CC BY
18
Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов
УДК 574.474
СТАБИЛИЗИРУЮЩАЯ РОЛЬ КУСТАРНИКОВОГО ЯРУСА ТУНДРОВЫХ БИОГЕЦЕНОЗОВ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ
Б01: 10.24412/1728-323Х-2022-1-89-95
Р. Е. Петров, младший научный сотрудник, Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (ИБПК СО РАН ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»), [email protected], Якутск, Россия; С. В. Карсанаев, младший научный сотрудник, Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (ИБПК СО РАН ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»), [email protected], Якутск, Россия; Т. Х. Максимов, доктор биологических наук, главный научный сотрудник, Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Федеральный исследовательский центр «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук» (ИБПК СО РАН ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»), [email protected], Якутск, Россия
Аннотация. Изучение взаимосвязи системы «криолитосфера — растительный покров» представляет информацию о возможных последствиях трансформации тундровых экосистем в условиях современного изменения климата. Целью данного исследования является понимание стабилизирующей роли растительного покрова на многолетнюю мерзлоту. Исследование проводилось путем манипуляций с покровом листопадных кустарников на 20 экспериментальных участках общей площадью 2 га. Изучаемая территория представляла собой слабо дренированную равнинную тундру с залеганием сплошной многолетней мерзлоты. Контрольные и экспери-
Введение
Современное изменение климата, выраженное в изменении количества осадков и волнообразных повышениях температуры воздуха, согласно данным климатических моделей межправительственной группы экспертов по изменению климата приведет к дальнейшему повышению среднегодовой температуры воздуха в циркумполярных регионах на 8 °С к концу XXI века [1]. Прогнозируемое повышение температуры воздуха в Арктике приведет к развитию термокарстовых процессов, смене растительных сообществ, ускорению процессов разложения органического вещества и высвобождению углеро-
ментальные участки были схожи на начальном этапе и претерпели значительные изменения к концу эксперимента с удалением яруса карликовой березы (Betula nana subsp. Exilis). За шесть лет возвышенные сухие бугры подверглись термокарсту и просели на 16 см, превратившись в переувлажненные концентрические впадины с соответствующим изменением видового состава растительного покрова. Так отмечалось увеличение злаков на экспериментальных участках. В частности, Arctagrostis latifolia, которые не густо росли между кустарниками до их удаления, сильно расширили свой ареал. Начиная с 2010 г. некоторые виды осок, например, Eriophorum angustifolium, колонизировали сильно увлажненные области. Таким образом экспериментальные участки из стока метана превратились в его источники.
Abstract. The feedback of the "cryolithosphere-vegetation cover" system was studied and presented in the article. The possible consequences of tundra ecosystem transformation in the conditions of current climate change were investigated. The understanding of the stabilizing role of vegetation cover on the permafrost was the aim of this research. The study was carried out by manipulating the area of deciduous shrubs on 20 experimental plots with a total area of 2 hectares. The studied area was presented by a poorly drained plain tundra with the continuous permafrost. The control and experimental plots were similar at the initial stage and significantly changed at the end of the experiment with the removal of the trunk of the dwarf birch (Betula nana subsp. Exilis). Within six years, due to the thermokarst erosion the elevated dry rims sank by 16 cm and turned into waterlogged trough with a corresponding change in the species composition of the vegetation cover. An increase in graminoids on the experimental plots was noted. In particular, Arctagrostis latifolia, which grow scantly between the shrubs before they were removed, greatly expanded their area. Since 2010, some sedge species, for example, Eriophorum angustifolium, have colonized wet areas. Therefore, the experimental plots from methane runoff became the source of CH4.
Ключевые слова: изменение климата, криоли-тозона, Betula nana subsp. Exilis, тундровые экосистемы, многолетняя мерзлота, термокарст, метан.
Keywords: dimate change, the cryolithozone, Betu-la nana subsp. Exilis, tundra ecosystems, the permafrost, thermokarst, methane.
да из сезонно-талого слоя многолетнемерзлых пород [2, C. 67], [3], [4, C. 633]. Данное усиление эмиссии углерода из тундровых экосистем имеет неравномерный характер и зависит от ландшафта и особенностей растительных биогеоценозов [6, C. 112].
