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苔藓和猛mm象（第1部分）

“-朋友！我们有两个问题。国防部和按钮。我们可以找到按钮吗？理论上可以吗？我们可以。但是国防部……什么也没有。结论：我们正在寻找按钮。”
-戏剧“电台日”
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多年冻土融化过程中释放的甲烷。

tl;博士


  • 提出了一种新的（“多年冻土”）碳循环模型，而不是旧的（“海洋”）模型。
  • 价值30万亿美元的碳（按照巴黎协定的汇率）处于永久冻土中。
  • 永久冻土正在融化。
  • 多年冻土正在迅速融化，我们有20-30年的储量。
  • 在雅库特（Yakutia）已有20多年的历史了，严厉的人们创造了“更新世公园” 。
  • 俄罗斯可以控制全球气氛的组成。

剪辑后的是谢尔盖·齐莫夫（Sergey Zimov）的第一场视频讲座和简短的提要。


更新世公园是雅库特东北部的自然保护区，位于科利马河下游，在Chersky村以南30公里，北冰洋海岸以南150公里处。 保护区的创建者和主管是俄罗斯生态学家谢尔盖·阿凡纳瑟维奇·齐莫夫（Sergei Afanasevich Zimov）。

正在保护区进行一项实验，以重建在上一次冰期期间存在于北半球大片区域的“猛象”的更新世生态系统。

猛mm象苔原草原的生产力据说比现在存在的森林苔原和沼泽苔原生物群高十倍。 由于大约10,000-12,000年前的大型草食动物（猛mm，羊毛犀牛，大角鹿等）的灭绝，该系统退化到目前的状态。 许多科学家认为，上古石器时代的猎人在这种灭绝中起着重要甚至决定性的作用。

更新世公园的想法是引入保留的大型动物物种，以重建猛mm苔原草原特有的土壤和景观，这将导致高生产力的草被恢复。 雅库特马，驯鹿，麋鹿，绵羊，麝牛，牛，野牛和野马生活在公园中。
- 维基百科

地点


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科利马河的下游。 靠近海洋，海港，跑道。 便捷的物流。

语境


几张传达公园生活的照片
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当根本没有道路时，那是一辆全地形车。 屋顶上的机械手不仅可以举起重达2吨的货物，还可以在上面安装科学设备。

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除了这种全地形车到处行走的事实之外，它还可以游泳。 这种质量已经多次成为该技术在车站仍然可用的原因。

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气垫船可以在任何平坦的表面上移动，无论是水，冰还是沙子。 当河上的冰静止不动或已经不适合使用传统类型的设备骑行时，这项技术必不可少。

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飞行实验室

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2至4座飞机可让您在夏天从水中起飞，并在冬天配备滑雪板。 上升到3公里的高度，巡航速度为160公里/小时

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轨道的建设。 该大楼设有实验室，办公室，会议室，带所有设施的居住区

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公园中的塔楼配有科学设备，可以测量整个公园中的CO2和CH4流量。 该塔于2007年安装

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这个女孩有“美国最佳论文”。

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特里·查平（Terry Chapin）-被引用最多的美国院士

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多年冻土


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一条是土地，一条是冰。 高达90米。

天气变暖，永久冻土开始融化。

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夏季最高可达+35

如果永久冻土开始融化，则侵蚀开始。

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17年前，我们驾驶推土机并模拟了森林大火。 他们在深挖的地方拆下了苔藓罩（已烧毁的那种）。

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在6月，我们刮掉了水，在9月，已经打开了由沟渠组成的多边形冰格。

走开...

