An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment

The water ecosystems of the Arctic region are most vulnerable to modern climatic changes since the global biogeochemical processes mostly occur on the territories of the permafrost zone. Aquatic ecosystems show a high degree of sensitivity to climatic changes; both in these and in other ecosystems,...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Arctic and Antarctic Research
Main Authors: N. K. Alekseeva, S. Yu. Evgrafova, A. E. Detsura, A. V. Guzeva, M. K. Meteleva, I. V. Fedorova, Н. К. Алексеева, С. Ю. Евграфова, А. Е. Децура, А. В. Гузева, М. К. Метелева, И. В. Федорова
Other Authors: The authors have no competing interests. Funding. The study was funded by RFBR, project number 19-34-50086 “Mobility” and by RFBR, project number 18-05-60291 “Adaptation of the Arctic limnosystems to rapid climate change”., Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-34-50086 «Мобильность» и РФФИ № 18-05-60291 «Адаптация арктических лимносистем к быстрому изменению климата».
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт 2021
Subjects:
Online Access:https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-121
id ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/342
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Arctic and Antarctic Research
op_collection_id ftjaaresearch
language Russian
topic термокарстовые озера
carbon dioxide
incubation experiments
methane
oxbow lakes
sediments
stable carbon isotopes
thermokarst lakes
донные отложения
инкубационные эксперименты
метан
углекислый газ
стабильные изотопы углерода
старичные озера
spellingShingle термокарстовые озера
carbon dioxide
incubation experiments
methane
oxbow lakes
sediments
stable carbon isotopes
thermokarst lakes
донные отложения
инкубационные эксперименты
метан
углекислый газ
стабильные изотопы углерода
старичные озера
N. K. Alekseeva
S. Yu. Evgrafova
A. E. Detsura
A. V. Guzeva
M. K. Meteleva
I. V. Fedorova
Н. К. Алексеева
С. Ю. Евграфова
А. Е. Децура
А. В. Гузева
М. К. Метелева
И. В. Федорова
An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
topic_facet термокарстовые озера
carbon dioxide
incubation experiments
methane
oxbow lakes
sediments
stable carbon isotopes
thermokarst lakes
донные отложения
инкубационные эксперименты
метан
углекислый газ
стабильные изотопы углерода
старичные озера
description The water ecosystems of the Arctic region are most vulnerable to modern climatic changes since the global biogeochemical processes mostly occur on the territories of the permafrost zone. Aquatic ecosystems show a high degree of sensitivity to climatic changes; both in these and in other ecosystems, the biogeochemical processes are intense. These water bodies are located in the permafrost zone, which is vulnerable to temperature increases. The paper gives new insights into the fundamental research question of how fast the organic matter of thawing permafrost can be converted to greenhouse gases emitted into the atmosphere (CO2, CH4). We aimed to assess the microbial response and the associated release of CO2 and CH4 from the Arctic lakes in response to temperature increase. We investigated lakes located in the Lena River delta in the Samoylov Island, Russia, at 72° 22′ N, 126° 28′ E. Bottom sediments from three thermokarst and three oxbow lakes were anaerobically incubated in the laboratory at two temperature regimes (at 4 °C and at 25 °C). All the oxbow lakes have shown similar dynamics of methane emission both at low temperatures (4 °C) and at high temperatures (25 °C). The shift of carbon isotopic composition in methane has indicated that methane is emitted in all the oxbow lakes with a similar composition of microbial communities. In the thermokarst lakes, the emission of methane in the sediments proceeded differently at low and at high temperatures. These results have indicated a dissimilar composition of methanogenic / methanotrophic populations in the thermokarst and oxbow lakes. In both cases, the temperature increase caused a growth in methane emission from the sediments of the Arctic lakes. The thermokarst lakes will make a greater contribution to methane emission than the oxbow lakes. Thus, it is believed that the emission of methane from the thermokarst lakes will rise from 6 to 46 times due to ambient temperature increase. Methane emission from the oxbow lakes will grow from 1.8 to 7.6 times. Our ...
author2 The authors have no competing interests. Funding. The study was funded by RFBR, project number 19-34-50086 “Mobility” and by RFBR, project number 18-05-60291 “Adaptation of the Arctic limnosystems to rapid climate change”.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-34-50086 «Мобильность» и РФФИ № 18-05-60291 «Адаптация арктических лимносистем к быстрому изменению климата».