По существующим прогнозам, изменение климата имеет два наиболее вероятных сценария развития [1]. По первому сценарию потепление климата будет способствовать повышению температуры воздуха и увеличению количества осадков, что в свою очередь ускорит процессы деградации многолетней мерзлоты и приведет к высвобождению двуокиси углерода и метана при интенсивном таянии и увеличении мощности сезонно-талого слоя многолетнемерзлых пород [6, 7]. Второй сценарий: потепление будет способствовать расширению ареала древесной и кустарниковой растительности в лесотундровой зоне и его возможному продвижению на север, за счет удлинения вегетационного сезона, что приведет к усилению депонирования углерода в области его эмиссии и тем самым уравновесит баланс углерода в пограничной зоне лесотундры [8, 9]. Прогнозы о сдвиге линии леса на север делались еще в конце прошлого столетия, так в начале 90-х гг. XX в. скорость продвижения доминирующего вида бореальной зоны Якутии — лиственницы на тундру оценивалась в 80 м в год [10, 11]. В последние десятилетия в циркумполярных регионах скорость варьируется от 200 до 500 м в год (пионерные виды) в зависимости от вида [12]. Такой сдвиг природных зон окажет влияние на продуктивность тундровых биогеоценозов. На территории исследуемого участка также наблюдается интенсивный рост ивы красивой (Salix Pulchra), преимуществен -но по берегам рек.
Модели и методы
Взаимосвязь системы «криолитосфера — растительный покров» в данной работе рассматривалась через воздействие растительного покрова на многолетнюю мерзлоту. Участки для изучения влияния карликовой березы (Betula nana subsp. Exilis) на деградацию многолетней мерзлоты были заложены в 2007 г. на яно-индигирской низменности, на территории научной тундровой станции «Чокурдах» (70°49'44.9'' с.ш., 147°29'39.4'' в.д., высота 48 м над у.м.), входящей в региональную мониторинговую сеть SakhaFluxNet [13]. Нами было заложено двадцать участков диаметром 10 м, расположенных на склоне и на дне высохшего озера, по 10 участков на местности. Участки выбиралось попарно по сходным характеристикам: проекционное покрытие функциональных типов растений, условия увлажненности территории и типам ландшафта. Минимальное расстояние между парами участков составляло 30—50 м. В виду относительной однородности растительного покрова участки охватывали доминирующие типы рельефа и флоры исследуемой территории. Размер участка выбран для минимизации влияния окружающей растительности на тепловые потоки почвы на участках. Среднее расстояние между участками в парах было примерно 40 м, а среднее расстояние между парами — 150 м. Каждый участок охватывает смежные территории, однотипные по отношению к экспериментальным участкам, общей площадью примерно 10 га. В каждой
паре произвольно по одному участку были распределены в одну из двух опытных групп: контрольные участки без удаления карликовой березы и экспериментальные участки с удалением кустарников, в которых все стволы кустарников и кустарничков были специально обрезаны на уровне поверхности мохового покрова, чтобы минимизировать влияние кроны и не нарушить защитный слой мха. Средняя сухая биомасса удаленной кроны B. nana составляла 388 ± 72 г с квадратного м етра на участках, расположенных на дне высохшего озера, и почти в два раза меньше — 178 ± 65 гм-2 на склоне холма.
В 2010 г. была проведена повторная обработка опытных участков, т. к. восстановление кустарников было существенным на всех. Появление новых побегов происходило из-за того, что корневая система не была повреждена и растение использовало эти ресурсы для восстановления фо-тосинтезирующих органов. Причина удаления только кустарников B. nana связана с тем, что это доминирующий вид кустарниковой растительности района исследования.
Глубина оттаивания сезонно-талого слоя, относительная влажность и температура почвы измерялись ежегодно в ходе экспедиционных работ летом 2007—2014 гг. Толщина активного слоя измерялась с помощью металлического зонда. Измерение относительной высот поверхностных и уровня грунтовых вод было проведено л етом 2012 и 2014 гг. Также на этих участках летом 2014 г. проведено камерное измерение потоков метана с использованием закрытой камеры высотой и диаметром 30 см, подключенной к фотоакустическому газоанализатору INNOVA1312 (lumasen-seinc, США).