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全球问题


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以东地层含有很多有机物。

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以前，这里有一个高产的草原，有数百万的猛mm象，马和野牛。 粪便和草。

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多年冻土到处都是根。

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猛ecosystem生态系统的肥沃土壤。

“微生物”在多年冻土层中睡觉，今天他们“醒来”饥饿，三万年来没有吃任何东西。 他们开始吃掉当时不吃的东西。 食物饱了。 几乎没有腐殖质。 当厚度解冻时，如果干燥，如果浸水，它会排放二氧化碳-甲烷。

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厚地层的位置。

与“其他永久冻土”有什么区别？

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碳含量高达10％，就像在肥沃的土壤中一样。 但是，如果世界各地的土壤都只有半米，那么我们只有几十米。

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由于存在许多微生物和不稳定的有机食品，因此产生了强大的二氧化碳。

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与现代土壤（地表丰富）相比，更新世土壤在二氧化碳和甲烷方面“深度”丰富。

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有太多的有机物， 解冻不需要加热 。 两个大堆-现代土壤（4m）和高产土壤（3m）。

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在垫子上。 我们计算的模型。 从第10年开始，多年冻土在稳定的气候中融化。

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由于有机物含量高，土壤几乎立即“发光”。

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“一块底部浮出水面了。”

二氧化碳被认为是“主要”物质，但就温室效应而言，甲烷的作用要大20倍。 多年冻土在厌氧条件下有很多融化的地方-在所有热喀斯特湖中 ，多年冻土在水中融化。

以前，在25年前，没有湖泊是甲烷的来源。 在我们的湖泊中，随处都可穿上棍子-强劲的钻探能力。 每平方米最多60升甲烷。

甲烷对压力敏感。 过饱和的甲烷序列看起来像奶酪。 要引起甲烷的释放-只需踩脚或戳一根棍子即可。

如果以这样一种方式保持这种天气：缺水无浪，那么在北极海域，您会看到良好的甲烷排放。

在河流中，无处不在-一旦水位下降，到处都有气泡。 在湖泊中，水位稳定。 在它们中，产甲烷作用与大气压有关。 像甲烷排放一样低的压力。 低压通常是风，雨，旋风，暴风雨，即 可见度低。

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如果是“成功的”秋天，并且第一场霜冻没有风，那么湖泊就会像这样结冰。

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这是艾草，气泡在这里冒泡。 “热点。” 连续不断的气体逸出，并伴有温水。

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但是在严重霜冻中它会冻结。

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有些即使在严重霜冻下也不会冻结。

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“小猫”，“猫”，“小猫”，“热点”-气体形成的分类。

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在从空中坠落的冻原中，很容易找到所有的气体排放物。

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研究生首先要清除积雪，然后清除30厘米的冰块。所有这些都是为了详细了解气体的逸出图。

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碰巧会积聚200-300升甲烷。

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有许多湖泊，但是最强大的气体释放发生在猛ma的土壤被冲走，新鲜的有机物落入融化带的地方。

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永久冻土正在融化。 有必要评估哪一部分将由二氧化碳释放，哪一部分将由甲烷释放。 我们用食物塞满管道。

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二氧化碳含量（在土壤中）上升到20％，然后停止增长。 微生物消耗大量氧气，因此氧气的渗透深度不超过一米。

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二氧化碳和甲烷的含量。 在干燥的土壤中，甲烷生成正在进行中。

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永久冻土的三分之一是“表面的”，开始融化。 在未来的20-30年中，可能会排放数百千兆吨的碳。

有很多问题。

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很难发表这些研究。 我们测量了edom所在的区域，测量了其厚度，测量了碳含量，并获得了巨大的重物。 但是十年来我一直无法发表。 评论者撰写毁灭性评论。 因此，每年连续10年，直到《科学》杂志发表一篇未经审查的文章。

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我们建立了土壤沉降模型。 黑色是腐殖质，灰色是不稳定的有机物。

光合作用不需要温度，但是分解对温度非常敏感。 在北部，有机物深度多于地表时，经常会出现这种情况。 在欧洲，也有多年冻土，这意味着当融化时，还会排放温室气体。

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以及为什么长时间以来我无法发布有关永久冻土的任何信息，因为在测量之后，我写道，在永久冻土融化之前和融化之前，还有更多的永久冻土释放出如此大量的温室气体。 这已经从根本上改变了碳循环方案。

