Оценка содержания углерода в сельскохозяйственных почвах Европейской территории России для климатических проектов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Почвы и их органическое вещество (ПОВ) признаны главным регулятором глобального цикла углерода. Вместе с тем, результаты расчетов содержания ПОВ не учитываются в формировании задач климатических проектов и остаются невостребованными. Цель исследования – продемонстрировать перспективу анализа содержания ПОВ для планирования и принятия решений в рамках программ, реализуемых в секторе землепользования, изменений землепользования и лесного хозяйства. В исследовании использованы современные цифровые базы почвенных данных, обработанные средствами QGIS. На примере сельскохозяйственных почв Европейской территории России показано, что запасы ПОВ в 0.3-метровом слое базового 1990 г. составляли 7.0 Гт С на пахотных угодьях и 3.1 Гт С на пастбищных землях. Выявлено, что за весь период времени сельскохозяйственного использования содержание ПОВ снизилось на 1.8 Гт С (21% от исходного содержания) на пашнях и на 0.3 Гт С (9% от исходного содержания) на пастбищах. Суммарная потеря ПОВ из 0.3-метрового слоя составила около 2.1 Гт С (около 7.7 Гт СО2-экв.), что в пять раз превышает совокупный выброс парниковых газов РФ в 2020 г. Суммарно потери ПОВ из 0.3–1.0 м слоя пашен и пастбищ составили около 1.4 Гт С или 5.2 Гт СО2-экв., что достигает почти 70% от потерь поверхностного 0.3-метрового слоя. Предлагается включить более глубокие горизонты сельскохозяйственных почв в национальный стандарт по учету выбросов и поглощения парниковых газов. Показан подход к использованию пространственного распределения ПОВ для предварительного планирования климатических проектов в рамках сектора землепользования, изменений землепользования и лесного хозяйства. Для практической организации проектов поглощения парниковых газов требуются детальные обоснования. Выполненные исследования гармонизированы с требованиями Межправительственной группы экспертов по изменению климата, что подтверждает потенциал использования почв в климатических проектах РФ.

Об авторах

В. С. Столбовой

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Автор, ответственный за переписку.
Email: vladimir.stolbovoy@gmail.com
Россия, Москва

