Спутниковая гравиметрия в исследованиях таяния мерзлоты и продуктивности растительности криолитозоны
В.И. Харук1,2,3, А.С. Голюков1,2,3, М.Л. Двинская1,3, С.Т. Им1,2,3,4, И.А. Петров1,2,3, Е.Г. Швецов1,3
1Красноярский научный центр СО РАН, Институт леса им. В. Н. Сукачева СО РАН, Красноярск, Россия
v7sib@maul.ru
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
jedirevan@ya.ru
3Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
mary_dvi@ksc.krasn.ru
4Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
stim@ksc.krasn.ru
Ключевые слова: таяние мерзлоты, лесотундра, GRACE, гравиметрия, криолитозона, северные лиственничники, продуктивность лесотундры
Страницы: 961-974
Аннотация
Изменения гидротермического режима почвогрунтов, обусловленные таянием мерзлотного слоя, представляют важнейший экологический фактор динамики растительного покрова в криолитозоне. Исследовалось воздействие таяния почвогрунтов на индекс прироста (ИП) лиственницы (Larix spp.) и на валовую и чистую первичную продуктивность (GPP, NPP) растительности Заполярья Средней Сибири (редколесья, тундра и лесотундра). Проверялись гипотезы: 1) данные гравиметрии позволяют оценить динамику водной массы в почвогрунтах; 2) таяние мерзлотных почвогрунтов стимулирует прирост древесных растений и продуктивность растительного покрова. В работе использованы методы дендрохронологии, данные полевых работ, спутниковой гравиметрии (съемка GRACE) и дистанционной оценки GPP (съемка Terra/MODIS). Анализ данных гравиметрии выявил значимый многолетний тренд снижения водной массы в почвогрунтах криолитозоны ( R2 = 0,68). Величина стока высвобождаемой при таянии воды оценивается в 6,4 ± 2,3 кг∙м-2 в год. Установлена тесная связь ИП лиственницы и GPP с аномалиями влажности в почвогрунтах ( r = - 0,7 и r = - 0,9 соответственно). Возрастающая температура корнеобитаемого слоя и дефицит влажности водяного пара также положительно влияют на ИП лиственницы и величину GPP растительности в целом ( r = 0,6 и r = 0,6 … 0,9 соответственно). Установлено, что пирогенные потери углерода значительно (на два порядка) ниже величины NPP. В условиях переувлажнения почвогрунтов, типичного для Арктики, потепление климата сопровождается улучшением гидротермического режима произрастания растительного покрова, способствует возрастанию продуктивности растительности и сохранению криолитозоной статуса территории стока углерода.
DOI: 10.15372/SEJ20240611 |
