Values of methane emission from drainage ditches

Cover Page
  • Authors: Sirin AA1, Suvorov GG1, Chistotin MV1,2, Glagolev MV1,3,4
  • Affiliations:
    1. Институт лесоведения РАН, Успенское, Московская обл
    2. Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, г. Москва
    3. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
    4. Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск
  • Issue: Vol 3, No 2 (2012)
  • Pages: 1-10
  • Section: Articles
  • URL: https://edccjournal.org/EDGCC/article/view/6396
  • DOI: https://doi.org/10.17816/edgcc321-10

Abstract


Methane fluxes were measured from ditches on peatlands drained for different purposes in two testing areas in European part of Russia. We used static chamber method and gas chromatography for CH4 analysis. In Moscow Oblast CH4 emissions were measured from ditches on milled peat extraction area and on agricultural drainage area (used for haying) during 2005-2011. Ditch spacing for both sites is 40 m, width on water level – 1.5-2 m. Averaged (median) methane flux for summer period was 28.5 and 12.5 mgС-CH4∙m–2∙h–1, respectively, at these sites. Averaged (median) methane flux for summer period was 28.5 and 12.5 mgС-CH4∙m–2∙h–1 for these sites consequently. In 2009-2011 methane fluxes were also measured from the ditch on forest drainage area, upstream and downstream the dam built for mire restoration. Simple average CH4 emission rate was much higher at tail-bay point with flowing water as compared with back point upstream the dam with stagnant water – 14.4 and 2.4 mgС-CH4∙m–2∙h–1, consequently. We assume water flow rate supports water degassing and increase of CH4 emission from ditches. In Tver Oblast methane flux was measured in 2010 from ditches on forested bog and on forested fen, both drained for forestry with ditch spacing approx. 100 m, and ditch width on water level – 1-1.5 m. Flux observed at first nutrient-poor site was much lower – 0.31 mgС-CH4∙m–2∙h–1, as compared with nutrient-rich one – 3.88 mgС-CH4∙m–2∙h–1. Using methane emission rates from ditches and fractional area of ditches we calculate emission factors from drained peatlands. The results showed rather high values which need to be considered while assessing GHG emissions from drained peatlands.


A A Sirin

Институт лесоведения РАН, Успенское, Московская обл

Author for correspondence.
Email: sirin@ilan.ras.ru

G G Suvorov

Институт лесоведения РАН, Успенское, Московская обл

Email: sirin@ilan.ras.ru

M V Chistotin

Институт лесоведения РАН, Успенское, Московская обл; Всероссийский НИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, г. Москва

Email: sirin@ilan.ras.ru

M V Glagolev

Институт лесоведения РАН, Успенское, Московская обл; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск

