Потенциал депонирования органического углерода и ресурсно-экологическая реабилитация чернозёмных почв в агроландшафтах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-17-00169

НазваниеПотенциал депонирования органического углерода и ресурсно-экологическая реабилитация чернозёмных почв в агроландшафтах

Руководитель Лисецкий Федор Николаевич, Доктор географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" , Белгородская обл

Конкурс №80 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-711 - Геоэкология и природопользование

Ключевые слова органическое вещество почв, органический углерод почв, черноземные почвы, пахотные почвы, залежные почвы, мониторинг почв, депонирование углерода, секвестрация углерода, агрегатный состав почв, лесовозобновление, математические модели, хронофункции почв, эрозия почв, катена

Код ГРНТИ87.03.07

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Научная значимость разрабатываемой проблемы обусловлена тем, что верхние горизонты почв России аккумулируют не менее 23% глобальных запасов органического вещества, а для земледельческой зоны страны особенно важно решение проблемы предотвращения его потерь у чернозёмных почв. Поэтому цель мониторинга и эффективного воспроизводства органического вещества почв, во многом определяющего продуктивность агроугодий, имеет для страны продовольственное, экономическое и политическое измерения. Основу проекта составляет комплексный подход, компонентами которого является учет: 1) потерь органического углерода из-за биологического выноса и эрозионных процессов на пахотных землях водосборов; 2) процессов депонирования педоседиментов в долинно-овражно-балочной сети; 3) депонирования органического углерода залежными почвами; 4) темпов секвестрации углерода за счет лесовозобновления на оставленных агроугодьях. Необходимость комплексного решения задач определяет выбор ключевых объектов изучения: 1) агропочвы региона с интенсивным развитием АПК для всестороннего изучения депонирования органического углерода; 2) залежные почвы с их целинными аналогами для исследования секвестрации углерода в лесостепи при лесовозобновлении на оставленных угодьях. Технологический аспект новизны изучения динамики углерододепонирующей способности растительного покрова заключается в разработке нового подхода к индикации изменений в лесных экосистемах, основанного на количественном анализе их отражательной способности. Новизна проекта связана с его комплексностью путем исследования углерододепонирующего и секвестрационного потенциала почвенно-растительного покрова в типичном регионе земледельческой зоны страны с высоким агропотенциалом и агрохозяйственными нагрузками. Центральное место в проекте будет занимать всесторонний научный анализ перспективного для тиражирования прецедента – реализации региональной программы биологизации земледелия на всех пахотных землях Белгородской области (1,6 млн. га), что нашло отражение в увеличении за последние десятилетия содержания органического углерода в почвах. Для анализа изменений гумусированности почв за три последних тура обследования почв региона будет разработана мета-модель, что позволит выявить пространственные тренды в зависимости от комбинации природно-хозяйственных условий. Новизна заключается в отходе от традиционного подхода к моделированию: в дополнение к интервальному представлению данных будет использовано бинарное и порядковое, что позволит достичь многоуровневого понимания моделируемых изменений. Проект направлен на научное обоснование в агроэкосистемах оптимального в конкретных почвенно-климатических условиях соотношения между ежегодно воспроизводимой частью органического вещества, обеспечивающей связывание в гумусе элементов питания, и консервативной частью органического вещества, создающей благоприятные водно-воздушные свойства, агрофизическое состояние и формирующей противоэрозионную устойчивость. Планируется получить на карбоновом полигоне экспериментальное обоснование технологии стимулирования депонирования углерода в органическом веществе почв «карбоновых ферм». Регенеративное земледелие, на которое возлагаются надежды в области смягчения негативных последствий климатических изменений, должно дополняться экологической реабилитацией агроландшафтов, с обязательной ренатурационной составляющей – переводом части деградированных земель в постагрогенный режим функционирования. С учетом этого, реализуемый подход направлен на развитие концепции реабилитационного земледелия. Результаты исследования позволят оценить эффективность почвозащитных мер по программе биологизации земледелия, а установленные условия и нормативы эффективного депонирования углерода при использовании комбинации агротехнических приемов в системе земледелия нового поколения могут быть тиражированы в других регионах чернозёмной зоны страны.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Лукин С.В. Dynamics of Agroecological State of Soils in the Belgorod Region during Long-Term Agricultural Use Eurasian Soil Science, Eurasian Soil Science, 2023, Vol. 56, No. 12, pp. 1986–1998 (год публикации - 2023)
10.1134/S1064229323602123

2. Лисецкий Ф.Н., Буряк Ж.А. Runoff of water and its quality under the combined impact of agricultural activities and urban development in a small river basin Water, Water (Switzerland), 2023, 15(13), 2443 (год публикации - 2023)
10.3390/w15132443

3. Лисецкий Ф.Н., Буряк Ж.А., Маринина О.А., Украинский П.А., Голеусов П.В. Features of soil organic carbon transformations in the southern area of the East European Plain Geosciences, Geosciences 2023, 13, 278. https://doi.org/10.3390/ geosciences1309027 (год публикации - 2023)
10.3390/geosciences13090278

