Статья
| Название статьи | АККУМУЛЯЦИЯ УГЛЕРОДА И АЗОТА В БОЛОТАХ МОРДОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗАПОВЕДНИКА (ЕВРОПЕЙСКАЯ РОССИЯ) В ГОЛОЦЕНЕ |
| Авторы | Елена Юрьевна Новенко, д.г.н., проф. РАН, в.н.с отдела палеогеографии четвертичного периода Института географии РАН (119017, Россия, Москва, Старомонетный переулок, д. 29); iD ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2174-8467; e-mail: lenanov@mail.ru |
| Библиографическое описание статьи | Новенко Е.Ю., Мазей Н.Г., Прокушкин А.С., Зазовская Э.П., Шатунов А.Е., Куприянов Д.А., Кусильман М.В. 2026. Аккумуляция углерода и азота в болотах Мордовского государственного заповедника (Европейская Россия) в голоцене // Nature Conservation Research. Заповедная наука. Т. 11(2). С. 43–66. https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2026.012 Электронное приложение 1. Дополнительная информация к статье Новенко и др. (2026) (Ссылка). |
| Рубрика | Оригинальные статьи |
| DOI | https://dx.doi.org/10.24189/ncr.2026.012 |
| Аннотация | Исследование посвящено развитию и процессам депонирования углерода в торфяных залежах болот Мордовского государственного природного заповедника (Россия) в голоцене. На примере болот (Долгий Мост и Жегаловское) с использованием данных анализа ботанического состава, определения потерь при прокаливании и степени гумификации, элементного анализа (C, N) торфа, а также радиоуглеродного датирования были количественно оценены скорости аккумуляции углерода и азота в голоцене и исследована их связь с динамикой растительного покрова, климатическими флуктуациями и пирогенными воздействиями. Для статистической обработки данных использованы корреляционный анализ и метод главных компонент. Результаты показали, что в низинных торфах с преобладанием остатков травянистых растений-торфообразователей содержание C составляет 46.9–60.9% (среднее 54.6%) и эти значения в целом выше, чем концентрация C в переходных торфах, сложенных остатками древесных растений, Eriophorum sp. и сфагновых мхов – 43.6–50.1% (среднее 47.8%). Средние значения скорости аккумуляции углерода (CAR, carbon accumulation rate) составили 31.6 г C/м2 в год для болота Долгий Мост и 13.3 г C/м2 в год для Жегаловского, а скорости аккумуляции азота (NAR, nitrogen accumulation rate) – 1.04 г N/м2 в год и 0.46 г N/м2 в год, соответственно. Выявлены значительные различия в соотношении CAR:NAR для разных типов торфа: от 20:1 (осоковый) до 34:1 (древесный). Сопоставление динамики накопления C и N с климатическими изменениями голоцена показало, что периоды высокой аккумуляции соответствуют влажным и прохладным условиям, тогда как снижение скоростей накопления совпадает с аридными фазами и усилением пожарной активности. |
| Ключевые слова | болотные экосистемы, ботанический состав торфа, гумификация торфа, депонирование азота, депонирование углерода, динамика климата, торфонакопление, удельная плотность сухой массы торфа, элементный анализ торфа |
| Информация о статье | Поступила: 05.08.2025. Исправлена: 10.02.2026. Принята к опубликованию: 17.02.2026. |
 |
Полный текст статьи |
| Список цитируемой литературы |
Баянов Н.Г. 2015. Изменения климата северо-запада Мордовии за период существования Мордовского заповедника по данным метеонаблюдений в г. Темникове // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 14. С. 212–219. Вомперский С.Э. 1994. Роль болот в круговороте углерода // Биогеоценотические особенности болот и их рациональное использование. М.: Наука. С. 5–37. Гафферберг И.Г. 1960. Мордовский государственный заповедник // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 1. С. 5–24. Головацкая Е.А., Дюкарев Е.А., Веретенникова Е.Э., Никонова Л.Г., Смирнов С.В. 2022. Оценка динамики баланса углерода в болотах южнотаежной подзоны Западной Сибири (Томская область) // Почвы и окружающая среда. Т. 5(4). Статья: e194. DOI: 10.31251/pos.v5i4.194 Гришуткин О.