Email: sirin@ilan.ras.ru

  1. Вомперский С.Э., Ковалев А.Г., Глухова Т.В., Смагина М.В. 2000. Эмиссия диоксида углерода и метана с поверхности почв лесных и болотных экосистем разной увлажненности в подзоне южной тайги Европейской территории России // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии. Тез. докл. национальной конференции с межд. участием. Пущино. С. 83.
  2. Вомперский С.Э., Иванов А.И., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Глухова Т.В., Дубинин А.И., Глухов А.И., Маркелова Л.Г. 1994. Заболоченные органогенные почвы и болота России и запас углерода в их торфах // Почвоведение. № 12. С. 17–25.
  3. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Глухов А.И. 1988. Формирование и режим стока при гидролесомелиорации. М.: Наука. 168 с.
  4. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Сальников А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А. 2011. Облесенность болот и заболоченных земель России // Лесоведение. № 5. С. 3–11.
  5. Вомперский С.Э., Сирин А.А., Цыганова О.П., Валяева Н.А., Майков Д.А. 2005. Болота и заболоченные земли России: попытка анализа пространственного распределения и разнообразия // Изв. РАН. Сер. геогр. № 5. С. 21–33.
  6. Вомперский С.Э., Цыганова О.П., Ковалев А.Г., Глухова Т.В., Валяева Н.А. 1999. Заболоченность территории России как фактор связывания атмосферного углерода // Избр. научн. труды по проблеме “Глобальная эволюция биосферы. Антропогенный вклад”. М.: Научный совет НТП “Глобальные изменения природной среды и климата”. С. 124–144.
  7. Глаголев М.В. 2010. Аннотированный список литературных источников по результатам измерений потоков СН4 и СО2 из болот России // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 1. № 2. С. 5–57.
  8. URL. http://elibrary.ru/item.asp?id=16908489 и http://www.ugrasu.ru/uploads/files/EDCC_1_2_Glagolev.pdf (дата обращения03.10.2012).
  9. Глаголев М.В., Клепцова И.Е. 2009. Эмиссия метана в лесотундре: к созданию «стандартной модели» (Аа2) для Западной Сибири // Вестник ТГПУ. Вып. 3(81). С. 77–81.
  10. URL. http://vestnik.tspu.ru/files/PDF/articles/Glagolev_M._V.,_Kleptcova_I._E._77_81_3_81_2009.pdf (дата обращения: 03.10.2012)
  11. Глаголев М.В., Сирин А.А., Лапшина Е.Д., Филиппов И.В. 2010. Изучение потоков углеродсодержащих парниковых газов в болотных экосистемах Западной Сибири // Вестник ТГПУ. Вып. 3 (93). С. 120–127.
  12. Глаголев М.В., Чистотин М.В., Шнырев Н.А., Сирин А.А. 2008. Летне-осенняя эмиссия диоксида углерода и метана осушенными торфяниками, измененными при хозяйственном использовании, и естественными болотами (на примере участка Томской области) // Агрохимия. №5. С. 56–68.
  13. Калюжный И.Л., Лавров С.А., Решетников А.И., Парамонова Н.Н., Привалов В.И. 2009. Эмиссия метана на олиготрофном болотном массиве северо-запада России // Метеорология и гидрология. № 1. С. 53–67.
  14. Кизилова А.К., Сирин А.А., Кравченко И.К. 2011. Микроорганизмы цикла метана в естественных торфяных почвах и гидрологических элементах осушенных торфяников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 13, №1(5). С. 1204–1207.
  15. Минаева Т.Ю., Сирин А.А. 2002. Торфяные пожары – причины и пути предотвращения // Наука и промышленность России. № 9. С. 3–8.
  16. Минаева Т.Ю., Сирин А.А. 2011. Биологическое разнообразие болот и изменение климата // Успехи современной биологии. Т.131. №4. С. 393–406.
  17. Наумов А.В., Ефремова Т.Т., Ефремов С.П. 1994. К вопросу об эмиссии углекислого газа и метана из болотных почв южного Васюганья // Сибирский экологический журнал. № 3. C. 269–274.
  18. Новиков В.В., Степанов А.Л., Поздняков А.И., Лебедева Е.В. 2004. Сезонная динамика эмиссии СО2, СН4, N2O и NO из торфяных почв поймы р. Яхрома // Почвоведение. №7. С. 867–874.
  19. Основные направления действий по сохранению и рациональному использованию торфяных болот России. 2003. Министерство природных ресурсов Российской Федерации. М.: Российская программа Международного бюро по сохранению водно-болотных угодий. 24 с. URL. www.peatlands.ru (дата обращения: 03.10.2012)
  20. Паников Н.С., Семенов А.М., Тарасов А.Л., Беляев А.С., Кравченко И.К., Смагина М.В., Палеева М.В., Зеленев В.В., Скупченко И.В. 1992. Образование и потребление метана в почвах европейской части СССР // Ж. Эколог. химии. №1. С. 9–26.
  21. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Башкин В.Н., Барсуков П.А., Максютов Ш.Ш. 2011. Вклад мерзлотных бугров в эмиссию метана из болот тундры Западной Сибири // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата. Т. 2. № 2(4). EDCCrar0002. URL. www.ugrasu.ru/uploads/files/EDCC_2_2_Sabrekov.pdf (дата обращения: 03.10.2012)
  22. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В. 2012. Измерения эмиссии метана из почв России: Стационарные исследования // Болота и биосфера: материалы VIII Всероссийской с международным участием научной школы (10-15 сентября 2012 г., Томск). Томск: Изд-во ТГПУ. С. 245–250. URL. http://ltorf.tspu.ru/files/Materiali_8_schkool.pdf (дата обращения 03.10.2012).
  23. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В., Клепцова И.Е. 2012. Измерения эмиссии метана из почв России: Исследования пространственного разнообразия величины эмиссии метана // Болота и биосфера: материалы VIII Всероссийской с международным участием научной школы (10-15 сентября 2012 г., Томск). Томск: Изд-во ТГПУ. С. 251–257. URL. http://ltorf.tspu.ru/files/Materiali_8_schkool.pdf (дата обращения 23.08.2012).