Эффективность удаления B. nana и изменения толщины активного слоя, относительная высота поверхности, уровня грунтовых вод, глубины
снежного и растительного покрова оценивались с помощью дисперсионного анализа с повторными измерениями. Впоследствии различия между контролем и экспериментальным участком удаления карликовой березы в конкретные годы были проанализированы с помощью однофактор-ного дисперсионного анализа. Все данные были проверены на нормальное распределение и равенство дисперсий.
Результаты и обсуждения
Удаление кустарников привело к изменению толщины активного слоя в первый год на экспериментальных участках. Наши результаты согласуются с интенсивными потоками почвенного тепла на участке с удалением растительности на Аляске [14, 15]. В последующие годы разница между контролем и экспериментальным участком увеличилась от 5 см в среднем за первый год до 15 см через 5 лет (рис. 1).
В 2014 году центральные области на возвышенных участках с удалением кустарниковой растительности образовали неглубокие концентрические понижения с выходом грунтовых вод на поверхность. Значительные различия в микрорельефе между двумя типами участков отмечались на пятый год эксперимента. На контрольных делянах были обнаружены повышенные, выпуклые формы рельефа, тогда как экспериментальные участки в области удаления кустарников сформировали отрицательные формы рельефа (рис. 1).
В ходе нашего эксперимента первоначальное усиление оттаивания после удаления кустарников вызвало положительные отклик термокарстового процесса, который послужил причиной проседания грунтов и улавливания снега и воды, что привело к большему оттаиванию и смене расти -тельных сообществ (табл. 1).
20 16 12 8 4 0 -4 -6 -8 -12
Рис. 1. Относительные высоты поверхности на контрольных и экспериментальных участках (А) и фотографии участков (Б)
40-
20-
-20-
Й
40
20
-20
¡
40
20-
-20
В
Относительная Глубина снега, см
высота поверхности, см
1,00,5-
I
-0,5-
Г
Участок
1 Контроль Удаление
i
Г
Уровень Потоки метана,
грунтовых вод, см мгСН4М-2час
Рис. 2. Относительная высота поверхности, высота снежного покрова, уровень грунтовых вод и поток метана на контрольном и экспериментальном участках в 2012 г.
А
Б
0
Видовой состав растительности на участках с удаленной карликовой березой изменился в связи с переувлажнением этих участков, в то время как видовой состав растительности на контрольных делянках оставался стабильным. Так отмечалось увеличение злаков в растительном покрове экспериментальных участков за период 2007—2012 гг. В частности, Arctagrostis latifolia, которые не густо росли между кустарниками до их удаления, сильно расширили свой ареал. Начиная с 2010 г. некоторые виды осок, например, Eriophorum angustifolium, колонизировали сильно увлажненные области.
По данным таблицы 1, на контрольных участках прослеживался незначительный прирост кустарниковой растительности до 5 %. Сокращение числа лишайников и увеличение мохового покрова отмечалось на обоих участках. Из-за выхода грунтовых вод на участках с удаленной кустарниковой растительностью на них появились водолюбивые виды, такие как Arctagrostis latifolia, Erio-phorum vaginatum и Eriophorum angustifolium.
За пять лет (2007—2012 гг.) поверхность экспериментальных участков опустилась в среднем на 16,5 см (рис. 2, А). Проседание грунтов происходило со средней скоростью 3,3 см/год. Образо-
Таблица 1
Изменение растительного состава исследуемого и контрольного участков
Наименование растительных 2007 г. 2012 г. 2007 г. 2012 г.
