1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Ботанический журнал
  4. T. 108, № 7, 2023

Ботанический журнал, 2023, T. 108, № 7, стр. 656-669

Развитие сплавинных карстовых болот на северо-востоке Среднерусской возвышенности и аккумуляция углерода в торфяных залежах

Е. М. Волкова 1, *, О. А. Леонова 1, **, Д. В. Зацаринная 1, 2, ***

1 Тульский государственный университет
300012 Тула, пр. Ленина, 92, Россия

2 Тульский областной краеведческий музей
300000 Тула, ул. Советская, 68, Россия

* E-mail: convallaria@mail.ru
** E-mail: ya.oly2012@yandex.ru
*** E-mail: visloguzova@mail.ru

Поступила в редакцию 12.05.2023
После доработки 22.06.2023
Принята к публикации 05.07.2023

Аннотация

Сплавинные карстовые болота – уникальные природные экосистемы Среднерусской возвышенности. Они являются местообитаниями редких видов и сообществ в регионе с низкой заболоченностью (0.5%), а также участвуют в депонировании атмосферного углерода. Изучение развития сплавинных карстовых болот позволит разработать подходы к их сохранению. В статье представлены результаты изучения особенностей развития сплавинных болот Среднерусской возвышенности, образованных в депрессиях карстового происхождения, и оценка интенсивности аккумуляции углерода в их торфяных отложениях. Объектами исследования являлись болота “Главное” и “Кочаки-1”, которые расположены в северо-восточной части Среднерусской возвышенности. Для выявления генезиса болот проведено бурение торфяных отложений и изучение ботанического состава торфов. В образцах торфа определено содержание углерода (%) и рассчитана скорость аккумуляции углерода палеоценозами болот. На примере исследованных болотных экосистем выявлены особенности заболачивания карстовых депрессий, сопровождающиеся формированием сплавины. Показано, что наиболее активный вертикальный прирост торфяных отложений происходит в условиях высокого увлажнения болотных биотопов. Это способствует максимальной аккумуляции атмосферного углерода палеосообществами болот (в среднем по залежам до 79.3–125 гС/м2/год). Наиболее высокие показатели депонирования углерода свойственны сфагновым и травяно-сфагновым палеоценозам (до 151–305 гС/м2/год), сформировавшимся на сплавинах во второй половине–конце субатлантического периода голоцена. Полученные результаты свидетельствуют о разнообразии генезиса сплавинных болот и характеризуют эти экосистемы как “депо” атмосферного углерода.

Ключевые слова: карстовые болота, сплавина, генезис, палеосообщества, депонирование углерода, Среднерусская возвышенность

Список литературы

  1. [Andreeva et. al.] Андреева А.С., Колокольцев А.М., Трухляев Э.А. 2022. Влияние изменения климата на поглощающую способность болот на примере Ямало-Ненецкого автономного округа. – Проблемы анализа риска. 19 (4): 46–60. https://doi.org/10.32686/1812-5220-2022-19-4-46-60

  2. [Dombrovskaya et al.] Домбровская А.В., Коренева М.М., Тюремнов С.Н. 1959. Атлас растительных остатков в торфе. Москва. 228 с.

  3. Hugelius G., Loisel J., Chadburn S., Jackson R.B., Jones M., MacDonald G., Marushchak M., Olefeldt D., Packalen M., Siewert M.B., Treat C., Turetsky M., Voigt C., Yu Z. 2020. Large stocks of peatland carbon and nitrogen are vulnerable to permafrost thaw. – Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 117 (34): 20438–20446. https://doi.org/10.1073/pnas.1916387117

  4. IPCC. 2013. Summary for policymakers Climate Chan: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. – Cambridge. 33 p.

  5. [Karataeva et al.] Каратаева Т. А., Волкова Е. М., Ольчев А. В., Головацкая Е. А. 2015. Особенности углеродного обмена растительных сообществ болот Тульской области. – В сб.: Материалы Третьей междун. научно-практ. конф. “Проблемы изучения и использования торфяных ресурсов Сибири”. Томск. С. 89–92.

  6. [Kutenkov] Кутенков С.А. 2013. Компьютерная программа для построения стратиграфических диаграмм состава торфа “Korpi”. – Труды КарНЦ РАН. Серия Экологические исследования. Петрозаводск, КарНЦ РАН. № 6. С. 171–176.

  7. [Leonova et al.] Леонова О.А., Волкова Е.М., Зацаринная Д.В., Ольчев А.В. 2021. Карстово-суффозионные болота Среднерусской возвышенности и интенсивность депонирования углерода. – В сб.: Материалы IV Междунар. науч. семинара “Растительность болот: современные проблемы классификации, картографирования, использования и охраны”. Минск–Витебск, Беларусь. С. 66–70.

  8. McGuire A.D., Lawrence D.M., Koven C., Clein J.S., Burke E., Chen G., Jafarov E., MacDougall A.H., Marchenko S., Nicolsky D., Peng S., Rinke A., Ciais P., Gouttevin I., Hayes D.J., Ji D., Krinner G., Moore J.C., Romanovsky V., Schädel C., Schaefer K., Schuur E.A.G., Zhuang Q. 2018. Dependence of the evolution of carbon dynamics in the northern permafrost region on the trajectory of climate change. – Proc. Natl. Acad. Sci. 15: 3882–3887. https://doi.org/10.1073/pnas.1719903115

  9. Novenko E., Mazei N., Kupryanov D., Kusilman M., Olchev A. 2021. Peatland initiation in Central European Russia during the Holocene: Effect of climate conditions and fires – Holocen. 31 (4): 545–555.

