ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ В НАЦИОНАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ

Гидрометеорология и экология № 3 2019

УДК 551: 504.05: 631.4

Канд. геогр. наук Л.В. Лебедь1

Канд. геогр. наук И.Б. Есеркепова1

М.А. Атабаев2 Канд. с.-х. наук Н.И. Васильченко3

З.Р. Токпаев1

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ В НАЦИОНАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Ключевые слова: парниковые газы, землепользование, возделываемые земли, эмиссии/поглощения, национальная система инвентаризации

Выполнена оценка эмиссии/поглощения углекислого газа (СО2) и закиси азота (N20) для категории землепользования «Возделываемые земли» за 1989... 2018 гг., в том числе за последнее десятилетие, в рамках улучшения национальной системы инвентаризации парниковых газов и в развитие вопроса экологической устойчивости агроэкосистем.

Введение. В последние десятилетия глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) в атмосферу продолжают возрастать. В этой связи, направленные действия всех стран по развитию мировой экономики в рамках международных соглашений должны быть скоординированы на снижение этих выбросов. Как сторона Приложения 1 к Киотскому протоколу, Республика Казахстан приняла на себя обязательства на второй период его действия (2013...2020 гг.) сократить национальные выбросы парниковых газов на 5...7 %. По Парижскому соглашению, ратифицированному Казахстаном, его обязательства по сокращению выбросов ПГ к 2030 году составляют 15 % от уровня1990 года.

1АО «Жасыл Даму» МЭГПР РК, г. Алматы, Казахстан

2 РГУ «Республиканский научно - методический центр агрохимической службы» МСХ РК, п. Шортанды, Казахстан

3 НАО «Государственная корпорация «Правительство для граждан» МЦР и АКП РК, г. Нур-Султан, Казахстан

158

На заседании Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2019 г. в г. Нур-Султан, министр экологии, геологии и природных ресурсов М. Мирзагалиев заявил, что для выполнения обязательств по снижению глобальных выбросов разрабатывается стратегия низко углеродного развития Республики Казахстан до 2050 г. Основными направлениями национальной экологической политики, по заявлению министра, является реализация планов по развитию ВИЭ, замене угля как ископаемого вида топлива на газ. В числе других потенциальных источников сокращения глобальных выбросов, рассматриваются планы восстановления лесов, как источника поглощения углекислого газа, и увеличения их площади в стране, обсуждаются возможные меры по оптимизации землепользования, связанного с производством сельскохозяйственной продукции, которое сопровождается дополнительными выбросами в атмосферу. При этом предполагается, что развитие сельского хозяйства должно сопровождаться усилением экологической устойчивости природных и полуприродных экосистем. Для информационного обеспечения планируемых в стране мероприятий, направленных на сокращение глобальных выбросов, требуется усовершенствовать национальную систему инвентаризации парниковых газов, включая все секторы национальной экономики.

Постановка задачи, методология, исходная информация. В статье представлены результаты оценки потоков парниковых газов - углекислого газа (СО2) и закиси азота (N20) для категории землепользования «Возделываемые земли» за 1989...2018 гг., в том числе за последнее десятилетие, в развитие вопроса экологической устойчивости природных и полуприродных экосистем, как источников выбросов/поглощения ПГ, ранее затронутого в публикациях авторов [3, 4, 5]. Оценка парниковых газов для этой категории земель выполнялась на различных территориальных (ландшафтных) уровнях в рамках улучшения национальной системы инвентаризации ПГ в соответствии с требованиями, изложенными в решениях Конференций Сторон РКИК ООН и Киотского протокола, п п. 3, 4 Статьи 3 КП [9, 10]. В этом случае категория «Возделываемые земли» рассматривалась как полуприродная экосистема (агроэкосистема), изменения экологического состояния, углеродного потенциала и потоков парниковых газов которой оценивались как функция изменений антропогенного фактора. Поглощение (+)/(-) эмиссия СО2 рассчитывались для экосистемы по изменениям запасов углерода с учетом его перераспределения в разрезе подкатегорий (страт), эмиссия ^О - по интенсивности поступления газа в

159

атмосферу, на базе ниже представленных (в общем виде) линейных аналитических зависимостей 1-6, заимствованных из [4] и уравнения 7 из авторской разработки [2]:

АСШ АСш(9. (1)

где, АСш - изменения запасов углерода для категории землепользования Ш, т. С /год; 1 - конкретный слой, подкатегория (страта) в пределах категории (с любой комбинацией видов, почвенных разностей, типов растительности, режимов управления);

ДСВВ+АС30 (2)

где ЖСщу - изменение запасов углерода для слоя, подкатегории пользования, т С/год; АВ - биомасса надземная живая, ВВ - биомасса подземная живая, ОЖ - мертвое органическое вещество, 80 - минеральные почвы.