来自我们湖泊的甲烷的同位素组成非常独特-没有重同位素。

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多年冻土层甲烷排放具有独特的同位素组成。

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在更新世和全新世之交发生了什么。 甲烷含量急剧变化的原因已经讨论了很长时间（沼泽的扩大，气体水合物的排放）。

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同位素场。 甲烷和碳13中的氘含量。

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恢复了大气中甲烷的主要来源的动力学。

在冰河时期，大气中甲烷的主要来源是草食动物：牛，鹿，山羊。 在马，猪，猛ma象中，排放量减少了4倍。

然后永久冻土开始融化。

甲烷脱颖而出，然后在大气中发生了什么？ 由于光化学反应，它会在10年内氧化为二氧化碳。

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如果对图进行积分，结果表明，在（欧洲）多年冻土融化期间，在更新世-全新世边界处，大约有300千兆吨的碳仅以甲烷的形式进入大气。

如果说多年冻土是甲烷排放的主要成分，那么我们可以说它也是二氧化碳排放的主要成分。

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人们开始恢复更新世的碳预算。 在全新世，森林面积增加了十倍。 以前几乎没有森林，最大的生物群落是猛oth草原。 许多人确信这头猛step草原看起来像极地沙漠，并建议其碳含量为每平方米100克（在极地沙漠中甚至更多！）。 而且由于最大的生物群落包含100 g / m2，因此过去的陆地生态系统的碳减少了500吉比特。 即 在大气层中减少了100吉字节，在陆地上减少了500吉字节。 只有海洋才是“答案”。 因此，在冰川时代，海洋吸收了大约600千兆吨的碳。 而且大气中的二氧化碳含量较少，海洋总是与大气保持平衡。

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海洋学家社区在暗室里寻找黑猫已有20年了。 我们经历了所有选项-它们不起作用。

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海洋没有吸收，但是却释放了碳！

以及我们如何理解碳循环，这取决于在应对气候变化时花什么钱。

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待续...