Г. 2011. Площадь и территориальное распределение болот в Мордовском государственном природном заповеднике // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 9. С. 280–281. Гришуткин О.Г. 2013. Закономерности распределения болот в зависимости от абсолютных отметок рельефа на территории Мордовского государственного природного заповедника // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 11. С. 259–263. Гришуткин О.Г. 2015. Болота Мордовии: ландшафтно-экологический анализ, флора, последствия антропогенного воздействия. Саранск: Пушта. 154 с. Домбровская А.В., Коренева М.М., Тюремнов С.Н. 1959. Атлас растительных остатков в торфе. М.: Государственное энергетическое издательство. 228 с. Дьяконов К.Н., Мазей Н.Г., Прокушкин А.С., Шатунов А.Е., Зазовская Э.П., Новенко Е.Ю. 2024. Депонирование углерода в карстовом болоте Мордовского заповедника в позднем голоцене // Вестник Московского университета. Серия 5. География. Т. 79(4). С. 30–43. DOI: 10.55959/MSU0579-9414.5.79.4.3 Елина Г.А., Токарев П.Н. 2010. Закономерности аккумуляции органики и углерода в болотных экосистемах Карелии // Труды Карельского научного центра РАН. №1. С. 34–51. Ефремов С.П., Ефремова Т.Т. 2000. Строение и продуктивность сообществ сфагновых мхов на болотах Западной Сибири // Сибирский экологический журнал. Т. 5. С. 615–626. Игнатов М.С., Игнатова Е.А. 2003. Флора мхов средней части Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК. Т. 1: Sphagnaceae – Hedwigiaceae. С. 1–608. Игнатов М.С., Игнатова Е.А. 2004. Флора мхов средней части Европейской России. М.: Товарищество научных изданий КМК. Т. 2: Fontinalaceae – Amblystegiaceae. С. 609–960. Инишева Л.И., Кобак К.И., Порохина Е.В. 2016. Роль болот в углеродном цикле (на примере Северо-Западного и Сибирского округов России) // Труды Инсторфа. №14(67). С. 3–11. Кац Н.Я., Кац С.В., Скобеева Е.И. 1977. Атлас растительных остатков в торфах. М.: Недра. 376 с. Кузнецов Н.И. 1960. Растительность Мордовского государственного заповедника // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 1. С. 129–220. Куприянов Д.А., Новенко Е.Ю. 2021. Реконструкция истории лесных пожаров в южной части Мордовского заповедника в голоцене по данным анализа макроскопических частиц // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 26. C. 176–192. Лапшина Е.Д. 2004. Флора болот юго-востока Западной Сибири. Томск: Изд-во Томского ун-та. 296 с. Лапшина Е.Д., Пологова Н.Н., Блеутен В. 2002. Динамика накопления торфа и углерода в торфяных болотах средней тайги Западной Сибири в голоцене (район Нижневартовска) // Вестник Томского государственного университета. Приложение №2. С. 120–123. Леонова О.А., Волкова Е.М. 2022. Динамика развития, палеоэкологические условия и накопление углерода в генезисе олиготрофного болота на Среднерусской возвышенности // Экосистемы. Т. 30. С. 167–178. Мильков Ф.Н., Гвоздецкий Н.А. 1986. Физическая география России. Общий обзор. Европейская часть России. Кавказ. М.: Высшая школа. 376 с. Новенко Е.Ю. 2021. Динамика ландшафтов и климата в Центральной и Восточной Европе в голоцене – прогнозные оценки изменения природной среды // Геоморфология. Т. 52(3). С. 24–47. DOI: 10.31857/S0435428121030093 Новенко Е.Ю., Мазей Н.Г., Куприянов Д.А. 2021. Возраст болот Мордовского государственного природного заповедника // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 26. С. 169–175. Прейс Ю.И., Леонова Г.А., Мальцев А.Е. 2022. Стратиграфия и динамика аккумуляции торфа и углерода на рямах Барабинской лесостепи в голоцене (Западная Сибирь) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. №1(49). С. 36–47. DOI: 10.20403/2078-0575-2022-1-36-47 Прокушкин А.С., Карпенко Л.В., Токарева И.В., Корец М.А., Покровский О.С. 2017. Углерод и азот в болотах северной части Сым-Дубческого междуречья // География и природные ресурсы. №2. С. 114–123. Терешкин И.С., Терешкина Л.