Contribution of palsa to methane emission from West Siberian tundra wetlands

Cover Page

Abstract


Methane flux measurements using static chamber technique were carried out on a palsa site («Yamburg», 67.97° N, 75.4° E) in the south tundra subzone of West Siberia in August 2011. Despite the fact that palsa is the second most common type of wetland microlandscapes in West Siberian tundra, our knowledge about methane fluxes from this microlandscape is still very limited. The mean methane flux value from West Siberian tundra palsas was 0.13 ± 0.29 mgC-СН 4·m -2·h -1. Obtained results were used in the new version (Bc9) of the “standard model” for regional methane fluxes, developed by the authors. It was found that despite the large coverage in the tundra zone of Western Siberia, palsa emits only 1.9 Gg С-СН 4·year -1, or 2% of the regional methane flux from tundra wetlands, estimated as 0.1087 Tg С-СН 4·year -1, which in turn is about 4% of the total methane flux from West Siberian wetlands. We compared CH 4 flux data from two most abundant microlandscapes, palsas and eutrophic hollows, with similar data obtained by other authors over the whole Eurasian tundra. Comparison showed that variations in methane emission rates within each microlandscape are insignificant and can be caused by the interannual variability and different ecological and climatic conditions. Evaluation of different variability types including spatial and temporal variability showed that the uncertainty of obtained fluxes is close to the theoretically expected rate.

A F Sabrekov

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: misternickel@mail.ru

M V Glagolev

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск, Томский государственный педагогический университет

Email: m_glagolev@mail.ru

I E Kleptsova

Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск

Email: misternickel@mail.ru

V N Bashkin

ООО «Газпром ВНИИГАЗ», г. Москва

Email: misternickel@mail.ru

P A Barsukov

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г. Новосибирск, Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: misternickel@mail.ru

S S Maksyutov

Национальный институт изучения окружающей среды, г. Цукуба (Япония)

