|
DOI: 10.7256/2453-8922.2021.1.33291
Дата направления статьи в редакцию:
22-06-2020
Дата публикации:
13-04-2021
Аннотация:
Предметом исследования является анализ соотношения содержания углерода, азота и значений δ13С в полигональных ландшафтах на побережье залива Онемен, близ г. Анадырь. Содержание углерода и азота проанализировано в 19 образцах с помощью элементного анализатора C H N, S–O Е А 1110. Измерения процентного содержания азота и углерода в торфе проводились на CHNS-анализаторе VARIO EL III V4.01 20.Aug. 2002, Elementar Analysen systeme GmbH, Германия. Определения изотопного состава углерода выполнены на масс-спектрометре Delta-V со стандартной опцией элемент-анализатор. Максимальные значения содержания углерода (59.09%) и азота (2,18%) в торфяниках получены на глубине 1.1 м в узкой торфяной жиле. Значения δ13С в торфяниках на побережье залива Онемен варьируют от –24.1‰ до –28,6‰, содержание азота варьирует от 0.37% до 3.24%, содержание углерода варьирует от3.1% до 59,09%, величина С/N изменяется от 8.3 до 34.4. Значения δ13С и величины C/N в разрезе 1.5-метрового торфяника соответствуют растениям С3, значения δ13С и величины C/N для 2,5 –метрового торфяника предполагают присутствие водорослей наряду с растениями С3. Колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 1.5-метрового торфяника до глубины 0.8 м синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа, ниже в интервале 0.8-1.2 м отмечается обеднение азотом и облегчение изотопного состава углерода, что предполагает участие переработанной органики в начале накопления торфяника. Колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 2,5 –метрового торфяника синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа.
Ключевые слова:
повторно-жильные льды, полигональные ландшафты, торф, углерод, азот, изотопы углерода, лайда, залив Онемен, Анадырь, Чукотка
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 18-05-60272 Арктика, полевые исследования и изотопные определения, грант № 20-05-00782, определения содержания азота и углерода).
Abstract: The subject of the study is the analysis of the ratio of carbon (C) and nitrogen(N) and δ13C values in polygonal landscapes on the coast of Onemen Bay, near the Anadyr city. The maximum values of carbon (59.09%) and nitrogen (2.18%) in peatlands were obtained at a depth of 1.1 m in a narrow peat vein. The values of δ13C in the peatlands on the coast of Onemen Bay vary from -24.1% to -28.6%, the N content varies from 0.37% to 3.24%, the C content varies from 3.1% to 59.09%, the C/N value varies from 8.3 to 34.4.The values of δ13C and C/N values in the 1.5-m peat correspond to C3 plants, the values of δ13C and C/N values for a 2.5–m peat suggest the presence of algae along with plants C3. Fluctuations in the nitrogen and organic carbon content in the section of a 1.5-meter peatland to a depth of 0.8 m are synchronous, which suggests an autochthonous mechanism of peat accumulation, below depth of 0.8-1.2 m, there is a lightening of the carbon isotope composition, which suggests the participation of reworked organic matter in the beginning of peat accumulation. Fluctuations in the nitrogen and organic carbon content in the section of a 2.5-meter peat bog are synchronous, which suggests an autochthonous mechanism of peat accumulation.
Keywords: ice wedge, polygonal kandscapes, peat, carbon, nitrogen, carbon isotopes, marine floodplain, Onemen Bay, Anadyr, Chukchi Peninsula
Введение
В тундровой зоне азот часто является лимитирующим фактором для растительности [1, 2, 3]. При таянии многолетнемерзлых пород высвобождается не только значительное количество органического углерода, но также повышается доступность азота для растений. Это означает, что углерод и азот будут использованы растительностью и это снизит выброс парниковых газов [4, 5, 6]. Потенциальным показателем возможной потери углерода С при оттаивании и разложении углеродсодержащей органики из многолетнемерзлых отложений, является отношение углерода к азоту (С/ N) [7]. Как правило, более высокое значение отношение C=N указывает на менее деградированный органический C, в то время как более низкое отношение C=N указывает на уже частично органику до промерзания [8]. Несмотря на то, что отношение C=N не может быть принято в качестве единственной переменной для оценки устойчивости органического вещества почвы, оно дает лишь первое указание на потенциальную возможность разложения органического вещества и продуцированию парниковых газов. C, содержащегося в почвах на многолетнемерзлых грунтах [9].
Климат
На Чукотском полуострове климат отчетливо океанический, причем в районах северного побережья он может быть назван полярно–океаническим, а в районах южного побережья умеренно–океаническим. Влияние океанического климата на полуострове охватывает весь ландшафт сверху донизу, в результате чего там обычны низовые снежники–перелетки. Ранее Б. Н. Городков [10]. отметил, что снежники в приморских районах Чукотки дольше сохраняются на южных склонах гор, так как преобладающие зимой северные ветры надувают на них больше снега, чем на другие склоны. В окрестностях г. Анадырь средняя годовая температура воздуха составляет –8 – –9 °С. Самым холодным является январь, самым теплым июль. Средняя температура января –22 – –23 °С, а июля +12–+13 °С. Абсолютный минимум температуры воздуха составил –47°С, абсолютный максимум – + 28 °С. Переход среднесуточной температуры через ноль весной обычно наблюдается в двадцатых числах мая, осенью – конце сентября, но ночные заморозки возможны уже в августе [11]. Наблюдения в Анадыре ведутся с начала ХХ века. Абсолютный температурный минимум –46.8°С наблюдался в январе 1913 г., самая низкая среднеянварская температура –35°С отмечена в 1939 г., наиболее высокая температура января –7°С зафиксирована в 1950 г., самая низкая среднегодовая температура наблюдалась в 1976 г. –10.1°С, самая высокая среднегодовая температура –3.7 °С – в 2019 г., самая высокая среднеиюльская температура отмечена +15.4°С в 1922 г., самая низкая –+7.1°С в 1925 г. [12].
Район исследований и методы измерений
Исследование мощных голоценовых торфяников с повторно-жильными льдами, выполнено в обнажении первой морской террасы вблизи г.Анадырь (64°44′19″ с.ш., 177°26′45″ в.д.) в июле 2017 г. Район исследований расположен на востоке Чукотского полуострова (рис. 1) в пределах Нижнеанадырской низменности на побережье залива Онемен (рис. 2).
