«Standard model» Bc4 of CH4 emission from West Siberian mires

Cover Page

Abstract


Methane is a significant «greenhouse gas» and is of fundamental importance in atmospheric photochemistry, as it regulates the formation of ozone and hydroxyl, which are responsible for the breakdown of most gases that are emitted into the atmosphere by natural and anthropogenic processes. Mires are the most important natural methane source. West Siberian mires belong to the biggest wetland area in the world and contribute essentially to the global methane emission.
The aim of this study was to summarize results of monitoring of regional methane emissions from Western Siberia, using an approach, which we name the "standard model" (SM), this paper describes the newest SM version at the moment - Bc8. SM consists of data about a duration of methane emission in each zone, digital map and the probability density distribution of the specific methane fluxes from typical ecosystems, based on experimental methane emission measurements. As an example, results of those measurements in forest-steppe fens of Western Siberia and sites description are presented. Methane fluxes were measured with static chamber technique during snow-free period of year. Different mire types have been classified into eight categories and emission were measured in seven climatic zones from forest-steppe to tundra.
Bc8 estimates the value of yearly methane emission from Western Siberia mires as 2.9 Mt C-CH4. Results obtained on the basis of the Bc8 give a logical picture of the geographical location of the main methane sources: emission has the maximum values in the southern taiga and subtaiga. Analysis of the probability density functions of specific fluxes from different mire types and climatic zones has shown that there are three types of probability density function of the specific methane fluxes: first, similar to lognormal with a single peak, second, which has two statistically significant peaks, and third, which has three or more statistically insignificant peaks. To understand how global warming influence on the methane emission from West Siberian mires, we can use models that describe the changes of the climatic zones boundaries. For this reason model assumed linear dependency between methane emission and mean air temperature of the previous month. That assumption probably has a physical reason because this dependency reflects influence of temperature wave on activity of methanogenic bacteria.

Mikhail Vladimirovich Glagolev

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Author for correspondence.
Email: m_glagolev@mail.ru

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Aleksandr Fedorovich Sabrekov

