Spatial Distribution of Organic Carbon in Soils of Eastern European Tundra and Forest-Tundra Depending on Climate and Topography

• Published in: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Geograficheskaya
• Main Authors: P. Shary A., L. Sharaya S., A. Pastukhov V., D. Kaverin A., П. Шарый А., Л. Шарая С., А. Пастухов В., Д. Каверин А.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 2018
• Subjects: spatial variability; regression model; south tundra; peatlands; пространственная изменчивость; регрессионная модель; южная тундра; торфяники; Arctic; Permafrost and Periglacial Processes; The Cryosphere; Tundra; Тундра
• Online Access: https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/784; https://doi.org/10.1134/S2587556618060146

Evaluation of soil organic carbon (SOC) storage in 11800 km2 area of tundra and forest-tundra in Usa River basin was carried out using multiple regression with account of soil taxa and influence of climate and topography. The model explained 84% of spatial variability in SOC storage. Negative relations were found between SOC and climatic norms of June precipitation, as well as elevation; causes of these relations are discussed. Based on the model, a gridded map of SOC storages was calculated at resolution 300 m. In addition, a grid of SOC storages was calculated using spatially uniform “reference” values that are averages by observation points for soil taxa. An average of SOC storages by the model is 21.6 kgC/m2 , while it is 32.0 kgC/m2 when the “reference” values were used. Corrected “reference” values calculated from the model were suggested that are 1.5 times lower than those obtained from observation points. It was shown that average deviations of SOC storages from corrected “reference” values, which reflect influence of climate and topography, are 5.85 kgC/m2 . When climate and topography are taken into account in addition to soil taxa, this provides more correct evaluation of SOC than frequently used “reference” values for soil taxa. It is shown that the distinctions are not small. Оценка запасов почвенного органического углерода (ПОУ) на участке 11 800 км2 тундры и лесотундры в бассейне р. Усы проведена с помощью множественной регрессии, учитывающей как роль таксонов почв, так и влияние климата и рельефа. Модель объясняла 84% пространственной изменчивости запасов ПОУ. Найдены отрицательные связи запасов ПОУ с климатическими нормами осадков июня, а также с высотой, обсуждаются причины этих зависимостей. На изученный участок по модели рассчитаны карта запасов ПОУ разрешения 300 м. Рассчитана также карта запасов ПОУ при использовании не меняющихся в пространстве “эталонных” значений – средних по точкам наблюдения для таксонов почв. Среднее значение запасов ПОУ по модели составило 21.6 кгС/м2 , а по матрице с “эталонами” – 32.0 кгС/м2 . Предложены скорректированные рассчитанные из модели “эталонные” значения для таксонов почв данного региона, которые в полтора раза ниже полученных по точкам наблюдения. Показано, что средние отклонения запасов ПОУ от скорректированных “эталонных” значений, отражающие влияние климата и рельефа, составляют 5.85 кгС/м2 . Осуществленный здесь учет климата и рельефа в дополнение к таксонам почв дает более корректную оценку запасов ПОУ, чем часто используемые “эталонные” значения для таксонов почв. Показано, что эти различия не малы.