Изучение межгодовой и сезонной динамики изменчивости баланса углерода и многолетнемерзлых пород в типичной тундровой экосистеме на Северо-востоке России Studies of interannual and seasonal variability of balance of carbon and permafrost rock mass in typical tundra ecosystem in Northeast of Russia

Последние десятилетия тундровые экосистемы Арктики претерпевают существенные изменения. Выбросы парниковых газов в процессе таяния мерзлоты из замороженного органического углерода имеют значительный потенциал усиления влияния изменения климата в данном регионе. Таяние и деградация многолетнемерзлых пород наблюдаются на многих циркумполярных исследовательских станциях. Нами проведен анализ данных многолетних комплексных наблюдений за динамикой растительности и многолетней мерзлоты на тундровой станции ҺЧокурдахһ мониторинговой сети SakhaFluxNet. Потоки углекислого газа и метана были измерены в типичной тундровой экосистеме, расположенной в низменности р. Индигирка на Северо-Востоке России. Общие потоки углекислого газа здесь были выше по сравнению с другими участками с чистым углекислотным газообменом экосистемы (NEE) = –92 гСм−2год−1, состоящим из почвенного дыхания экосистемы (Reco), равного 141 гСм−2год−1 и валовой первичной продукции тундровой растительности (GPP) = –232 гСм−2год−1. Большое поглощение углерода может быть объяснено континентальным климатом участка с низкими зимними температурами почвы (–14 C), которые снижают уровень почвенного дыхания, и коротким, но относительно теплым летом (10,4 С), стимулирующим высокие темпы фотосинтеза. Поток метана составлял 28 гС-СО2м−2год−1, так что баланс парниковых газов равен –64 гС-СО2м−2год−1. Потоки метана весьма чувствительны к гидрологическим условиям и растительному составу участка. Была изучена важность состава растительных сообществ и рельефа поверхности для защиты активного слоя многолетнемерзлых пород и направления потока углерода. Показана сильная уязвимость арктической тундры даже к мелкомасштабным изменениям растительного покрова. Развитие талого пруда после удаления кустарничковой растительности преобразовало участки в нашем эксперименте от стока метана к его источнику. Данные, репрезентативные для тундровых экосистем, проанализированы с целью выделения трендов, изучения межгодовой и сезонной изменчивости баланса углерода. В настоящее время тундровые экосистемы являются слабыми стоками углерода по сравнению с мерзлотными лесными экосистемами Северо-Востока России. По нашим многолетним данным, полученным с помощью системы вихревой ковариации, годовой сток углерода в тундровых экосистемах равен –0,7 ± 0,2 тСга-1год-1, а в лиственничном лесу составляет 2,0 ± 0,5 тСга-1год-1. Аппроксимация многолетних данных едди-ковариации указывает на положительный тренд увеличения стока углерода в будущем в тундровых экосистемах вследствие изменения климата и расширения ареала произрастания древесных и кустарниковых видов на Север.