4. Буряк Ж.А., Украинский П.А., Гусаров А.В., Лукин С.В., Бейлих А.А. Geomorphic factors influencing the spatial distribution of eroded Chernozems in automated digital soil erosion mapping Geomorphology, Geomorphology 439 (2023) 108863 (год публикации - 2023)
10.1016/j.geomorph.2023.108863

5. Терехин Э.А. Влияние типов нарушенности на спектрально-отражательные характеристики лесов по данным Sentinel-2 Лесные экосистемы в условиях изменения климата: биологическая продуктивность и дистанционный мониторинг (год публикации - 2023)

6. Лукин С.В. Влияние биологизации земледелия на основные показатели агроэкологического состояния почв и продуктивность агроценозов (на примере Белгородской области) Биологизация землепользования: почва, технологии, продукция. Материалы международной научно-практической конференции. Московский государственный университет им. Ломоносова, Биологизация землепользования: почва, технологии, продукция. Материалы международной научно-практической конференции (Москва, 28-31 августа 2023). Московский государственный университет имени Ломоносова, Москва: Постер-М, 2023. С.58-63. (год публикации - 2023)

7. Бабушкин К.С. Оценка запасов органического вещества пахотных почв дистанционными методами Почвоведение: Горизонты будущего, Седьмая конференции молодых ученых Почвенного института имени В.В. Докучаева «Почвоведение: Горизонты будущего» (г. Москва, 18-22 сентября 2023 г.). С. 165-166. (год публикации - 2023)

8. Ж.А. Буряк, П.А. Украинский Моделирование эродированности типичных черноземов по морфометрическим характеристикам рельефа Тридцать восьмое пленарное координационное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ имени М. В. Ломоносова, Тридцать восьмое пленарное координационное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ имени М. В. Ломоносова:Доклады и сообщения. Пермь, 2-6 октября 2023 г. С. 78-80. (год публикации - 2023)

9. Голеусов П.В., Нетреба А.А. Перспективы ведения мониторинга углеродного баланса антропогенно преобразованных ландшафтов Теоретические и прикладные проблемы ландшафтной географии. VII Мильковские чтения, Материалы XIV Международной ландшафтной конференции. В 2-х томах. Том 2. Воронеж, 2023. С. 194-196. (год публикации - 2023)
10.17308/978-5-9273-3693-7-2023-194-196

10. Лисецкий Ф.Н., Буряк Ж.А., Украинский П.А. Особенности процессов деградации и воспроизводства органического углерода у черноземных почв юго-запада Восточно-Европейской равнины Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах, X международная конференция «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях». Белгород, 2023 г. С. 53-58. (год публикации - 2023)

11. Терехин Э.А. Особенности спектрально-отражательных характеристик и возможности распознавания естественных ландшафтов лесостепи на основе спутниковых данных Sentinel-2 Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (год публикации - 2023)

