Вестник РАН, 2021, T. 91, № 3, стр. 265-272

Необходимость переформатирования мировой экономики и перевода её на путь устойчивого развития, при котором человек гармонично использует природные ресурсы, не нанося непоправимого вреда окружающей среде, входит в число наиболее острых и широко обсуждаемых мировым сообществом проблем, особенно на протяжении последнего десятилетия. Достаточно упомянуть, что в 2015 г. был утверждён План действий ООН по организации и достижению Целей устойчивого развития [1], подписано Парижское соглашение по климату, призванное координировать усилия стран в борьбе с глобальным потеплением [2]. В Евросоюзе экологические движения способствовали формированию политики “Зелёного курса” (European Green Deal) [3], реализация которой в 2021–2030 гг. и в более отдалённой перспективе предполагает, что в 2050 г. удастся довести баланс эмиссии и поглотителей ПГ до нулевого уровня. Характерный факт: новая программа обеспечения продовольствием стран ЕС предусматривает маркировку продукции с указанием размера вреда, нанесённого окружающей среде при производстве того или иного товара.

Можно утверждать, что переход на путь устойчивого развития невозможен без широкого научного обеспечения, а в контексте рассматриваемой нами темы – сбора большого массива статистических данных, позволяющего корректно оценивать не только позитивную сторону экономической активности в виде выпуска продукции (производственные показатели), но и сопутствующие издержки (экологические показатели): загрязнение воздуха, воды и почв. В качестве одного из таких общепринятых экологических показателей в настоящее время используется уровень выброса парниковых газов, рассчитываемый, как правило, в эквиваленте углекислого газа (СО₂). Например, база данных Всемирного банка [4] позволяет оценить выпуск ВВП страны относительно эмиссии парниковых газов (ПГ) или же определить уровень эмиссии ПГ на душу населения. С помощью этих данных можно сравнивать экологические последствия интенсификации экономик разных стран, выявлять их вклад в сокращение эмиссии ПГ, а также ретроспективные изменения как следствие совершенствования технологий. Конечно, большая часть таких выбросов ассоциирована с энергетикой и топливным сектором, однако исследование эмиссии ПГ, производимых в других секторах экономики, также необходимо.

Сектор сельского хозяйства и изменения землепользования в 2007–2016 гг. были источником 23% общемировой эмиссии ПГ [5], в том числе 5% приходилось на растениеводство [6]. Вот почему так важна всесторонняя оценка факторов сельскохозяйственного производства, перспектив его развития не только с позиций обеспечения продовольственной безопасности, но и с экологических позиций, то есть сегодняшних и потенциальных возможностей уменьшения вреда окружающей среде, связанного с использованием значительного количества воды, химикатов, навоза и сопутствующими процессами загрязнения почв, водных ресурсов и воздуха. К сожалению, сегодня по большинству этих показателей нет адекватных и сопоставимых показателей по странам.

Наиболее полная база данных по производству продукции сельского хозяйства в разных странах мира представлена на сайте ФАО ООН (http://www.fao.org/faostat/en/#data). В этом же источнике присутствуют данные по эмиссии парниковых газов, связанной с сельскохозяйственным производством и сектором изменения землепользования. Такое отраслевое разделение отчасти соответствует методологии, предложенной Международной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), поскольку некоторые виды эмиссии ПГ в секторе изменения землепользования приходятся непосредственно на пахотные или пастбищные угодья, и могут быть отнесены к производству продуктов питания.

В настоящей статье затрагивается только один из аспектов этой проблемы: процесс развития сельского хозяйства и его экологических последствий рассматривается на примере расчёта показателя выпуска продукции растениеводства и сопутствующих выбросов ПГ. Он характеризует уровень интенсификации и одновременно издержки, которые несут от этого производства третьи лица. Проанализируем упомянутый показатель на примере шести стран с развитым сельским хозяйством и обладающих обширными территориями – Австралии, Бразилии, Канады, Китая, России и США – за период 1992–2017 гг. В исследованиях ряда зарубежных авторов экологические последствия развития растениеводства оценивались на основе соотношения выпуска продукции и эмиссии от изменения землепользования (вырубка лесов или распашка естественных ландшафтов) [7], а также показателя эффективности использования азота в растениеводстве [8]. В этих работах приводятся результаты расчётов по разным странам, но отсутствует динамическая составляющая, поскольку авторы опираются на данные только за 2000 г., как и в работе [6].