АС=(а,-С2 /(ш), (3)

где С - годовое изменение запасов углерода в резервуаре, т С/год, а, -запас углерода в резервуаре в год t1, т. С, а2 - запас углерода в резервуаре в год 2 т. С;

СвЭ(1) = СБв8*рШ*Е'м*рЗ (4)

где Св8(¡) - запас углерода в горизонте почвы 0.. .0,03 м в год I, т С/га, СБв8 - стандартная величина (эталон) запаса углерода в горизонте почвы 0.0,03 м с ненарушенной структурой, т С/га, Еш - коэффициент влияния землепользования, безразмерная величина, Ем коэффициент влияния режима управления, безразмерная величина, - коэффициент дополнительного поступления, безразмерная величина;

Св8(,) = 0.01в*У* К,* К2*(1-К3), (5)

где Св8() - масса углерода в горизонте почвы 0.0,03 м на площади земли один гектар в год I, т С/га, в - содержание гумуса в горизонте почвы 0.0,03 м, %, V — объемная масса почвы в горизонте 0.0,03 м, т/м3, К1 -объем почвенной массы на площади один гектар, м3/га, К2 — содержание углерода в органическом веществе почвы, безразмерная величина, К3 -наличие крупных фракций в почве, безразмерная величина; Годовые выбросы М2О:

Ы20=А*БЕ, (6)

где А — данные о деятельности (площадь, количество остатков урожая, внесенных в почву удобрений и др. источники); ЕЕ - коэффициент выбросов для Ы2й, т/единицу деятельности:

Сом =(меолб+меобб+меовя) * ЕМ*К4, (7)

где Сом - запас углерода в резервуаре биомассы, т. С/га; МЕолв. - стандартная величина (эталон) надземной живой биомассы (АВ), МЕоВВ -эталон подземной живой биомассы (ВВ), МЕоВЖ - эталон мертвого органического вещества (О№~) на восстановленный растительный покров, т. С/га; Ем -коэффициент влияния режима управления, безразмерная величина; К4 -содержание углерода в биомассе, безразмерная величина.

Параметры уравнений определялись (уточнялись) авторами предварительно [4, 5] на базе результатов полевых и лабораторных исследований, выполняемых в природных условиях РК.

В качестве исходной информации для расчета и контроля потоков СО2 и других видов ПГ для категории «Возделываемые земли», привлекались данные по учету земель, их использованию в производстве, изменению качественного состояния и продуктивности, полученные за 1989. 2018 гг. в ведомственных структурах РК, которые на регулярной основе выполняют в стране системный мониторинг сельскохозяйственных угодий. В том числе использовались данные Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан (Комитет по управлению земельными ресурсами, Департамент производства и переработки растениеводческой продукции, РГУ «Республиканский научно-методический центр агрохимической службы»), а также Министерства цифрового развития и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан (НАО «Государственная корпорация «Правительство для граждан», Департамент земельного кадастра) и Министерства национальной экономики Республики Казахстан (Комитет по статистике).

Представление земель, их состояние. В соответствии с определением РП МГЭИК, 2006 [9], категория землепользования «Возделываемые земли» включает земли под культурами, в том числе рисовые поля, системы агро- и лесомелиорации, в которых показатели растительной структуры находятся ниже пороговых критериев, используемых для выделения категории лесной площади. В Республике Казахстан (далее РК) в категорию «Возделываемые земли» включаются земли сельскохозяйственного назначения, используемые под пашню, временно не возделываемые па-хотнопригодные земли и многолетние насаждения.

Основные площади возделываемых земель в РК сосредоточены в северной половине территории на равнинах лесостепной и степной зоны с засушливым и сухим климатом и наиболее плодородными почвами - черноземами обыкновенными, черноземами южными, темнокаштановыми, каштановыми, а также в южной половине территории на предгорной равнине и низкогорьях сухостепной и степной зоны с сероземами светлыми, сероземами обыкновенными, предгорными темнокаштановыми и черноземными почвами (рис. 1). В поймах рек на лугово-сероземных и лугово-болотных почвах (южная половина Казахстана) и на лугово-черноземных, лугово-каштановых почвах сосредоточены основные массивы орошаемой пашни.

