobrynin D.V. Classification of marsh soils in Russia // Eurasian Soil Sci. 2005. V. 38. Suppl. 1. P. 44–48.
  44. Tseits M. A., Marechek M. S. The formation of soil cover patterns on tidal marshes of the Arctic of Russia // Moscow University Soil Science Bulletin. 2021. V. 76. P. 273–282. https://doi.org/10.3103/S0147687421050057
  45. Wang F., Sanders C.J., Santos I.R., Tang J., Schuerch M., Kirwan M.L., Kopp R.E., Zhu K., Li X., Yuan J., Liu W., Li Z.A. Global blue carbon accumulation in tidal wetlands increases with climate change // National Sci. Rev. 2021. V. 8. P. nwaa296. https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa296
  46. Williamson P., Gattuso J.P. Carbon removal using coastal blue carbon ecosystems is uncertain and unreliable, with questionable climatic cost-effectiveness // Frontiers in Climate. 2022. V. 4. P. 853666. https://doi.org/10.3389/fclim.2022.853666
  47. Wilson B.J., Mortazavi B., Kiene R.P. Spatial and temporal variability in carbon dioxide and methane exchange at three coastal marshes along a salinity gradient in a northern Gulf of Mexico estuary // Biogeochemistry. 2015. V. 123. P. 329–347. https://doi.org/10.1007/s10533-015-0085-4
  48. Zhang J., Wang J.J., Xiao R., Deng H., DeLaune R.D. Effect of salinity on greenhouse gas production and emission in marsh soils during the decomposition of wetland plants // J. Soils Sediments. 2023. V. 23. P. 131–144. https://doi.org/10.1007/s11368-022-03334-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025