12. Лисецкий Ф.Н. Закономерности депонирования органического углерода постагрогенными почвами в контексте климатических различий Почвенные и земельные ресурсы: традиционные и инновационные подходы к изучению и управлению, Почвенные и земельные ресурсы: традиционные и инновационные подходы к изучению и управлению. Международная научно-практическая конференция, посвященная 90-летию образования кафедры почвоведения и ГИС БГУ. Минск, 2023. С. 321-325. (год публикации - 2023)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Результаты картографирования пространственного распределения климатических затрат энергии на почвообразование (Q) на территории Крыма показали, что они увеличились за 30-летние периоды (1961-1990 и 1991-2020 гг.) по сравнению с предыдущим этапом на 8% и 10%. После 1960 г. значительно сократились площади с градацией величин Q от 800 до 900 МДж/кв. м в Равнинном Крыму. Полученные оценки энергетического потенциала климата за последние 30 лет создают информационную основу для всесторонней оценки углероддепонирующего потенциала залежных почв в климатическом контексте. Постагрогенные почвы в Северо-Западном Крыму характеризовались меньшим содержанием органического углерода (Сорг) (на 0,52%) по сравнению с целинными аналогами (участками заповедных степей) и более узким соотношением Сгк:Сфк, тогда как в почвах предгорной лесостепи эти различия меньше (на 0,33%) при содержанием Сорг в эталонных почвах 3,1%. Почвы Северо-Западного и Предгорного Крыма (наиболее контрастных регионов по величинам климатических затрат энергии на почвообразование), отличаются значительным превышением степени подвижности гумусовых кислот и доли 1-й фракции фульвокислот (в 4-5 раз) в пользу последнего и резким снижением у этой почвы доли 2-й и 3-й фракции фульвокислот. Установлено 14 основных диагностических показателей из состава гумусовых веществ, среди которых выделены наиболее сенсорные. С наибольшей чувствительностью различия почв по генезису, истории педогенеза и его климатической обусловленности диагностируют оптические плотности полос поглощения (области ароматических группировок 1610-1720 см-1 в спектре ГК) и ряд соотношений оптических плотностей. Согласно интегральной кривой зависимости содержания Сорг от углеродпротекторной ёмкости по уравнению, учитывающему долю гранулометрических частиц <0,05 мм, наиболее значительные темпы роста углеродпротекторной ёмкости отмечаются при повышении содержания Сорг от 2 % и более. На протяжении последних трех туров агрохимического обследования земель Белгородской области в связи с реализации программы по биологизации земледелия отмечается рост содержания органического вещества в пахотных почвах. На этот рост повлияло внесение более высоких доз органических удобрений, применение почвозащитных севооборотов и иных почвосберегающих технологий. Проведенная в ходе проекта агроэкологическая оценка состояния пахотных почв по данным ряда циклов агрохимического обследования выявила увеличение средневзвешенного содержания органического вещества в почвах с 5,0 до 5,3%, а его запасов – со 150 до 159 т/га [Лукин, Суринов, 2024]. При отмеченном уровне увеличения запасов органического вещества дополнительно депонируется около 5,2 т/га Сорг или 19 т/га в пересчете на СО2. Такое значительное увеличение запасов органического вещества в пахотных черноземах на большой площади и за столь незначительный период времени никогда не фиксировалось ранее в ЦЧР (https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/774). Успешность моделирования связи между факторами среды и ростом гумусированности сильно зависит от формы представления моделируемых данных. При бинарной форме представления удалось достичь высокого уровня адекватности (для ансамбля моделей по AUC – 0,96), а при порядковой форме представления данных – 0,75 (по коэффициенту детерминации). При использовании данных в исходном виде (непрерывные данные) величина коэффициент детерминации для ансамбля моделей – 0,49 (с коррекцией на число предикторов – 0,32). Выполнена периодизация климатической изменчивости эрозионного потенциала осадков (ЭПО) для определения скоростей и временных особенностей эрозионной миграции почвенного углерода с депонированием его в делювиальных почвах. Современный этап оценивали по данным реанализа ERA-5, а с использованием дендрохронологических данных были реконструированы периоды усиления ЭПО. По результатам анализа химико-физических свойств в педоседиментах природного и агрогенного генезиса были зафиксированы их изменения с конца XVII в., связанные с усилением водно-эрозионных процессов. В почвенных профилях выделены микрозоны доминирования доли частиц <0,01 мм) как индикатора усиления эрозионной активности осадков. Сравнение графика ЭПО во второй половине XX в. с эпюрой изменения доли частиц <0,01 мм показало наличие четырех пиков эрозионной активности, которые укладываются во временные интервалы, определенные радиоизотопным датированием. Установлено, что эмиссия углекислого газа достоверно выше в понижениях рельефа на намытых почвах по сравнению водораздельными участками. В ходе исследований на залежах с почвами разной степени эродированности установлено, что мощность регенерированного гумусового горизонта нелинейно зависит от мощности остаточного гумусового горизонта эродированной почвы. На полностью смытых почвах скорость воспроизводства на 40% ниже, чем на слабоэродированных. Однако в сильноэродированных почвах происходит наибольший прирост содержания органического вещества при их естественном воспроизводстве. Почвы залежей в 1,5-2 раза сильнее выделяют углекислый газ по сравнению с пашней, т. к. в них более интенсивно происходит биологический круговорот, но при этом баланс органического вещества залежных почв – положительный. Определены закономерности спектрально-отражательных характеристик лесов юга Среднерусской возвышенности, обусловленные различными типами нарушений, оказывающих влияние на углерододепонирующую роль лесных экосистем. Нарушения, обусловленные энтомовредителями и болезнями, определяют наличие положительного многолетнего тренда в спектрально-отражательных характеристиках коротковолнового инфракрасного диапазона. Установлено, что показателем нарушенности лесов выступает повышение вариации их отражательных признаков ближнего и коротковолнового инфракрасного диапазонов спектра, наблюдающееся при анализе многолетних рядов данных. Динамика лесистости находится в разной по силе связи с отражательными характеристиками в диапазонах видимого, ближнего и коротковолнового инфракрасного спектра. Результаты исследования по изучению динамики изменения Chlorophyll vegetation index и Red-edge chlorophyll index (CIRE) с помощью ГИС-анализа для растительного покрова в весенне-летний период на речных поймах показали перспективность диагностики ландшафтных выделов, где наблюдаются высокие оценки хлорофилла и фотосинтетической активности. Идентифицированные по ДДЗ ландшафтные выделы с устойчивыми биофизическими параметрами должны быть задействованы для мониторинга за поглощением диоксида углерода и могут быть определены как исследовательские полигоны, обеспечивающие отработку технологий оптимальной эффективности по секвестрации углерода (https://ria.ru/20240409/nauka-1938520014.html).