Динамика пашни и пахотнопригодных угодий РК представлена за 1989.2018 гг. в табл. 1, из которой видно, что возделываемые земли после 1990 г. претерпевали существенные изменения, связанные с изменениями экономических и социальных условий в сельском хозяйстве в период кризиса 90-ых годов. Небывалое сокращение площади пашни в севообороте: с 35 792 тыс. га (1989 г.) до 21399 тыс. га (2000 г.) сопровождалось ухудшением ее плодородия, что подтверждается результатами почвенных обследований сельскохозяйственных полей, выполняемых РГУ «РНМЦАС» МСХ РК (табл. 2), а также сведениями из других источников [1, 2, 5]. Из данных таблицы видно, что за последние 30 лет содержание гумуса в пахотном горизонте почвы (среднее на площадь обследования) сокращалось в РК на 30 %, т. е. на 1 % в год. Также сокращалось содержание азота и фосфора в почве на 20 % и на 14 %, т.е. на 0,8 % в год и на 0,5 % в год соответственно. Ухудшение почвенного плодородия на пашне РК с середины 90-тых годов, объясняется сокращением в десятки раз количества вносимых в почву минеральных и органических удобрений, уменьшением поступления в почву биологических остатков растений от урожая сельскохозяйственных культур, грубыми нарушениями зональных технологий и севооборотов. В итоге это вызвало ухудшение водно-физических и биохимических показателей почвы и активную минерализацию органического вещества в почве.

Таблица 1

Распределение и освоенность пахотнопригодных земель РК по природным _зонам и типам почв* за 1988.2018 гг, млн. га_

Типы и подтипы почв по природным зонам Пахотно- Динамика освоенности земель

пригодные (в пашне)

земли 1988 г. | 2000 г. 2014 г. 2018 г.

Черноземы степной зоны, 16,8 14,5 - - -

в т.ч. черноземы обыкно- 8,0 7,1 - 6,04 6,07

венные

Черноземы южные 8,8 7,4 - 5,24 5,36

Каштановые сухостепной 27,0 15,1 - -

зоны в т.ч. т. каштановые 14,0 10,1 - 7,45 8,10

Каштановые 8,3 3,7 - 1,78 1,92

Светлокаштановые полу- 4,7 1,3 - 0,07 0,05

пустынной зоны

Бурые пустынной зоны, в 9,1 0,5 -

т. ч. бурые 4,3 0,1 - 0,015 0,016

Серо - бурые 4,8 0,4 - 0,19 0,21

Всего в широтных зонах 52,9 30,1 - 21,03 23,35

Сероземы северные и - - - 1,83 1,83

южные пустынно-

степной зоны

Всего в высотных зонах 8,3 5,5 - 3,85 2,46

Итого 61,2 35,6 21,4 24,88 25,81

Примечание: *- использовались данные из источников [11,12].

В последнее десятилетие, несмотря на определенные изменения в управлении землей, содержание почвенного гумуса на пашне РК продолжало снижаться. В том числе, только за последние четыре года (2014.2018 гг.) содержание гумуса в почве по результатам обследования снизилось на 9 %, т. е. более чем на 2 % в год (табл. 2, рис. 2).

Рис. 1. Земельные ресурсы Республики Казахстан [6]. Земли преимущественно пахотнопригодные используемые под пашню, зональные группы:

—умеренно-засушливые и засушливые степные /черноземы обыкновенные и южные; тяжело-,средне и легкосуглинистые почвы и их комплексы с солонцами не более 30 %; I I — сухостепные /темно- каштановые и каштановые почвы, частично светло- каштановые, легкосуглинистые и суглинистые; — пустынно-степные подгорно-предгорные, степные предгорные и межгорные сероземы обыкновенные и серо-коричневые, темно-каштановые почвы и черноземы; Процент возможного использования земель под пашню: I 1" ~ 3 """ Ь—И м.

Таблица 2

Динамика гумуса, легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора в почве пахотных земель РК по результатам агрохимических обследований за 1989.2018 гг.

Год Площадь обследования, тыс. га Содержание в горизонте почвы 0.0,02 м (среднее на площадь обследования)

Гумуса, % Легкогидролизуемого азота, мг/кг Обменного фосфора, мг/кг Калия, мг/кг

1989 - 4,29 45,3 22,5 516,6

2010 17 610 3,47 42,5 21,3 587,5

2014 17 341 3,27 36,6 19,4 621,0

2018 18 419 2,99 - - -

Примечание: Источник данных РГУ «РНМЦАС» МСХ РК.

При этом, как видно из анализа графика на рис. 2, содержание почвенного гумуса на пашне в разрезе административных областей на территории РК изменялось не однозначно.

Рис. 2. Содержание почвенного гумуса на пашне (горизонт 0.0,03 м) в разрезе административных областей РК за 1989... 2018 гг.

Наибольшее снижение содержания гумуса в почве (до 40 % в среднем на область), в сравнении с 1989 г., приходилось на северные области: Северо-Казахстанскую, Акмолинскую, также Восточно-Казахстанскую, с высокопродуктивными черноземными почвами. Наименьшее снижение содержания почвенного гумуса (до 8.9 % в среднем на область) отмечалось для южных областей - Туркестанской и Кзылординской, со значительным участием орошаемых земель относительно обеспеченных азотными удобрениями. Также незначительное снижение областного содержания гумуса в почве получено в среднем на области (Западно-Казахстанская, Павлодарской и другие), с низко продуктивными каштановыми и светло-каштановыми распаханными почвами выведенных из севооборота.