Рис. 1. Местоположение г. Анадырь в устье р. Анадырь
Рис. 2. Панорама г. Анадырь и залива Онемен. На заднем плане красной стрелкой показано местоположение исследованного участка побережья
Ландшафты Нижнеанадырской низменности включают в себя слабоволнистые водораздельные поверхности, невысокие горы (до 600-700 м), главной из которых является древний вулкан - гора Дионисия, расположенная в 25 км к югу от г. Анадырь. Основные же пространства низменности заняты полигональными и трещиноватыми тундрами с повторно-жильными льдами, термокарстовыми озерами и котловинами самоспущенных озер, переработанными термокарстом. На аласах развит полигонально-валиковый микрорельеф. С востока Нижнеанадырская низменность открыта к морю, и на побережье Анадырского лимана наблюдаются тамповые понижения, заливаемые нагонными морскими водами во время больших штормов и приливов. Тамповые (засоленные) низменности представляют собой уникальный для региона тип ландшафта, характеризующийся доминированием маршевых галофитных лугов, представленных на побережье зал. Онемен. На поверхности незакрепленных галечников и песков по морскому пляжу залива Онемен отмечена куртинная растительность. Отметим антропогенное воздействие на территорию, которое обусловлено стоком с коровника и свалки.
Растительность
Район окрестностей г.Анадырь относится к геоботаническому горно-равнинному округу Золотого хребта [13], который характеризуется доминированием комбинаций пятнистых щебнистых и кустарничковых гипоарктических тундр с фрагментами низких ольховников по наиболее дренированным частям. В округе довольно развиты и комбинации сырых кочкарных пушицево-осоковых тундр со сфагновыми болотами типично арктического облика, а также различные комплексы водно-болотных сообществ. Хорошо развиты полигональные (с ледяными жилами) тундры, а на аласах – луга с моховой синузией. Характерно мощное развитие Rhododendron aureum. Для окрестностей побережья залива Онемен, где изучены разрезы торфяников, характерны куртинные тундры, кочкарные осоково-пушицево-кустарничковые тундры в комплексе с мохово-лишайниковыми бугорковатыми сырыми осоково-кустарничковыми полигональными тундрами и болотами и кочкарные тундры с пушицей влагалищной на сильно оторфованных почвах [14]. В составе куртинных тундр характерно обилие злаков (Leymus villosissimus, Calamagrostis purpurea, Deshampsia borealis, Trisetum molle, Hierochlöe alpina, Poa alpigena, Festuca brachyphylla и разнотравья (Potentilla fragiformis, Rubus arcticus, Antennaria friesiana, Chamerion angustifolium, Stellaria fisheriana ), встречаются также отдельные кустики низких кустарниковых и кустарничковых ив (Salix glauca, S. sphenophylla, S. arctica и их гибриды с S. krylovii и S. saxatilis). Из травянистых здесь обычны Rubus arcticus, Artemisia leucophylla, Angelica gmelinii, Armeria arctica, Cardamine bellidifolia, и петрофиты Oxytropis nigrescens, Papaver korjakense, Delphinium cheilanthum, Draba nivalis. Для кочкарных осоково-пушицево-кустарничковых тундр характерны Salix fuscescens, S. stoloniferoides и очень обильна морошка, иногда образуя морошковые сфагновые болота, кроме гипоарктических кустарничков и морошки, могут встречаться Salix pulchra, Petasites frigidus, Aconogon tripterocarpum, Calamagrostis purpurea, Arctagrostis latifolia. Комплекс вейниковых ивняков и мохово-лишайниковой осоково-кустарничковой тундры с отдельными куртинами ольховника выделен на буграх [13].
Рис. 3. Исследованный участок побережья залива Онемен. На переднем плане фрагмент первой террасы, на заднем плане - торфяник. Фото Ю.Васильчука
Методы исследований
Содержание углерода и азота проанализировано в 20 образцах с помощью элементного CHNS-анализаторе VARIO EL III V4.01 20. Aug. 2002, Elementar Analysensysteme GmbH, Германия. Пробоподготовка образцов включала в себя высушивание почв через сито и растирание резиновым пестиком в фарфоровой ступке. Точность – 0,1% от абсолютной величины при одновременном определении CHNS в 2 мг сульфаниловой кислоты; относительная ошибка менее 0,2 %.
На исследованном участке первой морской террасы размеры полигонов составляют примерно 8х12 м [15, 16]. В обнажении террасы вскрыт торф мощностью около 1.5 м (рис. 3, 4, 6а), подстилаемый супесью мощностью до 2 м, ниже залегает песок горизонтально-слоистый. Повторно-жильные льды залегают в торфе (головы жил) и в подстилающей супеси. Лед жил вертикально-слоистый, желтовато-серый. Ледяные жилы вскрыты также в обнажении торфяника мощностью до 2.5 м, вложенного в виде линзы с поверхности террасы (рис. 5, 6).