Публикации

1. Голеусов П.В. Потоки углекислого газа в урбогеосистеме Белгорода География, экология, туризм: новые горизонты исследований: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию создания факультета географии, геоэкологии и туризма ВГУ, г. Воронеж, материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию создания факультета географии, геоэкологии и туризма ВГУ, Воронеж, 10–12 октября 2024 года: в 3 т. / редкол.: Л.М. Акимов, О.П. Быковская, О.В. Клепиков [и др.]; Воронежский государственный университет; Воронежское областное отделение Русского географического общества. – Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2024. – Т. 2. – С. 139-141. (год публикации - 2024)

2. Голеусов П.В. Предварительная оценка потенциала поглощения углекислого газа экосистемами Белгородской области Успехи современного естествознания, 2023. – № 12. – С. 169-177. (год публикации - 2023)
10.17513/use.38188

3. Лукин С.В., Суринов А.В. Agroecological assessment of the state of arable soils in the Southwestern part of the forest-steppe zone of the Central Chernozem region of Russia [Агроэкологическая оценка состояния пахотных почв юго-западной части лесостепной зоны Центрально-Черноземного района России] Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus - Agrarian Series, Т. 62, № 4. С. 288–302 (год публикации - 2024)
10.29235/1817-7204-2024-62-4-288-302

4. Лисецкий Ф. Н. Определение диагностических показателей гумусовых веществ в их отражении педохронологических и климатических различий АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОЧВОВЕДЕНИЯ, ЭКОЛОГИИ И ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Сборник докладов XIX Международной научно-практической конференции Курского отделения МОО "Общество почвоведов имени В.В. Докучаева". Курск, 2024 Издательство: Курский федеральный аграрный научный центр, Сборник докладов XIX Международной научно-практической конференции Курского отделения МОО "Общество почвоведов имени В.В. Докучаева", Курск, 24–26 апреля 2024 года. – Курск: Курский федеральный аграрный научный центр, 2024. – С. 164-169. (год публикации - 2024)

5. Полетаев А.О., Лисецкий Ф.Н. Using vegetation indices to identify high chlorophyll tree cover in floodplains for carbon sequestration E3S WEB OF CONFERENCES, Web of Conferences, 2024. – P. 07013. – DOI 10.1051/e3sconf/202448607013. (год публикации - 2024)
10.1051/e3sconf/202448607013

6. Лисецкий Ф.Н., Голеусов П.В. , Буряк Ж.А. Допустимые эрозионные потери почвы и скорости почвообразования в контексте регулирования углеродного баланса [Tolerable Soil Erosion Losses and Soil Formation Rates in the Context of Carbon Balance Regulation] Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение., № 3. – С. 139-151. (год публикации - 2024)
10.55959/MSU0137-0944-17-2024-79-3-139-151

7. Лисецкий Ф.Н., Буряк Ж.А., Украинский П.А. Geoinformation analysis of climatic conditionality of soil formation in the territory of the Crimea peninsula [Геоинформационный анализ климатической обусловленности почвообразования на территории Крымского полуострова] InterCarto. InterGIS. [ИнтерКарто. ИнтерГИС.], Т.30, ч.2.- С. 153-170. (год публикации - 2024)
10.35595/2414-9179-2024-2-30-153-170

8. Лисецкий Ф.Н. , Полетаев А.О. , Родионова М.Е. Оценка изменения органического углерода и плодородия постагрогенных лесостепных почв в районе длительного землепользования Материалы I Белорусского географического конгресса : Материалы конгресса к 90-летию факультета географии и геоинформатики Белорусского государственного университета и 70-летию Белорусского географического общества. В 7-ми частях. Минск: Белорусский государственный университет, Минск, 08–13 апреля 2024 года. Часть 4. Почвенные и геохимические исследования. Геоинформационные технологии – Минск: Белорусский государственный университет, 2024. – С. 188-192. (год публикации - 2024)

9. Лисецкий Ф.Н. , Полетаев А.О. Особенности воспроизводства органического вещества в постагрогенных почвах Белгородской области География, экология, туризм: новые горизонты исследований : Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию создания факультета географии, геоэкологии и туризма ВГУ. В 3-х томах, г. Воронеж, Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию создания факультета географии, геоэкологии и туризма ВГУ. В 3-х томах, Воронеж, 10–12 октября 2024 года. – Воронеж: Воронежский государственный университет, 2024. – С. 427-430. (год публикации - 2024)

10. Лисецкий Ф.Н. Изучение потенциала накопления органического углерода в постагрогенных почвах древнеземледельческих районов степной зоны для целей регенеративного земледелия Степи Северной Евразии. Оренбург: Институт степи Уральского отделения РАН, 2024. , Степи Северной Евразии : Материалы X международного симпозиума (Международного степного форума), Оренбург, 27 мая – 02 2024 года. – Оренбург: Институт степи Уральского отделения РАН, 2024. – С. 729-736. (год публикации - 2024)
10.24412/cl-37200-2024-729-736