Наше исследование отличается от предшествующих выбором источников эмиссии ПГ¹¹ и видов сельскохозяйственных культур, а также способом перевода статистических показателей продукции растениеводства в энергетический эквивалент, в данном случае измеряемый в мегакалориях (Мкал). Забегая вперёд, отмечу, что полученные оценки значительно отличаются от предыдущих: если в работе [6] средний показатель составил 0.16 т СО₂ на 1 Мкал, то в настоящем исследовании по фокусным странам он оказался в диапазоне 0.06–0.10 т СО₂ на 1 Мкал продукции растениеводства. Причина, в частности, состоит в том, что в отсутствие сопоставимых данных по странам мы не использовали данные о вырубке лесов под пашню (такая вырубка характерна, например, для Бразилии) и соответствующей эмиссии ПГ²². Кроме того, наша методика, как упоминалось, предполагает оценку соотношения эмиссии в растениеводстве к производству продукции во времени, а значит, появляется возможность оценить современные тренды интенсификации в этом секторе сельского хозяйства и показать высокий потенциал низкоэмиссионного производства, не сопровождающегося вводом в оборот новых территорий.

Расчёты производились с использованием базы данных Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединённых наций (ФАО) [9], оценивающей объём выбросов ПГ, ассоциированных с сельскохозяйственной деятельностью, на основе методологии МГЭИК [10]. В таблице 1 приведён перечень всех типов эмиссии, присутствующих на сайте ФАО, но в настоящем исследовании анализировались только те источники (их шесть), которые напрямую связаны с интенсификацией производства продукции растениеводства, то есть меры и практики, способствующие увеличению продукции с возделываемых земель. В числе этих источников – возделывание рисовых полей, химические удобрения, внесённые под посевы, органические удобрения, растительные остатки, выбросы, связанные с возделыванием почв, а также вызываемые поджогом стерни. Все показатели переведены в сопоставимый эквивалент выбросов ПГ в виде объёма углекислого газа (СО₂) [11].

В базе данных ФАО содержится перечень наиболее значимых возделываемых культур почти по всем странам мира. В таблице 2 представлены виды продукции по категориям, указаны переводные коэффициенты энергетического эквивалента калорий (Мкал), позволяющие трансформировать показатель валового сбора конкретной культуры в сопоставимый эквивалент выпуска продукции [12]³³. Данные по производству фруктов не использовались, поскольку оно не сопровождается значительными выбросами парниковых газов.

Что же показали расчёты? Для анализа показателя экологичности производства продукции растениеводства (соотношение эмиссии ПГ к валовому сбору) были отобраны шесть уже упоминавшихся стран, которые хотя и располагаются в разных климатических зонах, но сходны по одному фактору: они обладают, подчеркнём ещё раз, обширными территориями, в том числе посевными площадями для производства продукции растениеводства. В таблице 3 на основе данных за 2017 г. представлен показатель урожайности различных культур в этих странах, выраженный в сопоставимой единице Мкал⁴⁴ – он позволяет выявить энергетическую эффективность производства указанной продукции. Из приведённых в таблице статистических данных следует, что структура посевных площадей в Австралии, Бразилии, Канаде, Китае, России и США далеко не одинакова, но, как правило, везде более половины площадей занято зерновыми и зернобобовыми культурами. Исключение – Бразилия, где зерновым отдано около 30% всей посевной площади, а 50% приходится на масличные культуры, в основном сою. Высок их удельный вес и в Канаде – 44% (в основном за счёт рапса). Особенность же Китая заключается в том, что здесь доля овощных культур в посевах достигает 13%, в то время как в других пяти странах не превышает 1%.

Среди шести стран Россия, как ни странно, по структуре посевов похожа на Австралию – 76 и 83% под зерновыми соответственно. И в России, и в Австралии зафиксирована самая низкая урожайность зерновых культур среди фокусных стран – 9–10 тыс. Мкал на 1 га⁵⁵. Урожайность масличных здесь также самая низкая – 4–5 тыс. Мкал с 1 га. Однако в Австралии почти в 2 раза выше, чем в России, продуктивность корнеплодов и овощей, что свидетельствует о более высоком уровне интенсификации сельхозпроизводства в этой стране.