В. 2006. Растительность Мордовского заповедника. Последовательные ряды сукцессий // Труды Мордовского государственного природного заповедника имени П.Г. Смидовича. Вып. 7. С. 186–287. Тимошенко Е.С. 2013. Содержание общего углерода и азота в переходных и низинных торфах Брянской области // Агрохимический вестник. №2. С. 21–22. Ямашкин А.А. 1998. Физико-географические условия и ландшафты Мордовии. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та. 156 с. Amesbury M.J., Gallego-Sala A., Loisel J. 2019. Peatlands as prolific carbon sinks // Nature Geoscience. Vol. 12(11). Р. 880–881. DOI: 10.1038/s41561-019-0455-y Bhatti J.S., Errington R.C., Bauer I.E., Hurdle P.A. 2006. Carbon stock trends along forested peatland margins in central Saskatchewan // Canadian Journal of Soil Science. Vol. 86. Р. 321–333. DOI: 10.4141/S05-085 Beilman D.W., MacDonald G.M., Smith L.C., Reimer P.J. 2009. Carbon accumulation in peatlands of West Siberia over the last 2000 years // Global Biogeochemical Cycles. Vol. 23(1). Article: GB1012. DOI: 10.1029/2007GB003112 Bellen S., Garneau M., Ali A.A., Bergeron Y. 2012. Did fires drive Holocene carbon sequestration in boreal ombrotrophic peatlands of eastern Canada? // Quaternary Research. Vol. 78(1). Р. 50–59. DOI: 10.1016/j.yqres.2012.03.009 Belyea L., Warner B. 1996. Temporal scale and the accumulation of peat in a Sphagnum bog // Canadian Journal of Botany. Vol. 74(3). Р. 366–377. DOI: 10.1139/b96-046 Blaauw M., Christen J.A. 2011. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process // Bayesian Analysis. Vol. 6(3). Р. 457–474. DOI: 10.1214/11-BA618 Borisova O. 2019. Environmental and climatic conditions of human occupation in the central East European Plain during the Middle Holocene: Reconstruction from palaeofloristic data // Quaternary International. Vol. 516. P. 42–57. DOI: 10.1016/j.quaint.2018.05.025 Borren W., Bleuten W., Lapshina E.D. 2004. Holocene peat and carbon accumulation rates in the southern taiga of Western Siberia // Quaternary Research. Vol. 61(1). Р. 42–51. DOI: 10.1016/j.yqres.2003.09.002 Chambers F.M., Beilman D.W., Yu Z. 2011. Methods for determining peat humification and for quantifying peat bulk density, organic matter and carbon content for palaeostudies of climate and peatland carbon dynamics // Mires and Peat. Vol. 7. Article: 07. DOI: 10.19189/001c.128415 Davis B.A.S., Brewer S., Stevenson A.C., Guiot J. 2003. The temperature of Europe during the Holocene reconstructed from pollen data // Quaternary Science Reviews. Vol. 22(15–17). Р. 1701–1716. DOI: 10.1016/S0277-3791(03)00173-2 Feurdean A., Perşoiu A., Tanţău, I., Stevens T., Magyari E.K., Onac B.P., Marković S., Andrič M., Connor S., Fărcaş S., Gałka M., Gaudeny T., Hoek W., Kolaczek P., Kuneš P., Lamentowicz M., Marinova E., Michczyńska D.J., Perşoiu I., Płóciennik M., Słowiński M., Stancikaite M., Sumegi P., Svensson A., Tămaş T., Timar A., Tonkov S., Toth M., Veski S., Willis K.J., Zernitskaya V. 2014. Climate variability and associated vegetation response throughout Central and Eastern Europe (CEE) between 60 and 8 ka // Quaternary Science Reviews. Vol. 106. Р. 206–224. DOI: 10.1016/j.quascirev.2014.06.003 Gallego-Sala A., Charman D.J., Brewer S., Page S.E., Prentice I.C., Friedlingstein P., Moreton S., Amesbury M.J., Beilman D.W., Björck S., Blyakharchuk T., Bochicchio Ch., Booth R.K., Bunbury J., Camill Ph., Carless D., Chimner R.A., Clifford M., Cressey E., Courtney-Mustaphi C., Vleeschouwer F., Jong R., Fialkiewicz-Koziel B., Finkelstein S.A., Garneau M., Githumbi E., Hribjlan J., Holmquist J., Hughes P.D.M., Jones Ch. et al. 2018. Latitudinal limits to the predicted increase of the peatland carbon sink with warming // Nature Climate Change. Vol. 8. Р. 907–913. DOI: 10.1038/s41558-018-0271-1 Gorbach N., Startsev V., Mazur A., Milanovskiy E., Prokushkin A., Dymov A. 2022. Simulation of Smoldering