11. Лисецкий Ф.Н. Результаты мониторинга процесса ренатурации постагрогенных почв Юго-Западного Крыма СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ: РЕТРОСПЕКТИВА, АКТУАЛЬНЫЕ ТРЕНДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ. Астрахань, 24–25 мая 2024 года, Материалы V Международной научно-практической конференции, Астрахань, 24–25 мая 2024 года. – Астрахань: Астраханский государственный университет им. В.Н. Татищева, 2024. – С. 60-64. (год публикации - 2024)

12. Терехин Э.А. Влияние процессов изменения лесистости овражно-балочных систем Среднерусской лесостепи на их дистанционно измеряемые спектрально-отражательные характеристики Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 214. DOI 10.21046/22DZZconf-2024a (год публикации - 2024)
10.21046/22DZZconf-2024a

13. Лисецкий Ф.Н., Полетаев А.О. Применение методов геостатистики для диагностики агрогенных и постагрогенных трансформаций почв (на примере античного земельного надела в Крыму) Материалы II Всероссийской научно-практической конференцию с международным участием «Цифровая география» г. Пермь, Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ), Материалы II Всероссийской научно-практической конференцию с международным участием «Цифровая география» г. Пермь, Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ) (год публикации - 2024)

14. Терехин Э.А. Possibilities for assessing the forest cover of small dry valleys in the Central Russian forest-steppe using remote sensing data [Возможности оценки лесистости овражно-балочных систем Среднерусской лесостепи по данным дистанционного зондирования Земли] СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, Т. 21, № 3. – С. 107-120. (год публикации - 2024)
10.21046/2070-7401-2024-21-3-107-120

15. Терехин Э.А. Patterns of influence of disturbance types in forest-steppe broad-leaved forests on spectral reflectance [Закономерности влияния типов нарушенности широколиственных лесов лесостепи на их спектрально-отражательные характеристики] Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, Т. 21, № 5. – С. 161-172. (год публикации - 2024)
10.21046/2070-7401-2024-21-5-161-172

16. Полетаев А.О. Features of spatio-temporal variability of photosynthetic activity of vegetation in valley-river landscapes [Особенности пространственно-временной изменчивости фотосинтетической активности растительности долинно-речных ландшафтов] InterCarto. InterGIS. [ИнтерКарто. ИнтерГИС.], Т. 30. Ч. 1. С. 588–603 (год публикации - 2024)
10.35595/2414-9179-2024-1-30-588-603

17. Буряк Ж.А. Влияние эрозионно-аккумулятивных процессов на углероддепонирующий потенциал делювиальных почв Материалы XIV всероссийской конференции молодых ученых вузов, объединяемых МНКС по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ, г. Брянск, В сб.: Эрозионные, русловые и устьевые процессы (исследования молодых ученых университетов). М.: МГУ, 2024. С. 13-17. (год публикации - 2024)

18. Лисецкий Ф.Н., Зеленская Е.Я. Совместное влияние агрегатного состава и гумусированности почв на их эродируемость ХХХIХ Всероссийская конференция с международным участием (пленарное совещание) ученых и преподавателей вузов, объединяемых Межвузовским научно-координационным Советом по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов: доклады и сообщения, г. Чебоксары, ХХХIХ Всероссийская конференция с международным участием (пленарное совещание) ученых и преподавателей вузов, объединяемых Межвузовским научно-координационным Советом по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ. Чебоксары, 2024. С. 131-133. (год публикации - 2024)

19. Украинский П.А. Изменение гумусированности почв пашни Белгородской области и его моделирование с помощью биномиальной логистической регрессии Экономика. Информатика. Серия: Геоинформационные технологии и космический мониторинг. , Т. 2, № 9. – С. 85-91. (год публикации - 2024)
10.23885/2500-123X-2024-2-9-85-91

