Сельскохозяйственное производство разноуровневое и разномасштабное, и я призываю посмотреть на сельскохозяйственное землепользование Российской Федерации в масштабе страны. Чтобы та повседневная работа, которую вы ведете на уровне поля, на уровне своего хозяйства, подбирая лучшие практики, заботясь об урожаях, сохранении плодородия почв – от поля к полю, от хозяйства хозяйству, от региона к региону – обобщалось, выходя на уровень экологической и продовольственной безопасности.
Да, углеродный цикл биосферы сейчас не сбалансирован за счет антропогенной деятельности. Каждый год атмосфера насыщается более чем четырьмя миллиардами тонн углерода, что приводит к эффекту глобального потепления. Это признанный международным сообществом эффект, и существует целая система его безальтернативных доказательств. Он вызывает естественную озабоченность, потому что разогрев атмосферы неизбежно будет вести к изменению привычного уклада жизни человеческого общества и природных процессов.
Одна из многочисленных моделей изображена на правой нижней карте, где показаны красным цветом те регионы, где неизбежно к концу этого столетия произойдут те или иные изменения. Это вызывает озабоченность во всем мире, и принимаются соответствующие компенсационные решения, национального и международного уровней.
Цели человечества определены Киотским протоколом и Парижским соглашением: для предупреждения негативных эффектов до конца столетия желательно за счет направленных действий вести работу по смягчению глобального потепления, и, поскольку потепление неизбежно, параллельно вести работу по адаптации. В том числе – в сельском хозяйстве. Это задача глобального уровня. Перед землепользователем ставятся новые задачи.
Помимо традиционных, таких как адаптация к социальноэкономическим особенностям природной среды, помимо традиционного освоения новых технологий растениеводства: механических, химических и биологических, помимо преодоления многочисленных противоречий интенсификации и экологизации – перед сельским хозяйством встает новая функция, новая задача регулирования эмиссии парниковых газов, с тем чтобы связать углекислый газ атмосферы в биомассе и в почвах.
Почему в сельском хозяйстве это важно? Посмотрите на график бюджета углерода в почвах агроэкосистем. По оси Y изображена традиционная схема, здесь содержание почвенного органического вещества или углерода в почве, а по горизонтальной оси X – время. Мы видим, что любое сельскохозяйственное землепользование на экстенсивных технологиях сопровождается потерей почвой накопленного в предыдущие вре-мена органического вещества и, в первую очередь, углерода. Происходит дегумификация.
На староосвоенных почвах этот процесс уже закончен, и при сложившейся технологии примерно за 20 лет почва приходит в равновесие с тем количеством органических веществ, которое поступает с корневыми пожнивными остатками и теми процессами дегумификации, которые неизбежно происходят в процессе сельскохозяйственного землепользования: в России за все время агрогенного использования земель сельскохозяйственного назначения потеряно 14 процентов от исходных запасов. Это величина, равная потере 4,7 Гт углерода из слоя почв в 1 метр. 85 процентов этих потерь связаны именно с неудовлетворительными технологиями. И наоборот, за счет перехода на технологии регенеративного или сберегающего земледелия, с зернотравяными севооборотами, с применениями органических удобрений, покровных культур и так далее – за счет увеличения поступления органического вещества в почву и снижение механизмов дегумификации можно, наоборот, прийти к накоплению органического вещества и углерода в почве. Тем самым реализуются сразу две функции – повышение плодородия почв и очистка атмосферы от одного из парниковых газов. Можно оценить порядок величин имеющегося потенциала смягчения эмиссии парниковых газов в российском аграрном секторе на период до 2050 года. (Таблица).
Согласно секторам оценки, смягчение возможно за счет работы по восстановлению торфяников, работы по лесовосстановлению, грамотному лесопользованию, а в секторе сельского хозяйства присутствует разделение на снижение эмиссии метана и окиси азота и связывание углерода.
Причем основной вклад закреплен именно за связыванием углерода путем его накопления в почвах, за счет агролесоводства и за счет использования биоугля.
Суммарно сектор сельского хозяйства по эффекту смягчения эмиссии превышает эффект в области управления лесными экосистемами и восстановлением торфяников. И если сложить эффект от восстановления торфяников и лесопользованием, получится примерно 200 миллионов тонн CO2 эквивалента. Сельское хозяйство обладает большим потенциалом по снижению эмиссии парниковых газов.
