Учёные Института физики атмосферы (ИФА) имени А.М. Обухова РАН исследовали, как болота выделяют метан в атмосферу, что поможет оценить их вклад в потепление климата. Как сообщает РИА Новости, результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Forests.

Значительные площади Западной Сибири занимают болота, которые считаются одним из главных хранилищ углерода на Земле. Это объясняется тем, что углерод накапливался здесь тысячелетиями в виде залежей торфа. Благодаря этому болота активно участвуют в углеродном цикле, поглощая и выделяя парниковые газы. В частности, они поглощают углекислый газ и выделяют метан. По мнению учёных ИФА РАН, интенсивность таких процессов зависит от температуры у поверхности болота, его микрорельефа (например, наличия кочек, гряд, растительности) и влажности почвы. Из-за того, что эти характеристики обычно сильно различаются даже в пределах одного болота, исследователям сложно рассчитывать, сколько парниковых газов выделяет и поглощает та или иная территория.

Сотрудники ИФА РАН детально изучили типичное для Западной Сибири верховое, то есть, питаемое осадками болото на примере Мухринского торфяника – международного полевого стационара на территории Ханты-Мансийского автономного округа.

В ходе экспедиции учёные описали рельеф и температуру поверхности болота, наблюдая за местностью с помощью дрона. Они также провели наиболее подробные на сегодняшний день измерения потоков тепла и влаги, а также количества метана, выделяемого с единицы местности различными микроландшафтами болота. Наблюдения показали, что структура верхового болота крайне неоднородна: в пределах Мухринского торфяника исследователи выделили значительно различающиеся между собой микроландшафты, такие как «рямы» – возвышенные участки, покрытые кустарниками или невысокими деревьями, «гряды» – кочки, поросшие мхом, топи и «мочажины» – низменные переувлажненные места. Дневные и ночные температуры у поверхности в разных частях болота сильно колебались: разница между холодными низинными, залитыми водой участками и возвышениями составила в дневные часы около 10°С. Это объясняется тем, что вода нагревается медленнее, чем воздух, а потому влажные почвы обычно имеют более низкую температуру.

Для развития моделей необходимы детальные и комплексные данные наблюдений. Для каждого типа микроландшафта (для возвышающихся участков – гряд и кочек, и для пониженных – мочажин, топей), и для всего болотного ландшафта в целом нужно одновременно измерить множество параметров – именно такие данные собирают исследователи болоте. Столь подробные данные наблюдений позволяют развивать и верифицировать модели болот и эмиссий парниковых газов.

Учёт болотных микроландшафтов в моделях может приводить к увеличению моделируемых эмиссий метана практически в 2 раза (на 100%). То же самое можно сказать и об оценках региональных эмиссий метана, для которых характерна большая неопределенность – использование детальных карт болотных микроландшафтов при составлении таких оценок может приводить к увеличению в 2 раза оценки эмиссий метана болотами, сообщил учёные.

Во время эксперимента на полигоне Мухрино была развёрнута наиболее подробная сеть наблюдений из когда-либо существовавших среди всех Западно-Сибирских болот.

Учёные полагают, что исследование будет полезно при построении корректных моделей выделения и поглощения парниковых газов болотами, а также при прогнозировании этих процессов в условиях изменения климата. Кроме того, понимание процессов влаго–, тепло– и газообмена болот с атмосферой, по их мнению, важно при осушении или восстановлении нарушенных болот.

В дальнейшем исследователи планируют подробнее изучить, как различные болотные микроландшафты, например переувлажненные топи и поросшие кустарником рямы, влияют на турбулентный перенос тепла, влаги и парниковых газов в атмосфере.