Оценка национальных эмиссий (+) / поглощения (-) СО2 для возделываемых земель (отчетность по РКИК ООН). Результаты оценки изменения запасов углерода и потоков СО2 для категории землепользования «Возделываемые земли» РК за 1989.2017 (2018) гг. представлены в табл. 3, из которой видно, что тренд изменения общего запаса углерода

для категории сохранял отрицательный знак на протяжении всего указанного периода.

Таблица 3

Запас накопленного углерода, рассчитанный* в разрезе резервуаров его накопления и подкатегорий пользования «Возделываемые земли» РК за 1990.2017 гг.

Подкатего- Год Пло- Запас углерода, т/га Итого запас

рия щадь, млн.га почва фитомасса МОВ углерода, млрд.т.

Пашня в 1990 35,79 67,81 - - 2,4140

севообороте 1995 31,97 67,00 - - 2,1420

2000 21,40 66,00 - - 1,4120

2009 21,40 59,37 - - 1,2740

2014 21,40 55,96 - - 1,1980

2017 21,40 54,37 - - 1,1630

Пашня 1990 0,18 67,81 0,33 0,25 0,0122

выведенная в пастбища и 1995 6,83 67,23 0,65 0,50 0,1995

2000 14,39 68,07 0,49.1,30 0,98 0,9925

¡алежь 2009 11,53 69,68 0,97.1,60 0,49.1,96 0,8381

2014 11,00 69,86 1,62. 2,20 0,94. 2,20 0,8109

2017 10,70 69,86 1,96.2,50 2,40 0,8423

Пашня 1990 - - - - -

возвращен- 1995 - - - - -

ная в сево -

оборот 2000

2009 2,86 68,07 - - 0,1850

2014 3,39 68,53 - - 0,2220

2017 3,70 68,53 - - 0,2430

Многолет- 1990 0,16 69,86 6,67 - 0,0131

ние наса-

ждения 1995 - - - - -

2000 0,14 69,86 6,67 - 0,0099

2009 0,14 69,86 6,67 - 0,0099

2014 0,15 69,86 6,67 - 0,0112

2014 0,15 69,86 6,67 - 0,0112

Примечание: *— в расчетах использовались данные по содержанию гумуса в пахотном горизонте почвы ГУ «РНПЦ агрохимическая служба» по типам почвы и пересчетом на горизонт 0.0,03 м.

Динамика углерода для отдельных страт экосистемы за 1989. 2017 гг. наглядно представлена на рис. 3 и 4.

1990 1995 2000 2009 2014 2017 Год

Рис. 3. Запас углерода для категории «Возделываемые земли» РК в разрезе подкатегорий пользования, рассчитанный за 1990... 2017 гг. 1- пашня, остающаяся в севообороте и возвращенная в севооборот; 2- пашня, выведенная разово в залежь; 3- пашня, выведенная разово в пастбища.

В период после 2010 г. темпы снижения запаса почвенного углерода на пашне, остающейся в севообороте, корректировались углеродом, накопленным на участках пашни, возвращаемой в севооборот после их не продолжительного вывода в залежь.

Рис. 4. Динамика запаса углерода для пашни РК, остающейся в севообороте по расчетам за 1989... 2017 гг.

Суммарные потоки СО2 для экосистемы «Возделываемые земли» РК, как эмиссии в атмосферу, представлены на рис. 5. В том числе за 2017 г. суммарные годовые выбросы СО2 для экосистемы «Возделываемые земли» РК, как эмиссии в атмосферу, включая пашню, остающуюся в севообороте, пахотнопригодные земли, выведенные в залежь, как резерв возможного восстановления площади пашни, а также многолетние насаждения, составляли по расчетам 37 407 тыс.т. С учетом компенсирующего

эффекта поглощения углерода на пахотнопригодных землях, выведенных в пастбища, суммарные выбросы СО2 для экосистемы за 2017 г. получены на уровне 26 537 тыс.т.

45000

35000 ч

-§25000 215000 § 5000

-5000

Рис. 5. Динамика суммарных потоков СО2 для категории «Возделываемые земли» РК по расчетам за 1989... 2017 гг.

Оценка эмиссии N20. Для возделываемых земель антропогенные выбросы N2O из почвы определяются количеством азота (К), дополнительно поступающего в почву вместе с пожнивными остатками урожая культурных растений, вносимыми в почву минеральными азотными и органическими удобрениями, а также поступающего в процессе минерализации органического вещества. Расчеты потоков ^О (прямые выбросы) выполнялись на базе аналитического выражения 7, коэффициентов из [5] и данных о сельскохозяйственной деятельности, собранных Комитетом по статистике МНЭ РК. О количестве выбросов для пахотных угодий за 1990.2018 гг. от дополнительно поступающего азота в почву можно судить по результатам расчетов, обобщенных в табл. 4 и наглядно представленных на рис. 6.

