Оценка потоков CO₂ в настоящей степи Алтайского края: предварительные результаты

Андрей Александрович Бондарович,Данил Викторович Ильясов,Александр Александрович Каверин,Даниил Васильевич Кириллов,Егор Юрьевич Мордвин,Артемий Игоревич Ревякин,Алена Алексеевна Шибанова,Татьяна Михайловна Копытина

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Оценка потоков CO₂ в настоящей степи Алтайского края: предварительные результаты

А. А. Бондарович,

Д. В. Ильясов,

А. А. Каверин,

Д. В. Кириллов,

Е. Ю. Мордвин,

А. И. Ревякин,

А. А. Шибанова,

Т. М. Копытина

2025-12-15

https://doi.org/10.24108/preprints-3114094

Впервые в пределах настоящей степи Кулундинской равнины (Алтайский край) измерены чистый экосистемный обмен (NEE), дыхание экосистемы (Reco) камерным методом и рассчитана валовая первичная продукция (GPP). Для выявления связи потоков СО2 с экологическими факторами также были измерены: надземная фитомасса, ФАР, температура воздуха, температура и влажность почвы. Медианные (1Q, 3Q) NEE, Reco и GPP составили соответственно: –103 (–152, –66), 90 (74, 105) и –200 (–251, –151) мгСм–2·ч–1. Ключевыми факторами изменчивости NEE и GPP стала надземная фитомасса, а Reco – влагозапас почвы в слое 100 см. На основе полученных данных при помощи алгоритма Левенберга-Марквардта успешно обучена нейронная сеть (R2train = 0.9, R2valid= 0.9, R2test = 0.8; MSEtrain = 335 MSEvalid = 647, MSEtest = 360; Ntrain = 50; Ntrain, Ntrain = 11), которая в будущем будет использована для масштабирования потоков в пространстве и во времени.

Ссылка для цитирования:

Бондарович А. А., Ильясов Д. В., Каверин А. А., Кириллов Д. В., Мордвин Е. Ю., Ревякин А. И., Шибанова А. А., Копытина Т. М. 2025. Оценка потоков CO₂ в настоящей степи Алтайского края: предварительные результаты. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3114094

Список литературы

1. Балочная система в Новокормихе // Министерство природных ресурсов и экологии Алтайского края. URL: https://minprirody-old.alregn.ru/directions/prirodnye_resursy/oopt/ooptAK/pamjatniki_prirody/pamjatniki_prirody_kraevogo_znachenija/balochnaja_sistema_v_novokormixe/ (дата обращения: 10.12.2025)

2. Кулунда: сельское хозяйство и низкоэмиссионные технологии устойчивого землепользования: коллективная монография / под науч. ред. В.И. Беляева, М.М. Силантьевой, А.М. Никулина, А.А. Бондаровича. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2021. 619 с. ISBN 978-5-7904-2593-6.

3. Куричева О.А., Авилов В.К., Варлагин А.В., Гитарский М.Л., Дмитриченко А.А., Дюкарев Е.А., Загирова С.В., Замолодчиков Д.Г., Зырянов В.И., Карелин Д.В., Карсанаев С.В., Курганова И.Н., Лапшина Е.Д., Максимов А.П., Максимов Т.Х., Мамкин В.В., Марунич А.С., Мигловец М.Н., Михайлов О.А., Панов А.В., Прокушкин А.С., Сиденко Н.В., Шилкин А.В., Курбатова Ю.А. Мониторинг экосистемных потоков парниковых газов на территории России: сеть RuFlux. Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2023;87(4):512–535. https://doi.org/10.31857/S2587556623040052. EDN: CTGOHO

4. Лавренко Е. М., Карамышеа З. В., Никулина Р. И. Степи Евразии.Л: 1991. 146 с

5. Мониторинг потоков парниковых газов. Монография / под ред. Д.Г.Замолодчикова, Д.В.Карелина, М.Л.Гитарского, В.Г.Блинова. Саратов «Амирит». 2017. 279 с.