Рис. 4. Фрагмент первой террасы с сингенетической ледяной жилой, побережье залива Онемен. Фото Ю.Васильчука
Рис. 5. Торфяник с сингенетической ледяной жилой, побережье залива Онемен. Фото Ю.Васильчука
Рис. 6. Строение разрезов 1.5–метрового и 2.5–метрового торфяников на первой морской террасе на побережье зал. Онемен: 1 – песок, 2 – супесь, 3 – торф, 4 – осыпь, 5 – широкая ледяная жила, 6 – торфяная жила, 7 – узкая ледяная жила, 8 – точки отбора проб, номера образцов приведены в табл. 1
Изотопный состав углерода, содержание углерода и азота определено в 19 образцах из которых 10 датированы по 14С (табл. 1). Торфяник мощностью 1.5 м, представленный рыжевато-коричневым рыхлым торфом в обнажении первой морской террасы, на глубине 0.6 м датирован 9150 калиброванных (кал.) лет назад. В соседнем торфянике мощностью 2.5 м, представленном плотным темно-коричневым торфом, возраст торфа определен серией 14С датировок в интервалах 11042-9978 и 2411-1120 кал. лет назад. Торфяная жила в теле торфяника имеет промежуточный возраст 4669 кал. лет назад, интересно, что торф этого возраста в разрезе самого торфяника отсутствует. Торфяник сформировался в гренландский период голоцена, затем рост торфяника прервался на длительное время практически на весь северогриппианский период. Торф, относящийся к концу северогриппианского периода сохранился только в торфяной жиле. Верхние 0,3 м торфяника накопились уже в мегхалайском периде
Таблица 1. Результаты измерений δ13С, содержание С, N и соотношение C/N в образцах торфа из торфяников на побережье залива Онемен
|
№ образца
|
материал
|
Глубина отбора, м
|
14С, лет назад / медианный возраст, кал. лет назад
|
δ13С, ‰
|
С, %
|
N, %
|
C/N
|
|
Анадырь, 2017
|
|
Первая морская терраса, торф над ПЖЛ
|
|
17 An-27
|
Торф рыжевато-коричневатый из нависающего козырька
|
0,15
|
современный
|
-24.1
|
44.04
|
3.24
|
15.9
|
|
17 An-57
|
Торф рыжевато-коричневый, влажный слоистый
|
на 30 см выше верх. границы супеси и на 40 см выше головы ПЖЛ
|
8180±100/9150
|
-25.4
|
43.74
|
1.49
|
34.4
|
|
17 An-28
|
Торф
|
Над головой ПЖЛ
|
-
|
-26.7
|
35.88
|
2,38
|
17.6
|
|
17 An-26
|
Оторфованная супесь
|
Справа от головы жилы
|
-
|
-25.8
|
3.1
|
0,37
|
9.8
|
|
Торфяник в пределах озерно-болотной котловины (торф очень плотный, слоистый)
|
|
17 An-33
|
Торф темно-коричневый
|
1.8
|
-
|
-28.3
|
35.61
|
1.2
|
34.7
|
|
17 An-34
|
Торф темно-коричневый
|
1.7
|
8900±120/9978
|
-28.2
|
43.59
|
1.32
|
38.6
|
|
17 An-35
|
Торф темно-коричневый
|
1.65
|
-
|
-28.3
|
44.81
|
1.53
|
34.3
|
|
17 An-36
|
Торф темно-коричневый
|
1.6
|
-
|
-28.5
|
26.61
|
1.16
|
26.8
|
|
17 An-37
|
Торф темно-коричневый
|
1.4
|
9700±150/11042
|
-28.5
|
26.07
|
1.13
|
26.9
|
|
17 An-38
|
Торф темно-коричневый
|
1.2
|
9400±230/10954
|
-28.5
|
27.89
|
1.18
|
27.7
|
|
17 An-39
|
Торф темно-коричневый
|
1.1
|
-
|
-28.6
|
28.86
|
1.17
|
28.9
|
|
17 An-40
|
Торф темно-коричневый
|
0.9
|
9630±130/10682
|
-28.6
|
28.93
|
1.16
|
29.2
|
|
17 An-41
|
Торф черный
|
0.6
|
2820±100/2950
|
-28.3
|
29.25
|
1.12
|
30.6
|
|
17 An-42
|
Торф темно-коричневый
|
0.35
|
1580±50/1460
|
-28.5
|
36.84
|
1.51
|
28.6
|
|
17 An-43
|
Торф черный
|
0.1
|
1200±50/1120
|
-27.7
|
49.02
|
1.98
|
29.0
|
|
17 An-45
|
Торф из узкой торфяной жилы, внедряющейся в ПЖЛ
|
1.0
|
2390±30/2411
|
-27.2
|
59.09
|
2.18
|
31.7
|
|
17 An-44
|
|
|
-
|
-
|
1.19
|
0.13
|
10.7
|
|
17 An-46
|
Торф из округлой торфяной жилы слева от ПЖЛ
|
1.3
|
4140±80/4669
|
-28.4
|
33.89
|
1.12
|
35.4
|
|
17 An-60
|
Оторфованная супесь слева от головы ПЖЛ
|
1.1
|
-
|
-26.2
|
1.35
|
0.19
|
8.3
|
В торфянике мощностью 1.5 м. максимальное содержание азота (3.24%) и углерода (44.04%) наблюдается ближе к поверхности торфяника на глубине 0.15 м. Содержание углерода (3.1%) и азота (0.37%) минимально в подстилающей торф супеси, здесь же минимально значение C/N. Максимальное значение C/N 34.4 наблюдается во влажном слоистом торфе на 30 см выше верхней границы супеси и на 40 см выше головы ледяной жилы датированном 9150 кал. лет назад. Величина δ13С изменяется в диапазоне от –24.1‰ до –26.7‰. Колебания содержания азота и органического углерода синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа. Колебания содержания азота и органического углерода до глубины 0.8 м синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа (рис. 7, А), ниже в интервале 0.8-1.2 м отмечается обеднение азотом и облегчение изотопного состава углерода, что предполагает участие переработанной органики в начале накопления торфяника.
В торфянике мощностью 2,5 м максимальные значения содержания углерода (59.09%) и азота (2.18%) получены в узкой торфяной жиле, датированной 2411 кал. лет назад, которая внедряется в ледяную жилу, значение C/N здесь составляет 31,7. Содержание углерода (1.19%) и азота (0.13%) минимально в супесчаном прослое в торфе рядом с жилой (см.рис. 7), значение C/N здесь составляет 10.7. Значения δ13С весьма стабильны около от –28 до –26 ‰, минимальное значение –28.6‰ на глубине 0,9 м в образце имеющем возраст 10682 кал. лет назад, максимальное значение –26.2‰, в оторфованной супеси на глубине 1.1 м. Колебания содержания азота и органического углерода синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа (рис. 7, Б).
Рис. 7. Вариации δ13С, содержания углерода (С), азота (N), соотношения C/N в разрезах 1,5–метрового (А) и 2,5 –метрового (Б) торфяников на первой морской террасе на побережье зал. Онемен
Отметим, что высокие значения содержания углерода в озерно-болотных отложениях связаны с снижением величины δ13С, если на рис. 8 показатели соотношения значений δ13С и соотношение C/N в разрезе 1.5 метрового торфяника соответствуют растениям С3, то для 2.5 –метрового торфяника они предполагают присутствие водорослей наряду с растениями С3.