сообществ Контроль Контроль Эксперимент Эксперимент
Листопадные кустарники 61,8 (3,5) 70,2 (4,7) 66,4 (5,6) 34,5 (6,8)
Betula nana subsp. exilis 59,4 (3,6) 68,8 (4,6) 60,1 (5,1) 27,6 (4,6)
Salix spp, 2,3 (1,5) 2,6 (1,2) 6,0 (2,0) 8,2 (3,6)
Vaccinium uliginosum 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,3 (0,3) 0,3 (0,3)
Вечнозеленые кустарники 7,4 (2,7) 9,2 (2,7) 10,2 (6,9) 13,4 (9,4)
Ledum palustre 0,6 (0,3) 0,3 (0,2) 0,3 (0,2) 0,3 (0,3)
Vaccinium vitis-idaea 6,9 (2,6) 8,9 (2,7) 9,9 (6,8) 13,3 (9,3)
Graminoid 10,7 (3,3) 15,5 (2,2) 12,0 (4,2) 56,1 (4,3)
Arctagrostis latifolia 9,1 (3,8) 14,3 (2,1) 11,7 (4,3) 49,6 (3,7)
Eriophorum vaginatum 1,5 (1,5) 0,7 (0,6) 0,1 (0,1) 2,3 (0,8)
Eriophorum angustifolium 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 5,7 (3,2)
Carex spp, 0,1 (0,1) 0,7 (0,5) 0,1 (0,1) 0,1 (0,1)
Мхи 57,1 (7,2) 66,3 (4,2) 57,2 (6,2) 73,9 (5,0)
Лишайники 21,5 (7,3) 16,9 (5,3) 15,8 (2,9) 7,2 (3,6)
Разнотравье 0,1 (0,1) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0)
Общий опад 46,4 (4,6) 41,3 (3,2) 52,0 (5,1) 12,6 (2,0)
Сухостой 23,8 (8,4) 17,7 (2,7) 21,3 (7,5) 44,4 (3,1)
Земля 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0)
Грунтовые воды 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 0,0 (0,0) 5,0 (5,0)
Кустарники (контрольные участки)
Злаки (экспериментальные участки)
Б
Эмиссия метана Аккумуляция снега и воды ^ +
умуляц
+/*■ снега и воды + Удаление f \
кустарниковПрогревание Проседание грунта
+
Термокарст
+
Рис. 3. Процесс трансформации возвышенных бугров с кустарников в увлажненные впадины с преобладанием злаков после удаления кустарников (А) и положительные
обратные связи на экспериментальных участках (Б)
вавшиеся низины накапливали более толстый снежный покров (рис. 2, Б). В апреле 2012 г. толщина снега составляла 24,8 ± 1,7 см на контрольных участках по сравнению с 35,0 ± 4,4 см в экспериментальных участках.
В первые годы эксперимента (2008 и 2009 гг.), когда проседание грунта еще не было очевидным, толщина снега не различалась между контролем и удаленным участком. Летом участки с удаленными кустарниками стали заметно увлажнены, чем на контрольных участках. Это выражается в приповерхностных грунтовых водах на удаленных участках (рис. 2, В), появлении (постоянного) пруда в двух участках удалением кустарников и временных образований застойных зон воды на четырех из пяти экспериментальных участков. Деградация многолетней мерзлоты на экспериментальных участках привела к смене направления потоков парниковых газов в сторону эмиссии, трансформируя экспериментальные участки из стока метана (-0,6 ± 1,7 мгСЩм-2час-1) в их источники (0,35 ± 0,05 мгСЩм-2час-1) (рис. 2, Т).
Удаление надземной биомассы кустарников B. nana на опытных делянках размером 10 м в диаметре привело к локальному термокарсту на уровне микрорельефа в границах экспериментальных участков, в результате чего в течение пяти лет произошло образование пруда (рис. 1, Б и рис. 3, А). Это свидетельствует о защитной роли невысоких кустарников. Растительный покров из B. nana был одним из доминирующих видов сосудистых растений во всех десяти участках в начале эксперимента, и его удаление из надземной биомассы летом 2007 г. привело к значительному снижению общей надземной биомассы сосудистых растений. Надпочвенный покров толщиной 4—5 см, состоящий в основном из мхов и лишай-
ников, был практически не затронут при удалении кустарников. Органический верхний слой почвы слоем 10—15 см остался также нетронутым, так как кусты были подрезаны на поверхности мха. Мхи и органический слои почвы давно известны, как хорошие изоляторы, но их, видимо, недостаточно для предотвращения увеличения толщины активного слоя на экспериментальных участках. Крона B. nana была в среднем только 20 см высотой, но невысокие кусты имели развитые ветви, тем самым обеспечивая затенение земли.