6. Оценка потоков парниковых газов в экосистемах регионов Российской Федерации/под ред. член. корр. РАН А.А.Романовской. Москва: ИГКЭ, ООО «Принт», 2023. 346 с.

7. Рыгалова Н.В., Мордвин Е.Ю., Бондарович А.А. Продуктивность и секвестрация углерода Pinus sylvestris L. ленточных боров в сухой степи Западной Сибири по данным дендрохронологии и спутниковых измерений MODIS // Сибирский экологический журнал.2024. № 6 DOI: 10.15372/SEJ20240612 С. 975-987

8. Титлянова А.А., Шибарева С.В. Новые оценки запасов фитомассы и чистая первичная продукция степных экосистем Сибири и Казахстана. Известия Российской академии наук. Серия географическая.2017;(4):43-55. https://doi.org/10.7868/S0373244417040041

9. Al Nuaimi Hala Salem, Acquaye Adolf, Mayyas Ahmad, Machine learning applications for carbon emission estimation, Resources, Conservation & Recycling Advances, Volume 27, 2025, 200263, ISSN 2667-3789, https://doi.org/10.1016/j.rcradv.2025.200263.

10. Beale, C.M., Lennon, J.J., Yearsley, J.M., Brewer, M.J. and Elston, D.A. (2010), Regression analysis of spatial data. Ecology Letters, 13: 246-264. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01422.x

11. Belelli Marchesini L. Carbon balance assessment of a natural steppe of southern Siberia by multiple constraint approach / L. Belelli Marchesini, D. Papale, M. Reichstein et al. // Biogeosciences. 2007. Vol. P. 581-595.

12. Cenci, S., Biffis, E. Lack of harmonisation of greenhouse gases reporting standards and the methane emissions gap. Nat Commun 16, 1537 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56845-3

13. Gilmanov T.G. Gross primary production and light response parameters of four Southern Plains ecosystems estimated using long-term CO2-flux tower measurements / T.G.Gilmanov, S.B. Verma, P.L. Sims et al. // Global Biogeochemical Cycles. 2003. V. № 2. P. 1071.

14. Golubyatnikov L.L., Kurganova I.N., Lopes de Gerenyu V.O. Estimation of Carbon Balance in Steppe Ecosystems of Russia // Izvestiâ Akademii nauk SSSR. Fizika atmosfery i okeana. - 2023. - Vol. 59. - N. 1. - P. 71-87. doi: 10.31857/S0002351523010042

15. IPCC, 2022: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, 3056 pp., doi:10.1017/9781009325844.

16. Perez-Quezada J.F. Land Use Influences Carbon Fluxes in Northern Kazakhstan / J.F.Perez-Quezada, N.Z. Saliendra, K. Akshalov et al. // Rangeland Ecol. Manag. 2010. V.63. P.82-93.

17. Pillai, N. D., Wille, C., Nieberding, F., Helbig, M., and Sachs, T.: Assessing Carbon Flux Variability in an Alpine Stepp e: Insights from Dual-Height Measurements, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-530, 2025.

18. Shokoufeh Salimi, A.A.A.N Suhad., Miklas Scholz Almuktar, Impact of climate change on wetland ecosystems: A critical review of experimental wetlands, Journal of Environmental Management, Volume 286, 2021, 112160, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112160.

19. Sukhoveeva O., Karelin D., Lebedeva T., Pochikalov A., Ryzhkov O., Suvorov G., Zolotukhin A., (2023) Greenhouse gases fluxes and carbon cycle in agroecosystems under humid continental climate conditions, Agriculture, Ecosystems & Environment, Volume 352, 2023, 108502, ISSN 0167-8809, https://doi.org/10.1016/j.agee.2023.108502.

20. Vuichard N. Carbon sequestration due to the abandonment of agriculture in the former USSR since 1990 / N.Vuichard, P.Ciais, L. Belelli et al. // Glob. Biochem. Cycles. 2008. Vol. 22.

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ

Использование куки-файлов