Международный коллектив ученых измерил пространственно-зависимые выбросы CH₄ в экосистеме болот южной Финляндии

Дайджест исследований

Водно-болотные угодья являются крупнейшим природным источником атмосферного метана (CH4), но в глобальном балансе CH4 сохраняются существенные неопределенности, отчасти из-за несоответствия пространственного масштаба между детальными измерениями потоков на месте и моделями поверхности суши с грубым разрешением. В этом исследовании мы оценили важность учета мелкомасштабной пространственной неоднородности в пределах узорчатого болота, чтобы лучше объяснить сезонные колебания выбросов CH4 в масштабах экосистемы. Во время сезонных полевых кампаний в 2022 году мы провели камерные измерения потока и отбор проб поровой воды на участках для удаления растительности на различных микротопографических объектах (микроформах) болота Сииканева, южная Финляндия. Были проанализированы сезонные и пространственные закономерности потоков CH4 в зависимости от ключевых факторов окружающей среды. Картографирование растительного покрова с помощью беспилотника с высоким разрешением (расстояние отбора проб 6 см) позволило экстраполировать потоки в микромасштабе (< 0,1 м2) на масштаб экосистемы (0,75 км2). Выбросы метана из более влажных микроформ (илистых днищ и впадин) точно соответствовали сезонным изменениям температуры торфа и площади зеленых листьев аэренхимных растений, в то время как выбросы из более сухих микроформ (высоких газонов и кочек) оставались сезонно стабильными. Такое постоянство было обусловлено устойчиво низким уровнем грунтовых вод, который смягчал колебания окружающей среды и снижал сезонность производства CH4, окисления CH4 и транспорта, опосредованного растениями. Четкая пространственная структура выбросов CH4 и их сезонная динамика обусловливают высокую чувствительность как величины, так и сезонного цикла выбросов в масштабах экосистемы к территориальному распределению микроформ. Наши результаты подчеркивают необходимость учета микромасштабной пространственной изменчивости в рамках моделирования CH4, поскольку будущие изменения в гидрологии торфяников из-за изменения климата могут изменить баланс между влажными и сухими микроформами, а вместе с этим и сезонный и годовой баланс CH4.

Исследование опубликовано в журнале Global Change Biology .