Email: misternickel@mail.ru

  1. Глаголев М.В. 2008. Эмиссия метана: идеология и методология «стандартной модели» для Западной Сибири // Динамика окружающий среды и глобальные изменения климата: Сборник научных трудов кафедры ЮНЕСКО Югорского государственного университета. Вып. 1 / Глаголев М.В., Лапшина Е.Д. (ред). Новосибирск: НГУ. С. 176-190. Статья доступна также по URL: http://www.ugrasu.ru/international/unesco/publications/journal/documents/Sbornic.pdf (дата обращения: 22.03.11).
  2. Глаголев М.В., Шнырев Н.А. 2007. Динамика летне-осенней эмиссии СН4 естественными болотами (на примере юга Томской области) // Вестник МГУ, сер. 17: Почвоведение. №1. С. 8-15.
  3. Глаголев М.В., Шнырев Н.А. 2008. Летне-осенняя эмиссия СН4 естественными болотами Томской области и возможности ее пространственно-временной экстраполяции // Вестник МГУ, сер. 17: Почвоведение. №2. С. 24-36.
  4. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф., Казанцев В.С. 2010. Физикохимия и биология торфа. Методы измерения газообмена на границе почва/атмосфера. Томск: Издательство Томского государственного педагогического университета. 77 с.
  5. Глаголев М.В., Смагин А.В. 2006. Количественная оценка эмиссии метана болотами: от почвенного профиля – до региона (к 15-летию исследований в Томской области) // Доклады по экологическому почвоведению. Вып. 3. №3. С. 75-114. URL: http://jess.msu.ru/index.php?option=com_scibibliography&func=view&id=34&Itemid=121&catid=62 (дата обращения 08.10.11).
  6. Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Казанцев В.С., Филиппов И.В., Максютов Ш.Ш. 2010а. Эмиссия метана из болотных ландшафтов тундры Западной Сибири // Вестник ТГПУ. Вып. 3 (93). С. 78-86. Статья доступна также по URL: http://vestnik.tspu.ru/files/PDF/articles/batuev_v._i._78_86_3_93_2010.pdf (дата обращения: 29.07.2010).
  7. 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. 46-58.
  8. Клепцова И.Е., Глаголев М.В., Филиппов И.В., Максютов Ш.Ш. 2010. Эмиссия метана с эвтрофных болот южной тайги Западной Сибири // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове / Сборник материалов IV Всероссийской научной конференции с международным участием (1-5 сентября 2010 г.). Т. 2. / Под ред. С.П. Кулижского, Е.В. Каллас и С.В. Лойко. Томск: ТМЛ-Пресс. С. 81-84.
  9. Румшиский Л.З. 1971. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука. 192 с.
  10. Сабреков А.Ф., Глаголев М.В., Клепцова И.Е., Максютов Ш.Ш. 2011. Эмиссия метана из болот тундры Западной Сибири: результаты наблюдений 2010 г. // Динамика окружающий среды и глобальные изменения климата. Т. 2. № 1(3). Статья доступна также по URL: http://www.ugrasu.ru/uploads/files/_Sabrecov_Glagolev_em.pdf (дата обращения: 22.10.11).
  11. Суворов Г.Г., Глаголев М.В. 2007. Продолжительность «периода эмиссии метана» // Болота и биосфера: Сборник материалов Шестой Научной Школы (10-14 сентября 2007 г.). Томск: Изд-во ФГУ «Томский ЦНТИ». С. 270-274.
  12. Шишов Л.Л., Тонконогов В.Д., Лебедева И.И., Герасимова М.И. 2004. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена. 342 с.
  13. Anisimov O.A. 2007. Potential feedback of thawing permafrost to the global climate system through methane emission // Environ. Res. Lett. V. 2. 045016. doi: 10.1088/1748-9326/2/4/045016.
  14. Bartlett K.B., Harriss R.C. 1993. Review and assessment of methane emissions from wetlands // Chemosphere. V. 26, Nos. 1-4. P. 261-320.
  15. Cao M., Gregson G., Marshall S. 1998. Global methane emission from wetlands and its sensitivity to climate change // Atmospheric environment. V. 32. No. 19. P. 3293-3299.
  16. Christensen T.R., Jonasson S., Callaghan T.V., Havstrom M. 1995. Spatial variation in high-latitude methane flux along a transect across Siberian European tundra environments // J. Geophys. Res. V. 100. No. D10. P 21035-21045.
  17. Christensen T.R., Prentice I.C., Kaplan J., Haxeltine A., Sitch S. 1996. Methane flux from northern wetlands and tundra: An ecosystem source modeling approach // Tellus B. V. 48. No. 5. P. 652-661.
  18. Dunfield P., Knowles R., Dumont R., Moore T.R. 1993. Methane production and consumption in temperate and subarctic peat soils response to temperature and pH // Soil Biol. Biochem. V. 25. P. 321-326.