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科学出版物
  1. Zimov SA，GMZimova，SPDaviodov，AIDaviodova，YVVoropaev，
    ZVVoropaeva，SFProsiannikov，OVProsiannikova，IVSemiletova，IPSemiletov。 西伯利亚土壤中冬季生物活性和CO2的产生：温室效应的一个因素。 周杰伦 地理学。 Res。，1993，98，5017-5023。
  2. Semiletov IP，Zimov SA，Voropaev Yu.V.，Daviodov SP，Barkov NI，Gusev AM，Lipenkov V.Ya. （1994）过去和现在的大气甲烷。 反式（Doklady）Russ。 学院 科学 v。 339，n 2，第253-256页。
  3. Zimov，SA，Chupreynin，VI，Oreshko，AP，Chapin III，FS，Reynolds，JF和Chapin，MC（1995）草原-苔原过渡：在更新世末期由草食动物驱动的生物群落转变。 美国博物学家。 146：765-794。
  4. Zimov，SA，VI Chuprynin，AP Oreshko，FS Chapin，III，MC Chapin和JF Reynolds。 1995.哺乳动物对更新世-全新世边界生态系统变化的影响。 第127-135页，位于：FS Chapin，III和Ch。 Körner编辑。 北极和高山生物多样性：模式，成因和生态系统后果。 施普林格出版社，柏林。
  5. Chapin，III，SA Zimov，GR Shaver和SE Hobbie。 1996年。高纬度地区的CO2波动。 自然383：585-586。
  6. Zimov，SA，SP Davidov，YV Voropaev，SF Prosiannikov，IP Semiletov，MC Chapin和FS Chapin，III。 1996年。冬季，西伯利亚的CO2流出是CO2的来源，并且是大气CO2季节性的原因。 气候变化33：111-120
  7. Semiletov IP，Pipko II，Pivovarov N.Ya.，Popov VV，Zimov SA，Voropaev Yu.V.和SPDaviodov（1996）北亚湖泊的大气碳排放：具有全球重要性。 大气环境30：10⁄11，第1657-1671页。
  8. Zimov，SA，YV Voropaev，IP Semiletov，SP Davidov，SF Prosiannikov，FS Chapin，III，MC Chapin，S.Trombore和S.Tyler。 1997年。北西伯利亚湖泊：一种由更新世碳为燃料的甲烷源。 科学277：800-802。
  9. Zimov，GM Zimova，MC Chapin和JF Reynolds。 1999。干扰对大气CO 2高纬度放大的贡献。Bull。 Ecol。 Soc。 阿米尔。
  10. Zimov，SA，Davidov，SP，Zimova，GM，Davidova，AI，Chapin，FS，III，Chapin，MC和Reynolds，JF（1999年）。扰动对大气CO2季节增幅的贡献。 科学284：1973-1976。
  11. Chapin，FS III。，McGuire，AD，Randerson，J.，Pielke，S.，R.，Baldocchi，D.，Hobbie，SE，Roulet，N.，Eugster，W.，Kasischke，E.，Rastetter，EB ，Zimov，SA，Oechel，WC和Running，SW2000。北美西部的北极和寒带生态系统是气候系统的组成部分。 全球变化生物学6：S211-S223。
  12. Zimov，SA，YV Voropaev，SP Davydov，GM Zimova，AI Davydova，FS Chapin，III和MC Chapin。 2001年。来自北西伯利亚水生系统的甲烷通量：对大气甲烷的影响。 第511-524页，位于：R. Paepe和V. Melnikov（编辑）对经济发展，环境安全和自然资源的永冻土响应。 海牙克鲁维尔学术出版社。
  13. Chuprynin V.I.，Zimov S.A.，Molchanova L.A. 考虑到生物的热源//对地球的冰冻圈进行建模，以模拟土壤的热状态。 2001.V.5。 1号 S.80-87
  14. B. Shapiro，A.Drummond，A.Rambaut，M.Wilson，P.Matheus，A.Sher，O.Pybus，M。
    TP Gilbert，I。Barnes，J。Binladen，E。Willerslev，A。Hansen，GF，Baryshnikov，J。Burns，S。Davydov，J。Driver，D。Froese，CR，Harington，G。Keddie，P。Kosintsev ，ML Kunz，LD马丁，R。，斯蒂芬森，J。Storer，R。Tedford，S。Zimov，A。Cooper。 白令草原草原野牛的兴衰。 科学，2004年； 306：1561-1565。