Из таблицы и рисунка видно, что за последние три десятилетия суммарные эмиссии К2О из почвы пахотных земель, остающихся в севообороте от дополнительного поступления азота в почву, включая прямые и косвенные, изменялись значительно. Так, на начало 90-ых годов и ранее выбросы К2О из почвы оставались на уровне 4768 тыс.т. в СО2 эквиваленте. После 1990 г. в условиях снижения урожайности сельскохозяйственных культур, минимального внесения удобрений в почву эмиссии К2О от дополнительно поступающего в почву азота уменьшались в 2.4 раза.

Таблица 4

Эмиссии N20 рассчитанные от дополнительного поступление азота в поч-_ву пахотных земель РК за 1990.2018 гг._

Год Прямые эмиссии N20, тыс .т. Кос- Итого эмиссии

венные тыс.т/год

Пожны- Мине- Орга- Мине- эмис- N20 в СО2

вные ральные ничес- рализа- сии эквива-

остатки удобре- кие ция ОВ N20, ленте

ния удоб- тыс.т.

рения

1990 4,36 5,79 3,57 1,00 2,40 17,12 5101,76

2000 1,62 0,11 1,34 11,26 1,35 15,68 4672,64

2010 1,86 0,52 1,98 22,20 2,47 29,03 8650,94

2015 2,85 1,29 1,96 18,13 2,36 26,59 7923,82

2018 2,99 1,16 2,10 15,33 2,19 23,77 7083,46

Вместе с тем, за счет резкого усиления темпов минерализации органического вещества в почве, общие эмиссии М20 из почвы пахотных земель, остающихся в севообороте, возрастали в этот период более чем в 1,5 раза по сравнению с 1990 г. и достигали 8650,94 тыс.т. в СО2 эквиваленте.

Рис. 6. Эмиссии Ы2О для пахотных земель РК, рассчитанные в разрезе источников поступления азота в почву за 1990... 2018 гг. 1- пожнивные остатки; 2- минеральные удобрения; 3- органические удобрения; 4-минерализация органического вещества; 5- косвенные выбросы.

Оценка региональных эмиссий (+) / поглощения (-) СО2 для пахотных земель, независимый контроль, согласованность информации. В статье впервые на примере Акмолинской области представлены результаты оценки эмиссии (+) / поглощения (-) СО2 для категории «Возделываемые земли», выполняемой на региональном уровне. О динамике использования земель на территории области за 1991.2018 гг. можно судить по сведениям в табл. 5.

Таблица 5

Использование пахотных и пахотнопригодных земель Акмолин-_ ской области* за 1990.2018 гг., тыс.га __

Вид землепользования 1991 г. 2000 г. 2003 г. 2013 г. 2014 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г.

Пашня в севообороте 6382 4532 5031 5489 5566 5800 5856 6032

Пашня, выведенная в залежь - 1571 1052 765 715 530 483 360

Пашня, выведенная в пастбища 279 299 128 101 52 43

Примечание: *— по сведениям из источника [11].

Для региональной оценки ПГ по категории «Возделываемые земли» использовались данные по содержанию гумуса в почве полученные в процессе агрохимических обследований пахотных угодий, выполняемых РГУ «Республиканский научно-методический центр агрохимической службы» МСХ РК за 2006.2018 гг., в соответствии с Правилами проведения агрохимического обследования почв, 2015 г. [8]. Исходной земельной единицей для агрохимических обследований является элементарный участок земли площадью до 75 га (на орошаемой пашне до 10 га), представляемый объединенной пробой из 20.25 точечных проб, отобранных на глубину пахотного горизонта до 0,02 м, с последующим обобщением на уровне хозяйства, административного района, области, республики. Также для расчетов ПГ использовались данные по содержанию гумуса в почве в горизонтах 0.0,02 м и 0,03м, и по объемной массе почвы, получаемые в результате почвенных обследований сельскохозяйственных угодий. НАО «Государственная корпорация «Правительство для граждан» МЦР и АКП РК, в соответствии с Правилами ведения мониторинга земель и пользования его данными в Республике Казахстан, 2003 г. [7]. Наблюдения осуществляются на стационарных (СЭП) и полустационарных (ПСЭП) экологи-

ческих площадках, составляющих государственную территориально-зональную сеть пунктов наблюдений.

Рассчитанные на различных пространственно-временных уровнях средние величины содержания гумуса в почвах РК, с использованием в комплексе результатов независимых обследований пахотных угодий на территории Акмолинской области, представлены в табл. 6. Анализ таблицы подтверждает устойчивую тенденцию снижения содержания гумуса в почве пахотных земель на территории области в период 2002.2018 гг. Полученные в результате агрохимический обследований пахотных земель и обобщенные в разрезе ландшафтов «площадные» показатели содержания гумуса в почве, достаточно согласуются с «точечными» данными содержания гумуса в почве, полученными на сети экологических площадок (СЭП и ПСЭП), организованных на территории области НАО «Государственная корпорация «Правительство для граждан».