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
На протяжении последних трех туров агрохимического обследовании в Белгородской области отмечался рост содержания органического вещества (ОВ) в почвах пашни, благодаря преимущественно внесению органических удобрений, эффективность которых зависит от климатических, геоморфологических условий и особенностей почвенного покрова. Влияние этих переменных описано с помощью регрессионных моделей (линейной регрессии, биномиальной логистической регрессии и порядковой логистической регрессии). В состав каждого ансамбля включено 15 моделей. Пространственный анализ ошибок этих моделей показал, что независимо от типа модели и ее предсказательной способности удалось достигнуть случайного пространственного распределения ошибок. На это указываются полученные значения индекса Морана I. Так как отсутствуют пространственные тренды в распределении ошибок, то это значит, что разработанные модели применимы для различных ландшафтных условий (для степной и лесостепной зоны, разных типов местности и высотных уровней). Для оценки темпов эрозионной миграции органического углерода (Сорг) для ключевых водосборов с прудами было выполнено сопоставление фактических и расчетных годовых темпов наносонакопления в створах с учетом климатической изменчивости эрозионного потенциала. Установлено, что моделирование на малых водосборах площадью от 500 га до 1000 га с долей пашни от 70% и возрастом до 40 лет дает точность не менее 90%. За последние 40 лет среднегодовые темпы эрозии почвы на пашне составили 5,2 т/га. Из-за аккумуляции на территории водосбора к зоне створа достигается только 15% мобилизованного почвенного материала (0,78 т/га). В пересчете на Сорг ежегодные средние по водосбору потери (вынос в овражно-балочную сеть или водные объекты) составили 24 кг/га. Экстраполяция полученных результатов на смежные территории обоснована по аналогичным водосборам.. Для оценки секвестрационного потенциала чернозёмов с разной степенью эрозионной деградации по результатам полевых исследований были получены данные о степени эродированности, содержании и запасах Сорг в пределах эрозионной педотопокатены. При широком диапазоне изменения запасов ОВ в слое 0-30 см от 89 до 162 т/га в отдельных микрозонах катены наименьшие запасы (до 99 т/га) определены для микрозон с максимальными величинами рельефной функции (LS=35-37). Оценки углерододепонирующего потенциала почвы, рассчитанного по содержанию Сорг в гранулометрических фракциях с размером частиц <0.02 мм, а также расчеты углеродопротекторной емкости почвы по доле частиц <0.05 мм, показали, что зависимость показателей гумусного состояния почв показывают более тесную связь при использовании углерододепонирующего потенциала почвы, рассчитанного по доле частиц <0.02 мм (при средней величине 24 (14÷33 г C кг-1)), чем по доле частиц <0.05 мм. При отборе показателей количества и качества ОВ, зависимых от доли частиц <0.02 мм, наилучшую точность аппроксимации показало уравнение экспоненциального вида, где функцией выступает доля содержания углерода гуминовых кислот к Сорг (в %). Эродированные почвы в агроландшафтах с более низким содержанием частиц размером <0.02 мм будут характеризоваться более низкой углеродопротекторной емкостью почвы, а величины дегумусирования можно оценить по полученному уравнению. Результами исследований на разновозрастных залежах установлены регрессионные зависимости мощности восстановленного путём природного воспроизводства гумусового горизонта чернозёма от степени эрозионной деградации (или наоборот, сохранности) его гумусированного слоя. Установлена зависимость накопления ОВ в почве от исходного содержания. Эти модели применимы для оценки потенциала накопления Сорг в чернозёмах с разной степенью эрозионной деградации и дегумификации. Экспериментальные исследования на карбоновом полигоне НИУ «БелГУ» позволили обосновать технологию стимулирования накопления Сорг при регенеративном земледелии и при консервационном режиме использования. Использование почвенных мелиорантов (например, металлургических шлаков) позволяет снизить эмиссию углекислого газа почвой. Разработана методика индикации изменений в лесном покрове юга Среднерусской возвышенности в последние десятилетия, связанных с динамикой углерододепонирующей способности, на основе оценки ряда показателей. К ним относятся лесистость территории, площадь нарушения, площадь молодых и средневозрастных лесов, в том числе за счет самовосстановления. Установлены тенденции в регионе, по-разному влияющие на депонирование углерода. Первая из них связана с ростом лесистости и сопутствующим ростом площади молодых лесов. Другая тенденция обусловлена низкой нарушенностью лесного покрова и увеличением возраста основной части имеющихся лесов. При этом на большинстве тестовых участков в последние десятилетия наблюдался рост площади молодых лесов, что должно обусловливать рост углерододепонирующей способности растительного покрова. Даны рекомендации по использованию модульной системы почвозащитных приёмов и технологий, позволяющих сгладить последствия изменения климата за счет максимального использования потенциала углеродопротекторной емкости почв, что применимо для внедрения систем земледелия нового поколения с низкоуглеродным следом и при создании «карбоновых ферм». Опираясь на обширную базу данных агрохимического мониторинга пахотных почв Белгородской области и региональный опыт внедрения программы биологизации земледелия определён вклад эффективности от внедрения элементов биологизации земледелия на содержание ОВ в пахотных почвах. В числе ключевых элементов биологизации земледелия приоритетными стали такие факторы: увеличение выхода побочной продукции в связи с ростом урожайности сельскохозяйственных культур, уровень внесения органических удобрений, площадь посева сидеральных культур, сокращение площади чистых паров, внедрение минимальных технологий обработки почвы, в том числе no-till, реализация комплексных противоэрозионных мероприятий. Результативность некоторых подходов использована в связи с функционированием с 2024 г. карбоновой фермы по отработке технология секвестрации атмосферного углерода в биомассе растительности и в почвах, а также расширением этого проекта в 2025 г. на типичные агроландшафты. Комплекс практических рекомендаций по использованию модульной системы почвозащитных приёмов и технологий и внедрение систем земледелия нового поколения с низкоуглеродным следом обеспечивает повышение секвестрационного потенциала пахотных почв. Значимые результаты НИР на протяжении года находили отражение на сайте проекта (https://soilcarbon.bsuedu.ru) и в СМИ.