format Article in Journal/Newspaper
author N. K. Alekseeva
S. Yu. Evgrafova
A. E. Detsura
A. V. Guzeva
M. K. Meteleva
I. V. Fedorova
Н. К. Алексеева
С. Ю. Евграфова
А. Е. Децура
А. В. Гузева
М. К. Метелева
И. В. Федорова
author_facet N. K. Alekseeva
S. Yu. Evgrafova
A. E. Detsura
A. V. Guzeva
M. K. Meteleva
I. V. Fedorova
Н. К. Алексеева
С. Ю. Евграфова
А. Е. Децура
А. В. Гузева
М. К. Метелева
И. В. Федорова
author_sort N. K. Alekseeva
title An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
title_short An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
title_full An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
title_fullStr An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
title_full_unstemmed An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
title_sort availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment
publisher Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
publishDate 2021
url https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342
https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-121
geographic Arctic
geographic_facet Arctic
genre Arctic
Arctic
lena river
permafrost
Polarforschung
The Cryosphere
Thermokarst
термокарст*
genre_facet Arctic
Arctic
lena river
permafrost
Polarforschung
The Cryosphere
Thermokarst
термокарст*
op_source Arctic and Antarctic Research; Том 67, № 1 (2021); 100-121
Проблемы Арктики и Антарктики; Том 67, № 1 (2021); 100-121
2618-6713
0555-2648
10.30758/0555-2648-2021-67-1
op_relation https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342/192
Schuur E., Bockheim J., Canadell J.G., Euskirchen E., Field Ch.B, Goryachkin S. V., Hagemann S., Kuhry P., Lafleur P.M., Lee H., Mazhitova G., Nelson F. E., Rinke A., Romanovsky V.E., Shiklomanov N., Tarnocai Ch., Venevsky S., Vogel J. G., Zimov S. A. Vulnerability of permafrost carbon to climate change: implications for the global carbon cycle // BioScience. 2008. V. 58 (8). P. 701–714.
Tarnocai C., Canadell J., Schuur E., Kuhry P., Mazhitova G., Zimov S. Soil organic carbon pools in the Northern Circumpolar permafrost region // Global Biogeochem. Cycles. 2009. V. 23. P. 1–11. doi:10.1029/2008GB003327.
Schirrmeister L., Siegert Ch., Kuznetsova Ch., Kuzmina S., Andreev A., Kienast F., Meyer H., Bobrov H. Paleoenvironmental and paleoclimatic records from permafrost deposits in the Arctic region of Northern Siberia // Quaternary International. 2002 V. 89. P. 97–118. doi:10.1016/S10406182(01)00083-0.
Belshe E., Schuur E., Bolker B. Tundra ecosystems observed to be CO 2 sources due to differential amplification of the carbon cycle // Ecology Letter. 2013. V. 16 (10). P. 1307–1315.
Boike J., Langer M., Lantuit H., Muster S., Roth K., Sachs T., Overduin P., Westermann S., McGuire A.D. Permafrost-physical aspects, carbon cycling, databases and uncertainties // Recarbonization of the biosphere. Dordrecht: Springer, 2012. P. 159–185.
Kutzbach L., Rößger N., Eckhardt T., Knoblauch C., Sachs T., Wille C., Boike J., Pfeiffer E.-M. Spatiotemporal variability of methane emissions of tundra landscapes in the Lena River Delta, Siberia // In EGU General Assembly Conference Abstracts. 2020. P. 17937.
Покровский О.С., Широкова Л.С., Кирпотин С.Н. Микробиологические факторы, контролирующие цикл углерода в термокарстовых водных объектах Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 3 (19). С. 199–217.
Адаменко В.Н. Климат и озера: (К оценке настоящего, прошлого и будущего) Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 263 с.
Davidson E., Janssens I. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change // Nature. 2006. V. 440. P. 165–173.
Wild B., Gentsch N., Čapek P., Diáková K., Alves R. J. E., Bárta J., Gittel A., Hugelius G., Knoltsch A., Kuhry P., Lashchinskiy N., Mikutta R., Palmtag J., Schleper Ch., Schnecker J., Shibistova O., Takriti M., Torsvik V.L., Urich T., Watzka M., Šantrůčková H., Guggenberger G., Richter A. Plant-derived compounds stimulate the decomposition of organic matter in arctic permafrost soils // Sci Rep. 2016. V. 6. P. 1–11.