Рис. 8. Зависимость величины соотношения C/N от значений δ13С, в разрезах 1.5–метрового и 2.5–метрового торфяников на первой морской террасе на побережье зал. Онемен
Значения C/N и δ13C в голоценовых и поздненеоплейстоценовых отложениях полигональных комплексов Сибири
Значения C/N и δ13C в долинах Лены, Индигирки и Колымы. На о. Самойлова в дельте р.Лены в скважине, пробуренной в пределах полигональной ванны в оторфованных супесчаных отложениях, согласно данным Д.Вагнера с соавторами [17] самые высокие значения величины соотношения C/N –23.0 наблюдаются в верхней части разреза на глубине 1.5 м, самые низкие в самой нижней части разреза на глубине 8,5 м. В целом соотношение C/N в среднем приблизительно равно 17, вариации этой величины менее выражены по сравнению с вариациями содержания органического углерода. Отметим, что ряд радиоуглеродных датировок практически аналогичен ряду датировок, полученных авторами в разрезе торфяников на побережье зал. Онемен. Интервал 8.29-5.57 м датирован от 9334 до 8824 кал. лет, на глубине 2,89 м получена датировка 2306 кал. лет., т.е быстрое накопление отложений происходило в гренландский период. Характеристика органического вещества была также получена на различных геоморфологических уровнях в пределах дельты р.Лена на Быковском полуострове и о.Собо-Сисе [18]. На о.Собо-Сисе содержание органического углерода варьирует от 0.8 до 4.3%, максимальное содержание на поверхности едомной толщи, содержание азота стабильно и составляет 0.3%, за исключением аллювиальных отложений, где его содержание равно 0.1%. Величина C/N слабо изменяется от 10.7 до 12.2. На Быковском полуострове содержание органического углерода заметно выше 5.1-7.9%, содержание азота также несколько выше 0.4-0.5%. Величина C/N находится в интервале 10.8–13.2. Й.Штраус с соавторами [Strauss et al. 2015) также получил весьма низкие значения для едомы и аласов (в среднем эти значения составили от 8 до 10). Гораздо более высокие значения C/N получены для почв на голоценовой террасе в дельте р. Лены, в среднем от 20 до 42, а на пойме реки от 13 до 21 [20].
Изотопный состав органического углерода и содержание углерода и азота определены в скважинах, пробуренных в пределах голоценовых полигональных комплексов Походск в районе дельты р.Колыма и Киталык в долине р.Индигирка [21]. В центре полигона в Походске, датированном от 1676 до 3133 кал. лет назад среднее содержание органического углерода меньше 10 %, а азота меньше 1 %, максимум содержания азота (1.5%) и углерода (24%) находятся на глубине 0,6 м, величина δ13C практически не отклоняется от значения –30‰, величина C/N варьирует от 15 до 18. В центре полигона Киталык, датированном от 1632 до 2144 кал. лет назад среднее содержание органического углерода ниже 10 %, а азота ниже 1 %, максимум содержания азота (2%) и углерода (35 %) находятся на глубине 0,9 м. Величина C/N колеблется от 12 до 20, величина δ13C изменяется слабо от –32 до –30‰. Также как и в центре полигонов полигонального комплекса в Походске в полигональной канавке отложения которой датированы от 1675 до 2975 среднее содержание органического углерода ниже 10 %, а азота ниже 1 %, величина δ13C изменяется слабо около значения –27‰, максимум содержания азота (1.5%) и углерода (30 %) находятся на глубине 0,75м, но величина C/N изменяется очень существенно от 1.4 до 23.8. В соседнем разрезе голоценового полигонально-жильного комплекса в устье р.Колымы [22] содержание углерода изменяется от 6.3 до 37 %, а азота от 0.5 до 2.5 %, максимумы отмечаются в прослоях торфа, величина C/N слабо варьирует около значения 25. Значение δ13C слабо варьирует около величины −28.4‰. Развитие полигонального рельефа пришлось на мехалайский период, величина C/N в устье р. Колыма и на полигоне Киталык заметно ниже, чем в разрезе торфяников на побережье зал. Онемен.
Значения C/N и δ13C в котловинах Якутии. В верховьях р. Яны на оз. Эманда изучены голоценовые отложения в интервале глубин 0-1.08 м [23] датированные 10190–5290 кал. лет назад. Отложения озерного генезиса, представленные глинами, характеризуются высоким содержанием органического углерода от 5-8%. Величина соотношения C/N колеблется между 8 и 14. По мнению авторов исследования вариации величины C/N означают, что содержащееся в отложениях органическое вещество представлено смесью органики автохтонного и аллохтонного происхождения.
Позднеплейстоценовые и голоценовые отложения исследованы в Беенчиме-Салатинском импактном кратере в Булунском улусе на берегу реки Оленёк [24]. Отложения подстилаются пластовым льдом. Содержание азота в них очень низкое, близко к пределу обнаружения, за исключением на поверхности 0.3% и 0.1% на глубине 0.82 м. Содержание органического углерода также низкое на поверхности 3.6%, пик содержания 2.7% отмечен на глубине 0.82 м. Величина C/N увеличивается от 11,6 в основании разреза до 24,3 на поверхности. Значения δ13C становятся легче снизу-вверх от −23.67‰ до −27.46‰. Образец с глубины 0.83 м датирован по 14С 32.090 кал. лет назад. Голоценовые отложения, подстилаемые пластовыми льдами, там же характеризуются высоким содержанием органического углерода (40–46%), содержание азота слегка растет снизу-вверх от 1.8% до 2.4%. Максимум 2.8% наблюдается на глубине 0.25 м. Величина C/N практически постоянна, максимальное значение 26,7% на глубине 1.65 м. Значение δ13C варьирует от −30.79 до −28.69‰, минимального значения достигает на глубине 0.35 м –35.45‰. Отложения датированы 3893 кал. лет назад, на глубине 1.16 м, отмечается возрастная инверсия на глубине 0.45 м получена дата 4019 кал. лет назад. На основании зависимости отношения TOC/TN от величины δ13C авторы установили, что растительные остатки представлены С3 растениями суши, а также обнаружена неидентифицированная органика с очень легким изотопным составом, вероятно переотложенная.
Значения C/N и δ13C в голоценовых и поздненеоплейстоценовых отложениях полигональных комплексов Юкона. Исследования, включающие анализ содержания углерода и азота проводились на Юконе [25, 26]. На восточном побережье о. Хершелл изучены голоценовые полигональные комплексы [25]. Результаты датирования отложений из скважины в центре полигона продемонстрировали безинверсионный ряд датировок от 0-306 до 4865-4968 кал. лет назад. Для оценки развития полигонального комплекса использованы параметры, характеризующие происхождение и сохранность органического вещества: содержание органического углерода, отношение C/N и δ13C. Высокие значения содержания органического углерода С между 17.8 и 39.0% (среднее значение: 30.2% ± 5,0), высокие значения C/N между 16 и 30 (среднее значение: 22 ± 3.1), а также и низкие величины δ13C между –29,1 и –26.9‰ (среднее значение: -27,8‰) дали основание сделать выводы о хорошей сохранности органического вещества и точно определить положение подошвы слоя сезонного протаивания (СТС). Получен вывод, что содержание органического углерода С и величина C/N в условиях автохтонного осадконакопления обычно изменяются параллельно, Диаграмма зависимости величины δ13C от значений C/N показала присутствие озерных водорослей с низкими величинами C/N и изотопически более легкими значениями δ13C [25].