Таблица 4 иллюстрирует динамику изменения посевных площадей и продуктивности в фокусных странах. Сравнение показателей 1992 и 2017  гг.⁶⁶ позволяет оценить масштабы и интенсивность производства растениеводческой продукции в сопоставимых единицах. Результаты расчётов показывают, что продуктивность использования сельскохозяйственных угодий в шести странах за 25-летний период существенно выросла, но, например, в Австралии с её довольно засушливым климатом на 30%, а в Бразилии, отличающейся более влажным климатом, на 71%. Масштабы изменения общей площади посевов (только по выбранным культурам) заметно различаются по странам: 1–5% в США и Канаде, 58% в Австралии, 81% в Бразилии. В Китае посевы выросли за 25 лет лишь на 17%, однако величина посевных площадей в абсолютном выражении здесь самая значительная среди фокусных стран – 154.4 млн га, что связано с необходимостью обеспечения продовольствием многочисленного населения этой страны: более 1400 млн человек в 2019 г. Именно это обстоятельство и служит основным драйвером роста урожайности – почти 25 тыс. Мкал с 1 га получили в Китае в 2017 г. Это самый высокий показатель среди выбранных стран. При этом нельзя не учитывать и экологические последствия такой интенсификации, о чём будет сказано ниже.

Для России период 1992–2017 гг. характеризовался кардинальными экономическими реформами, которые привели к сокращению посевов на 15% (до 58 млн га по выбранным культурам⁷⁷). Параллельно этому происходило увеличение урожайности (на 61%), что привело к достижению совокупной урожайности на уровне почти 10 тыс. Мкал с 1 га. Но среди шести стран это один из самых низких показателей, что связано, как упоминалось, с преобладанием зерновых культур в структуре посевов. Однако в России очень широк разброс урожайности по регионам. Так, в Краснодарском крае урожайность пшеницы в 3–4 раза выше, чем на территории Сибири. Следовательно, последствия интенсификации растениеводства и издержек для третьих лиц в регионах России требуют специального изучения.

Подробный анализ факторов, способствующих росту посевов и/или урожайности в выбранных странах, выходит за рамки темы данной статьи, но в числе важнейших необходимо отметить быстрый рост населения планеты и увеличение потребления продуктов питания на душу населения⁸⁸ на протяжении последних десятилетий. Во всех шести странах производство развивалось не только с целью удовлетворения внутреннего спроса, но и для увеличения экспорта. В рассматриваемый период многие страны, в том числе и фокусные, преуспели в производстве продуктов питания благодаря переходу на новые технологии, включающие применение высокоурожайных сортов, а также систем химической обработки и подкормки растений. Но массовое применение новых технологий сопровождалось ростом издержек для третьих лиц, о чём можно судить по увеличивающемуся объёму эмиссии парниковых газов. Динамика совокупных выбросов ПГ, ассоциированных с растениеводством, представлена на рисунке 1. При расчётах показателей учитывались выбросы от следующих источников: минеральные и органические удобрения, внесённые под посевы; возделывание рисовых полей; растительные остатки; возделывание органогенных почв (по методологии ФАО – organic soils); выбросы ПГ от поджога пожнивных остатков (см. табл. 1).

Рис. 1.

Выбросы парниковых газов в растениеводстве в 1992 и 2017 гг. по фокусным странам, тыс. т СО₂ эквивалента

Источник: ФАО.

Во всех странах, кроме России, выбросы ПГ за 25-летний период увеличились (см. рис. 1). Согласно нашей методике расчётов, в России с 1992 по 2017 г. заметно – на 30% – сократилась эмиссия ПГ от производства продукции растениеводства. Это связано с переходом на новые технологии, новые сорта семян, а также с уменьшением применения удобрений и значительным сокращением посевных площадей. В Австралии, Бразилии, Канаде, Китае, США общий объём эмиссии не уменьшился, потому что в этих странах, в отличие от России, наблюдался рост населения, что потребовало роста производства продовольствия, в частности, за счёт увеличения площадей посевов и интенсификации возделывания земель, в том числе путём расширения использования удобрений, объёмы внесения которых зачастую в 2–3 раза превышают аналогичные показатели в России по сопоставимым культурам.

Накоплен немалый массив данных, свидетельствующих о том, что рост эмиссии ПГ связан с развитием производства, увеличением урожайности сельскохозяйственных культур, в немалой степени обеспечиваемой внесением минеральных и органических удобрений. Если таблицы 3, 4 демонстрируют позитивные последствия сельскохозяйственного развития в виде выпуска продукции и роста урожайности, то из данных, приведённых на рисунке 1, следует, что процесс роста производства продукции растениеводства с 1992 по 2017 г. сопровождался увеличением издержек для окружающей среды в виде выбросов парниковых газов.

