При интерпретации потоков вихревой ковариации ландшафты часто считаются однородными, что может привести к систематическим ошибкам при заполнении пробелов и масштабировании наблюдений для определения региональных углеродных балансов. Экосистемы тундры неоднородны во многих масштабах. Например, функциональные типы растений, влажность почвы, глубина оттаивания и микротопография различаются в зависимости от ландшафта и влияют на чистый экосистемный обмен потоков углекислого газа (CO₂) и метана (CH₄). С повышением температуры арктические экосистемы в некоторых местах превращаются из чистого стока в чистый источник углерода в атмосферу, но углеродный баланс Арктики остаётся крайне неопределённым. В этом исследовании авторы сообщают о результатах потоков чистого экосистемного обмена и CH₄ вегетационного периода от вихревой ковариационной башни в дельте Юкон-Кускоквим на Аляске. Они использовали модели следов и методы Байесовской цепи Маркова Монте-Карло, чтобы объединить наблюдения за вихревой ковариацией в составляющие потоки на основе карт земного покрова региона с высоким разрешением. Авторы сравнили три типа моделей следов и использовали две карты земного покрова различной сложности, чтобы определить влияние этих вариантов на производные экосистемные потоки. Они применили искусственно созданные пробелы в скрытых наблюдениях для сравнения эффективности заполнения пробелов, используя свои полученные потоки, специфичные для земного покрова, и традиционные методы заполнения пробелов, предполагающие однородные ландшафты. Также проведено сравнение полученных региональных углеродных бюджетов при масштабировании наблюдений с использованием гетерогенного и гомогенного подходов. Традиционные методы заполнения пробелов показали худшие результаты при прогнозировании искусственно скрытых пробелов в чистом экосистемном обмене, чем те, которые учитывали гетерогенные ландшафты, в то время как между моделями следов и картами земного покрова были лишь небольшие различия. Выявлены и количественно оценены «горячие точки» потоков углерода в ландшафте (например, выбросы в конце вегетационного периода из водно-болотных угодий и небольших прудов). Найдена отчётливая сезонность потоков чистого экосистемного обмена в вегетационный период тундры. Масштабирование с учётом однородности ландшафта привело к переоценке стока CO₂ в вегетационный период в два раза и занижению выбросов CH₄ в два раза по сравнению с масштабированием с использованием любого метода, учитывающего неоднородность ландшафта. Авторы показали, как Байесовская цепь Маркова Монте-Карло, аналитические модели следов и карты земного покрова с высоким разрешением могут быть использованы для получения подробных потоков углерода в земном покрове на основе временных рядов вихревой ковариации. Эти результаты демонстрируют важность ландшафтной неоднородности при масштабировании выбросов углерода в Арктике.

 

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/21/1301/2024/