В последние десятилетия большое значение придается «природным решениям» в рамках проблемы смягчения глобального потепления. Разработаны два пути решения проблемы изменения климата: смягчение глобального потепления и возможности адаптации к ним. Деятельность по смягчению (ослаблению) изменений климата направлена на борьбу с причинами изменений климата. Наиболее важные из них следующие: (1) ограничение и сокращение потребления ископаемого углеродного топлива (угля, нефти, газа); (2) повышение эффективности потребления энергии; (3) использование неуглеродных и возобновляемых источников энергии; (4) развитие новых экологически чистых и низкоуглеродных технологий; (5) восстановление лесов, поскольку леса – естественные поглотители углекислого газа из атмосферы.
Сокращение выбросов парниковых газов позволит смягчить только часть изменений климата, поэтому в настоящее время предложены способы увеличения поглощения парниковых газов биосферой. Среди них есть важный природный резерв для поглощения и накопления углерода - это почвы. Секвестрация углерода предполагает связывание атмосферного углекислого газа в виде почвенного органического углерода, так как связывание CO2 в почве представляется эффективным способом снижения его концентрации в атмосфере. Кроме того, богатая углеродом почва является более плодородной, что имеет ключевое для сельскохозяйственного производства значение. Актуальность этой проблемы настолько велика, что ФАО объявила о появлении двух инструментов для практической работы в целях управления запасами почвенного органического углерода (ПОУ) и его секвестрации: глобальной карты возможных объемов почвенной секвестрации CO2 в различных районах и технического руководства по надлежащей практике секвестрации и удержания запасов ПОУ в почвах [1].
Целью настоящего исследования является выявление отклика почвенного органического углерода при изменении агроклиматических условий на фоне современного глобального потепления. Для исследования влияния современных изменений климата на почвы выбрана обширная территория Ярославского Поволжья [2]. Для того чтобы получить климатообусловленный отклик почв на современный масштаб глобального потепления, нами привлечены данные о тренде постагрогенного развития почв бывших пахотных угодий за период не более 30–35 лет назад, то есть до аграрной реформы в Российской Федерации.
Климатическая информация представлена данными стандартной сети наблюдений на метеорологических станциях. Для исследования подбирались станции, ближайшие к району размещения почвенных разрезов и выполнена интерполяция метеорологических данных в точки локализации почвенных разрезов по температуре воздуха и количеству атмосферных осадков за период 1961–2021 гг.
Методический подход для выявления отклика почв на изменения климата определяется временной структурой данных о почвах. Поскольку почвенные данные представлены двумя временными срезами, обусловленными периодами отбора образцов, а именно, 1990 гг. и 2021 г., то оценки климатических параметров выполнены как для всего периода, так и для двух 30-ти летних интервалов. Таким образом, методика основана на сравнении климатической и почвенной составляющих для двух периодов – 1961–1990 гг. и 1991–2021 гг.

Полученные нами данные изменения содержания углерода на примере почв Ярославского Поволжья показали, что наблюдаются как положительные, так и отрицательные разности по содержанию почвенного органического углерода при сравнении двух 30-летних периодов. Так, в широко применяемом для оценки агроэкологического состояния и бонитета почв почвенно-экологическом индексе (ПЭи) [3], учитывается климатическая составляющая, которая за 30-летний период увеличивалась в среднем на 15% за счет улучшения теплообеспеченности изученных районов.
Хороший результат получения отклика почвенного углерода на изменение климата показало применение комплексного показателя - гидротермического коэффициента Селянинова (ГТК). Содержание почвенного углерода на залежных почвах возрастает при увеличении температуры воздуха (в качестве показателей использованы изменения средней годовой температуры воздуха и суммы температур воздуха выше +10°С) и уменьшении увлажнения (в качестве агроклиматических показателей использованы изменения за два периода ГТК и средней годовой суммы атмосферных осадков). Кроме того, получен богатый материал для определения оптимальной стадии сукцессии в постагрогенном развитии почв, когда происходит максимальное накопление углерода в почвах.
Наши исследования почв разновозрастных залежей на фоне региональных изменений климата за четыре десятилетия современного глобального потепления показывают, что для оценки секвестрационного потенциала почв необходимо учитывать также такие важные аспекты, как история землепользования, стадии растительных сукцессий, эдафические факторы, тип почв и их гранулометрический состав. Дальнейшие исследования позволят использовать данные об изменении содержания почвенного углерода на залежных землях для развития системы карбоновых полигонов и вовлечения залежей Нечерноземья в сельскохозяйственный оборот.