На рисунке 3 схематично представлены процессы деградации многолетней мерзлоты и положительные обратные связи, вызванные сокращением кустарникового покрова и его последствия на баланс углерода; весь процесс построен на данных натурного эксперимента. Начальное увеличение оттаивания после удаления кустарников привело к таянию льда в верхней части многолетней мерзлоты, ведущему к оседанию (рис. 3, Б).
Многолетняя мерзлота может содержать большие объемы чистого льда: когда этот лед тает, то поверхность оседает в образовавшуюся пустоту. Низинные тундры обычно подстилаются много-летнемерзлыми грунтами, содержание ледового комплекса может достигать 80 % по объему в верхней части многолетней мерзлоты [16]. Изменения в рельефе способствовали д альнейшему оттаиванию за счет эффективного улавливания снега и воды в понижениях, которые эволюционировали от проседания грунта (рис. 3, Б). На контрольных участках с кустарниковой растительностью снежный покров был тоньше, чем на вогнутых участках, которые, в отличие от них, имели максимальную толщину снежного покрова в кустарниковых островках. Это можно объяснить общей низкой высотой растительности на наших экспериментальных площадках. Поверхность снежного покрова на участках с удаленной растительностью была довольно плоская, а толщина снега определяется микрорельефом. Под снегом в толще изоляционного покрова зимой почва теплее, это также может привести к увеличению толщины активного слоя в летний период. Из-за оседания опытных участков произошло их запруживание талой водой в термокарстовых низинах, особенно в 2011 г. и последующих годах.
На смежных территориях со схожим ландшафтом были обнаружены временные пруды, образовавшиеся талыми водами, с погруженными под воду кустарниками B. nana. Увеличение степени естественной заболоченности из-за нарастания мелкомасштабных процессов разрушения мерзлоты в области арктической тундры занижает траектории ответных реакций на потепление климата [17, 18].
Выводы
1. Переход от возвышенного кустарникового островка до водонасыщенных депрессий, наблюдавшийся в нашем эксперименте, иллюстрирует уязвимость тундровых экосистем к возмущениям. Сильные взаимосвязи между многолетней мерзлотой, составом растительного покрова, микрорельефом, снежным и гидрологическим режимом, показанные в данном исследовании, являются характерными особенностями равнинных тундровых ландшафтов.
2. Средняя скорость проседания грунтов составила от 3,2 до 6 см (учитывая увеличение се-зонно-талого слоя) в год. Деградация мерзлоты произошла, несмотря на среднегодовую температуру воздуха —13,4 °С. Существенное снижение границы многолетней мерзлоты привело к высвобождению погребенного в ней органического углерода.
3. Измерение в растительном покрове, которые не затрагивают изолирующий моховый
покров, приводит к каскадным положительным ответным реакциям разрушения многолетней мерзлоты, которое усиливает высвобождение погребенного углерода и последующего его разложения метаногенными организмами в анаэробных условиях в области образования переувлажненных концентрических понижений.
4. Наши результаты показали, что локальное удаление части растительности может спровоцировать термокарстовые процессы, самопроизвольно ускоряющиеся через обратные связи, которые вызывают деградацию многолетней мерзлоты и приводят к смене направления потоков парниковых газов в сторону эмиссии, трансформируя экспериментальные участки из стока метана (—0,6 ± 1,7 мгСЩм-2час-1) в их источники (0,35 ± 0,05 мгСЩм-2час-1). Подобные процессы повлияют на антропогенные сооружения и инфраструктуру Арктики, которая будет развиваться с освоением Северного морского пути.
Библиографический список
1. Jia G., Shevliakova E., Artaxo P. et al. Land—climate interactions. In: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. IPCC, 2019. — P. 133—206.
2. Nauta A. L., Heijmans M. M. P. D., Blok D. et al. Permafrost collapse after shrub removal shiftstundra ecosystem to a methane source. Nature Climate Change. — 2015. — Vol. 5. — No. 1. — P. 67—70.
3. Zimov S. A., Schuur E. A.G., Chapin III F. S. Permafrost and the Global Carbon Budget. Science. — 2006. — Vol. 312. — P. 1612—1613.
4. Walter K. M., Edwards M. E., Grosse G. et al. Thermokarst lakes as a source of atmospheric CH4 during the last deglaciation. Science. — 2007. — Vol. 318. — No. 5850. — P. 633—636.
