Статьи автора

ПОВЕДЕНИЕ УГЛЕРОДА И ФОРМИРОВАНИЕ СОСТАВА ВОДЫ ДРЕНАЖНОЙ СИСТЕМЫ ОСУШЕННОГО ЭВТРОФНОГО ТОРФЯНИКА

Номер выпуска 6 от 16.09.2025

Торфяные болота хотя и занимают около 3 % площади земной поверхности, рассматриваются как одна из важнейших экосистем, способных надолго удалять углерод из его круговорота. Однако осушение и торфоразработка оказывают серьезное влияние на баланс углерода этих экосистем. В частности, элементы дренажной сети, являющиеся неотъемлемой составляющей осушенных торфяников, вносят существенный вклад в эмиссию парниковых газов и латеральный перенос углерода. В случае эвтрофных торфяников дренажная система также служит источником питательных веществ для принимающих водных объектов. Для прогнозирования изменений углеродного баланса, разработки эффективных мер мелиорации и реализации климатических проектов необходимо понимать процессы формирования состава воды дренажных систем. Для этого мы исследовали химический состав воды дренажной системы эвтрофного Тарманского болота (Западная Сибирь) по историческим и современным данным и проанализировали сезонную динамику растворенного углерода и потоков CO2 и CH4 в атмосферу за 2024 г. Полученные результаты показали возрастание роли испарительного концентрирования в формировании состава воды с начала функционирования дренажной системы. Это выражается в увеличении доли хлорид-иона и натрия в химическом составе, а также в смещении равновесий в системе вода–порода от каолинита в сторону монтмориллонитов и карбонатов. Характер равновесий в карбонатной системе и соотношение основных компонентов химического состава показывают, что на протяжении функционирования дренажной системы происходит перераспределение углерода путем растворения и осаждения карбонатов. Изучение сезонной динамики растворенного углерода и потоков углеродсодержащих парниковых газов показало, что на фоне закономерного летнего возрастания эмиссии CO2 и CH4 с поверхности обводненных дренажных каналов и снижения эмиссии CO2 с поверхности пруда под воздействием фотосинтезирующих организмов, выделяется пересыхающий в летний период канал. Эмиссия CO2 с поверхности его переувлажненных донных отложений летом уменьшается более чем в 5 раз, удельные потоки CH4 сохраняются на околонулевом уровне, сопоставимом с весенним, при этом метан и диоксид углерода накапливаются в поровых водах в растворенной форме. Результаты проведенных исследований подчеркивают актуальность изучения биогеохимии углерода переувлажненных почв и донных отложений и факторов, обусловливающих накопление CO2 и CH4 в поровых водах, для разработки новых подходов к мелиорации и реализации климатических проектов на осушенных торфяниках.

4 0

Потоки метана с поверхности эвтрофного болота: связь с гидрохимией болотных вод и изотопными характеристиками растворенного углерода

Номер выпуска 6 от 16.09.2025

В рамках исследования эвтрофного Обского болота были проведены замеры удельных потоков метана методом эмиссионных камер и отбор проб воды на анализ общего химического состава, содержания биофильных элементов (C, N, P) и δ¹³С растворенного неорганического углерода. Пробоотбор произведен на открытом и облесенном участках болота, на последнем из которых происходит многолетний сброс коммунально-бытовых сточных вод. Эмиссия метана положительно коррелировала с концентрациями соединений углерода и азота и содержанием растворенного органического углерода в болотной воде. На обоих участках отмечена более высокая эмиссия метана из обводненных микропонижений по сравнению с сухими повышенными элементами микроландшафта. Наиболее интенсивная эмиссия наблюдалась из микропонижений облесенного участка вблизи источника загрязнения, экстремальные значения удельных потоков CH₄ здесь превышали фоновые почти в 30 раз. Однако уже на расстоянии 160 м от сброса сточных вод потоки метана снижались до фоновых значений вместе с концентрацией практически всех соединений азота и углерода, растворенных в воде. Таким образом, можно заключить, что загрязнение сточными водами значительно влияет интенсивность потоков метана, увеличивая пузырьковую эмиссию метана вблизи источника загрязнения. Изотопный состав растворенного неорганического углерода (DIC) на облесенном участке (δ¹³C-DIC –9.64 — –9.21 ‰) оказался тяжелее, чем на открытом (–12.83 — –11.24 ‰). Отмечалось также утяжеление изотопного состава растворенного неорганического углерода на открытом участке болота по мере удаления от суходола, коррелирующее с ростом удельных потоков метана. Полученные данные свидетельствуют о более активном протекании процессов метаногенеза на облесенном участке по сравнению с открытым и на открытом по мере удаления от суходола, а также о потенциальной эффективности использования δ¹³C-DIC в качестве маркера распространения загрязнения сточными водами, по крайней мере на Обском болоте.

3 0