Alekseevsky N.I., Aibulatov D.N., Kuksina L.V., Chetverova A.A. The structure of streams in the Lena Delta and its influence on streamflow transformation processes // Geography and Natural Resources. 2014. V. 35 (1). P. 63–70.
Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Шнайдер В., Штоф Г. Происхождение и развитие дельты реки Лены. СПб.: ААНИИ, 2013. 268 с.
Schwamborn G., Andreev A.A., Tumskoy V., Rachold V., Grigoriev M.N., Pavlova E.Y., Dorozhkhina M.V., Hubberten H.-W. Evolution of Lake Nikolay, ArgaIsland, western Lena River delta, during late Weichselian and Holocene time // Polarforschung. 2002. V. 70. P. 69–82.
Федорова И.В., Четверова А.А, Алексеева Н.К., Скороспехова Т.В., Романов С.Г., Большиянов Д.Ю., Шадрина А.А., Макушин М.А. Гидрологические и гидрохимические исследования в дельте р. Лены весной 2015 и 2016 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. T. 3. C. 107–114.
Григорьев М.Н. Криоморфогенез устьевой области р. Лены. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1993. 176 с.
Morgenstern A., Grosse G., Gunther F., Fedorova I., Schirrmeister L. Spatial analyses of thermokarst lakes and basins in Yedoma landscapes of the Lena Delta // The Cryosphere. 2011. V. 5. P. 849–867. doi:10.5194/tc-5-849-2011.
Boike J., Kattenstroth B., Abramova K., Bornemann N., Chetverova A., Fedorova I., Fröb K., Grigoriev M., Grüber M., Kutzbach L., Langer M., Minke M., Muster S., Piel K., Pfeiffer E.-M., Stoof G., Westermann S., Wischnewski K., Wille C. and Hubberten H.-W. Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from a new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998–2011) // Biogeosciences. 2013. V.10. P. 2105–2128. doi:10.5194/bg-10-2105-2013, 2013.
Boike J., Nitzbon J., AndersK., Grigoriev M., Bolshiyanov D.Y., Langer M., Lange S., Bornemann N., Morgenstern A., Schreiber P., Wille C., Chadburn S., Gouttevin I., Burke E., and Kutzbach L. A 16year record (2002–2017) of permafrost, active layer, and meteorological conditions at the Samoylov Island Arctic permafrost research site, Lena River Delta, northern Siberia: an opportunity to validate remote sensing data and land surface, snow, and permafrost models // Earth System Science Data Discussions. 2018. V. 11 (1). P. 266–299. doi:10.5194/essd-2018-82.
Zubrzycki S.,Kutzbach L., Grosse G., Desyatkin A. and Pfeiffer E.M. Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta // Biogeosciences. 2013. V. 10 (6). P. 3507–3524.
Четверова А. А., Федорова И. В., Потапова Т. М., Бойке Ю. Гидрологические и геохимические особенности современного состояния озер о. Самойловский в дельте р. Лены // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. Т. 1 (95). C. 97–110.
Государственный водный кадастр. Основные гидрологические характеристики (за 1971–1975 гг. и весь период наблюдений). Т. 17. Лено-Индигирский район / Под ред. З.К. Егоровой, А.В. Шестакова. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 295 с.
Кравцова В.И. Распространение термокарстовых озер в России в пределах зоны многолетней мерзлоты // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2009. № 3. С. 33–42.
Kallistova A.Y., Savvichev A.S., Rusanov I.I., Pimenov N.V. Thermokarst lakes, ecosystems with intense microbial processes of the methane cycle // Microbiology. 2019. V. 88. P. 649–661.
Chetverova A., Skorospekhova T., Morgenstern A., Alekseeva N., Spiridonov I., Fedorova I. Hydrological and hydrochemical characteristics of lakes in the Lena River delta (Northeast-Siberia, Russia) // Polarforschung. 2017. V. 87. P. 111–124. doi:10.2312/polarforschung.87.2.111.
Гузева А.В., Федорова И.В. Формы нахождения тяжелых металлов в донных отложениях острова Самойловский, дельта реки Лены // Труды КарНЦ РАН. Сер. Лимнология. Океанология. 2020. № 9. С.18–29. doi:10.17076/lim1235.
Петелин В.П. Гранулометрический анализ донных осадков. М.: Наука, 1967. 128 с.