5. Максимов Т. Х. Влияние климатических и экологических изменений на мерзлотные экосистемы. труды III Международной конференции «Роль мерзлотных экосистем в глобальном изменении климата» / Отв. ред. Б. И. Иванов, Т. Х. Максимов. — Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2007. — С. 110—115.
6. Anisimov O. A. Potential feedback of thawing permafrost to the global climate system through methane emission. Environmental Research Letters. — 2007. — Vol. 2. A. 045016. — 7 p.
7. van Huissteden J. C., Maximov T. C., Dolman A. J. High methane flux from an arctic floodplain (Indigirka lowlands, eastern Siberia). Journal of Geophysical Research. — 2005. — Vol. 110. No. G2. A. G02002. — 8 p.
8. Kwon H.-J., Oechel W. C., Zulueta R. C., Hastings S. J. Effects of climate variability on carbon sequestration among adjacent wet sedge tundra and moist tussock tundra ecosystems. Journal of Geophysical Research. — 2006. — Vol. 111. A. G03014.
9. van Huissteden, J., Dolman, A. J. Soil carbon in the Arctic and the permafrost carbon feedback. Current Opinion in Environmental Sustainability. — 2012. — Vol. 4. — No. 5. — P. 545—551.
10. Blok D., Schaepman—Strub G., Bartholomeus H. The response of Arctic vegetation to the summer climate: relation between shrub cover, NDVI, surface albedo and temperature. Environmental Research Letters. — 2011. — Vol. 6. — No. 3. — 9 p.
11. Крючков B. B. Граница Севера в третьем тысячилетии. — Москва, 1987. — 326 с.
12. Boisvert-Marsh L., Perie C., de Blois S. Shifting with climate? Evidence for recent changes in tree species distribution at high latitudes. — Ecosphere, — 2014. — Vol. 5. — No. 7. — P. 1—33.
13. Максимов Т. Х., Иванов Б. И. Мониторинг состояния мерзлотных экосистем: «Спасская падь». — Якутск // Сибирский экологический журнал. — 2005. — Т. 12. № 4. — С. 777—781.
14. Tape K., Sturm M., Racine C. The evidence for shrub expansion in Northern Alaska and the pan—Arctic. Global Change Biology. — 2006. — Vol. 12. — P. 686—702.
15. Elmendorf S. C. Plot-scale evidence of tundra vegetation change and links to recent summer warming. Nature Climate Change. — 2012. — Vol. 2. — P. 453—457.
16. Iwahana G., Takano S., Petrov R. E. et al. Geocryological characteristics of the upper permafrost in a tundra—forest transition of the Indigirka River Valley, Russia. Polar Science. — 2014. — Vol. 8. No. 2. — P. 96—113.
17. Kanevskiy M., Shur Y., Jorgenson M. T. Ground ice in the upper permafrost of the Beaufort Sea coast of Alaska. Cold Regions Science and Technology. — 2013. — Vol. 85. — P. 56—70.
18. Hinzman, L. D., Deal C. J., McGuire A. D. Trajectory of the Arctic as an integrated system. Ecological application. — 2013. — Vol. 23. — No. 8. — P. 1837—1868.
THE STABILIZING ROLE OF THE SHRUB LAYER OF THE TUNDRA BIOGEOCENOSES OF THE NORTH-EAST OF RUSSIA
R. E. Petrov, Junior Researcher, Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of the RAS — Division of Federal Research Centre "The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" (IBPC SB RAS FRC "YSC SB RAS"), [email protected], Yakutsk, Russia,
S. V. Karsanaev, Junior Researcher, Institute for Biological Problems of the Cryolithozone of the Siberian Branch of the RAS — Division of Federal Research Centre "The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" (IBPC SB RAS FRC "YSC SB RAS"), [email protected], Yakutsk, Russia;
T. C Maximov, Ph. D. (Biology), Dr. Habil, Chief Researcher, Institute for Biological Problems of the Cryolithozone of the Siberian Branch of the RAS — Division of Federal Research Centre "The Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences" (IBPC SB RAS FRC "YSC SB RAS"), [email protected], Yakutsk, Russia;
References
1. Jia G., Shevliakova E., Artaxo P. et al. Land—climate interactions. In: Climate Change and Land: an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. IPCC, 2019, P. 133—206.