Публикации

1. Лукин С.В. Monitoring of organic carbon content in soils of agroecosystems of the Central Chernozem Region Doklady Earth Sciences, Doklady Earth Sciences. – Moscow : Pleiades Publishing, 2025. – V. 524. – No. 1. – P. 5. (год публикации - 2025)
10.1134/S1028334X25607540

2. Голеусов П.В. Results of Monitoring Carbon Dioxide Concentrations and Fluxes in Belgorod (2023–2024) [Результаты мониторинга концентрации и потоков углекислого газа в г. Белгороде (2023–2024 гг.)] Региональные геосистемы, Региональные геосистемы, 49(3): 462–476. DOI: 10.52575/2712-7443-2025-49-3-462-476 EDN: JIOPCA (год публикации - 2025)
10.52575/2712-7443-2025-49-3-462-476

3. Лисецкий Ф.Н. Оценка вклада органического вещества в формирование водоустойчивости агрегатов и эрозионной водопрочности почв Сборник тезисов международной конференции «Водосбор-река-устье: исследования эрозии почв, русловых и устьевых процессов» и XL совещания Межвузовского научно-координационного Совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ, Сборник тезисов международной конференции «Водосбор-река-устье: исследования эрозии почв, русловых и устьевых процессов» и XL совещания Межвузовского научно-координационного Совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ: сборник тезисов (г. Ростов-на-Дону, 15–18 сентября 2025 г.) / Под ред. Чалова С.Р. и др.; Южный федеральный ун-т и Южный научный центр РАН. Ростов-на-Дону, 2025. 226 с. - С. 101-102 (год публикации - 2025)

4. Буряк Ж.А. Стратоземы как архив эрозионной миграции органического вещества Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “IX Щукинские чтения: к 80-летию кафедры геоморфологии и палеогеографии и 270-летию Московского университета” и “XXXVIII Пленум геоморфологической комиссии РАН”, Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “IX Щукинские чтения: к 80-летию кафедры геоморфологии и палеогеографии и 270-летию Московского университета” и “XXXVIII Пленум геоморфологической комиссии РАН”, Москва, 3-6 апреля 2025 г. / отв. ред. Е.В. Гаранкина [Электронное издание] – М.: ИГ РАН, МГУ, 2025. – 676 с. - С. 114-117. (год публикации - 2025)

5. Голеусов П.В. Опыт создания карбоновых ферм на промышленных землях ЛГОК Горное дело: новые технологии и образование, Горное дело: новые технологии и образование. Белгород, 24–25 апреля 2025 г. - С. 70-71. (год публикации - 2025)

6. Голеусов П.В., Морабандза К.-Б., Ермолаева А.Е. Эксперимент по накоплению гумуса в почвогрунте с разным исходным содержанием органического вещества Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях, Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях: сборник материалов XI Международной научной конференции (г. Белгород, 15–17 октября 2025 года) / под ред. А.Г. Нарожней. – Белгород: ЦПП ИД «БелГУ» НИУ «БелГУ», 2025. – 644 с. – URL: http://dspace.bsuedu.ru/handle/123456789/65468 – Текст: электронный. - С. 53-56 (год публикации - 2025)

7. Лисецкий Ф.Н., Полетаев А.О., Зеленская Е.Я. Soil Indicators of Terroir and Their Importance for Adaptive and Sustainable Viticulture Sustainability , Sustainability 2025, 17, 3166. https://doi.org/10.3390/su17073166. (год публикации - 2025)
10.3390/su17073166

8. Буряк Ж.А., Лисецкий Ф.Н., Половинко В.В., Курынцева П.А. ASSESSMENT OF HISTORICAL AND MODERN RATES OF DENUDATION IN THE AREA OF THE KARPOVSKY FORTIFICATION RAMPART OF THE BELGOROD LINE [Оценка исторических и современных темпов денудации на участке Карповского фортификационного вала белгородской черты] Геоморфология и палеогеография (год публикации - 2026)

9. Терехин Э.А. Recent trends in forest cover changes in the Central Russian forest-steppe [Современные тенденции изменения лесного покрова Среднерусской лесостепи] Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, Т. 22. №5. С. 207–221 (год публикации - 2025)
10.21046/2070-7401-2025-22-5-207-221

10. Украинский П.А. MEASURING AND MAPPING OF SOIL DIVERSITY USING LANDSCAPEMETRICS PACKAGE (ON EXAMPLE OF THE CENTRAL-CHERNOZEM REGION) [Количественная оценка и картографирование почвенного разнообразия с помощью пакета landscapemetrics (На примере Центрального Черноземья)] ИНТЕРКАРТО. ИНТЕРГИС, Т.2. - С. 519-533. (год публикации - 2025)
10.35595/2414-9179-2025-2-31-519-633