  24. Сергеева М.А., Задорожная С.В. 2006. Образование и эмиссия метана в торфяных залежах олиготрофного болота // Болота и биосфера: Сборник материалов Пятой Научной Школы (11-14 сентября 2006 г.). Томск: Изд-во ЦНТИ. C. 238–244.
  25. Сирин А., Минаева Т., Возбранная А., Барталев С. 2011. Как избежать торфяных пожаров? // Наука в России. № 2. С. 13–21.
  26. Сирин А.А., Суворов Г.Г., Глаголев М.В., Чистотин М.В., Минаева Т.Ю. 2011. Антропогенные изменения торфяных болот в России: возможные последствия для эмиссии и поглощения парниковых газов // Мат-лы Третьего Международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, 27.06–5.07.2011) / Под ред. акад. С.Э. Вомперского. Новосибирск. С. 200–201.
  27. Сирин А.А., Суворов Г.Г., Глаголев М.В., Чистотин М.В. 2011. Эмиссия метана из каналов антропогенно нарушенных торфяных болот // Мат-лы Третьего Международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, 27.06–5.07.2011) / Под ред. акад. С.Э. Вомперского. Новосибирск. С.135–136.
  28. Сирин А.А., Нильсон М., Шумов Д.Б., Гранберг Г., Ковалев А.Г. 1998. Сезонные изменения растворенного метана в вертикальном профиле болот Западнодвинской низины // Доклады Академии наук. Т. 361. № 2. С. 280–283.
  29. Суворов Г.Г., Чистотин М.В., Сирин А.А. 2010. Влияние растительности и режима увлажнения на эмиссию метана из осушенной торфяной почвы // Агрохимия. № 12. С. 37–45.
  30. Торфяные болота России: к анализу отраслевой информации. 2001 / Под ред. Сирина А.А., Минаевой Т.Ю. М.: Геос. 190 с.
  31. Чистотин М.В., Сирин А.А., Дулов Л.Е. 2006. Сезонная динамика эмиссии углекислого газа и метана при осушении болота в Московской области для добычи торфа и сельскохозяйственного использования // Агрохимия. № 6. С. 54–62.
  32. Glagolev M.V., Maksyutov S.S., Peregon A.M., Shnyrev N.A. 2007. The data base of CH4 emission from soils of Russia // Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: Прошлое и настоящее: Материалы Второго Международного полевого симпозиума (Ханты-Мансийск, 24 августа – 2 сентября 2007 г.) / Под ред. акад. С.Э. Вомперского. Томск: Изд-во НТЛ. C. 128–129.
  33. Minayeva T., Sirin A., Bragg O. (eds.) 2009. A Quick Scan of Peatlands in Central and Eastern Europe. Wageningen, The Netherlands: Wetlands International. 132 p.
  34. URL. http://www.wetlands.org/LinkClick.aspx?fileticket=Az8K7KVj%2bhk%3d&tabid=56 (дата обращения: 03.10.2012)
  35. Minkkinen K., Laine J. 2006. Vegetation heterogeneity and ditches create spatial variability in methane fluxes from peatlands drained for forestry // Plant and Soil. V. 285. P. 289–304.
  36. Nykanen H., Alm J., Lang K., Silvola J., Martikainen P.J. 1995. Emissions of CH4, N2O and CO2 from a virgin fen and a fen drained for Grassland in Finland // J. Biogeogr. V. 22. Р. 351–357.
  37. Parish F., Sirin A., Charman D., Joosten H., Minayeva T., Silvius M., Stringer L. (Eds.) 2008. Assesment on peatlands, biodiversity and climate change. Main report. Wageningen: Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International. 179 p. URL. http://www.gec.org.my/index.cfm?&menuid=48&parentid=63 (дата обращения: 03.10.2012)
  38. Peatlands and Climate Change. 2008. / Strack M. (ed). Finland: International Peat Society, Saarijärven Offset Oy, Saarijärvi. 223 p.
  39. Roulet N.T., Moore T.R. 1995. The effect of forestry drainage practices on the emission of methane from northern peatlands // Canadian Journal of Forest Research. V. 25. P. 491–499.
  40. Schrier-Uijl A.P., Veraart A.J., Leffelaar P.J., Berendse F., Veenendaal E.M. 2011. Release of CO2 and CH4 from lakes and drainage ditches in temperate wetlands // Biogeochemistry. V. 102. P. 265–279.
  41. Sirin A., Köhler S., Bishop K. 1998. Resolving flow pathways in a headwater forested wetland with multiple tracers // IASH Publications. P. 337–342.
  42. Sirin A., Laine J. 2008. Peatlands and Greenhouse Gases // Asesessment on Peatlands, Biodiversity and Climate Change. Main Report / F. Parish, А. Sirin, D. Charman, et al. (eds.). Wageningen: Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International P. 118–138. URL. http://www.peat-portal.net/index.cfm?&menuid=123&parentid=113 (дата обращения: 03.10.2012)
  43. Sirin A.A., Vompersky S.E., Nazarov N.A. 1991. Influence of forest drainage on river runoff regime: main concepts and examples from Central part of the USSR European territory // Ambio. V. 20. № 7. P. 334–339.
  44. Sundh I., Nilsson M., Mikkela C., Granberg G., Svensson B.H. 2000. Fluxes of methane and carbon dioxide on peat-mining areas in Sweden // Ambio. V. 29. P. 499–503.
  45. Tanneberger F., Wichtmann W. (Eds.). 2011. Carbon credits from peatland rewetting – climate-biodiversity-land use. Stuttgart : Schweizerbart Science Publishers. 223 p.
  46. Waddington J.M., Day S.M. 2007. Methane emissions from a peatland following restoration // J. Geophys. Res. V. 112. doi: 10.1029/2007JG000400.

Views

Abstract - 315

PDF (Russian) - 230

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2012 Sirin A.A., Suvorov G.G., Chistotin M.V., Glagolev M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.