Guzeva A.V., Fedorova I.V., Alekseeva N.K., Evgrafova S. Geochemical features of sediments of the lakes located in the Lena Delta, the Russian Arctic // Focus Siberian Permafrost — Terrestrial Cryosphere and Climate Change: International Symposium, Institute of Soil Science — Universität Hamburg 23–27 March 2020. Abstract / Ed. E.M. Pfeiffer at al. Alfred-Wegener-Institut, 2020. P. 38.
Gentsch N., Mikutta R., Alves R., Barta J., Capek P., Gittel A., Hugelius G., Kuhry P., Lashchinskiy N., Palmtag J., Richter A., Santruckova H., Schnecker J., Shibistova O., Urich T., Wild B., Guggenberger G. Storage and transformation of organic matter fractions in cryoturbated permafrost soils across the Siberian Arctic // Biogeosciences Discussions. 2015. V. 12. P. 2697–2743.
Baas-Becking L.G.M. Geobiologie of inleiding tot de milieukunde. The Hague, the Netherlands: W.P. Van Stockum & Zoon, 1934. 263 р.
Wadham J.L., Arndt S., Tulaczyk S., Stibal M., Tranter M., Telling J., Lis G.P., Lawson E., Ridgwell A., Dubnick A., Sharp M. J., Anesio A. M. and Butler C.E.H. Potential methane reservoirs beneath Antarctica // Nature. 2012. V. 488. P. 633–637. doi:10.1038/nature11374.
Thurber A., Seabrook S., Welsh R. Riddles in the cold: Antarctic endemism and microbial succession impact methane cycling in the Southern Ocean // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. V. 287(1931), P. 20201134. doi:10.1098/rspb.2020.1134.
Плеханова Л.Н., Каширская Н.Н., Сыроватко А.С. Активность целлюлозолитических микроорганизмов в грунтах кремированных захоронений как индикатор деталей погребального обряда // Нижневолжский археологический вестник. 2020. Т. 19. № 1. С. 116–129. doi: 15688/nav.jvolsu.2020.1.6.
Evgrafova S., Kadutskii V., Novikov O., Guggenberger G., Wagner D. Greenhouse gas release in field-based incubation experiment with buried soil, Lena Delta, Siberia // Focus Siberian Permafrost Terrestrial Cryosphere and Climate Change: International Symposium, Institute of Soil Science Universität Hamburg 23–27 March 2020. Abstract / Ed. E.M. Pfeiffer at al. Alfred-Wegener-Institut, 2020. P. 30. doi:10.2312/BzPM_0739_2020ISSN1866-3192.
Kadnikov V.V., Savvichev A.S., Mardanov A.V., Beletsky A.V., Merkel A.Y., Ravin N.V., Pimenov N.V. Microbial communities involved in the methane cycle in the near-bottom water layer and sediments of the meromictic subarctic Lake Svetloe // Antonie Van Leeuwenhoek. 2019. V. 112 (12). P. 1801–1814.
https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342
doi:10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-121
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_doi https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-12110.30758/0555-2648-2021-67-110.1029/2008GB00332710.1016/S10406182(01)00083-010.5194/tc-5-849-201110.5194/bg-10-2105-201310.5194/essd-2018-8210.2312/polarforschung.87.2.11110.17076/lim123510.1038/nature11
container_title Arctic and Antarctic Research
container_volume 67
container_issue 1
container_start_page 100
op_container_end_page 121
_version_ 1802639128040308736
spelling ftjaaresearch:oai:oai.aari.elpub.ru:article/342 2024-06-23T07:48:48+00:00 An availibility of arctic lakes organic sediments to microbial degradation: a laboratory incubation experiment Микробная доступность органического вещества в донных отложениях арктических озер: лабораторный инкубационный эксперимент N. K. Alekseeva S. Yu. Evgrafova A. E. Detsura A. V. Guzeva M. K. Meteleva I. V. Fedorova Н. К. Алексеева С. Ю. Евграфова А. Е. Децура А. В. Гузева М. К. Метелева И. В. Федорова The authors have no competing interests. Funding. The study was funded by RFBR, project number 19-34-50086 “Mobility” and by RFBR, project number 18-05-60291 “Adaptation of the Arctic limnosystems to rapid climate change”. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-34-50086 «Мобильность» и РФФИ № 18-05-60291 «Адаптация арктических лимносистем к быстрому изменению климата». 