Обращаю внимание, что в оценках есть разделение. Есть технический потенциал – это предельно допустимая величина за счет использования лучших практик, и есть рентабельный потенциал, рассчитанный с учетом понесенных затрат на сберегающие технологии. В расчёте рентабельного потенциала исходят из стоимости одной тонны CO2 эквивалента в 100 долларов.
Итак, мы показали, каков потенциал смягчения эмиссии парниковых газов в сельском хозяйстве. Теперь в сравнении с другими странами. На следующем графике указан ряд стран: по оси X обозначен их потенциал по смягчению эмиссии в сельском хозяйстве, а по оси Y – в отношении лесов и болот.
И здесь получается, что потенциал у Российской Федерации на двух графиках примерно одинаковый, но впереди нас есть и другие страны. Индия, США, Китай, Бразилия – их потенциал в области сельского хозяйства оценивается выше, чем России. Но, по нашим оценкам, ситуация несколько иная – из-за недооценки потенциала России: у нас в стране не так много научных работ, которые обосновывают величину вот этого потенциала. Плюс ко всему наши публикации на английском языке зачастую недоступны мировому сообществу.
Что нужно сделать в России для исполнения национальных обязательств?
Первое – мы должны произвести направленное воздействие на снижение выбросов либо увеличение поглощения. Нужно объявить либо через министерство сельского хозяйства приверженность России принципам углеродосберегающих технологий, регенеративного или сберегающего земледелия, либо это можно делать через союзы сельхозтоваропроизводителей, чтобы они добровольно объединялись и заявляли приверженность этим целям. Союзы могли бы сами регламентировать и координировать эту работу. Если этого целеполагания не будет, то и вообще учитывать эффект от смягчения никто не будет, так это сейчас и происходит.
Дальше должен быть определен национальный порядок расчета изменений запасов углерода в биомассе и в почве сельхозугодий. На основании этого официального порядка расчета и учета достигнутого эффекта, проходящих либо через министерство сельского хозяйства, либо через Росстат, формируется национальный кадастр антропогенных выбросов, в том числе в секторе «сельское хозяйство» – за него у нас отвечает Росгидромет. И Росгидромет уже этот национальный кадастр передает комитету ООН по изменению климата для учета на международном уровне – для того, чтобы можно было эффект разных стран сравнивать, сопоставлять и учитывать в рамках повседневной деятельности.
У нас в стране существует и обновляется методика количественного определения объемов выбросов парниковых газов и их поглощения. Методикой занимается Минприроды, и в составе этой методики указаны земли сельскохозяйственного значения. Также у нас существует национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990-2020 годы.
В докладе на сектор землепользования, изменения землепользования и лесного хозяйства приходится как раз отрицательная часть – за счет лесов 600 миллионов тонн CO2 эквивалента поглощается и связывается в лесной биомассе. Вклад сельхозугодий в баланс парниковых газов ЗИЗЛХ составляет 13,7% – так указано в докладе. Впрочем, эту цифру можно не запоминать, потому что в самом докладе отмечается, что существующие оценки обладают существенной неопределенностью в силу отсутствия национальных методик, отсутствия необходимых данных, и их необходимо совершенствовать.
Вот прямая цитата из этого доклада:
- неопределенность этой оценки крайне высока, поскольку: не определен порядок оценки пространственно-временных изменений запасов органического углерода в минеральных почвах, втом числе в результате изменений в системе управления земель;
- национальный коэффициент эмиссии углерода определен лишь для органогенных почв осушенных земель (2.8%);
- оценки разницы средних запасов углерода почв, биомассы и мертвого органического вещества до и после конверсии игнорируют особенности природных и хозяйственных условий РФ.
И здесь же говорится о том, что, поскольку изменений в системе управления постоянными пахотными землями, а также постоянными кормовыми угодьями в течение отчетного периода в России не происходило, оценки по Уровню 1 дают нулевое изменение запасов.
Росгидромет в лице ФБГУ «Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля» занимается вопросами совершенствования и методики, и самой схемы учета оценки антропогенных выбросов, и абсорбции парниковых газов. Схема базируется на данных о хозяйственной деятельности конкретных субъектов, которые предоставляют информацию в систему государственной отчетности. В отношении сельхозтоваропроизводителей министерство сельского хозяйства должно каким-то образом собирать эту информацию, передавать в Росстат, после институт глобального климата и экологии должен обобщать ее в виде национального доклада. Сбор отчетности в сфере сельскохозяйственного землепользования требует усовершенствования нормативно-правовых организационных форм сбора отраслевой отчетности. Также есть отдельные недостатки, требующие расширения, уточнения, научно-методического обеспечения расчета объема поглощения парникового газа в сельскохозяйственном землепользовании.
