Этап 2

Результаты проведённых расчетов по данным HILDA+, представленные на рисунке ниже, свидетельствуют о том, что площадь пахотных земель в центральной части Русской равнины последовательно сокращалась до 2008 г. При этом выделяются два периода с наиболее высоким темпом сокращения площади пахотных земель – с 1962 по 1968 и с 1989 по 2008 гг. Первый максимум сокращения площади пашни связан с сельскохозяйственной экспансией в Северном Казахстане. Быстрое сокращение пахотных земель в конце XX и начале XXI века обусловлено трансформацией сельскохозяйственного производства в постсоветский период, переходом от плановой экономики к рыночной. После 2008 года площадь пахотных земель стабилизировалась.

Как и во многих других индустриально развитых странах, сокращение площади пахотных земель в центральной части Русской равнины, сопровождалось повышением лесистости. Леса, выросшие на заброшенных пахотных землях, выводят углерод из атмосферы и накапливают его в биомассе деревьев. Поэтому эта категория земель может быть нацелена на решение экологических задач и, в частности, на выведение углерода из атмосферы, тем более, что и численные эксперименты на INM CM5-0, и теория лесного перехода предполагают сохранение тенденции к повышению лесистости центральной части Русской равнины.

Почти везде на территории центральной части Русской равнины (см. рисунок ниже), согласно численным экспериментам, поставленным на модели земной системы INM-CM5, годовой слой атмосферных осадков в период с 2021 по 2050 год даже для наиболее климатически неблагоприятного сценария (SSP5-8.5) превысит годовой слой атмосферных осадков в период с 1981 по 2010 год, а медианное значение превышения уровня 1981-2010 гг. для территории, заключенной между 31-м и 42-м меридианами и 59-й и 51-й параллелями, составляет около 20 мм/год.

В тех экосистемах, где продуктивность растительного покрова сдерживается недостатком влаги, повышение среднегодовой температуры воздуха вряд ли может оказать положительное воздействие на поступление органического вещества в почву. В таких экосистемах изменение запасов углерода в почве зависит от изменения годового количества атмосферных осадков. Так как годовое количество атмосферных осадков согласно численным экспериментам на INM-CM5 тоже растет, то нельзя исключить, что в тех районах, где продуктивность растительного покрова не будет сдерживаться недостатком влаги, изменение климата на территории Русской равнины может оказать положительное воздействие на накопление углерода в лесных экосистемах.

Результаты вычислений, представленные на рисункениже показывают, что численные эксперименты, поставленные на INM-CM5 для сценария SSP5-8.5 предполагают увеличение запасов углерода в биомассе растительного покрова повсеместно в «лесной зоне» центральной части Русской равнины: отклонения запасов углерода в растительном покрове (тС/га), осредненных за период 2021-2050 гг., от запасов углерода в растительном покрове, осредненных за период 1981-2010 гг. превышает 5 тС/га.

Результат, представленный на рисунке ниже, показывает, что в «аграрной зоне» центральной части Русской равнины (то есть в тех областях, где пахотные земли занимают значительную часть площади) запасы углерода в почве в 2050 гг., согласно численным экспериментам, поставленным на модели земной системы INM-CM5, ниже уровня 2020 года, а медианное значение снижения запасов углерода в почве в 2050 года по сравнению с уровнем 2020 года для территории, заключенной между 35-м и 42-м меридианами и 55-й и 51-й параллелями,составляет около 4 тС/га.

Тенденция к снижению запасов углерода в почве повсеместно в «аграрной зоне» центральной части Русской равнины, выявленная в результате анализа численных экспериментов на INM-CM5 для сценария SSP5-8.5, показывает, что в период с 2021 по 2050гг. риски снижения запасов углерода в почве необходимо принимать во внимание. Оценить их количественно довольно сложно, так как нет оценок вероятности реализации того или иного сценария развития мировой экономики. То, что тенденция к к снижению запасов углерода в почве менее выражена при сценарии SSP2-4.5, позволяет предположить, что эти риски могут быть незначительными при выполнении действующих международных соглашений о смягчении изменений климата, но тогда возникает вопрос о том какова вероятность реализации этого сценария.

Для того, чтобы скомпенсировать воздействие изменения климата на запасы углерода в почве, повышение лесистости должно быть более существенным, чем предполагаемое INM-CM5. Агро-экосистемы могут включать в себя и лесные насаждения, защищающие пахотные земли от ветровой и водной эрозии, задерживающие снег на полях для улучшения влагообеспечения, и выполняющие другие экологические функции, включая выведение углекислого газа из атмосферы. Какую часть от общей площади агро-экосистемы целесообразно выделять по лесные насаждения, выполняющие экологические функции? Ответ на этот вопрос ожидается получить в ходе выполнения следующего этапа проекта.

Полученные результаты носят промежуточный характер и предназначены для использования на третьем этапе исследования для разработки схемы имитационных расчетов изменений запасов углерода в лесных экосистемах и агро-экосистемах при различных сценариях изменения климата. Тем не менее они могут быть использованы и для обсуждения мер государственного регулирования, направленных на усиление поглощения углерода в управляемых экосистемах Русской равнины, таких, например, как перевод малопродуктивных сельскохозяйственных земель, на которых сформировались лесные насаждения, в категорию земель, выполняющих климаторегулирующие функции.