Таблица 6

Содержание гумуса (%) в почвенном горизонте 0 .0,03 м на пашне Акмолинской области за 1999.2018 гг. по результатам независимых

обследований

Почва Наблю- 1999 г. 2003 г. 2006 г. 2008 г. 2013 г. 2018 г.

дения на 2* 2* 1* 2* 1* 2* 1* 2*

площад-

ках

Черноземы обыкновенные Черноземы (44) 3,55 4,89 (7) 3,58 5,15 4,05 4,36 (10) 3,41 5,00 3,80 4,10 (15) 3,03 4,16 3,24 3,90 (12) 3,12

южные Темно--каштановые Каштано- (92) (11 5) (5) (8) 2,58(7) 2,28 3,34 2,78 (19) 2,76(3 1) 2,40 2,98 2,66 (25) 2,30( 26) 2,42 2,25 (35) 2,17(5 1) 1,90

новые Светло-каштано- (2-1) - (7) - (6) 2,28 - 2,18 (8)

вые

Область (266) (5) (22) 3,55 (66) 3,41 (66) 2,86 (107)

Примечание: *1— агрохимические обследования РГУ «РНМЦАС» МСХ РК, *2- почвенные обследования НАО «Государственная корпорация «Правительство для граждан» МЦРАОП РК.

Рассчитанные в динамике запасы почвенного углерода для пахотных угодий Акмолинской области, с использованием данных по гумусу агрохимических обследований, с пересчетом на горизонт 0.0,03 м по эмпирическим данным экологических площадок (табл. 7), подтверждают

эффективность комплексного межведомственного подхода к оценке парниковых газов, связанных с землепользованием.

Таблица 7

Запасы почвенного углерода, рассчитанные в разрезе типов почвы для па_хотных угодий Акмолинской области за 2002.2018 гг._

Почва 2002.2006 гг. 2007.2013 гг. 2014.2018 гг.

пло- гу- угле- пло- гу- угле- пло- гу- угле-

щадь, мус, род, щадь, мус, род, щадь, мус, род,

млн. % т/га млн. % т/га млн % т/га

га га га

Чернозе- 0,36 4,93 89,11 0,46 4,78 86,40 0,59 3,98 71,94

мы обык-

новенные

Чернозе- 0,62 3,81 70,60 0,65 3,58 66,34 1,34 3,05 56,11

мы юж-

ные

Темно- 0,50 3,22 61,36 1,13 2,79 52,93 1,23 2,34 44,51

каштано-

вые

Кашта- 0,93 2,67 52,65 0,38 2,29 45,23 1,05 2,16 43,60

новые

Светло- - - - 0,15 1,87 38,15 1,02 1,79 36,52

кашта-

новые

Итого по 2,42 - 64,71 2,77 - 59,76 4,31 - 51,93

области

Годовые изменения запасов углерода и эмиссии / поглощения СО2 для категории землепользования «Возделываемые земли», рассчитанные в пределах административных границ Акмолинской области за 1989.2018 гг. представлены в табл. 8.

Как видно из анализа табл. 8, суммарные изменения запасов углерода и потоков СО2 рассчитанные для категории землепользования «Возделываемые земли» в пределах административных границ Акмолинской области», достаточно согласуются с их трендами, полученными на национальном уровне.

Таблица 8

Запасы углерода и эмиссии (+) / поглощения (-) СО2 для пахотных угодий Акмолинской области за 1989.2018 гг.

Год Пашня в севообороте Пашня, выведенная из севооборота Пашня и пахотнопригодные земли

Пло щадь млн. га Запас угле -рода в почве, т/га Площадь, млн.га Запас углерода, т/га Площадь, млн.га Изменение запаса углерода, млн.т/год Эмиссия (+) / поглощение (-),