На побережье моря Бофорта на Юконе были исследованы полигоны с повторно-жильными льдами Комалук, Птармиган и Роланд [26, 27] проанализированы как центральные части полигонов так и канавки. Прослежено развитие мелководных озер до полигональных ледовых комплексов. Установлено что формирование полигонов было инициировано спуском озер. Отложения центральной части полигона Комалук датированы с инверсией на глубине 0.13 м (2494-2794 кал. лет назад) от 316-514 до 1546-1693 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 10-42 %, содержание азота 0.8-3%, величина C/N составила 12-30, резкий рост содержания углерода отмечен в точке инверсии дат, значения δ13C от –30 до –26‰. Отложения в канавке также датированы с инверсией на глубине 0.15-0.25м (современный и 5662-5896 кал. лет назад) от 12-269 до 4439-4829 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 22-40 %, содержание азота 1-2.5%, величина C/N составила 8-60, значения δ13C от –29 до –27‰, максимальные значения соотношения C/N отмечаются на глубине 0.05 м [26, 27].
Отложения центральной части полигона Птармиган датированы без инверсий от современного возраста до глубины до 6304-6470 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 10-42 %, содержание азота 0.8-3%, величина соотношения C/N составила 12-30, значения δ13C изменяются от –31 до –28‰, резкий рост содержания углерода отмечен в точке инверсии дат. Отложения в канавке также датированы без инверсий 982-1265 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 30-40 %, содержание азота 1.5-2.1%, величина C/N составила 12-30, значения δ13C изменяются от –30 до –28‰, максимальные значения соотношения C/N отмечаются на глубине 0.05 м [26, 27].
Отложения центральной части полигона Роланд датированы без инверсий от 0-294 до 6948-7161 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 10-40 %, содержание азота 0.8-2%, величина соотношения C/N составила 12-55, значения δ13C изменялись от –30 до –27‰, резкий рост содержания углерода отмечен на глубине 0.21м. Отложения в канавке также датированы без инверсий от современного возраста до 6984-7237 кал. лет назад. Здесь получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 38-40 %, содержание азота 1.0-2.5%, величина соотношения C/N составила 15-60, значения δ13C варьировали от –29 до –27‰, в основании разреза с глубины 0.17 м встречаются остатки водорослей, на этот отрезок приходятся значения соотношения C/N около 30, величина δ13C составляет около –27‰ [26, 27].
Для оз. Роланд, расположенного рядом с изученным полигоном получены следующие биогеохимические характеристики: содержание органического углерода 3.1-9.9 %, среднее значение 5.3 %, величина соотношения C/N составила 9.7-18.6, среднее значение 13.2 [27].
Значения C/N в почвах арктических островов. В мерзлотных почвах архипелага Земля Франца-Иосифа – псаммоземах (Cryosols (Arenic)), пелоземах (Cryosols (Loamic)), криоземах (Oxyaquic Cryosols), литоземах (Leptosols (Loamic) и серогумусовых (Cryosols (Loamic, Humic)) содержится значительное количество углерода, что, в целом, соответствует их цвету и мощности органогенных горизонтов. По данным Д.А. Никитина с соавторами [28] распределение содержания углерода по профилю как правило имеет аккумулятивный характер с максимальными значениями в поверхностных органогенных горизонтах или в трещинах и варьирует в очень широком диапазоне 0.42−30.66%. В минеральных горизонтах содержится от сотых долей до нескольких процентов углерода (максимальное значение 5.87%). Разница в содержании углерода между полигоном и трещиной может отличаться на порядок, как например, в пелоземе перегнойном криотурбированном ввысокоарктической тундре на о. Земля Александры или даже на два порядка – впсаммоземе глееватом в высокоарктической пустоши на о. Алджер. Абсолютные значения содержания азота невысоки, но соотношение C/N свыше 25 − отмечено в поверхностных органогенных горизонтах, 3–16 − в минеральных и 11–34 − в погребенных горизонтах и линзах, обогащенных органическим веществом вследствие процессов криогенного массообмена.
Выводы
1. 2.5 – метровый торфяник на побережье зал. Онемен сформировался в гренландский период голоцена, затем рост торфяника прервался на длительное время практически на весь северогриппианский период, торф, относящийся к концу северогриппианского периода сохранился только в торфяной жиле, верхние 0,3 м торфяника накопились в мегхалайском периоде .
2. Максимальные значения содержания углерода (59.09%) и азота (2.18%) в торфяниках получены на глубине 1.1 м в узкой торфяной жиле, датированной 2411 кал. лет назад.
3. Значения δ13С в торфяниках на побережье залива Онемен варьируют от –24.1‰ до –28,6‰, содержание азота варьирует от 0.37% до 3.24%, содержание углерода варьирует от 3.1% до 59.09%, величина С/N изменяется от 8.3 до 34.4. Максимальное значение δ13С –24.1‰ приурочено к поверхности 1.5 метрового торфяника, минимальное значение δ13С –28.6‰ получено для темно-коричневого торфа в интервале глубин 0.9-1.1 м датированного 10682 кал. лет назад в 2.5-метровом торфянике.
4. Максимальное значение величины С/N 38.6 отмечено в торфяно-болотных отложениях на глубине 0.9 м, датированных 9978 кал. лет назад, минимальные значения величины соотношения С/N 8.3 отмечены прослое супеси рядом с ледяной жилой, минимальное значение обусловлено низким содержанием как углерода, так и азота.
5. Значения δ13С и величины соотношения C/N в разрезе 1.5-метрового торфяника соответствуют растениям С3, значения δ13С и величины соотношения C/N для 2.5–метрового торфяника предполагают присутствие водорослей наряду с растениями С3.
6. Колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 1.5-метрового торфяника до глубины 0.8 м синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа, ниже в интервале 0.8-1.2 м отмечается обеднение азотом и облегчение изотопного состава углерода, что предполагает участие переработанной органики в начале накопления торфяника. Колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 2.5–метрового торфяника синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа.
Библиография
1. Shaver G.R. & Chapin F.S., III. Response to Fertilization by Various Plant Growth Forms in an Alaskan Tundra: Nutrient Accumulation and Growth // Ecology 1980. Vol. 61. P. 662-675, 10.2307/1937432.
2. Chapin F.S., Shaver G.R., Giblin A.E., Nadelhoffer K.J. & Laundre J.A. Responses of Arctic Tundra to Experimental and Observed Changes in Climate // Ecology 1995. Vol. 76. P. 694-711, doi:10.2307/1939337.