Combustion of Organic Horizons at Pine and Spruce Boreal Forests with Lab-Heating Experiments // Sustainability. Vol. 14(24). Article: 16772. DOI: 10.3390/su142416772 Herzschuh U., Böhmer T., Li C., Chevalier M., Hébert R., Dallmeyer A., Cao X., Bigelow N.H., Nazarova L., Novenko E., Park J., Peyron O., Rudaya N., Schlütz F., Shumilovskikh L., Tarasov P., Wang Y., Wen R., Xu Q., Zheng Z. 2023. LegacyClimate 1.0: a dataset of pollen-based climate reconstructions from 2594 Northern Hemisphere sites covering the last 30 kyr and beyond // Earth System Science Data. Vol. 15(6). Р. 2235–2258. DOI: 10.5194/essd-15-2235-2023 Inisheva L.I., Kobak K.I., Turchinovich I.E. 2013. Evolution of the paludification process, and carbon accumulation rate in bog ecosystems of Russia // Geography and Natural Resources. Vol. 34(3). P. 246–253. DOI: 10.1134/S1875372813030086 Inisheva L.I., Kobak K.I., Turchinovich I. 2020. Dynamics of mire ecosystems of Siberia in the Holocene and paludification process at the present stage // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 438. Article: 012010. DOI: 10.1088/1755-1315/438/1/012010 Inisheva L.I., Sergeeva M.A., Golovchenko A.V., Babikov B.V. 2023. Carbon Dioxide and Methane Distribution in Peat Deposits of an Oligotrophic Forest Bog and Their Emission in Western Siberia // Contemporary Problems of Ecology. Vol. 16(7). P. 1051–1061. DOI: 10.1134/s199542552307003x Kaufman D., McKay N., Routson C., Erb M., Dätwyler C., Sommer P.S., Heiri O., Davis B. 2020. Holocene global mean surface temperature, a multi-method reconstruction approach // Scientific Data. Vol. 7(1). Article: 201. DOI: 10.1038/s41597-020-0530-7 Khotinsky N.A., Klimanov V.A. 1997. Alleröd, younger Dryas and early Holocene palaeo-Environmental stratigraphy // Quaternary International. Vol. 41–42. Р. 67–70. DOI: 10.1016/s1040-6182(96)00038-9 Loisel J., Garneau M. 2010. Late Holocene paleoecohydrology and carbon accumulation estimates from two boreal peat bogs in eastern Canada: Potential and limits of multi-proxy archives // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Vol. 291(3–4). Р. 493–533. DOI: 10.1016/j.palaeo.2010.03.020 Loisel J., Yu Z., Beilman D.W., Camill P., Alm J., Amesbury M.J., Anderson D., Andersson S., Bochicchio C., Barber K., Belyea L.R., Bunbury J., Chambers F.M., Charman D.J., De Vleeschouwer F., Fiałkiewicz-Kozieł B., Finkelstein S.A., Gałka M., Garneau M., Hammarlund D., Hinchcliffe W., Holmquist J., Hughes P., Jones M.C., Klein E.S., Kokfelt U., Korhola A., Kuhry P., Lamarre A., Lamentowicz M. et al. 2014. A database and synthesis of northern peatland soil properties and Holocene carbon and nitrogen accumulation // Holocene. Vol. 24(9). Р. 1028–1042. DOI: 10.1177/0959683614538073 Mauri A., Davis B.A.S., Collins P.M., Kaplan J.O. 2015. The climate of Europe during the Holocene: A gridded pollen-based reconstruction and its multi-proxy evaluation // Quaternary Science Reviews. Vol. 112. Р. 109–127. DOI: 10.1016/j.quascirev.2015.01.013 Minayeva T.Yu., Trofimov S.Ya., Dorofeyeva E.I., Chichagova O.A., Sirin A.A., Glushkov I.V., Mikhailov N.D., Kromer B. 2008. Carbon accumulation in soils of forest and bog ecosystems of southern Valdai in the Holocene // Biology Bulletin. Vol. 35(5). P. 524–532. DOI: 10.1134/S1062359008050142 Novenko E.Yu., Olchev A.V. 2015. Early Holocene vegetation and climate dynamics in the central part of the East European Plain (Russia) // Quaternary International. Vol. 388. Р. 12–22. DOI: 10.1016/j.quaint.2015.01.027 Novenko E.Yu., Tsyganov A.N., Payne R.J., Mazei N.G., Volkova E.M., Chernyshov V.A., Kupriyanov D.A., Mazei Yu.A. 2018a. Vegetation dynamics and fire history at the southern boundary of the forest vegetation zone in European Russia during the middle and late Holocene // Holocene. Vol. 28(2). Р. 308–322. DOI: 10.1177/0959683617721331 Novenko E.Y., Mazei