Сегодня - 27.11.2020

Сколько парниковых газов поглощают сибирские леса?

05 апреля 2017

Учёные Института леса им. В. Н. Сукачева ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН реализуют масштабный проект: расставив пять мачт на территории Средней Сибири, они хотят измерить обмен парниковых газов между атмосферой и поверхностью и подсчитать, сколько углекислого газа поглощают сибирские экосистемы.

«На территории Сибири  наблюдается потепление и рост концентрации парниковых газов в атмосфере. Наша задача  — оценить, сколько углерода сибирские экосистемы могут поглотить из атмосферы. Также нам нужно определить, сколько от поглощенного наземными экосистемами углерода уходит в речную сеть. Проект реализуется в рамках гранта РНФ», — рассказывает заведующий лабораторией биогеохимических циклов в лесных экосистемах Института леса им. В. Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат биологических наук Анатолий Станиславович Прокушкин.
 
Сеть наблюдений газообмена с атмосферой KrasFlux включает пять станций: в лесотундре (г. Игарка), в северо-таёжном лиственничнике (п. Тура) и три в районе п. Зотино на верховом болоте, в сосновом лесу и темнохвойной тайге. Каждая такая система состоит из двух комплексов, установленных на мачтах, чтобы улавливать возникающие в атмосфере турбулентные потоки. Один измеряет концентрации диоксида углерода, метана и воды, второй — микрометеорологические параметры (например, показывает, в каком направлении и с какой скоростью дует ветер, сколько приходит и уходит солнечной радиации). В итоге система определяет, сколько воды, метана и CO2 поглотилось либо выделилось с поверхности.
 
Международная обсерватория «ZOTTO»
 
«Четыре точки наших измерений в годовом выражении являются поглотителями CO2 атмосферы, а вот, например, в Игарке — зоне, где мерзлота деградирует, в 2016 году экосистема (плоскобугристое болото) по CO2 сработала в ноль, а по метану выступила источником в атмосферу. Чем длиннее будет ряд наших наблюдений, тем лучше мы сможем оценить, как та или иная экосистема ведёт себя при разных погодных условиях, и сделать прогноз её реакции на потепление — она станет больше поглощать, или больше выделять углекислого газа и метана?»  — говорит учёный. 
 
На 300-метровой мачте международной обсерватории «ZOTTO», расположенной в районе посёлке Зотино, анализируется воздух на шести высотных уровнях. Высота мачты позволяет исследовать относительно однородную часть атмосферы — пограничный слой —  и дает возможность оценить обменные потоки парниковых газов, интегрированных над обширной территорией свыше пяти миллионов квадратных километров. 
 
«Измерения показывают, что концентрация CO2 достигает своего минимума в конце июля — начале августа, а потом начинает расти и поднимается до достаточно постоянных значений в зимнее время. Так, зимой 2016 года она составляла 410 ppm, а летом — 384 ppm. Разница в 26 ppm — это как раз показатель, сколько диоксида углерода «съедается» растительным покровом за вегетационный сезон, — говорит Анатолий Прокушкин. — При этом концентрация CO2 в атмосфере неуклонно растёт. Средний ежегодный прирост по нашим оценкам — 2,34 ppm в год. С начала наблюдений (2009 год) он составил около 12 ppm. Если  посмотреть  на школьные учебники 30-летней давности, содержание CO2 в атмосфере в них указано как 0,03 %, что равно 300 ppm, сейчас — уже выше 400 ppm. То есть концентрация CO2 выросла за это время на 30 %».
 
Станция наблюдений газообмена в лесотундре (г. Игарка).
 
Недавно похожей системой исследователи оборудовали реки — на небольших водотоках вблизи от станций измерения газообмена разместили комплексы автоматического оборудования, которое определяет вынос из лесных и болотных экосистем растворённого органического и неорганического углерода и CO2 с водой. Это позволит сделать более точную оценку поглотительной ёмкости территории. В г. Игарка на базе Геокриологической лаборатории Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН совместно с исследователями Института леса им. В. Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН проводится круглогодичный мониторинг стока р. Енисей, чтобы определить количество углерода выносимого с водами этой реки в Северный ледовитый океан. 
 

В предыдущие годы  в разные сезоны — весной, летом и зимой — было проведено несколько экспедиций по Енисею с целью оценить, сколько углерода в него привносят его основные притоки и как эволюционирует химический состав реки по мере её продвижения на север. Учёные впервые проанализировали концентрацию растворенных в речной воде метана и диоксида углерода и определили их изотопный состав на отрезке с 56 по 68 градус северной широты (что составляет более 1200 км). Сейчас учёные оценивают, сколько этих парниковых газов выделяется из речных вод в атмосферу.

 
Также в проекте исследователи ставят перед собой задачу проверить несколько существующих гипотез. Например, известно, что диоксид углерода является удобрением для растений. Предполагается: чем больше его в атмосфере, тем выше будет их продуктивность. Необходимо выяснить, так ли это на самом деле? Смогут ли леса поглотить избыточный углекислый газ? Каков в этом плане потенциал территории? Кроме того, важно посмотреть, сколько парниковых газов выделяется из Северного ледовитого океана. В его донных отложениях есть огромные запасы газогидратов (то есть метана), и предполагается, что вся эта мощь может выйти наружу. Для оценки существующих в настоящее время потоков метана в 2017 году планируется запустить в работу станцию в районе посёлка Диксон (Таймыр).
 
По словам Анатолия Прокушкина, на сегодняшний день исследователи уже могут разделять источники диоксида углерода и метана в атмосфере. Например, зимой чётко видно, как изотопный состав метана утяжеляется. Это связано с увеличением доли эмиссий метана при добыче нефти и природного газа в Западной Сибири. Чтобы оценить вклад каждого компонента в углеродный баланс территории края, необходима детальная информация о том, сколько здесь потребляется энергоносителей —  угля, газа, нефтепродуктов, дров. Пока исследователи не обладают полными данными. Также, если проект получит продолжительное финансирование, планируется расширить систему по анализу обменных потоков, увеличить количество мачт.
 
Диана Хомякова
 
Фото предоставлено Институтом леса им. В. Н. Сукачева ФИЦ КНЦ СО РАН
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (1 vote)
Поделись с друзьями: 

Система Orphus