Почва Биомасса Почва Биомасса млн.т/год СО2

1989 6,38 87,00 0,00 0,00 0,00 6,38 0,00 0,00 0,00

1991 - - - - - - - - -

2000 4,53 76,00 1,85 81,00 0,58 6,38 -5,54 0,097 19,26

2006 5,18 64,71 1,20 87,00 1,46 6,38 -6,87 0,139 23,40

2013 5,49 59,76 0,89 88,70 2,28 6,38 -5,89 0,151 19,57

2018 6,03 51,93 0,36 88,70 5,20 6,38 -6,39 0,250 21,57

Оценка деятельности по землепользованию, осуществляемой в соответствии с п. 3 и 4 Статьи 3 Киотского протокола. Анализ результатов оценки ПГ, связанных с землепользованием за 1990.2018 гг. показал, что участки пашни, выведенные разово из севооборота в пастбища и частично в залежь (земли запаса), можно выбрать как дополнительный вид деятельности, имеющий место после 1990 г., для представления отчетности РК по Киотскому протоколу в соответствии с п. 3, 4 Статьи 3 КП. О наличии резерва чистого поглощения углерода на землях в составе категории «Возделываемые земли» можно судить по динамике запаса углерода, представленной в вышеприведенной табл. 3. Выполненная оценка деятельности, связанная с умеренным пастбищным использованием бывших пахотных земель, подтверждает возможность поглощения СО2 новой экосистемой в период до 2020 г. и возможность получения дополнительных единиц абсорбции для зачисления их в резерв выполнения принятых РК обязательств по Киотскому протоколу на второй период (2013.2020 гг.). Рассчитанное предварительно в рамках административных границ РК суммарное чистое поглощение от деятельности на бывших пахотных землях за 2013.2018 гг. составляет 61 398 тыс. т СО2.

Вместе с тем, следует отметить, что при подготовке дополнительной отчетности по землепользованию, согласно п. 3 и 4 Статьи 3 Киотско-го протокола, в соответствии с Руководящими указаниями МГЭИК 2003,

173

2012 [10, 13], требуется улучшенное представление земель с привязкой результатов оценки деятельности к местности, а также обеспечение контроля результатов с привлечением независимых данных. Такое представление земель и контроль оценки деятельности по землепользованию, осуществляемой согласно п.4 Статьи 3 Киотского протокола, можно обеспечить путем использования в расчетах комплекса данных независимых обследований сельскохозяйственных угодий на региональном уровне, показанного на примере Акмолинской области.

Выводы:

1. Выполненные исследования показали, что для категории «Возделываемые земли» антропогенные выбросы/поглощения СО2 и других видов парниковых газов определяются комплексом факторов: объемом продукции, получаемой в процессе производства, агротехническим уровнем обработки почвы, количеством внесенных в почву удобрений, применением почвозащитных агротехнологий, а также тем, в какой мере оптимизирована структура земельных площадей, включая земли подвергаемые интенсивной обработке, сохраняемые в ненарушенном их состоянии или восстанавливаемые после интенсивного пользования.

2. В новом тысячелетии в условиях заметного роста валовой продукции растениеводства в РК, которая увеличивалась в 4.5 раз по сравнению с 2000 г., возрастающих объемов вносимых в почву минеральных удобрений (до 100 тыс.т. и более) и улучшаемого управления землей, содержание почвенного гумуса на пашне по результатам регулярных почвенных обследований, тем не менее, продолжало снижаться. По мнению специалистов, такое затянувшееся на длительный период несбалансированное состояние пашни как агро-экосистемы, по гумусу и по другим показателям почвенного плодородия, можно объяснить достаточной нару-шенностью биологических и биохимических связей в экосистеме, которые повлекли снижение потенциала ее углеродопоглощения, отсюда уменьшение запаса углерода и общее снижение экологической устойчивости. В сложившейся ситуации тренд изменений запасов углерода для категории «Возделываемые земли» сохранял отрицательный знак на всем протяжении периода лет 1990.2018 гг.за счет стабильного снижения запаса почвенного углерода на пашне, остающейся в севообороте. В последнее пятилетие расчеты потоков углекислого газа (СО2) для категории землепользования подтверждают определенное снижении годовых темпов эмиссии

СО2 в атмосферу, однако до 2020 г. вероятность сохранения эмиссии для экосистемы остается.

3. В последние десятилетия, в условиях резкого снижения агротехнического уровня обработки почвы, эмиссии закиси азота (М20) от дополнительного поступления азота в почву вместе с остатками урожая и удобрениями уменьшались по расчетам в 2.4 раза по сравнению с 1990 г. Вместе с тем, общие эмиссии ^О из почвы пахотных земель, остающихся в севообороте, даже при сокращении их площади на 40 %, возрастали более чем в 1,5 раза по сравнению с 1990 г. за счет усиления темпов минерализации органического вещества в почве.

4. Содержание почвенного гумуса на пашне РК в разрезе административных областей изменялось по результатам почвенных обследований не однозначно. Наибольшее снижение содержания гумуса в сравнении с 1989 г., приходилось на северные области с высокопродуктивными черноземными почвами. Рассчитанные за 1989. 2018 гг. в пределах административных границ Акмолинской области для категории землепользования «Возделываемые земли» суммарные изменения запасов углерода и потоков СО2 согласуются с их трендами, полученными на национальном уровне.

5. Использование в согласованности результатов независимых почвенных обследований сельскохозяйственных угодий, выполняемых на ландшафтном уровне различными ведомствами на территории РК, улучшает перспективу улучшения отчетности по инвентаризации парниковых газов, сектор землепользования, предоставляемой по РКИК ООН и получения необходимой информации для дополнительной отчетности по Киотскому протоколу в соответствии со Статьей 3 п.п. 3, 4.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Базильжанов Е. К. Состояние пахотных угодий Казахстана // Земельные ресурсы Казахстана. - 2011. - № 2 (65). - С.16-18.