11. Полетаев А.О. Features of the Climate Response of Pinus nigra subsp. pallasiana and Pinus sylvestris L. in the Foothill Forest-Steppe of Crimea [Особенности климатического отклика сосны крымской и сосны обыкновенной в предгорной лесостепи Крыма] Региональные геосистемы (год публикации - 2026)

12. Голеусов П.В., Морабандза К.Б., Чжан К. Мониторинг углеродного состояния поверхностных образований урбогеосистем (на примере карбонового полигона НИУ «БелГУ») Материалы IV международной научно-практической онлайн конференции «Куражсковские чтения», Материалы IV международной научно-практической онлайн конференции «Куражсковские чтения», г. Астрахань, 9–10 октября 2025 г. (год публикации - 2025)

13. Лисецкий Ф.Н. Природно-антропогенные особенности формирования подвижных компонентов органического вещества лесостепных почв Материалы IV международной научно-практической онлайн конференции «Куражсковские чтения», Материалы IV международной научно-практической онлайн конференции «Куражсковские чтения», г. Астрахань, 9–10 октября 2025 г. (год публикации - 2025)

14. Лисецкий Ф.Н., Хуан Л. Природные особенности и физико-химические предпосылки формирования водоустойчивости степных почв Материалы II международной научной конференции «Роль почв в биосфере и жизни человека», посвященной 110-летию со дня рождения академика Г. В. Добровольского и 270-летию Московского университета , Материалы II международной научной конференции «Роль почв в биосфере и жизни человека», посвященной 110-летию со дня рождения академика Г. В. Добровольского и 270-летию Московского университета (Москва, МГУ. 27-30 октября 2025 г.) (год публикации - 2025)

15. Лисецкий Ф.Н. Предпосылки формирования буферности почв в зоне влияния горнорудного производства и в условиях активной трансформации органического вещества в агроландшафтах Международный научно-исследовательский журнал, Международный научно-исследовательский журнал. 2025. - № 4 (год публикации - 2025)

16. Украинский П.А. Распределение эрозионного микрорельефа на прибалочных склонах Ямской степи (заповедник «Белогорье» Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “IX Щукинские чтения: к 80-летию кафедры геоморфологии и палеогеографии и 270-летию Московского университета” и “XXXVIII Пленум геоморфологической комиссии РАН”, Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “IX Щукинские чтения: к 80-летию кафедры геоморфологии и палеогеографии и 270-летию Московского университета” и “XXXVIII Пленум геоморфологической комиссии РАН”, Москва, 3-6 апреля 2025 г. / отв. ред. Е.В. Гаранкина [Электронное издание] – М.: ИГ РАН, МГУ, 2025. – 676 с. - С. 595-600. (год публикации - 2025)

Возможность практического использования результатов
Результаты исследований могут быть использованы в системе мониторинга углеродного баланса чернозёмов лесостепной зоны следующим образом. По результатам оценки степени эрозионной деградации и дегумификации агрочернозёмов, с использованием разработанных моделей и методики, определяется секвестрационный потенциал (потенциал гумусонакопления) этих почв для сценария природного воспроизводства (принят за 100 %). Далее, с периодичностью 4-5 лет, определяется фактическое содержание органического вещества и диагностируется степень реализации этого потенциала. Закономерности влияния типов нарушений в лесном покрове на его спектрально-отражательные характеристики могут выступать основой для развития подходов к мониторингу многолетних изменений в лесах в контексте использования лесных ресурсов и их сохранения. Предложенная методика оценки относительных изменений в углерододепонирующей способности растительного покрова может быть применена для анализа углеродных циклов для разработки эффективных систем природопользования. Предложенный подход к моделированию эрозионной миграции почвенного углерода может быть использован для оценок эффективности реализации природно-климатических проектов: потенциальные риски по депонированию углерода в пахотных почвах (при внедрении технологий no-till, внесения биочара и пр.); обоснование консервации кормовых угодий в овражно-балочной сети как пулов накопления почвенного углерода. Разработанная технология стимулирования накопления углерода в почвах с использованием мелиорантов (отходов металлургического производства) может быть использована для реализации климатических проектов регенеративного земледелия, а также для создания «карбоновых ферм». Это соответствует Стратегии социально-экономического развития России с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года (СНУР РФ), которая утверждена распоряжением Правительства РФ от 29 октября 2021 года №3052-р. Показавшую свою эффективность в Белгородской области стратегия регенеративного земледелия, основанная на внедрении проектов адаптивно-ландшафтных систем земледелия и охраны почв, содержащих наряду с подсистемой почвоводоохранного землеустройства шесть ключевых элементов биологизации земледелия, обеспечивающих воспроизводство почвенного органического вещества, может быть рекомендована для тиражирования в земледельческой зоне Европейской России. Эти результаты вносят вклад в развитие направление Н8 Стратегии НТР, в части необходимости повышения возможности качественной адаптации экосистем и отраслей экономики к климатическим изменениям.