2021-03-23 application/pdf https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342 https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-121 rus rus Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342/192 Schuur E., Bockheim J., Canadell J.G., Euskirchen E., Field Ch.B, Goryachkin S. V., Hagemann S., Kuhry P., Lafleur P.M., Lee H., Mazhitova G., Nelson F. E., Rinke A., Romanovsky V.E., Shiklomanov N., Tarnocai Ch., Venevsky S., Vogel J. G., Zimov S. A. Vulnerability of permafrost carbon to climate change: implications for the global carbon cycle // BioScience. 2008. V. 58 (8). P. 701–714. Tarnocai C., Canadell J., Schuur E., Kuhry P., Mazhitova G., Zimov S. Soil organic carbon pools in the Northern Circumpolar permafrost region // Global Biogeochem. Cycles. 2009. V. 23. P. 1–11. doi:10.1029/2008GB003327. Schirrmeister L., Siegert Ch., Kuznetsova Ch., Kuzmina S., Andreev A., Kienast F., Meyer H., Bobrov H. Paleoenvironmental and paleoclimatic records from permafrost deposits in the Arctic region of Northern Siberia // Quaternary International. 2002 V. 89. P. 97–118. doi:10.1016/S10406182(01)00083-0. Belshe E., Schuur E., Bolker B. Tundra ecosystems observed to be CO 2 sources due to differential amplification of the carbon cycle // Ecology Letter. 2013. V. 16 (10). P. 1307–1315. Boike J., Langer M., Lantuit H., Muster S., Roth K., Sachs T., Overduin P., Westermann S., McGuire A.D. Permafrost-physical aspects, carbon cycling, databases and uncertainties // Recarbonization of the biosphere. Dordrecht: Springer, 2012. P. 159–185. Kutzbach L., Rößger N., Eckhardt T., Knoblauch C., Sachs T., Wille C., Boike J., Pfeiffer E.-M. Spatiotemporal variability of methane emissions of tundra landscapes in the Lena River Delta, Siberia // In EGU General Assembly Conference Abstracts. 2020. P. 17937. Покровский О.С., Широкова Л.С., Кирпотин С.Н. Микробиологические факторы, контролирующие цикл углерода в термокарстовых водных объектах Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2012. № 3 (19). С. 199–217. Адаменко В.Н. Климат и озера: (К оценке настоящего, прошлого и будущего) Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 263 с. Davidson E., Janssens I. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change // Nature. 2006. V. 440. P. 165–173. Wild B., Gentsch N., Čapek P., Diáková K., Alves R. J. E., Bárta J., Gittel A., Hugelius G., Knoltsch A., Kuhry P., Lashchinskiy N., Mikutta R., Palmtag J., Schleper Ch., Schnecker J., Shibistova O., Takriti M., Torsvik V.L., Urich T., Watzka M., Šantrůčková H., Guggenberger G., Richter A. Plant-derived compounds stimulate the decomposition of organic matter in arctic permafrost soils // Sci Rep. 2016. V. 6. P. 1–11. Alekseevsky N.I., Aibulatov D.N., Kuksina L.V., Chetverova A.A. The structure of streams in the Lena Delta and its influence on streamflow transformation processes // Geography and Natural Resources. 2014. V. 35 (1). P. 63–70. Большиянов Д.Ю., Макаров А.С., Шнайдер В., Штоф Г. Происхождение и развитие дельты реки Лены. СПб.: ААНИИ, 2013. 268 с. Schwamborn G., Andreev A.A., Tumskoy V., Rachold V., Grigoriev M.N., Pavlova E.Y., Dorozhkhina M.V., Hubberten H.-W. Evolution of Lake Nikolay, ArgaIsland, western Lena River delta, during late Weichselian and Holocene time // Polarforschung. 2002. V. 70. P. 69–82. Федорова И.В., Четверова А.А, Алексеева Н.К., Скороспехова Т.В., Романов С.Г., Большиянов Д.Ю., Шадрина А.А., Макушин М.А. Гидрологические и гидрохимические исследования в дельте р. Лены весной 2015 и 2016 гг. // Проблемы Арктики и Антарктики. 2017. T. 3. C. 107–114. Григорьев М.Н. Криоморфогенез устьевой области р. Лены. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1993. 176 с. Morgenstern A., Grosse G., Gunther F., Fedorova I., Schirrmeister L. Spatial analyses of thermokarst lakes and basins in Yedoma landscapes of the Lena Delta // The Cryosphere. 2011. V. 5. P. 849–867. doi:10.5194/tc-5-849-2011. Boike J., Kattenstroth B., Abramova K., Bornemann N., Chetverova A., Fedorova I., Fröb K., Grigoriev M., Grüber M., Kutzbach L., Langer M., Minke M., Muster S., Piel K., Pfeiffer E.