  10. [Olchev et al.] Ольчев А.В., Волкова Е.М., Каратаева Т.А., Новенко Е.Ю. 2012. Нетто СО2-обмен и испарение сфагнового болота в зоне широколиственных лесов Европейской России. – Известия ТулГУ. Естественные науки. 3: 207–220.

  11. [Olchev et al.] Ольчев А.В., Волкова Е.М., Каратаева Т.А., Новенко Е.Ю. 2013 a. Роль карстово-суффозионных сфагновых болот лесостепной зоны Европейской России в углеродном и водном обмене. – В сб.: Материалы Междунар. науч. конф., посвященной 140-летию со дня рождения И.И. Спрыгина. Пенза. С. 376–379.

  12. Olchev A., Volkova E., Karataeva T., Novenko E. 2013 b. Growing season variability of net ecosystem CO2 exchange and evapotranspiration of a sphagnum mire in the broad-leaved forest zone of European Russia. – Environmental Research Letters. 8(3): 035051. https://doi.org/10.1088/1748- 9326/8/3/035051

  13. [Olchev et al.] Ольчев А.В., Волкова Е.М., Каратаева Т.А., Новенко Е.Ю. 2014. Оценка нетто-СО2-обмена и испарения мезоолиготрофного сфагнового болота по результатам экспериментальных наблюдений и модельных расчтов. – В сб.: Материалы Всеросс. науч. конф. с междунар. участием “Прошлое, современное состояние и прогноз развития географических систем”. Киров. С. 140–145.

  14. Ratcliffe J., Payne R.J. 2016. Palaeoecological studies as a source of peat depth data: A discussion and data compilation for Scotland. – Mires and Peat. 18(13): 1–7.

  15. Reimer P.J., Bard E., Bayliss A., Beck J.W., Blackwell P.G., Bronk Ramsey C., Buck C.E., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T.P., Haf-lidason H., Hajdas I., Hatte C., Heaton T.J., Hoffmann D.L., Hogg A.G., Hughen K.A., Kaiser K.F., Kromer B., Manning S.W., Niu M., Reimer W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Staff R.A., Turney C.S.M., van der Plicht J. 2013. IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves, 0–50 000 Years cal BP. – Radiocarbon. Vol. 55. P. 1869–1887.

  16. [Sukachev] Сукачев В.Н. 1926. Болота, их образование, развитие и свойства. Л. 162 с.

  17. Turunen J. 2003. Past and present carbon accumulation in undisturbed boreal and subarctic mires: A review. – Suo. 54(1): 15–28.

  18. [Volkova] Волкова Е.М. 2010. Заболачивание карстовых и карстово-суффозионнных депрессий на территории Тульской области. – В кн.: Направления исследований в современном болотоведении России. СПб. – Тула. С. 146–163.

  19. [Volkova] Волкова Е.М. 2011. Редкие болота северо-востока Среднерусской возвышенности: растительность и генезис. – Бот. журн. 96 (12): 1575–1590.

  20. [Volkova] Волкова Е.М. 2018. Болота Среднерусской возвышенности: генезис, структурно-функциональные особенности и природоохранное значение: Автореф. дис. … докт. биол. наук. СПб. 46 с.

  21. [Volkova] Волкова Е.М. 2019. Флора сосудистых растений болот Среднерусской возвышенности // Бот. журн., том 104, № 10, с. 17–30.

  22. [Volkova et al.] Волкова Е.М., Новенко Е.Ю., Носова М.Б., Зацаринная Д.В. 2017a. Динамика развития водораздельных болот на южной границе леса в Европейской России. – Бюл. МОИП. Отд. Биол. 122 (1): 47–59.

  23. [Volkova et al.] Волкова Е.М., Новенко Е.Ю. Ольчев А.В. 2017b. Оценка нетто СО2 обмена лесного сфагнового болота по результатам экспериментальных наблюдений и модельных расчетов. – В сб.: Матер. Междунар. конф. “Углеродный баланс болот Западной Сибири в контексте изменения климата”. Ханты-Мансийск. С. 48–50.

  24. [Volkova et al.] Волкова Е.М., Новенко Е.Ю., Юрковская Т.К. 2020. Возраст болот Среднерусской возвышенности. – Изв. РАН. Серия географическая. 84 (4): 551–561.

  25. [Volkova et al.] Волкова Е.М., Зацаринная Д.В., Собина А.А. 2020. Особенности генезиса водораздельных сплавинных болот Тульской области. – Изв. Тульского гос. ун-та. Естественные науки. 4: 65–71.

  26. [Zalesov] Залесов С.В. 2021. Роль болот в депонировании углерода. – Международный научно-исследовательский журнал. 7: 6–9. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.109.7.033

  27. [Zatsarinnaya] Зацаринная Д.В. 2015. Экологические особенности и растительность карстовых болот зоны широколиственных лесов (на примере Тульской области): Дис. … канд. биол. наук. М. 173 с.

  28. Zhang H., Gallego-Sala A.V., Amesbury M.J., Charman D.J., Piilo S.R., Väliranta M.M. 2018. Inconsistent Response of Arctic Permafrost Peatland Carbon Accumulation to Warm Climate Phases. – Global Biogeochemical Cycles. 32: 1605–1620.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Ботанический журнал

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал