Закономерности миграции органического углерода в системе болото-река на малом заболоченном водосборе в Западной Сибири

Abstract

Актуальность обусловлена тем, что вынос растворенного органического углерода с болот в реки является важным компонентом баланса углерода. Целью работы является оценка закономерностей миграции органического углерода в системе болото-река на малом водосборе Бакчарского болота. Объект: cеверо-восточный участок Васюганского болота (Бакчарское болото) в границах водосбора малой р. Ключ (с. Полынянка, Бакчарский район, Томская область). Методы: температурные, потенциометрические, кондуктометрические измерения, определение содержание растворенного О2 в полевых условиях, отбор проб болотных и речных вод для определения содержания Сорг, СО2, гидрологический мониторинг и расчет выноса углерода с площади водосбора р. Ключ, стекающей с участка Бакчарского болота. Статистический анализ данных проводился с применением непараметрического U-критерий Манна-Уитни, дискриминантного анализа и метода главных компонент. Результаты. Среднее содержание Сорг в пробах болотных вод, отобранных на различных участках Бакчарского болота, достоверно различается: увеличивается от центральных частей к периферии болотного массива и уменьшается по длине водоприемника - р. Ключ. Увеличение концентрации Сорг в болотных водах по профилю болота хорошо согласуется с ростом содержания углерода в деятельном слое торфяной залежи от топи к высокому ряму, что определяется сменой ботанического состава торфов и степени разложения. Исследования показали, что тип болотного биогеоценоза, физико-химические характеристики и гидротермический режим торфяной залежи оказывают значительное влияние на содержание Сорг в водах, а зона контакта лес-болото и заболоченный лес вносят существенный вклад в общий объем выноса Сорг с исследуемой территории

Relevance. Removal of dissolved organic carbon from bogs to rivers is an important component of the carbon balance. Aim. To assess the patterns of organic carbon dynamics in the mire-river system in a small catchment area. Objects. The northeastern part of the Great Vasyugan Mire (Bakchar bog), within the catchment area of the small Klyuch River (Polynyanka village, Bakcharsky district, Tomsk region). Methods. Temperature, potentiometric, conductometric measurements, determination of the dissolved O2 content in the field, sampling of bog and river waters to determine the content of organic carbon, CO2, hydrological monitoring and calculation of carbon removal from the catchment area of the Klyuch River flowing down from the Bakchar Bog. Statistical analysis of the data was performed using the nonparametric Mann-Whitney U-test, discriminant analysis and the principal component method. Results. The average organic carbon content in water samples collected in different areas of the Bakchar Bog varies significantly: it increases from the central parts to the marginal part of the bog and decreases along the length of the Klyuch River. The increase in the concentration of organic carbon in waters along the bog profile is in good agreement with the increase in the carbon content in the active layer of the peat deposit from the sedge-Sphagnum lagg area to the pine dwarf-shrub Sphagnum community close to the boarder area, which is determined by the change in the botanical composition of peats and the degree of decomposition. Studies shown that the type of vegetation, the physicochemical characteristics and the hydrothermal regime of the peat deposit have a significant effect on the content of organic carbon in the waters, and the forest-bog contact zone and swamp forest make a significant contribution to the total volume of organic carbon removal from the study area