  19. Glagolev M.V., Kleptsova I.E., Filippov I.V., Kazantsev V.S., Machida T., Maksyutov S.S. 2010. Methane emissions from subtaiga mires of Western Siberia: the standard model Bc5 // Mosc. Univ. Soil Sci. Bull. V. 65. P. 86-93. doi: 10.3103/S0147687410020067.
  20. Glagolev M., Kleptsova I., Filippov I., Maksyutov S., Machida T. 2011. Regional methane emission from West Siberia mire landscapes // Environ. Res. Lett. V. 6. doi: 10.1088/1748-9326/6/4/045214.
  21. Heikkinen J.E.P., Elsakov V., Martikainen P.J. 2002. Carbon dioxide and methane dynamics and annual carbon balance in tundra wetland in north east Europe, Russia // Global Biogeochem. Cycles. V. 16. № 4. 1115. doi: 10.1029/2002GB001930.
  22. Heikkinen J.E.P., Virtanen T., Huttunen J.T., Elsakov V., Martikainen P.J. 2004. Carbon balance in East European tundra // Global Biogeochem. Cycles. V. 18. GB1023. doi: 10.1029/2003GB002054.
  23. Heyer J., Berger U., Kuzin I.L., Yakovlev O.N. 2002. Methane emissions from different ecosystem structures of the subarctic tundra in Western Siberia during midsummer and during the thawing period // Tellus B. V. 54. No. 3. P. 231-249.
  24. IPCC 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Chapter 2: Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing, Intergovernmental Panel on Climate Change. P. 129–234.
  25. King J.Y., Reeburgh W.S., Regli S.K. 1998. Methane emission and transport by Arctic sedges in Alaska: Results of a vegetation removal experiment // J. Geophys. Res. V. 103. P. 29083-29092.
  26. Matthews E. 1983. Global vegetation and land use: new high-resolution data bases for climate studies // Journal of climate and applied meteorology. V. 22. P. 474-487.
  27. Mikaloff Fletcher S.E., Tans P.P., Bruhwiler L.M., Miller J.B., Heimann M. 2004. CH4 sources estimated from atmospheric observations of CH4 and 13C/12C isotopic ratios: 1. Inverse modeling of source processes // Global Biogeochemical Cycles. Vol. 18. GB4004. doi: 10.1029/2004GB002223.
  28. Nakano T., Kuniyoshi S., Fukuda M. 2000. Temporal variation in methane emission from tundra wetlands in a permafrost area, northeastern Siberia // Atmospheric Environment. V. 34. P. 1205-1213.
  29. Nakayama T., Akiyama A. 1994. Measurement of Methane Flux in a Tundra Wetland, Mustakh Island in 1993 // Proceedings of the Second Symposium on the Joint Siberian Permafrost Studies between Japan and Russia in 1993. Tsukuba: Isebu. Р. 37-39.
  30. Panikov N.S., Belyaev A.S., Semenov A.F., Zelenev V.V. 1993. Methane production and uptake in some terrestrial ecosystems of the former USSR // Biogeochemistry of global change – radiatively active trace gases / Ed. by R.S. Oremland. New York: Chapman and Hall. P. 221-244.
  31. Panikov N.S., Sizova M.V., Zelenev V.V., Machov G.A., Naumov A.V., Gadzhiev I.M. 1995. Methane and carbon dioxide emission from several Vasyugan wetlands: spatial and temporal flux variations // Ecological Chemistry. V. 4. P. 13-23.
  32. Peregon A., Maksyutov S., Kosykh N., Mironycheva-Tokareva N. 2008. Map-based inventory of wetland biomass and net primary production in western Siberia // J. Geophys. Res. V. 113. G011007. doi: 10.1029/2007JG000441.
  33. Reeburgh W.S., King J.Y., Regli S.K., Kling G.W., Auerbach N.A., Walker D.A. 1998. A CH4 emission estimate for the Kuparuk River basin, Alaska // J. Geophys. Res. V. 103. P. 29005-29013.
  34. Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Glagolev M.V., Maksyutov S.S., Machida T. 2011. Methane emission from middle taiga oligotrophic hollows of Western Siberia // Вестник ТГПУ. Вып. 5 (107). С. 135-143. Статья доступна также по URL: http://vestnik.tspu.ru/files/PDF/articles/sabrekov_a._f._135_143_5_107_2011.pdf (дата обращения: 27.11.11).
  35. Sachs T., Giebels M., Wille C., Kutzbach L., Boike, J. 2008. Methane Emission from Siberian Wet Polygonal Tundra on Multiple Spatial Scales: Vertical Flux Measurements by Closed Chambers and Eddy Covariance, Samoylov Island, Lena River Delta // Proceedings of the 9th International Conference on Permafrost, June 29 - July 3, 2008, University of Alaska, Fairbanks, USA. P. 1149-1154.

Views

Abstract - 186

PDF (Russian) - 156

PlumX


Copyright (c) 2011 Sabrekov A.F., Glagolev M.V., Kleptsova I.E., Bashkin V.N., Barsukov P.A., Maksyutov S.S.

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