Влияние мезо- и микроклиматических условий на эмиссию СО ₂ почв объектов городской зеленой инфраструктуры Московского мегаполиса

Анализ климатических условий и пространственно-временной неоднородности почвенной эмиссии СО ₂ в условиях мегаполиса необходим для понимания роли городской зеленой инфраструктуры в формировании баланса углерода и достижении углеродной нейтральности. Исследования динамики эмиссии СО ₂ с параллельным наблюдением температуры и влажности почвы проводили на трех объектах зеленой инфраструктуры Московского мегаполиса, отличающихся по мезоклиматическим условиям, в 2019–2022 гг. Для каждого объекта сопоставляли участки с различными типами растительности, что позволило оценить внутреннюю неоднородность почвенных и микроклиматических условий. Температура почвы определяет до 70% общей дисперсии эмиссии СО ₂ . При этом среднегодовая температура почв на участке в центре города была почти на 3–6°С выше, а влажность – на 10–15% ниже по сравнению с периферийными участками (10–12 км от центра). Почва под газонами и кустарниками была в среднем на 1–2°С теплее и на 10–15% влажнее, чем под деревьями. Эмиссия СО ₂ почвы под газонами была в среднем за год на 20–30% выше таковой по сравнению с почвой под древесными насаждениями на том же участке. При этом различия между участками с одинаковой растительностью в центре и на периферии достигали 50%, что отражает высокую уязвимость запасов углерода городских почв к мезоклиматическим аномалиям и высокие риски дальнейшего увеличения эмиссии СО ₂ городскими почвами на фоне климатических изменений.

Against the backdrop of global warming, urban ecosystems are becoming increasingly vulnerable to climate stresses. Strategies for climate adaptation developed for almost every major city in the world pay considerable attention to urban green infrastructure as a nature-oriented solution for carbon sequestration. However, the influence of urban climate conditions on the spatial and temporal heterogeneity of CO ₂ emissions from urban soils remains poorly understood, which can lead to inaccurate estimates and probably inflated expectations of urban green infrastructure in the context of carbon neutrality. Studies of CO ₂ emission dynamics with parallel observation of soil temperature and moisture were conducted at three green infrastructure sites in the Moscow metropolis, which differ in contrasting mesoclimatic conditions, in 2019–2022. Plots with different vegetation types were compared for each site, which allowed us to assess the internal heterogeneity of soil and microclimatic conditions. Soil temperature and moisture were determined to 70% of the total variance of CO ₂ emissions. At the same time, mean annual soil temperature in the center was almost 3–6°C higher and moisture was 10–15% lower compared to the periphery. Soils under lawns and bushes were, on average, 1–2°C warmer and 10–15% wetter than under trees. Soil CO ₂ emission under lawns was, on average, 20–30% higher than that under woody plantings in the same plot. At the same time, the differences between the plots with the same vegetation in the center and on the periphery reached 50%, which confirms the high vulnerability of urban soil carbon stocks to mesoclimatic anomalies and the high risks of increased CO ₂ emission by urban soils against the background of climate change.