Unter Humus versteht man die organisch zersetzte Bodensubstanz. Meist ist insbesondere der Oberboden bis zu einer Tiefe von ca. 30 cm besonders humusreich. Humus wird durch die Zersetzung organischen Materials (bspw. Blätter) durch Bodenlebewesen und Mikroorganismen gebildet.

Die durch den Klimawandel veränderten Temperatur- und Niederschlagsverhältnisse wirken sich unmittelbar auf den Boden aus. Die Bodentemperatur, der Bodenwasserhaushalt und das Bodengefüge verändern sich, was sich letztendlich auch in veränderten Humusgehalten und den daraus für eine bestimmte Bodentiefe berechneten Humusvorräten zeigen kann. Humus ist für die Fruchtbarkeit von Böden, das Bodenleben und damit die landwirtschaftliche Produktion essenziell.

Außerdem ist der Humus auch für die Funktion von Böden als CO₂-Senke von Bedeutung. Je mehr Humus im Boden eingelagert wird, desto mehr CO₂ wird aus der Atmosphäre gebunden. Wird der Humusvorrat durch klimatische Faktoren oder auch durch landwirtschaftliche Tätigkeiten verringert, gelangt CO₂ wieder in die Atmosphäre und trägt zur globalen Erwärmung bei.

Der Prozess der Humusbildung und die Wirkung veränderter klimatischer Bedingungen ist sehr komplex. Einerseits wird bei höheren Temperaturen mehr Biomasse gebildet, die zur Humusbildung zur Verfügung steht, andererseits laufen bei höheren Temperaturen die Prozesse, die zum Humusabbau führen, deutlich schneller ab. Für beide Prozesse ist dabei eine ausreichende Wasserversorgung wesentlich. Es wird davon ausgegangen, dass es durch die Klimaveränderungen insgesamt zu einem Humusrückgang kommen wird.

Seit 2009 führt das LANUV gemeinsam mit dem Geologischen Dienst (GD), der Landwirtschaftskammer NRW (LWK) und der Universität Bonn ein Humusmonitoring auf Ackerflächen durch. An insgesamt 45 Untersuchungsflächen werden im sogenannten Intensivmonitoring jährlich bzw. alle drei Jahre verschiedene Bodenparameter (u. a. der organische Kohlenstoffgehalt, C_org) gemessen. Dabei liegen jeweils 15 Untersuchungsflächen im Niederrheinischen Tiefland (NT), in der Niederrheinischen Bucht (NB) und in der Westfälischen Bucht (WB). In diesen Regionen ist der Anteil der ackerbaulich genutzten Flächen besonders hoch. Bei der Auswahl der Untersuchungsflächen wurden die Bodenart, die Bodentemperatur, die Niederschlagsverhältnisse und die Bewirtschaftung berücksichtigt. Humus besteht zu 58 % aus organischem Kohlenstoff. Der Humusvorrat wird über den Humusgehalt unter Einbeziehung der Lagerungsdichte, der Horizontmächtigkeit und des Grobbodenanteils (u. a. Steine) berechnet. Dargestellt wird der dreijährlich berechnete Humusvorrat in Tonnen pro Hektar bis 60 cm Tiefe (Ober- und Unterboden) als Mittelwert über die 15 Untersuchungsflächen des jeweiligen Naturraumes. 

Der Mittelwert der Humusvorräte für die Erhebungsjahre 2009, 2012, 2015, 2018 und 2021 liegt im Niederrheinischem Tiefland bei 130,9 Tonnen pro Hektar (t/ha), in der Niederrheinischen Bucht bei 118,7 t/ha und in der Westfälischen Bucht bei 195,8 t/ha. Insgesamt liegt der Mittelwert bei 148,4 t/ha für alle Standorte und Großlandschaften.

An allen Standorten im Humusmonitoring schwanken die Humusvorräte leicht über die Messreihe, dabei zeigt sich kein einheitliches Bild für die Großlandschaften. Daher kann anhand der bisher zur Verfügung stehenden Datenreihe zu den Vorräten keine Aussage zur langfristigen Humusentwicklung und des Klimawandeleinflusses getroffen werden.

Ein Vergleich der Regionen zeigt, dass trotz der eher sandigen Böden der Westfälischen Bucht die Humusvorräte deutlich über den Humusvorräten der Rheinregionen mit ihren fruchtbaren Lössböden liegen. Einen entscheidenden Einfluss auf den Humusgehalt der Böden haben neben dem Klima die Bewirtschaftung und die (ehemaligen) Grundwasserstände. Einige der Böden im Untersuchungskollektiv aus der Westfälischen Bucht haben (früher) hohe Grundwasserstände gehabt und enthalten daher historisch bedingt höhere Kohlenstoffvorräte und damit Humus.

Aufgrund der kurzen und diskontinuierlichen Zeitreihe kann keine Trendanalyse erfolgen. Sobald eine längere Datenreihe vorliegt, erfolgt auch hier eine Trendanalyse nach der "DAS-Methode".