-M., Stoof G., Westermann S., Wischnewski K., Wille C. and Hubberten H.-W. Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from a new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998–2011) // Biogeosciences. 2013. V.10. P. 2105–2128. doi:10.5194/bg-10-2105-2013, 2013. Boike J., Nitzbon J., AndersK., Grigoriev M., Bolshiyanov D.Y., Langer M., Lange S., Bornemann N., Morgenstern A., Schreiber P., Wille C., Chadburn S., Gouttevin I., Burke E., and Kutzbach L. A 16year record (2002–2017) of permafrost, active layer, and meteorological conditions at the Samoylov Island Arctic permafrost research site, Lena River Delta, northern Siberia: an opportunity to validate remote sensing data and land surface, snow, and permafrost models // Earth System Science Data Discussions. 2018. V. 11 (1). P. 266–299. doi:10.5194/essd-2018-82. Zubrzycki S.,Kutzbach L., Grosse G., Desyatkin A. and Pfeiffer E.M. Organic carbon and total nitrogen stocks in soils of the Lena River Delta // Biogeosciences. 2013. V. 10 (6). P. 3507–3524. Четверова А. А., Федорова И. В., Потапова Т. М., Бойке Ю. Гидрологические и геохимические особенности современного состояния озер о. Самойловский в дельте р. Лены // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. Т. 1 (95). C. 97–110. Государственный водный кадастр. Основные гидрологические характеристики (за 1971–1975 гг. и весь период наблюдений). Т. 17. Лено-Индигирский район / Под ред. З.К. Егоровой, А.В. Шестакова. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 295 с. Кравцова В.И. Распространение термокарстовых озер в России в пределах зоны многолетней мерзлоты // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2009. № 3. С. 33–42. Kallistova A.Y., Savvichev A.S., Rusanov I.I., Pimenov N.V. Thermokarst lakes, ecosystems with intense microbial processes of the methane cycle // Microbiology. 2019. V. 88. P. 649–661. Chetverova A., Skorospekhova T., Morgenstern A., Alekseeva N., Spiridonov I., Fedorova I. Hydrological and hydrochemical characteristics of lakes in the Lena River delta (Northeast-Siberia, Russia) // Polarforschung. 2017. V. 87. P. 111–124. doi:10.2312/polarforschung.87.2.111. Гузева А.В., Федорова И.В. Формы нахождения тяжелых металлов в донных отложениях острова Самойловский, дельта реки Лены // Труды КарНЦ РАН. Сер. Лимнология. Океанология. 2020. № 9. С.18–29. doi:10.17076/lim1235. Петелин В.П. Гранулометрический анализ донных осадков. М.: Наука, 1967. 128 с. Guzeva A.V., Fedorova I.V., Alekseeva N.K., Evgrafova S. Geochemical features of sediments of the lakes located in the Lena Delta, the Russian Arctic // Focus Siberian Permafrost — Terrestrial Cryosphere and Climate Change: International Symposium, Institute of Soil Science — Universität Hamburg 23–27 March 2020. Abstract / Ed. E.M. Pfeiffer at al. Alfred-Wegener-Institut, 2020. P. 38. Gentsch N., Mikutta R., Alves R., Barta J., Capek P., Gittel A., Hugelius G., Kuhry P., Lashchinskiy N., Palmtag J., Richter A., Santruckova H., Schnecker J., Shibistova O., Urich T., Wild B., Guggenberger G. Storage and transformation of organic matter fractions in cryoturbated permafrost soils across the Siberian Arctic // Biogeosciences Discussions. 2015. V. 12. P. 2697–2743. Baas-Becking L.G.M. Geobiologie of inleiding tot de milieukunde. The Hague, the Netherlands: W.P. Van Stockum & Zoon, 1934. 263 р. Wadham J.L., Arndt S., Tulaczyk S., Stibal M., Tranter M., Telling J., Lis G.P., Lawson E., Ridgwell A., Dubnick A., Sharp M. J., Anesio A. M. and Butler C.E.H. Potential methane reservoirs beneath Antarctica // Nature. 2012. V. 488. P. 633–637. doi:10.1038/nature11374. Thurber A., Seabrook S., Welsh R. Riddles in the cold: Antarctic endemism and microbial succession impact methane cycling in the Southern Ocean // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2020. V. 287(1931), P. 20201134. doi:10.1098/rspb.2020.1134. Плеханова Л.Н., Каширская Н.Н., Сыроватко А.С. Активность целлюлозолитических микроорганизмов в грунтах кремированных захоронений как индикатор деталей погребального обряда // Нижневолжский археологический вестник. 