Биогеохимические циклы углерода в болотных экосистемах

Основным биогеохимическим циклом является цикл органического углерода (Сорг) [1]. С глобальной точки зрения биогеохимический цикл углерода – это комплекс процессов, в результате которых происходит перенос углерода между различными резервуарами (литосфера, биосфера, атмосфера). Основными чертами углеродного цикла болотных экосистем являются незамкнутость и динамичность. Незамкнутость обусловлена способностью, закрепления С в стабильных пулах органического вещества (ОВ) торфа с временем пребывания >1000 лет (органо-минеральные комплексы). Динамичность обусловлена высокой чувствительностью к климатическим изменениям и возрастающему антропогенному воздействию.
По оценкам разных авторов на долю торфяных болот приходится около 3,5% поверхности земли, а мировые запасы торфа в углеродном эквиваленте составляют 120-455 млрд. т углерода [2, 3]. На территории Западной Сибири болотные экосистемы занимают по разным оценкам от 36 до почти 50% площади, и в них содержится около 35% общего пула почвенного углерода России (55 - 70 млрд. т углерода) [4]. Болотные экосистемы являются единственными наземными экосистемами, способными на длительное время изымать углерод из атмосферы, депонируя его в виде торфяных залежей. В настоящее время болотные экосистемы служат стоком углерода из атмосферы, о чем свидетельствуют многочисленные оценки. Однако при изменении климатических условий или при антропогенном воздействии на болота они из стока могут превратиться в источник парниковых газов.
Исследования биогеохимического цикла углерода болот проводились на территории восточной части Обь-Иртышского междуречья, на ключевом участке «Бакчарский» (стационар «Васюганье» ИМКЭС СО РАН). Для оценки углеродного баланса мы изучали потоки углерода: чистую первичную продукцию), скорость трансформации растений торфообразователей, и выходящий эмиссию углекислого газа и метана с поверхности болотных экосистем, оценивали суммарный годовой поток углерода и баланс углерода, кроме того выполняли оценку запасов углерода в разных пулах - растительности и торфе. Для региональной оценки проводили картирование территории ключевого участка на основании маршрутных исследований и дешифрирования космоснимков. Общая площадь исследованной территории, включая новые ключевые участки составляет 112 тыс. км2, из которых болотные экосистемы занимают 42 тыс. км2. Общая заболоченность территории составляет 36%. Оценка составляющих углеродного баланса ключевого участка показала, что олиготрофные болотные экосистемы в течение года накапливают 482 тыс. тонн углерода в год в виде первичной продукции растений, при этом из них выделяется около 350 тыс. тонн углерода. Эвтрофные болотные экосистемы накапливают 165 тыс. тонн углерода в год и выделяют 148 тыс. тонн углерода. Углеродный баланс олиготрофных и эвтрофных экосистем положителен и составляет 133 и 16 тыс. тонн углерода в год, соответственно, при этом накопление углерода на единицу площади болот составляет 79 и 38 гС/м2 в год для олиготрофных и эвтрофных болот. Таким образом, исследуемые болотные экосистемы ключевого участка «Бакчарский» ежегодно поглощают 1,5×105 т углерода из атмосферы. Полученные нами оценки скорости депонирования углерода в 2-2,5 раза выше по сравнению с глобальными оценками депонирования углерода болотами России и мира.