2. Васильченко Н. И., Звягин Г. А. Современное состояние пахотных темно- каштановых почав Северного Казахстана и мероприятия по их улучшению // Матер. междунар. научно- практ. конф. «Рациональное использование почвенных ресурсов и их экология». - Алма-ты, 2012. - С. 62 - 66.

3. Лебедь Л. В., Иорганский А. И. К зональному распределению почвенного углерода в Казахстане // Гидрометеорология и Экология. -2014. - № 1. - С.132-143.

4. Лебедь Л.В. Опустынивание пастбищ и динамика углеродопоглоще-ния в условиях экстенсивного землепользования в Казахстане // Матер. 1-ой Междунар. научно-практ. конфер. "Опустынивание Центральной Азии: оценка, прогноз, управление", Астана, Казахстан, 25- 27 сентября 2014 г. - С.325- 332.

5. Лебедь Л.В., Есеркепова И. Б., Иорганский А. И., Кошен Б. М., Ра-мазанова С. Б., Царева Е. Г. Динамика парниковых газов для пахотных угодий в Казахстане // Почвоведение и Агрохимия. - 2015. - № 1. - С. 28- 42.

6. Национальный атлас Республики Казахстан. - Том 1. Природные ресурсы и условия. - Алматы, 2006. - 95с.

7. Правила ведения мониторинга земель и пользования его данными в Республике Казахстан. Утверждены Постановлением Правительства Республики Казахстан от 19 сентября 2003 г., № 956. - 30 с.

8. Правила проведения агрохимических обследований почв. Утверждены И. о. Министра сельского хозяйства РК от 27 февраля 2015 года, № 41/147. - 15 с.

9. Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов, т. 4. Сельское хозяйство, лесное хозяйство и другие виды землепользования, МГЭИК, 2006 [Электр. ресурс ]. URL:https:// www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/russian/vol4.html (дата обращения: 25.05.2019).

10. Руководящие указания по эффективной практике для землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства /Глава 4. Дополнительные методы и руководящие указания по эффективной практике, вытекающие из Киотского протокола. МГЭИК, 2003[Электронный ресурс]. URL:https://www.ipcc - nngip.iges.or.jp /public /gpglulucf /russian /ch4.pdf (дата обращения: 25.05.2019).

11. Сводный аналитический отчет о состоянии и использовании земель Республики Казахстан за 2016-2017 годы, Астана, 2018. - 290 с.

12. Фаизов К.Ш., Кененбаев С. Б., Мамутов Ж. У., Есимбеков М. Б. География и экология почв Казахстана. — Алматы: ТОО «Алейрон», 2006. - 348 с.

13. NFCCC. 2008. Kyoto Protocol / Reference Manual on Accounting of Emissions and Assigned Amount. 2008.- 104 p.

Поступила 25.05.2019

Ауыл шаруаш. гылым. канд.

Геогр. гылым. канд Геогр. гылым. канд

Лебедь Л.В. Есеркепова И.Б. Атабаев М.А. Васильченко Н.И. Токпаев З.Р.

ПАРНИКТ1 ГАЗДАРДЫ ЕСЕПКЕ АЛУ ¥ЛТТЬЩ ЖYЙЕСIНДЕГI еЦДЕЛГЕН ЖЕРЛЕРДЩ ЭКОЛОГИЯЛЬЩ МОНИТОРИНГ1

Туйт свздер: парникт газдар, ецделген жерлер, жер пайдалану, эмиссия/жугылу, ултгъщ есепке алу ЖYЙесi

napHUKmi газдарды улттыцесепке алу жуйесш дамыту жзне агроэкожуйесШц экологиялыц турацтылыгы мзселест жацсарту аясында жер пайдалану категориясы бойынша «1989...2018 жылдардагы (оныц штде соцгы онжылдыцтагы) ецделген жерлер» эмиссиял арыныц /квмiрцышцыл газыныц (СО-) жзне азот оксидiнiц (N20) жутылуынбагалау орындалды.

L.V. Lebed, I.B. Yesserkepova, M.A. Atabayev, N.I. Vassilchenko, Z.R. Tokpayev

ENVIRONMENTAL MONITORING OF THE CULTIVATED LANDS IN THE NATIONAL GREENHOUSE GAS INVENTORY SYSTEM

Key words: Greenhouse gases, land use, cultivated land, emissions/removals, national inventory system

The assessment of carbon dioxide (CO-) and nitrous dioxide (N2O) emission/absorption in the category of "Cultivate lands" for the 1989. 2018 years including the last decade in the framework of national greenhouse gas inventory improvements and for the development of environmental sustainability issues were implemented.