3. Beermann, F., A. Teltewskoi, C. Fiencke, E.-M. Pfeiffer,L. Kutzbach. Stoichiometric analysis of nutrient availability (N, P, K) within soils of polygonal tundra // Biogeochemistry 2015. Vol. 122. P.211–227. doi:10.1007/s10533-014-0037-4.
4. Elberling, B., Michelsen, A., Schädel, C., Schuur, E. A. G., Christiansen, H. H., Berg, L., Tamstorf, M. P., Sigsgaard, C.: Long-term CO2 production following permafrost thaw // Nature Climate Change, 2013. Vol. 3. P. 890–894, doi:10.1038/nclimate1955,
5. Hugelius, G., Routh, J., Kuhry, P., Crill, P.: Mapping the degree of decomposition and thaw remobilization potential of soil organic matter in discontinuous permafrost terrain // J. Geophys. Res.-Biogeo., 2012. Vol. 117, G02030, doi:10.1029/2011JG001873.
6. Salmon, V. G., Soucy, P., Mauritz, M., Celis, G., Natali, S. M., Mack, M. C., & Schuur, E. A. G. Nitrogen availability increases in a tundra ecosystem during five years of experimental permafrost thaw // Global Change Biology, 2016. Vol. 22(5). P. 1927–1941. doi: 10.1111/ gcb.13204.
7. Schädel, C., Schuur, E. A. G., Bracho, R., Elberling, B., Knoblauch, C., Lee, H., Luo, Y., Shaver, G. R., and Turetsky, M. R.: Circumpolar assessment of permafrost C quality and its vulnerability over time using long-term incubation data // Glob. Chang. Biol., 2014. Vol. 20. P. 641–652, doi:10.1111/gcb.12417.
8. Weiss, N., Blok, D., Elberling, B., Hugelius, G., Jørgensen, C. J., Siewert, M. B., and Kuhry, P. Thermokarst dynamics and soil organic matter characteristics controlling initial carbon release from permafrost soils in the Siberian Yedoma region // Sediment. Geol., 2015. Vol. 340. P. 38–48, https://doi.org/10.1016/j.sedgeo. 12.004,
9. Kuhry, P., Bárta, J., Blok, D., Elberling, B., Faucherre, S., Hugelius, G., Jørgensen, C. J., Richter, A., Šantrucková, H., and Weiss, N. Lability classification of soil organic matter in the northern permafrost region, Biogeosciences, 2020. Vol. 17. P. 361–379. doi: 10.5194/bg-17-361-2020.
10. Городков Б.Н. Происхождение арктических пустынь и тундр // Труды Ботанического института им. Комарова, сер. 3 «Геоботаника». 1952. Вып.8. С. 355-403.
11. https://novomariinsk.ru/город/климат дата обращения 28.03.2021
12. http://www.pogodaiklimat.ru/climate/25563.htm дата обращения 30.03.2021
13. Беликович А.В. Растительный покров северной части Корякского нагорья. Владивосток: Дальнаука, 2001. 420 с.
14. Юрцев Б. А. Ботанико-географическая характеристика Южной Чукотки // Комаровскне чтения 1977 г.. Владивосток, 1978. Вып. 26. С. 3—62.
15. Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Гидрохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов у города Анадырь // Арктика и Антарктика. 2020 № 4. С. 32—50. doi: 10.7256/2453-8922.2020.4.34659.
16. Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Реконструкция зимней температуры воздуха в голоцене по стабильным изотопам из ледяных жил в районе города Анадырь // Лёд и снег. 2019. Том 59. №1. С. 93–102. doi: 10.15356/2076-6734-2019-1-93-102.(Budantseva N.A., Vasil'chuk Yu.K. 2019. Winter air temperature in Holocene reconstructed from the ice wedges near Anadyr’ town. Ice and Snow. 2019. Vol. 59 (1), p. 93–102. doi: 10.15356/2076-6734-2019-1-93-102).
17. Wagner D., Gattinger A., Embacher A., Pfeiffer E.-M., Schloter M., Lipski A. Methanogenic activity and biomass in Holocene permafrost deposits of the Lena Delta, Siberian Arctic and its implication for the global methane budget // Global Change Biology. 2007. Vol. 13. P. 1089–1099. doi: 10.1111/j.1365-2486.2007.01331.x.
18. Fuchs M., Grosse G., Strauss J., Günther F., Grigoriev M., Maximov G.M., Hugelius G. Carbon and nitrogen pools in thermokarst-affected permafrost landscapes in Arctic Siberia // Biogeosciences. 2018. Vol. 15. P. 953–971, doi: 10.5194/bg-15-953-2018.
19. Strauss, J., Schirrmeister, L., Mangelsdorf, K., Eichhorn, L., Wetterich, S., and Herzschuh, U.: Organic-matter quality of deep permafrost carbon – a study from Arctic Siberia, Biogeosciences, 2015. Vol. 12. P. 2227–2245, doi: 10.5194/bg-12-2227-2015.
20. Zubrzycki, S., Kutzbach, L., Grosse, G., Desyatkin, A., and Pfeiffer, E.-M.: Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta, Biogeosciences. 2013. Vol. 10. P. 3507–3524. doi: 10.5194/bg-10-3507-2013.
21. Schirrmeister L., Bobrov A., Raschke E., Herzschuh U., Strauss J., Pestryakova LA, Wetterich S. Late Holocene ice-wedge polygon dynamics in northeastern Siberian coastal lowlands // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2018. Vol. 50(1), e1462595. doi:10.1080/15230430.2018.1462595.
22. Wetterich S., Schirrmeister L., Nazarova L.B., et al. Holocene thermokarst and pingo development in the Kolyma Lowland (NE Siberia) // Permafrost and Periglacial Processes. 2018. Vol. 29. P.182-198. doi: 10.1002/ppp.1979.
23. Baumer, M. M., Wagner, B., Meyer, H., Leicher, N., Lenz, M., Fedorov, G., Pestryakova, L. A. & Melles, M. Climatic and environmental changes in the Yana Highlands of north-eastern Siberia over the last c. 57 000 years, derived from a sediment core from Lake Emanda. Boreas. 2021. Vol. 50. P. 114–133. doi: 10.1111/bor.12476. ISSN 0300-9483.
24. Schwamborn, G., Manthey, C., Diekmann, B. et al. Late Quaternary sedimentation dynamics in the Beenchime-Salaatinsky Crater, Northern Yakutia. Arktos. 2020. Vol. 6. P. 75–92. doi: 10.1007/s41063-020-00077-w.