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Email: m_glagolev@mail.ru

Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова

Irina Evgen'evna Kleptsova

Югорский Государственный Университет

Email: kleptsova@gmail.com

Югорский Государственный Университет

Shamil' Shavratovich Maksyutov

Национальный институт изучения окружающей среды

Email: shamil@nies.go.jp

Национальный институт изучения окружающей среды

  1. 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. географ. №5. С. 21-33.
  2. Воронин А.Д. 1986. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ. 244 с.
  3. Глаголев М.В. 2002. Температурный гистерезис потока метана из почвы // «Биология - наука XXI века»: 6-я Пущинская школа-конференция молодых учёных (Пущино, 20-24 мая 2002 г.): Сб. тезисов. Том 3. Тула: Изд-во гос. пед. ун-та им. Л.Н. Толстого. С. 97-98.
  4. Глаголев М.В. 2007. Оценка эмиссии метана заболоченными территориями Западной Сибири // Болота и биосфера: Сборник материалов Шестой Научной Школы (10-14 сентября 2007 г.). Томск: Изд-во ФГУ «Томский ЦНТИ». С. 33-41.
  5. Глаголев М.В. 2008. Эмиссия метана: идеология и методология «стандартной модели» для Западной Сибири // Динамика окружающей 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.
  6. Глаголев М.В., Сабреков А.Ф. 2008. О восстановлении плотности вероятности методом гистограмм в почвоведении и экологии // Динамика окружающей среды и глобальные изменения климата: Сборник научных трудов кафедры ЮНЕСКО Югорского государственного университета. Вып. 1 / Глаголев М.В., Лапшина Е.Д. (ред). Новосибирск: НГУ. C. 55-83. Также доступна по URL: http://www.ugrasu.ru/international/unesco/publications/journal/documents/Sbornic.pdf
  7. Глаголев М.В., Суворов Г.Г. 2007. Эмиссия метана болотными почвами средней тайги Западной Сибири (на примере Ханты-Мансийского автономного округа) // Доклады по экологическому почвоведению. Вып. 6. №2. С. 90-162. URL: http://jess.msu.ru/index.php?option=com_scibibliography&func=view&id=55&Itemid=121&catid=65
  8. 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.
  9. Глаголев М.В., Шнырев Н.А. 2008. Летне-осенняя эмиссия СН4 естественными болотами Томской области и возможности ее пространственно-временной экстраполяции // Вестник МГУ, сер. Почвоведение. №2. С. 24-36.
  10. Заварзин Г.А. 1995. Микробный цикл метана в холодных условиях // Природа. №6. С. 3-14.
  11. Казанцев В.С., Глаголев М.В. 2008. Эмиссия СН4 в подзоне северной тайги: «стандартная модель» Аа3 // Динамика окружающей 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. 200-207.
  12. Карелин Д.В., Замолодчиков Д.Г. 2008. Углеродный обмен в криогенных экосистемах. М.: Наука. 344 с.
  13. Клепцова И.Е., Корнюшенко Е.Г., Глаголев М.В. 2008. Эмиссия СН4 в подзоне лесотундры: «стандартная модель» Аа3 // Динамика окружающей 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. 191-199.
  14. Коломыц Э.Г. 2008. Локальные механизмы глобальных изменений природных экосистем. М.: Наука. 427 с.
  15. Косарев Е.Л. 2008. Методы обработки экспериментальных данных. М.: ФИЗМАТЛИТ. 208 с.
  16. Костылев А.А., Миляев П.В., Дорский Ю.Д., Левченко В.К., Чикулаева Г.А. 1991. Статистическая обработка результатов экспериментов на микро-ЭВМ и программируемых калькуляторах. Л.: Энергоатомиздат. ЛО. 304 с.
  17. Крупчатников В.Н., Крылова А.И. 2004. Моделирование эмиссии метана от природных избыточно увлажненных почв и гидрологии поверхности с учетом топографии // География и природные ресурсы. Спец. вып. С. 272-276.
  18. Лисс О.Л., Абрамова Л.И., Аветов Н.А., Березина Н.А., Инишева Л.И., Курнишкова Т.В., Слука З.А., Толпышева Т.Ю., Шведчикова Н.К. 2001. Болотные системы Западной Сибири и их природоохранное значение. Тула: Гриф и Ко. 584 с.
  19. Паников Н.С. 1995. Таежные болота - глобальный источник атмосферного метана? // Природа. №6. С. 14-25.
  20. Слободкин А.И., Паников Н.С., Заварзин Г.А. 1992. Образование и потребление метана микроорганизмами в болотах тундры и средней тайги // Микробиология. Т. 61. №4. С. 683-691.
  21. Харбух Дж., Бонэм-Картер Г. 1974. Моделирование на ЭВМ в геологии. М.: Мир. С. 58.
  22. Christensen T.R. 1993. Methane emissions from Arctic tundra // Biogeochemistry. № 21. P. 117-139.
  23. Glagolev M.V. 1998. Modeling of Production, Oxidation and Transportation Processes of Methane // Global Environment Research Fund: Eco-Frontier Fellowship (EFF) in 1997. Tokyo: Environment Agency. Global Environment Department. Research & Information Office. Р. 79-111.
  24. Glagolev M.V. 2008. Standard model of methane emission from the West Siberian wetlands // Международная конференция по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды: «ENVIROMIS-2008» (Томск, 28 июня - 5 июля 2008 г.): Тезисы докладов. Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. С. 74.
  25. Golubyatnikov L.L. 2008 // Международная конференция «ENVIROMIS-2008» (Томск, 28 июня - 5 июля 2008 г.): Тезисы докладов. Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. С. 90.
  26. Maksyutov S., Inoue G., Sorokin M., Nakano T., Krasnov O., Kosykh N., Mironycheva-Tokareva N., Vasiliev S. 1999. Methane fluxes from wetland in west Siberia during April-October 1998 // Proceedings of the Seventh Symposium on the Joint Siberian Permafrost Studies between Japan and Russia in 1998. Tsukuba: Isebu. P. 115-124.
  27. Naumov A.V. 2001. Emission of CH4 and CO2 in connection with temperature conditions of peat bog soils in the northern taiga subzone // Proceedings of the International Field Symposium West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present (Noyabrsk, August 18-22, 2001). / Vasiliev S.V., Titlyanova A.A., Velichko A.A. (eds.). Novosibirsk: «Agency Sibprint». P. 110-112.
  28. Naumov A.V., Huttunen J.T., Repo M.E., Chichulin A.V., Peregon A.M., Filippov I., Lapshina E.D., Martikainen P.J., Bleuten W. 2007. West Siberian peatlands: comparative study of greenhouse gas emission in middle taiga and forest tundraclimatic conditions // Proceedings of the Second International Field Symposium West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: Past and Present (Khanty-Mansiysk, August 24 - September 2, 2007) / Под ред. акад. С.Э. Вомперского. Tomsk: Изд-во НТЛ. P. 132-135.
  29. Peregon A., Maksyutov S., Kosykh N., Mironycheva-Tokareva N. 2008. Map-based inventory of wetland biomass and net primary production in western Siberia // J. of Geophys. Res. V. 113. doi: 10.1029/2007JG000441.
  30. Peregon A., Maksyutov S., Kosykh N., Mironycheva-Tokareva N., Tamura M., Inoue G. 2005 // Phyton, Spec. issue: «APGC 2004». V.45. №4.
  31. Peregon A., Maksyutov S., Yamagata Y. 2009. An image-based inventory of the spatial structure of west Siberian wetlands // Environmental Research Letters. No. 4, 045014.
  32. Svensson B.H., Rosswall T. 1984. In situ methane production from acid peat in plant communities with different moisture regimes in a subarctic mire // OIKOS. №43. P. 341-350.

Views

Abstract - 199

PDF (Russian) - 147

PlumX


Copyright (c) 2010 Glagolev M.V., Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Maksyutov S.S., Glagolev M.V., Sabrekov A.F., Kleptsova I.E., Maksyutov S.S.

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