МОДЕЛИРОВАНИЕ БАЛАНСА СО2 В ПОЛУПУСТЫННЫХ ЭКОСИСТЕМАХ УЗБЕКИСТАНА

Ольга Эдуардовна Суховеева; Мухтор Гаффарович Насыров

Авторы

Ольга Эдуардовна Суховеева Институт географии РАН, Москва http://orcid.org/0000-0002-3620-9661
Мухтор Гаффарович Насыров Самаркандский государственный университет

Ключевые слова:

модель DNDC, полынные пастбища, Средняя Азия, чистый экосистемный обмен, эффективность моделирования

Аннотация

Исследование посвящено применению модельного подхода для оценки баланса диоксида углерода (СО2) в пастбищных экосистемах. Его среднее многолетнее значение на полупустынных полынных пастбищах Узбекистана в опыте Самаркандского университета составляет 0,121 ± 0,148 г С м-2 ч-1, в связи с чем их следует признать нетто-источниками поступления СО2 в атмосферу. На этом примере впервые на территории Средней Азии применена имитационная биогеохимическая модель DNDC (DeNitrification-DeComposition) и доказана ее способность воспроизводить чистый экосистемный обмен, в том числе его основные потоки – фотосинтез и дыхание экосистемы. Эффективность моделирования оценена на основе пяти критериев. Между измеренными и смоделированными значениями отмечена средняя прямая корреляция. Коэффициент Нэша-Сатклиффа имел положительное значение, что доказывало адекватность воспроизведения моделью баланса СО2. Относительная ошибка моделирования не превышала 18%. По результатам дисперсионного анализа приняты нулевые гипотезы о равенстве не только средних полевых и смоделированных значений, но и их дисперсий. Графический анализ показал, что модель корректно отражает годовую динамику чистого экосистемного обмена. В дальнейшем DNDC может применяться для оценки потоков парниковых газов и разработки стратегии снижения их эмиссии из пастбищных экосистем. DOI: 10.17072/2079-7877-2019-2-5-12

Библиографические ссылки

Бабаев М.П., Рамазанова Ф.М. Воспроизводство плодородия орошаемых серо-бурых почв аридной зоны Азербайджана // Живые и биокосные системы. 2017. № 21. URL: http://www.jbks.ru/assets/files/content/2017/issue21/article-4.pdf (дата обращения: 20.10.2018).

Белобров В.П., Замотаев И.В., Овечкин С.В. География почв с основами почвоведения. М.: Академия, 2004. 352 с.

Заварзин Г.А., Кудеяров В.Н. Почва как главный источник углекислоты и резервуар органического углерода на территории России // Вестник Российской академии наук. 2006. Т. 76. №1. С. 14–29.

Камышова Г.Н., Корсак В.В., Фалькович А.С., Холуденева О.Ю. Математическое моделирование в компонентах природы. Саратов: Изд-во СГАУ, 2012. 161 с.

Козунь Ю.С. Влияние климата на биологические свойства почв юга России: дис. … канд. биол. наук: 03.02.08. Ростов н/Д.: Изд-во Южного федерального ун-та, 2014. 153 с.

Мамедов Д.Ш. Экологическая модель плодородия под маслиной на Апшеронском полуострове // Успехи современной науки. 2015. №2. С. 88–93.

Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах / А.М. Алферов, В.Г. Блинов, М.Л. Гитарский, В.А. Грабар и др. Саратов: Амирит, 2017. 279 с.

Степанов А.Л. Микробная трансформация парниковых газов в почвах. М.: ГЕОС, 2011. 192 с.

Янов В.И. Урожайность и питательная ценность видов полыни,

перспективы их практического использования в условиях северо-западной части Прикаспия // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: мат. VIII Межд. симпозиума. М.: РУДН, 2009. Т. 3. С. 317–325.

Abdalla M., Saunders M., Hastings A., Williams M., Smith P., Osborne B., Lanigan G., Jones M.B. Simulating the impacts of land use in Northwest Europe on Net Ecosystem Exchange (NEE): The role of arable ecosystems, grasslands and forest plantations in climate change mitigation // Science of the Total Environment. 2013. No. 465. P. 325–336.

Bolan N.S., Saggar S., Luo J., Bhandral R., Singh J. Gaseous emissions of nitrogen from grazed pastures: processes, measurements and modeling, environmental implications, and mitigation // Advances in agronomy. Eds. Sparks D.L. San Diego USA: Elsevier, 2004. V. 84. P. 38–120.

Deng J., Li C., Frolking S., Zhang Y., Bäckstrand K., Crill P. Assessing effects of permafrost thaw on C fluxes based on multiyear modeling across a permafrost thaw gradient at Stordalen, Sweden // Biogeosciences. 2014. No. 11. P. 4753–4770.

Estimation of emissions from agriculture. United Nations framework convention on climate change. FCCC/SBSTA/2004/INF.4. GE.04–61454. Bonn: UNFCCC, 28 May 2004. 20 p. URL: http://unfccc.int/resource/docs/2004/sbsta/inf04.pdf (дата обращения: 20.10. 2018).

Giltrap D.L., Li C., Saggar S. DNDC: a process-based model of greenhouse gas fluxes from agricultural soils // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2010. V. 136. No. 3-4. P. 292–300.

Haoa Y., Kanga X., Wua X., Cuia X., Liua W., Zhanga H., Lia Y., Wanga Y., Xuc Z., Zhaoda H. Is frequency or amount of precipitation more important in controlling CO2 fluxes in the 30-year-old fenced and the moderately grazed temperate steppe? // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2013. No. 171. P. 63–71.

Kang X., Hao Y., Cui X., Chen H., Li C., Rui Y., Tian J., Kardol P., Zhong L., Wang J., Wang Y. Effects of grazing on CO2 balance in a semiarid steppe: field observations and modeling // Journal of Soils and Sediments. 2013. No. 13. P. 1012–1023.

Li C., Frolking S., Frolking T.A. A model of nitrous oxide evolution from soil driven by rainfall events: 1. Model structure and sensitivity // Journal of geophysical research. 1992. V. 97. No. D9. P. 9759–9776.

Nash J.E., Sutcliffe J.V. River flow forecasting through conceptual models. Part I. A discussion of principles //Journal of hydrology. 1970. V. 10. No. 3. P. 282–290.

Report of the thirty-eighth meeting оf the small-scale working group. Bonn, Germany: CDM SSC WG, 2012. 8 р.

Sutton W.R., Srivastava J.P., Neumann J.E., Droogers P., Boehlert B.B. Reducing the vulnerability of Uzbekistan’s agricultural systems to climate change. Impact assessment and adaptation options. Washington: The World Bank, 2013. 124 p.

User friendly manual of the EX-Ante Carbon-balance Tool (EX-ACT). Estimating and targeting greenhouse gas mitigation in agriculture, livestock, forestry and land use projects. Rome: FAO, 2013. 141 p.