25. Fritz, M., Wolter J., Rudaya N., Palagushkina O., Nazarova L., Obu J., Rethemeyer J., Lantuit H., Wetterich S., Holocene ice-wedge polygon development in northern Yukon permafrost peatlands (Canada) // Quaternary Science Reviews. 2016. Vol. 147. P. 279–297. doi: 10.1016/j.quascirev.2016.02.008.
26. Wolter J, Lantuit H, Wetterich S, Rethemeyer J, Fritz M. Climatic, geomorphologic and hydrologic perturbations as drivers for mid‐ to late Holocene development of ice‐wedge polygons in the western Canadian Arctic // Permafrost and Periglac Process. 2018. Vol. 29. P. 164–181. doi: 10.1002/ppp.1977.
27. Wolter J. Mid- to Late Holocene environmental dynamics on the Yukon Coastal Plain and Herschel Island (Canada) – evidence from polygonal peatlands and lake sediment / Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades "doctor rerum naturalium" (Dr. rer. nat.) in der Wissenschaftsdisziplin "Paläoökologie" eingereicht in Form einer kumulativen Arbeit an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam Potsdam, den 21.06.2016
28. Никитин Д. А., Лысак Л. В., Мергелов Н. С., Долгих А. В, Зазовская Э. П., Горячкин С. В. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия СО2 в почвах Земли Франца-Иосифа: высокоарктические тундры или полярные пустыни? // Почвоведение, 2020. № 4. С. 444–462.
References
1. Shaver G.R. & Chapin F.S., III. Response to Fertilization by Various Plant Growth Forms in an Alaskan Tundra: Nutrient Accumulation and Growth // Ecology 1980. Vol. 61. P. 662-675, 10.2307/1937432.
2. Chapin F.S., Shaver G.R., Giblin A.E., Nadelhoffer K.J. & Laundre J.A. Responses of Arctic Tundra to Experimental and Observed Changes in Climate // Ecology 1995. Vol. 76. P. 694-711, doi:10.2307/1939337.
3. Beermann, F., A. Teltewskoi, C. Fiencke, E.-M. Pfeiffer,L. Kutzbach. Stoichiometric analysis of nutrient availability (N, P, K) within soils of polygonal tundra // Biogeochemistry 2015. Vol. 122. P.211–227. doi:10.1007/s10533-014-0037-4.
4. Elberling, B., Michelsen, A., Schädel, C., Schuur, E. A. G., Christiansen, H. H., Berg, L., Tamstorf, M. P., Sigsgaard, C.: Long-term CO2 production following permafrost thaw // Nature Climate Change, 2013. Vol. 3. P. 890–894, doi:10.1038/nclimate1955,
5. Hugelius, G., Routh, J., Kuhry, P., Crill, P.: Mapping the degree of decomposition and thaw remobilization potential of soil organic matter in discontinuous permafrost terrain // J. Geophys. Res.-Biogeo., 2012. Vol. 117, G02030, doi:10.1029/2011JG001873.
6. Salmon, V. G., Soucy, P., Mauritz, M., Celis, G., Natali, S. M., Mack, M. C., & Schuur, E. A. G. Nitrogen availability increases in a tundra ecosystem during five years of experimental permafrost thaw // Global Change Biology, 2016. Vol. 22(5). P. 1927–1941. doi: 10.1111/ gcb.13204.
7. Schädel, C., Schuur, E. A. G., Bracho, R., Elberling, B., Knoblauch, C., Lee, H., Luo, Y., Shaver, G. R., and Turetsky, M. R.: Circumpolar assessment of permafrost C quality and its vulnerability over time using long-term incubation data // Glob. Chang. Biol., 2014. Vol. 20. P. 641–652, doi:10.1111/gcb.12417.
8. Weiss, N., Blok, D., Elberling, B., Hugelius, G., Jørgensen, C. J., Siewert, M. B., and Kuhry, P. Thermokarst dynamics and soil organic matter characteristics controlling initial carbon release from permafrost soils in the Siberian Yedoma region // Sediment. Geol., 2015. Vol. 340. P. 38–48, https://doi.org/10.1016/j.sedgeo. 12.004,
9. Kuhry, P., Bárta, J., Blok, D., Elberling, B., Faucherre, S., Hugelius, G., Jørgensen, C. J., Richter, A., Šantrucková, H., and Weiss, N. Lability classification of soil organic matter in the northern permafrost region, Biogeosciences, 2020. Vol. 17. P. 361–379. doi: 10.5194/bg-17-361-2020.
10. Gorodkov B.N. Proiskhozhdenie arkticheskikh pustyn' i tundr // Trudy Botanicheskogo instituta im. Komarova, ser. 3 «Geobotanika». 1952. Vyp.8. S. 355-403.
11. https://novomariinsk.ru/gorod/klimat data obrashcheniya 28.03.2021
12. http://www.pogodaiklimat.ru/climate/25563.htm data obrashcheniya 30.03.2021
13. Belikovich A.V. Rastitel'nyi pokrov severnoi chasti Koryakskogo nagor'ya. Vladivostok: Dal'nauka, 2001. 420 s.
14. Yurtsev B. A. Botaniko-geograficheskaya kharakteristika Yuzhnoi Chukotki // Komarovskne chteniya 1977 g.. Vladivostok, 1978. Vyp. 26. S. 3—62.
15. Budantseva N.A., Vasil'chuk Yu.K. Gidrokhimicheskii sostav golotsenovykh povtorno-zhil'nykh l'dov u goroda Anadyr' // Arktika i Antarktika. 2020 № 4. S. 32—50. doi: 10.7256/2453-8922.2020.4.34659.
16. Budantseva N.A., Vasil'chuk Yu.K. Rekonstruktsiya zimnei temperatury vozdukha v golotsene po stabil'nym izotopam iz ledyanykh zhil v raione goroda Anadyr' // Led i sneg. 2019. Tom 59. №1. S. 93–102. doi: 10.15356/2076-6734-2019-1-93-102.(Budantseva N.A., Vasil'chuk Yu.K. 2019. Winter air temperature in Holocene reconstructed from the ice wedges near Anadyr’ town. Ice and Snow. 2019. Vol. 59 (1), p. 93–102. doi: 10.15356/2076-6734-2019-1-93-102).
17. Wagner D., Gattinger A., Embacher A., Pfeiffer E.-M., Schloter M., Lipski A. Methanogenic activity and biomass in Holocene permafrost deposits of the Lena Delta, Siberian Arctic and its implication for the global methane budget // Global Change Biology. 2007. Vol. 13. P. 1089–1099. doi: 10.1111/j.1365-2486.2007.01331.x.