Остановлюсь только на принципиальных моментах. Вернемся к направленному воздействию на снижение выбросов и увеличение поглощения. Как организовать систему учета? В феврале этого года постановлением Правительства принят порядок ведения государственного реестра земель сельскохозяйственного назначения. К этому документу не у всех однозначное отношение, но он определяет систематический сбор в единой базе данных страны всех сведений о каждом земельном участке. В том числе, сельхозтоваропроизводитель обязан предоставлять информацию о культуре, которую на участке посеял, об агрохимикатах, которые он применил для ее выращивания, какой урожай он получил. Единственное, там нет информации по способу обработки почвы, для того чтобы понимать, по какой технологии он занимается земледелием. Да, её там сейчас нет, но система налаживается.
Конечно, у нас есть агрохимическая служба Минсельхоза России. Это огромное преимущество нашей страны, что уже 60 лет собирается систематическая информация об изменении органического вещества в почвах. Эта работа ведется в 99 центрах и станциях, и занимаются ею более 6000 специалистов. Сбор ведется как по площадной схеме, так и на точечных участках. Представьте, что в зависимости от региона участки для апробирования занимают от 5 до 25 гектаров, и по каждому участку собирается смешанная проба, которая определяет содержание гумуса. Затем обобщается информация по схеме «элементарныйучасток-поле-муниципальный район-регион-страна».
Помимо этого, агрохимической службой ведется работа на 2105 контрольных и реперных участках локального агроэкологического мониторинга по всей России. Реперные участки (поле или часть поля) заложены как на пахотных землях, так и на сенокосах и пастбищах. Площадь реперного участка – от 4 до 40 га.
Реперный участок отражает преобладающий почвенный покров, историю землепользования, интенсивность и характер применения средств химизации, проведения различных мелиоративных мероприятий.
Наблюдения на контрольных участках ведутся с 1976 года, на реперных – с 1995 года, ежегодно в пределах пахотного горизонта и один раз в 5 лет в пределах метровой толщи.
Совмещение двух способов мониторинговых наблюдений – сплошного и локального – дает возможность получения поправочных коэффициентов для расчета углеродного баланса и формирования углеродных квот с учетом изменений во всем почвенном профиле, а также ежегодного и пятилетнего контроля меняющихся параметров. Внедрение дополнительных показателей на участках локального мониторинга в виде учета чистой первичной продукции, валовой первичной продукции, оценки скорости потока СО2 с поверхности почвы, оценки дыхания почвенной гетеротрофной микрофлоры позволит сформировать систему высокоточного мониторинга потоков СО2, связанных с сельскохозяйственным производством.
Реперный участок – это поле (часть поля) или отдельно обрабатываемый участок площадью не более 40 и не менее 2 га, типичный для данного региона, с точными географическими координатами и привязкой к постоянным ориентирам на местности. Реперный участок используется в сельскохозяйственном производстве и не исключается из действующего севооборота.
Виды работ на реперном участке:
- отбор почвенных образцов пахотного слоя для изучения агрохимических свойств почвы, включая содержание микроэлементов, тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов;
- 1 раз в 5 лет отбор почвенных образцов по слоям через 20 см до глубины 1 м из скважин или полуям;
- замеры гамма-фона;
- пробы растений в период уборки урожая для определения количества и качества продукции;
- пробы снега и пробы грунтовых вод;
- сбор дождевых вод в зоне реперного участка;
- пробы воды из различных водоисточников (колодцы, озера, реки, пруды).
Необходимо эту систему, базу данных и налаженную работу агрохимической службы использовать в национальной системе мониторинга. Естественно, существует много сложностей, и работу агрохимической службы по мониторингу углерода нужно трансформировать и модернизировать под современные возможности полевой работы, под методы подготовки проб и в аналитической части.
Для решения, в том числе, и этих задач в прошлом году заложен важнейший инновационный проект государственного значения (ВИП ГЗ) «Разработка системы мониторинга и учета данных о потоках парниковых газов и углеродного цикла в наземных экосистемах Российской Федерации». Координатором проекта выступает Минэкономразвития. Для реализации создано шесть консорциумов, и наш почвенный институт вошел в состав консорциума, который занимается совершенствованием методик мониторинга углерода в наземных экосистемах.