П. П. Филь

Почвенный институт им. В.В. Докучаева

Email: vladimir.stolbovoy@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. РАН. Комиссия по сохранению и разработке научного наследия академика В.И. Вернадского / ред. А.Л. Яншин. Институт геохимии и аналитической химии. М.: Наука, 1994. 669 с.
  2. Глазовская М.А. Роль и функции педосферы в геохимических углеродных циклах // Почвоведение. М.: Наука, 1996. № 2. С. 174–186.
  3. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения Российской Федерации в 2020 году. М.: ФГБНУ “Росинформагротех”, 2022. 384 с.
  4. Докучаев В.В. Учение о зонах природы и классификация почв. Собрание сочинений. М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1951. Т. 6. С. 375–535.
  5. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0 / ред. А.Л. Иванов, С.А. Шоба. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2014. 768 с.
  6. Единая федеральная информационная система о землях сельскохозяйственного назначения и землях, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий. Руководство пользователя. 2020. 117 с.
  7. Иванов А.Л., Столбовой В.С. Инициатива “4 Промилле” – новый глобальный вызов для почв России // Бюл. Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2019. № 98. С. 185–202. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2019-98-185-20
  8. Когут Б.М., Семенов В.М. Оценка насыщенности почвы органическим углеродом // Бюл. Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2020. № 102. С. 103–124.
  9. Крылатов А.К. и др. Динамика баланса гумуса на пахотных землях Российской Федерации. М.: Госкомзем России, 1998. 60 с.
  10. Национальный доклад “Глобальный климат и почвенный покров России: оценка рисков и эколого-экономических последствий деградации земель, адаптивные системы и технологии рационального природопользования (сельское и лесное хозяйство)” / под ред. А.И. Бедрицкого. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, ГЕОС. 2018. 286 c. ISBN 978-5-89118-762-2
  11. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество в почвах России. М.: Наука, 1996. 256 с.
  12. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1990. 325 с.
  13. Романовская А.А., Нахутин А.И., Гинзбург В.А. и др. Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990–2020 гг. М., 2022. Ч. 1. 468 с.
  14. Столбовой В.С., Гребенников А.М., Оглезнев А.К. и др. Реестр индикаторов качества почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. Версия 1.0 / Коллективная монография. Иваново: ПресСто, 2021а. 260 с. ISBN 978-5-6046374-0-1
  15. Столбовой В.С., Гребенников А.М., Оглезнев А.К., Шилов П.М., Филь П.П. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2021621903 “Информационно-справочная база данных индикаторов качества почв сельскохозяйственных угодий РФ”. 2021б.
  16. Тюрин И.В. Органическое вещество почв и его роль в почвообразовании и плодородии. Л.: Сельхозгиз, 1937. 287 с.
  17. Крылатов А.К., Родин А.З., Носов С.И. Физико-химические свойства почв сельскохозяйственных угодий и баланс гумуса в пашне Российской Федерации. М.: Русслит, 1996. 392 c. ISBN 5-86508-049-0
  18. Baldock J.A., Skjemstad J.O. Role of the soil matrix and minerals in protecting natural organic materials against biological attack // Organic Geochem. 2000. Vol. 31. № 7–8. P. 697–710.
  19. Batjes N.H. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. European J. of Soil Sci. 1996. Vol. 47. № 2. C. 151–163.
  20. Bolin B. et al. Global carbon cycle: SCOPE 13. NY: John Wiley & Sons, 1979. № CONF-7703140.
  21. IPCC, 2000. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) (2000) / J. Penman, D. Kruger, I. Ga-lbally, T. Hiraishi, B. Nyenzi, S. Emmanuel, L. Buendia, R. Hoppaus, T. Martinsen, J. Meijer, K. Miwa, K. Tanabe (Eds.). Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories. IPCC/OECD/IEA/IGES, Hayama, Japan.
  22. IPCC, 2003. Intergovernmental Panel on Climate Change Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry IPCC National Greenhouse Gas Inventories Programme UNEP / J. Penman, M. Guitarsky, T. Hiraishi (Eds.). Hayama: Inst. Glob. Envir. Strateg., 2003.
  23. IPCC, 2006. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme / H.S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, K. Tanabe (Eds.). Hayama: Inst. Glob. Envir. Strateg., 2006.
  24. IPCC, 2021. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Annex VII: Glossary / J.B.R. Matthews, V. Möller, van Diemen R., J.S. Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (Eds.). Cambridge; NY: Cambridge Univ. Press, 2021. P. 2215–2256. https://doi.org/10.1017/9781009157896.022
  25. Hiederer R., Jones R.J.A. Development of a Spatial European Soil Property Data Set. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2009. 30 p. ISBN 978-92-79-12535-5, ISSN 1018-5593.https://doi.org/10.2788/19220
  26. Lal R. Managing soils for negative feedback to climate change and positive impact on food and nutritional security // Soil Sci. and Plant Nutrition. 2020. Vol. 66. № 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1080/00380768.2020.1718548
  27. Lehmann J., Kleber M. The contentious nature of soil organic matter // Nature. 2015. Vol. 528. № 7580. P. 60–68.
  28. Minasny B., Malone B.P., McBratney A.B. et al. Soil carbon 4 per mille // Geoderma. 2017. Vol. 292. P. 59–86. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.01.002
  29. Paustian K., Larson E., Kent J., Marx E., Swan A. Soil C Sequestration as a Biological Negative Emission Strategy // Front. Clim. 2019. P. 1–8. https://doi.org/10.3389/fclim.2019.00008
  30. Poulton P. et al. Major limitations to achieving “4 per 1000” increases in soil organic carbon stock in temperate regions: Evidence from long-term experiments at Rothamsted Research, United Kingdom // Global Change Biology. 2018. Vol. 24. № 6. P. 2563–2584.
  31. Schmid M.W.I., Torn M.S., Abiven S., Dittmar T., Guggenberger G., Janssens I.A. et al. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property // Nature. 2011. Vol. 478. P. 49–56. https://doi.org/10.1038/nature10386
  32. Six J., Frey S.D., Thiet R.K., Batten K.M. Bacterial and Fungal Contributions to Carbon Sequestration in Agroecosystems // Soil Sci. Society of America J. 2006. Vol. 70. P. 555–569. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.0347
  33. Six J., Conant R.T., Paul E.A., Paustian K. Stabilization mechanisms of soil organic matter: implications for C-saturation of soils // Plant and Soil. 2002. Vol. 241. P. 155–176. https://doi.org/10.1023/A:1016125726789
  34. Stevenson F.J. Humus chemistry: genesis, composition, reactions. John Wiley & Sons, 1995. 512 p.
  35. Stewart C.E., Paustian K., Conant R.T. et al. Soil carbon saturation: concept, evidence and evaluation // Biogeochemistry. 2007. Vol. 86. P. 19–31.
  36. Stolbovoi V. Carbon in Russian soils // Climatic Change. 2002. Vol. 55. № 1–2. P. 131–156.
  37. Stolbovoy V. Carbon in agricultural soils of Russia. In: Soil Organic Carbon and Agriculture: Developing Indicators for Policy Analyses. Proceedings of an OECD expert meeting, Ottawa Canada / C.A.S. Smith (Ed.). Ottawa: Agricult. Agri-Food; Paris: OECD, 2002. P. 301–306.
  38. Stolbovoy V., Ivanov A. Carbon Balance in Soils of Northern Eurasia // Soil Carbon. Progress in Soil Science / A.E. Hartemink, K. McSweeney (Eds.). 2014. P. 381–391. https://doi.org/10.1007/978-3-319-04084-4_38
  39. Technical specifications and country guidelines for Global Soil Organic Carbon Sequestration Potential Map (GSOCseq). Rome: FAO, 2020. 34 p.
  40. Watson R.T., Noble I.R., Bolin B. et al. Land Use, Land Use Change, and Forestry. IPCC Special Report. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2000. 375 p.
  41. Zimov S.A., Schuur E.G., Chapin F.S. Permafrost and the global carbon budget // Science. 2006. Vol. 312. № 5780. P. 1612–1613.

Дополнительные файлы


© В.С. Столбовой, П.П. Филь, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».