N.G., Kupriyanov D.A., Volkova E.M., Tsyganov A.N. 2018b. Holocene Dynamics of Vegetation and Ecological Conditions in the Center of the East European Plain // Russian Journal of Ecology. Vol. 49(3). P. 218–225. DOI: 10.1134/S1067413618030062 Novenko E.Yu., Tsyganov A.N., Babeshko K.V., Payne R.J., Li J., Mazei Yu.A., Olchev A.V. 2019. Climatic moisture conditions in the north-west of the Mid-Russian Upland during the Holocene // Geography, Environment, Sustainability. Vol. 12(4). Р. 188–202. DOI: 10.24057/2071-9388-2018-62 Novenko E.Yu., Mazei N.G., Kupryanov D.A., Kusilman M.V., Olchev A.V. 2021. Peatland initiation in Central European Russia during the Holocene: Effect of climate conditions and fires // Holocene. Vol. 31(4). P. 545–555. DOI: 10.1177/0959683620981709 Novenko E.Yu., Mazei N.G., Prokushkin A.S., Zazovskaya E.P., Kupriyanov D.A., Shatunov A.E., Avdeeva D.A. 2025. Carbon Accumulation in Peatlands of the Mordovian Nature Reserve During the Holocene // Doklady Earth Sciences. Vol. 523(1). Article: 6. DOI: 10.1134/S1028334X25606741 Panait A., Diaconu A., Galka M., Grindean R., Hutchinson S.M., Hickler T., Lamentowicz M., Mulch A., Tanţău I., Werner C., Feurdean A. 2017. Hydrological conditions and carbon accumulation rates reconstructed from a mountain raised bog in the Carpathians: A multi-proxy approach // Catena. Vol. 152. P. 57–68. DOI: 10.1016/j.catena.2016.12.023 Panin A., Matlakhova E. 2015. Fluvial chronology in the East European Plain over the last 20 Ka and its palaeohydrological implications // Catena. Vol. 130. P. 46–61. DOI: 10.1016/j.catena.2014.08.016 R Core Team. 2024. R: A Language and Environment for Statistical Computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing. Available from https://www.R-project.org Reimer P.J., Baillie M.G.L., Bard E., Bayliss A., Blackwell P.G., Ramsey C.B., Butzin M., Cheng H., Edwards R.L., Friedrich M., Grootes P.M., Guilderson T., Hajdas I., Heaton T.J., Hogg A.G., Hughen K.A., Kromer B., Manning S.W., Muscheler R., Palmer J.G., Pearson C., Plicht J., Reimer R.W., Richards D.A., Scott E.M., Southon J.R., Turney C.S.M., Wacker L., Adolphi F., Büntgen U. et al. 2020. The IntCal20 Northern Hemisphere Radiocarbon Age Calibration Curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. Vol. 62(4). Р. 725–757. DOI: 10.1017/RDC.2020.41 Schulze E.D., Lapshina E., Filippov I., Kuhlmann I., Mollicone D. 2015. Carbon dynamics in boreal peatlands of the Yenisey region, western Siberia // Biogeosciences. Vol. 12(23). Р. 7057–7070. DOI: 10.5194/bg-12-7057-2015 Sirin A.A., Makarov D.A., Maslov A.A., Gulbe Y.I., Gummert I. 2020. Depth of Peat Burning and Carbon Loss during an Underground Forest Fire // Contemporary Problems of Ecology. Vol. 13(7). P. 769–779. DOI: 10.1134/S1995425520070112 Van der Linden M., Heijmans M.M.P.D., Van Geel B. 2014. Carbon accumulation in peat deposits from northern Sweden to northern Germany during the last millennium // Holocene. Vol. 24(9). Р. 1117–1125. DOI: 10.1177/0959683614538071 Vitt D.H., Halsey L.A., Bauer I.E., Campbell C. 2000. Spatial and temporal trends in carbon storage of peatlands of continental western Canada through the Holocene // Canadian Journal of Earth Sciences. Vol. 37(5). Р. 683–693. DOI: 10.1139/e99-097 Volkova E.M., Leonova O.A., Boikova O.I., Novenko E.Yu., Olchev A.V. 2022. Carbon accumulation dynamics of the Klukva peatland at the southern boundary of broad-leaved forest zone in European Russia // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 1093. Article: 012006. DOI: 10.1088/1755-1315/1093/1/012006 Zaccone C., Plaza C., Ciavatta C., Miano T.M., Shotyk W. 2018. Advances in the determination of humification degree in peat since Achard (1786): Applications in geochemical and paleoenvironmental studies // Earth-Science Reviews. Vol. 185. Р. 163–178. DOI: 10.1016/j.earscirev.2018.05.017 |