2020. Т. 19. № 1. С. 116–129. doi: 15688/nav.jvolsu.2020.1.6. Evgrafova S., Kadutskii V., Novikov O., Guggenberger G., Wagner D. Greenhouse gas release in field-based incubation experiment with buried soil, Lena Delta, Siberia // Focus Siberian Permafrost Terrestrial Cryosphere and Climate Change: International Symposium, Institute of Soil Science Universität Hamburg 23–27 March 2020. Abstract / Ed. E.M. Pfeiffer at al. Alfred-Wegener-Institut, 2020. P. 30. doi:10.2312/BzPM_0739_2020ISSN1866-3192. Kadnikov V.V., Savvichev A.S., Mardanov A.V., Beletsky A.V., Merkel A.Y., Ravin N.V., Pimenov N.V. Microbial communities involved in the methane cycle in the near-bottom water layer and sediments of the meromictic subarctic Lake Svetloe // Antonie Van Leeuwenhoek. 2019. V. 112 (12). P. 1801–1814. https://www.aaresearch.science/jour/article/view/342 doi:10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-121 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). Arctic and Antarctic Research; Том 67, № 1 (2021); 100-121 Проблемы Арктики и Антарктики; Том 67, № 1 (2021); 100-121 2618-6713 0555-2648 10.30758/0555-2648-2021-67-1 термокарстовые озера carbon dioxide incubation experiments methane oxbow lakes sediments stable carbon isotopes thermokarst lakes донные отложения инкубационные эксперименты метан углекислый газ стабильные изотопы углерода старичные озера info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2021 ftjaaresearch https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-1-100-12110.30758/0555-2648-2021-67-110.1029/2008GB00332710.1016/S10406182(01)00083-010.5194/tc-5-849-201110.5194/bg-10-2105-201310.5194/essd-2018-8210.2312/polarforschung.87.2.11110.17076/lim123510.1038/nature11 2024-05-31T03:22:51Z The water ecosystems of the Arctic region are most vulnerable to modern climatic changes since the global biogeochemical processes mostly occur on the territories of the permafrost zone. Aquatic ecosystems show a high degree of sensitivity to climatic changes; both in these and in other ecosystems, the biogeochemical processes are intense. These water bodies are located in the permafrost zone, which is vulnerable to temperature increases. The paper gives new insights into the fundamental research question of how fast the organic matter of thawing permafrost can be converted to greenhouse gases emitted into the atmosphere (CO2, CH4). We aimed to assess the microbial response and the associated release of CO2 and CH4 from the Arctic lakes in response to temperature increase. We investigated lakes located in the Lena River delta in the Samoylov Island, Russia, at 72° 22′ N, 126° 28′ E. Bottom sediments from three thermokarst and three oxbow lakes were anaerobically incubated in the laboratory at two temperature regimes (at 4 °C and at 25 °C). All the oxbow lakes have shown similar dynamics of methane emission both at low temperatures (4 °C) and at high temperatures (25 °C). The shift of carbon isotopic composition in methane has indicated that methane is emitted in all the oxbow lakes with a similar composition of microbial communities. In the thermokarst lakes, the emission of methane in the sediments proceeded differently at low and at high temperatures. These results have indicated a dissimilar composition of methanogenic / methanotrophic populations in the thermokarst and oxbow lakes. In both cases, the temperature increase caused a growth in methane emission from the sediments of the Arctic lakes. The thermokarst lakes will make a greater contribution to methane emission than the oxbow lakes. Thus, it is believed that the emission of methane from the thermokarst lakes will rise from 6 to 46 times due to ambient temperature increase. Methane emission from the oxbow lakes will grow from 1.8 to 7.6 times. Our ... Article in Journal/Newspaper Arctic Arctic lena river permafrost Polarforschung The Cryosphere Thermokarst термокарст* Arctic and Antarctic Research Arctic Arctic and Antarctic Research 67 1 100 121