2. Nauta A. L., Heijmans M. M. P. D., Blok D. et al. Permafrost collapse after shrub removal shiftstundra ecosystem to a methane source. Nature Climate Change. 2015. Vol. 5. No. 1, P. 67—70.
3. Zimov S. A., Schuur E. A. G., Chapin III F. S. Permafrost and the Global Carbon Budget. Science. 2006. Vol. 312. P. 1612—1613.
4. Walter K. M., Edwards M. E., Grosse G. et al. Thermokarst lakes as a source of atmospheric CH4 during the last deglaciation. Science, 2007. Vol. 318. No. 5850, P. 633—636.
5. Maximov T. Ch. Vliyanie klimaticheskih i ekologicheskih izmenenij na merzlotnye ekosistemy. trudy III Mezhdunarodnoj konferencii "Rol merzlotnyh ekosistem v globalnom izmenenii klimata" / Otv. red. B. I. Ivanov, T. Ch. Maximov. Yakutsk: (Proc. of the 3rd Int. Conference "The Role of permafrost ecosystems in Global climate change". "The impact of climatic and environmental changes on permafrost ecosystems"), Yakutsk, Izd-vo YaNC SO RAN, 2007, P. 110—115 [in Russian].
6. Anisimov O. A. Potential feedback of thawing permafrost to the global climate system through methane emission. Environmental Research Letters, 2007. Vol. 2. A. 045016, 7 p.
7. van Huissteden J. C., Maximov T. C., Dolman A. J. High methane flux from an arctic floodplain (Indigirka lowlands, eastern Siberia). Journal of Geophysical Research, 2005. Vol. 110. No. G2. A. G02002, 8 p.
8. Kwon H.-J., Oechel W. C., Zulueta R. C., Hastings S. J. Effects of climate variability on carbon sequestration among adjacent wet sedge tundra and moist tussock tundra ecosystems. Journal of Geophysical Research. 2006. Vol. 111. A. G03014.
9. van Huissteden, J., Dolman, A. J. Soil carbon in the Arctic and the permafrost carbon feedback. Current Opinion in Environmental Sustainability. 2012. Vol. 4. No. 5. P. 545—551.
10. Blok D., Schaepman—Strub G., Bartholomeus H. The response of Arctic vegetation to the summer climate: relation between shrub cover, NDVI, surface albedo and temperature. Environmental Research Letters. 2011. Vol. 6. No. 3. 9 p.
11. Kryuchkov V. V. Granitsa Severa v tret'em tysyachuletii [The border of the North in the third millennium] Moscow. 1987. 326 p. [in Russian].
12. Boisvert-Marsh L., Perie C., de Blois S. Shifting with climate? Evidence for recent changes in tree species distribution at high latitudes. Ecosphere, 2014. Vol. 5. No. 7, P. 1—33.
13. Maximov T. Ch., Ivanov B. I. Monitoring sostoyaniya merzlotnyh ekosistem: "Spasskaya pad". [Monitoring of the state of permafrost ecosystems: "Spasskaya Pad"]. Yakutsk. Sibirskij ekologicheskij zhurnal, 2005. Vol. 12. No. 4, P. 777—781.
14. Tape K., Sturm M., Racine C. The evidence for shrub expansion in Northern Alaska and the pan—Arctic. Global Change Biology. 2006. Vol. 12, P. 686—702.
15. Elmendorf S. C. Plot-scale evidence of tundra vegetation change and links to recent summer warming. Nature Climate Change. 2012. Vol. 2, P. 453—457.
16. Iwahana G., Takano S., Petrov R. E. et al. Geocryological characteristics of the upper permafrost in a tundra—forest transition of the Indigirka River Valley, Russia. Polar Science. 2014. Vol. 8. No. 2. P. 96—113.
17. Kanevskiy M., Shur Y., Jorgenson M. T. Ground ice in the upper permafrost of the Beaufort Sea coast of Alaska. Cold Regions Science and Technology. 2013. Vol. 85. P. 56—70.
18. Hinzman, L. D., Deal C. J., McGuire A. D. Trajectory of the Arctic as an integrated system. Ecological application, 2013. Vol. 23. No. 8, P. 1837—1868.