А теперь рассчитаем эмиссию ПГ в пересчёте на производство продукции растениеводства в эквиваленте Мкал, чтобы оценить сопоставимый уровень интенсификации растениеводства в разных странах. Показатель выбросов ПГ (в эквиваленте СО₂) на единицу производимой продукции растениеводства сопоставим и за исследуемый период колеблется в диапазоне 0.06–0.15 т СО₂ с 1 т продукции растениеводства, выраженной в Мкал. Наиболее заметные изменения в 1992–2017 гг. наблюдались в России, где интенсивность эмиссии ПГ, связанной с выпуском продукции, уменьшилась в 2 раза – с 0.13 до 0.06 т СО₂ с 1 Мкал. Последний показатель сопоставим с показателями Австралии, Бразилии и США. В Китае эмиссия ПГ с единицы произведённой продукции хотя и снизились за четверть века, но по-прежнему выше, чем в других странах, и в 2017 г. составила 0.10 т СО₂ с 1 Мкал. Это может быть связано с чрезмерным использованием химических удобрений, которые в этой стране служат источником значительного загрязнения воды и почв, и ряд исследований показывают, что удобрения здесь используются почти в 2 раза менее эффективно, чем в США и Европе [8].

На рисунке 2 видно, что интенсивность растениеводства, выраженная в объёме эмиссии ПГ на единицу произведённой продукции, снизилась за четверть века на 8–49% в зависимости от страны (наиболее существенно – в России). Это может свидетельствовать о том, что так или иначе все страны медленно, но верно переходят на ресурсосберегающие технологии. В работе [14] было показано, что во многих странах меры природоохранной политики, в частности за счёт вывода земель из оборота, способствовали не только сохранению почв, но и косвенно повлияли на снижение темпов роста эмиссии ПГ, связанной с производством сельскохозяйственной продукции, в том числе растениеводческой. Расчёты по нашей методике позволяют сделать вывод, что эмиссия ПГ в растениеводстве всё-таки выросла за период 1992–2017 гг. (см. рис. 1), однако это сопровождалось снижением её объёма в СО₂-эквиваленте на единицу произведённой продукции (см. рис. 2). Другими словами, за 25 лет выпуск продукции вырос на единицу используемых ресурсов, что свидетельствует о серьёзном изменении технологий возделывания земель, а также использовании современных видов высокоурожайных сортов.

Рис. 2.

Соотношение между эмиссией ПГ в растениеводстве и выпуском продукции (т СО₂ с 1 Мкал) по культурам, указанным в таблице 2

Источник: расчёты автора по данным ФАО и работы [12].

В настоящее время в Правительстве России обсуждается проект Стратегии низкоуглеродного развития до 2050 г., который предполагает адаптацию сельского хозяйства к требованию сокращения или сдерживания темпов роста эмиссии ПГ, в том числе и в растениеводстве. Это, в частности, “оптимальное применение органических удобрений и уменьшение потерь от эрозии и дефляции, сокращение потерь почвенного углерода на пашнях и накопление углерода в почвах лугов” [15].

С нашей точки зрения, для реализации этих направлений необходимо усовершенствовать систему информационно-консультационного обеспечения российских сельхозпроизводителей, чтобы они могли получить практический опыт работы с передовыми технологиями, знали, как на них перейти, какова будет их эффективность. Кроме того, с позиций государственного управления, нужно усовершенствовать статистический учёт как оценки масштабов потери углерода на пашне за счёт эрозии почв, так и применения низкоуглеродных технологий. Необходимо принимать во внимание и охват территории (отдельно пашни и пастбищ), на которых они используются, чтобы в дальнейшем оценить динамику перехода на эти технологии, а также изменения в интенсификации производства. Последнее важно не только с точки зрения глобальных рисков в виде выбросов ПГ, но и рисков региональных и локальных, поскольку переход на новые технологии может сопровождаться как положительными, так и отрицательными последствиями, в том числе изменением ландшафтов и уровня загрязнения почв и водоёмов. Подобная информационная система может оказаться эффективной и для анализа текущего уровня интенсификации землепользования, что не менее важно с учётом нарастания техногенных и экологических рисков.

Предыдущие исследования показали, что эмиссия ПГ, связанная с растениеводством, составляет, как уже упоминалось, лишь 5% всех их выбросов, вызванных деятельностью человека [6]. И эта доля может показаться незначительной, не стоящей особого внимания. Но расчёты убеждают, что изучение эмиссии парниковых газов – важный индикатор экологичности сельскохозяйственного производства. Наша методика позволяет оценить “углеродный отпечаток” (так называемый carbon footprint) в производстве продукции растениеводства и сравнить его по странам. В дальнейшем предстоит изучить возможность расчёта эмиссии по каждой отдельной культуре, а также провести оценку экологичности производства продукции животноводства. Также могут быть актуальны исследования по регионам России, где уровень интенсификации растениеводства и степень распашки земель существенно различаются, а значит, различным будет влияние на локальные экосистемы.