18. Fuchs M., Grosse G., Strauss J., Günther F., Grigoriev M., Maximov G.M., Hugelius G. Carbon and nitrogen pools in thermokarst-affected permafrost landscapes in Arctic Siberia // Biogeosciences. 2018. Vol. 15. P. 953–971, doi: 10.5194/bg-15-953-2018.
19. Strauss, J., Schirrmeister, L., Mangelsdorf, K., Eichhorn, L., Wetterich, S., and Herzschuh, U.: Organic-matter quality of deep permafrost carbon – a study from Arctic Siberia, Biogeosciences, 2015. Vol. 12. P. 2227–2245, doi: 10.5194/bg-12-2227-2015.
20. Zubrzycki, S., Kutzbach, L., Grosse, G., Desyatkin, A., and Pfeiffer, E.-M.: Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta, Biogeosciences. 2013. Vol. 10. P. 3507–3524. doi: 10.5194/bg-10-3507-2013.
21. Schirrmeister L., Bobrov A., Raschke E., Herzschuh U., Strauss J., Pestryakova LA, Wetterich S. Late Holocene ice-wedge polygon dynamics in northeastern Siberian coastal lowlands // Arctic, Antarctic, and Alpine Research. 2018. Vol. 50(1), e1462595. doi:10.1080/15230430.2018.1462595.
22. Wetterich S., Schirrmeister L., Nazarova L.B., et al. Holocene thermokarst and pingo development in the Kolyma Lowland (NE Siberia) // Permafrost and Periglacial Processes. 2018. Vol. 29. P.182-198. doi: 10.1002/ppp.1979.
23. Baumer, M. M., Wagner, B., Meyer, H., Leicher, N., Lenz, M., Fedorov, G., Pestryakova, L. A. & Melles, M. Climatic and environmental changes in the Yana Highlands of north-eastern Siberia over the last c. 57 000 years, derived from a sediment core from Lake Emanda. Boreas. 2021. Vol. 50. P. 114–133. doi: 10.1111/bor.12476. ISSN 0300-9483.
24. Schwamborn, G., Manthey, C., Diekmann, B. et al. Late Quaternary sedimentation dynamics in the Beenchime-Salaatinsky Crater, Northern Yakutia. Arktos. 2020. Vol. 6. P. 75–92. doi: 10.1007/s41063-020-00077-w.
25. Fritz, M., Wolter J., Rudaya N., Palagushkina O., Nazarova L., Obu J., Rethemeyer J., Lantuit H., Wetterich S., Holocene ice-wedge polygon development in northern Yukon permafrost peatlands (Canada) // Quaternary Science Reviews. 2016. Vol. 147. P. 279–297. doi: 10.1016/j.quascirev.2016.02.008.
26. Wolter J, Lantuit H, Wetterich S, Rethemeyer J, Fritz M. Climatic, geomorphologic and hydrologic perturbations as drivers for mid‐ to late Holocene development of ice‐wedge polygons in the western Canadian Arctic // Permafrost and Periglac Process. 2018. Vol. 29. P. 164–181. doi: 10.1002/ppp.1977.
27. Wolter J. Mid- to Late Holocene environmental dynamics on the Yukon Coastal Plain and Herschel Island (Canada) – evidence from polygonal peatlands and lake sediment / Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades "doctor rerum naturalium" (Dr. rer. nat.) in der Wissenschaftsdisziplin "Paläoökologie" eingereicht in Form einer kumulativen Arbeit an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam Potsdam, den 21.06.2016
28. Nikitin D. A., Lysak L. V., Mergelov N. S., Dolgikh A. V, Zazovskaya E. P., Goryachkin S. V. Mikrobnaya biomassa, zapasy ugleroda i emissiya SO2 v pochvakh Zemli Frantsa-Iosifa: vysokoarkticheskie tundry ili polyarnye pustyni? // Pochvovedenie, 2020. № 4. S. 444–462.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Рецензия на статью «Соотношение содержания углерода, азота и значения δ13С в полигональных ландшафтах на побережье залива Онемен, Чукотка»
Предметом исследования являются отношение C/N, в полигональных ландшафтах побережья залива Онемен, Чукотка, которое указывает на потенциальную возможность разложения органического вещества и продуцированию парниковых газов.
Исследование проводилось с помощью элементного CHNS-анализаторе VARIO EL III V4.01 20. Aug. 2002, Elementar Analysensysteme GmbH, Германия. Содержание углерода и азота проанализировано в 20 образцах. Пробоподготовка образцов включала в себя высушивание почв через сито и растирание резиновым пестиком в фарфоровой ступке. Точность– 0,1% от абсолютной величины при одновременном определении CHNS в 2 мг сульфаниловой кислоты; относительная ошибка менее 0,2 %. Изотопный состав углерода, содержание углерода и азота определялось в 19 образцах из которых 10 датированы по 14С.
Актуальность исследований заключается в том, что в настоящее время крайне необходимо выработка критериев оценки количества парниковых газов поступающих в атмосферу из протаявших мёрзлых пород. При их таянии высвобождается не только значительное количество органического углерода, но также повышается доступность азота для растений. Это означает, что часть углерода и азота будут использованы растительностью и это снизит выброс парниковых газов. Потенциальным показателем возможной потери углерода С при оттаивании и разложении углеродсодержащей органики из многолетнемерзлых отложений, является отношение углерода к азоту (С/N). Как правило, более высокое значение отношение C/N указывает на менее деградированный органический C, в то время как более низкое отношение C/N указывает на участие частично переработанной органики до промерзания.
Получены новые результаты показывающие колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 1.5-метрового торфяника до глубины 0.8 м синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа, ниже в интервале 0.8-1.2 м отмечается обеднение азотом и облегчение изотопного состава углерода, что предполагает участие переработанной органики в начале накопления торфяника. Колебания содержания азота и органического углерода в разрезе 2,5 –метрового торфяника синхронны, что предполагает автохтонный механизм накопления торфа
Используемые в статье стиль изложения соответствует принятому уровню для научных статей. Принятая структура позволяет последовательно и аргументировано изложить методы и результаты исследований. Материал изложен хорошим научным языком, понятным для специалиста языком. Рубрикация текста адекватна содержанию и соответствует требованиям журнала.
Библиография включает 24 источников, что позволяет рассмотреть аргументацию различных авторов по рассматриваемой в статье теме.
Рассматриваемая в статье тема представляет интерес для палеогеографов, геокриологов, климатологов, а также широкому кругу читателей, интересующихся северной проблематикой. Работа имеет научную и практическую ценность, поэтому может быть опубликована в журнале «Арктика и Антарктика».
Ссылка на эту статью
Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также
попробовать найти похожие
статьи
|
