Содержание различных форм углерода в покровных отложениях ледового комплекса Центральной Якутии

Проанализировано содержание органического, неорганического и общего углерода в Центральной Якутии. В качестве объектов выбраны схожие по климатическим характеристикам местности Диринг-Атах в Чурапчинском районе и Сырдах в Усть-Алданском районе. Показано снижение содержания углерода в зависимости от глубины разреза, что обусловлено его наибольшим накоплением в верхнем органо-аккумулятивном горизонте. Установлено, что содержания различных форм углерода на исследуемых участках существенно различаются. Минимальное (0,22 % Сорг) и максимальное (4,81 % Сорг) содержания органического углерода прослеживаются в деятельном слое участка Сырдах. При этом в сезонно-талых слоях исследованных ледовых комплексов зарегистрировано сосредоточение как органического, так и неорганического углерода с выраженным равномерным распределением по профилю и пиковым увеличением в многолетнемерзлых породах на участке Сырдах. Полученные результаты свидетельствуют о вариативности содержания углерода, обусловленной климатическими и геокриологическими условиями исследуемого региона. Природные особенности способствуют дезинтеграции углерода в отложениях ледового комплекса при систематическом оттаивании и промерзании последнего, перемещении по профилю растворенных органических соединений и морозном выветривании. Соотношение органического и неорганического углерода в мерзлотных почвах является индикатором для оперативной оценки состояния и потоков органического вещества почв в условиях меняющегося климата.

1. Desyatkin R.V., Desyatkin A.R. Temperature regime of solonetzic meadow-chernozemic permafrostaffected soil in a long-term cycle. Eurasian Soil Science. 2017;50(11):1344–1354. https://doi.org/10.1134/S1064229317090022.

2. Десяткин Р.В., Десяткин А.Р. Влияние увеличения глубины деятельного слоя почвы на изменение водного баланса в криолитозоне. Почвоведение. 2019;(11): 1393–1402. https://doi.org/10.1134/S0032180X19110030.

3. Суховеева О.Э., Золотухин А.Н., Карелин Д.В. Климатообусловленные изменения запасов органического углерода в пахотных черноземах Курской области. Аридные экосистемы. 2020;26(2) (83):72–79. https://doi.org/10.24411/1993-3916-2020-10098

4. Десяткин Р.В. Изменение климата и динамика мерзлотных экосистем центра материковой криолитозоны Cеверного полушария. Вестник Российской академии наук. 2018;88(12):1113–1121. https://doi.org/10.31857/S086958730003190-7

5. Heimann M., Reichstein M. Terrestrial ecosystem carbon dynamics and climate feedbacks. Nature. 2008; 451:289–292. https://doi.org/10.1038/nature06591

6. Васильев А.А., Никитин К.А., Стрелецкая И.Д., Облогов Г.Е., Задорожная Н.А. Современные тренды эволюции криолитозоны Российской Арктики при климатических изменениях. Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2019;(6):16–20. https://doi:10.24411/2687-1092-2019-10603

7. de Vrese P., Brovkin V. Timescales of the permafrost carbon cycle and legacy effects of temperature overshoot scenarios. Nat. Commun. 2021;(12):2688 https://doi.org/10.1038/s41467-021-23010-5

8. Снакин В.В. Глобальные изменения климата: прогнозы и реальность. Жизнь Земли. 2019;41(2):148–164.

9. Ding, Yongjian & Mu, Cuicui & Wu, Tonghua & Hu, Guojie & Zou, Defu & Wang, Dong & Li, Wangping & Wu, Xiaodong. Increasing cryospheric hazards in a warming climate. Earth-Science Reviews. 2021;(213): 200. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103500

10. Desyatkin A.R., Iwasaki S., Desyatkin R.V., Hatano R. Changes of soil C stock under establishment and abandonment of arable lands in permafrost area – Central Yakutia. Atmosphere. 2018;308(9):2–14.

11. Максимов Т. Х. Круговорот углерода в лиственничных лесах якутского сектора криолитозоны: Дис. ... докт. биол. наук. Красноярск. 2007. 303 с.

12. Десяткин А.Р., Филиппов Н.В., Федоров П.П., Ивасаки Ш. Скорость накопления углерода пахотного горизонта заброшенных пашен в условиях Центральной Якутии. Успехи современного естествознания. 2018;(6):26–31.

13. Tarnocai C., Canadell J.G., Schuur E.A.G., Kuhry P., Mazhitova G., Zimov S. Soil organic carbon pools in the northern circumpolar permafrost region. Global Biogeochem. Cycles. 2009;23(2):20–23. https://doi.org/10.1029/2008GB003327

14. География Сибири в начале XXI века: Восточная Сибирь. Отв. ред. Корытный Л.М., Тулохонов А.К. Новосибирск: Гео; 2016. Т. 6. 396 c.

15. Shepelev A.G., Kizyakov A., Wetterich S., Cherepanova A., Fedorov A., Syromyatnikov I., Savvinov G. Sub-surface carbon Stocks in northern taiga landscapes exposed in the Batagay Megaslump, Yana Upland, Yakutia. Land. 2020;9(9)305:1–16. https://doi.org/10.3390/land9090305.

16. Lindgren A., Hugelius G., Kuhry P. Extensive loss of past permafrost carbon but a net accumulation into present-day soils. Nature. 2018;560:219–222. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0371-0.

17. Sayedi S.S., Abbott B.W., Thornton B.F., Frederick J.M., Vonk J.E., Overduin P., Schädel C., Schuur E.A.G., Bourbonnais A., Demidov N., Gavrilov A., He S., Hugelius G., Jakobsson M., Jones M.C., Joung D.J., Kraev G., Macdonald R.W., David McGuire A., Frei R.J. Subsea permafrost carbon stocks and climate change sensitivity estimated by expert assessment. Environmental Research Letters. 2020;15(12).124075: 200. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abcc29

18. Randers J., Goluke U. An earth system model shows self-sustained thawing of permafrost even if all man-made GHG emissions stop in 2020. Sci. Rep. 2020; 10:18456. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75481-z

19. Varney R.M., Chadbur S.E., Friedlingstein P. et al. A spatial emergent constraint on the sensitivity of soil carbon turnover to global warming. Nat. Commun. 2020; 11:5544. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19208-8

20. Ozaki K., Reinhard C.T. The future lifespan of Earth’s oxygenated atmosphere. Nat. Geosci. 2021;14: 138–142. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00693-5.

21. de Vrese P., Brovkin V. Timescales of the permafrost carbon cycle and legacy effects of temperature overshoot scenarios. Nat. Commun. 2021;12:2688. https://doi.org/10.1038/s41467-021-23010-5