  15. Fedorov-Davydov D.G.，Davydov S.P.，Davydova A.I.，Zimov S.A.，Mergelov N.S.，Ostroumov V.E.，Sorokovikov V.A.，Kholodov A.L.， Mitroshin I.A ...科利马低地北部土壤季节性融化的时空格局。 地球的冰冻圈，2004年，第8卷，第4期，第15-26页。
  16. Fyodorov-Davydov，D.，V。Sorokovikov，V。Ostroumov，A。Kholodov，I。Mitroshin，N。Mergelov，S。Davydov，S。Zimov，A。Davydova。 北部科利马低地季节性融化的时空观测。 极地地理学。 2004，28，4，pp。 308-325
  17. F. Stuart Chapin III，Terry V. Callaghan，Yves Bergeron，M。Fukuda，JF Johnstone，G。Juday和SA Zimov。 全球变化与北方森林：门槛，转变的国家还是逐渐的变化？ 2004年。《 AMBIO：人类环境杂志：第一卷》。 33号 6页。 361–365。
  18. Zimov SA更新世公园：猛mm生态系统的回归//科学，2005年，第1期。 308.第796-798页。
  19. LR Welp，JT Randerson，JC Finlay，SP Davydov，GM Zimova，AI Davydova和SA Zimov。 来自科利马河的高分辨率氧同位素时间序列：对排放量和盆地规模用水的季节动态的影响。 地球物理研究快报，VOL。 32，L14401，doi：10.1029 / 2005 GL022857，2005。
  20. C. Corradi，O。Kolle，K。Walter，SA Zimov和E.-D。 舒尔兹
    西伯利亚东北tus苔原的二氧化碳和甲烷交换。
    全球变化生物学（2005）11，1910-1925，doi：10.1111 / j.1365-2486.2005.01023.x。
  21. KM Walter，SA Zimov，JP Chanton，D.Verbyla和FS Chapin III。 2006。从西伯利亚融化湖中冒出的甲烷作为对气候变暖的积极反馈。 Nature 443，71-75（2006年9月7日）| doi：10.1038 / nature05040。
  22. Sergey A. Zimov，Edward AG Schuur，F。Stuart Chapin III。 2006年。多年冻土和全球碳预算。 科学，卷 312，第1612-1613页。
  23. Zimov，SA，SP Davydov，GM Zimova，AI Davydova，EAG Schuur，K.Dutta和FS Chapin，III（2006年），多年冻土碳：全球重要碳库Geophys的存量和可分解性。 Res。 Lett。，33，L20502，doi：10.1029 / 2006GL027484。 5页
  24. Finlay J.，J.Neff，S.Zimov，A.Davydova和S.Davydov。 高纬流域中溶解有机碳的融雪优势：对DOC的特征和通量的影响。 地球物理研究快报，第一卷。 33，L14401，2006年
  25. Chapin，FS，III，M.Hoel，SR Carpenter，J.Lubchenco，B.Walker，TV Callaghan，C.Folke，S.Levin，K.-G。 Maler，C.Nilsson，S.Barrett，F.Berkes，A.-S。 Crepin，K.Danell，T.Rosswall，D.Starrett，T.Xepapadeas和SA Zimov。 建立适应力和适应能力来管理北极变化。 AMBIO，2006年，第35卷，第4期，2006年6月。第1898-202页。
  26. Koushik Dutta，A，EAG Schuur，JC Neff和SA Zimov。 西伯利亚东北部多年冻土土壤中潜在的碳释放全球变化生物学（2006年）第一卷。 12，第12号，第2336–2351页，doi：10.1111 / j.1365-2486.2006.01259.x
  27. Neff，JC，J.Finlay，SA Zimov，S.Davydov，JJ Carrasco，EAG Schuur，A.Davydova。 （2006）西伯利亚河流和溪流中溶解有机碳的年龄和结构的季节性变化。 地球物理研究快报。 33（23），L23401，10.1029 / 2006GL028222。
  28. KM Walter，ME Edwards，G。Grosse，SA Zimov，FS Chapin III（2007）
    末次冰消期中的喀斯特湖为大气CH4的来源
    科学，第318卷，第633-636页。
  29. DV Khvorostyanov，G。Krinner，P。Ciais，M。Heimann和SA Zimov，多年冻土碳对全球变暖的脆弱性。 第一部分：有机物分解产生的热量的模型描述和作用
    （手稿于2005年11月3日收到；最终形式为2007年11月8日）Tellus（2008）B 15页。 Tellus（B系列）60，250-264。
  30. DV Khvorostyanov，P.Ciais，G.Krinner，SA Zimov，Ch。 科拉迪
    和G. Guggenberger，多年冻土碳对全球变暖的脆弱性第二部分：多年冻土碳储量对全球变暖的敏感性
    （手稿于2006年12月22日收到；最终形式为2007年11月8日）。Tellus（2008）B 11页。