Задачи ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева» в рамках (ВИП ГЗ):
1. разработка руководящих принципов обобщения параметров бюджета углерода агроэкосистем на разных пространственных уровнях зонально-провинциального деления России в различных режимах сельскохозяйственного землепользования;
2. разработка и апробация научно-методического, научнотехнического, информационного и метрологического обеспечения наблюдательной сети наземного учета и мониторинга параметров бюджета углерода, в том числе:
а. проектирование наблюдательной сети мониторинга экстенсивного и интенсивного уровня;
б. обоснование видов сельскохозяйственного использования земель, эффективных в отношении учета параметров бюджета углерода в агроэкосистемах;
в. методическое руководство по сбору и обработке данных о запасах и бюджету углерода на уровне площадки мониторинга в почвах, надземной и подземной фитомассе полевых культур и многолетних насаждений;
г. методическое руководство и регламент полевых и аналитических работ (отбор проб, пробоподготовка, определение органического и неорганического углерода, плотности почв; вычисления запасов, стандартные образцы, поверки лабораторного оборудования, проведения межлабораторных сличительных испытаний);
д. экспедиционные полевые наблюдения показателей бюджета углерода в агроэкосистемах Европейской части России (пашня-пастбище-сенокос-залежь);
3. разработка и научное обоснование программы дистанционного мониторинга бюджета углерода в сельскохозяйственных экосистемах России;
4. подготовка научно-популярных материалов и проведение мероприятий в области управления биогеохимическим циклом углерода в сельскохозяйственном землепользовании.
Создана интегральная цифровая платформа «Почвенные ресурсы сельскохозяйственных угодий РФ», основу которых составляет более 57 тысяч территориальных единиц, по которым имеется вся необходимая информация для обобщения показателей бюджета углерода в агроэкосистемах. Платформа позволяет обобщать наземные данные о содержании углерода, объёмного веса почвы, мощности слоя почвы, содержание камней в виде запасов углерода в слое почв на единицу площади. Это отображается в картографической форме, и можно отслеживать динамику в пространстве и во времени.
В направлении создания сети мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов в наземных экосистемах России на основе стандартизированной инфраструктуры мирового уровня проведена апробация регламента отбора образцов в разном режиме сельскохозяйственного землепользования (пашня-сенокос– пастбище-залежь).
Работы велись в ареале дерново-подзолистых почв на тестовом полигоне «Эммаус» Всероссийского НИИ мелиорируемых земель – филиала ФГБНУ ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева» (Тверская область, 19-21.10.2022 г.), а также в ареале черноземных почв на тестовом полигоне Института Географии РАН – 54 точки, 300 образцов на плотность, 540 образцов на углерод (Курская область, 04-07.11.2022 г.).
Метод Тюрина, которым пользуется агрохимическая служба, является простым, традиционным, но косвенным и не обладающим должной точностью для отслеживания небольших по абсолютному значению изменений запасов углерода. У него точность 0,5%, в методике – 0,2%.
Во всем мире уходят от этого метода путем внедрения методов так называемого сухого сжигания – это прямой метод определения содержания углерода в почве. У нас появляются отечественные разработки, которые гораздо выгоднее по сравнению с зарубежным оборудованием, и мы адаптируем их возможности, так как, в первую очередь, они созданы для металлургии. Как оказалось, для почв они тоже вполне пригодны.
Создание признанных на международном уровне методов интеграции данных наземных измерений, дистанционного зондирования и математического моделирования для оценки пулов углерода и потоков парниковых газов в наземных экосистемах России – это второе направление деятельности.
Третье направление заключается в создании единой информационно-аналитической системы для сбора, хранения, обработки и анализа данных мониторинга пулов углерода и потоков парниковых газов в наземных экосистемах России.
Проект по разработке системы мониторинга и учета данных о потоках парниковых газов успешно реализуется. Отработка методических вопросов ведется на тестовых полигонах, один из них – это АИЦ «Орловка» Самарской области, где в крайне разнообразных почвенно-литологических условиях с применением технологии регенеративного, или сберегающего земледелия можно будет оценить эффект от прямых технологий, направленных на накопление углерода в почве.