  31. Khvorostyanov，DV，P.Ciais，G.Krinner和SA Zimov（2008），西伯利亚东部冷冻碳库对未来变暖的脆弱性，Geophys。 Res。 Lett。，V.35，Issue 10，L10703，doi：10.1029 / 2008 GL033639 2008年5月20日
  32. KM Walter，JP Chanton，FS Chapin III，EAG Schuur，SA Zimov。 2008年。北极湖泊的甲烷生产和气泡排放：同位素对来源途径和年龄的影响J. Geophys。 Res。，113，G00A08，doi：10.1029 / 2007JG000569
  33. 舒格（Schuur），EAG，J。博克海姆（J.Bockheim），J。卡纳德尔（J.Canadell），E.Euschkirchen（E.Euschkirchen），C。菲尔德（Field。），S.Goryachkin，S。哈格曼（P.
    Kuhry，P.Lafleur，H.Lee，G.Mazhitova，F.Nelson，A.Rinke，V.Romanovsky，N。
    Shiklomanov，C. Tarnocai，S. Venevsky，JG Vogel，SA Zimov多年冻土碳对气候变化的脆弱性：对全球碳循环的影响。 生物科学
    2008年9月，第58卷，第8期。P。701-714。
  34. McClelland，JW，RM Holmes，BJ Peterson，R。Amon，T。Brabets，L。Cooper，J。Gibson，VV Gordeev，C.Guay，D。Milburn，R。Staples，PA Raymond，I。Shiklomanov，R。 Striegl，A.Zhulidov，T.Gurtovaya和S.Zimov。 2008年。开发了泛北极河流化学数据库。
    EOS，《交易》，美国地球物理联合会，89：217-218。
  35. 吉多·格罗斯（Guido Grosse），弗拉基米尔·罗曼诺夫斯基（Vladimir Romanovsky），凯蒂·沃尔特（Katey Walter），安妮·莫根斯特恩（Anne Morgenstern），胡格斯·朗图（Hugues Lantuit），谢尔盖·齐莫夫（Sergei Zimov）。 Thermokarst湖泊：西伯利亚三个Yedoma地点的高分辨率分布和时间变化。 NINTH国际永久冻土会议论文集，P.551-556。
  36. Khalil，MAK，MAK Khalil，CL Butenhoff，S。Zimov，KM Walter，JM Melack（2009），对“全球湿地，稻田和湖泊甲烷排放量的校正”，Eos Trans。 AGU，90（11），92，10.1029 / 2009EO110019。
  37. 庄（Q。），JM梅拉克（JM Melack），西莫夫（S. AGU，90（5），doi：10.1029 / 2009EO050001。
  38. Q.庄，JM Melack，S.Zimov，KM Walter，CL Butenhoff和MAK Khalil
    湿地，稻田和湖泊的全球甲烷排放量。 Eos，第 90号 2009年2月5日，第37-38页。
  39. Zimov NS，SA Zimov，AE Zimova，GM Zimova，VI Chuprynin和FS Chapin III（2009年），猛ma苔原草原生物群落在多年冻土和土壤中的碳存储：在全球碳预算中的作用，Geophys。 Res。 Lett。，36，L02502，doi：10.1029 / 2008 GL036332。
  40. 1. Zimov S.，《古代冰的蕴涵》。 《科学》，2009年2月6日：第一卷。 323.没有 5915页 714-715。
  41. Tarnocai，C.，JG Canadell，EAG Schuur，P.Kuhry，G.Mazhitova和S.Zimov（2009），北部极地永久冻土区的土壤有机碳库，全球生物地球化学。 周期，卷。 23号 2.（2009年6月27日），GB2023。
  42. 莱文（I.），纳格勒（Naegler），亨氏（Heinz），奥索斯科（Osusko）D.，库瓦斯（Cuevas），恩格尔（Engel），A。艾伦伯格（Ilmberger），兰根费尔德斯（Langenfelds），RL，尼宁格（Neininger）B.，罗登（Rohden）C. ，Steele，LP，Weller，DE，Worthy，DE和Zimov，SA：基于大气观测的全球SF6排放量-自上而下和自下而上的估算值的比较，Atmos。 化学 物理 讨论。，9，26653-26672，2009。
  43. Merbold L，Kutsch WL，Corradi C.，Kolle O.，Rebmann C.，Stoy PC，Zimov ZA和Schulze E.-D. 苔原生态系统中的人工排水和相关的碳通量（CO2 / CH4）（2009）全球变化生物学，doi：10.1111 / j.1365-2426.2009.01962.x

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN447942/

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