18 октября 2023
Наталья Васильевна Лукина, член-корреспондент РАН, директор Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
Почти половину территории России покрывают леса. Какие функции у лесов, помимо экономических, в чём отличия между молодыми посадками и многолетними естественными лесами, куда делись их обитатели, и что происходит с лесом после пожара? Об этом мы узнали у директора Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, члена-корреспондента РАН Натальи Васильевны Лукиной в юбилейный для Центра год.
- Наталья Васильевна, расскажите, пожалуйста, какими исследованиями занимается ваш Центр?
- Наш Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов – молодой институт. Он создан всего 30 лет назад, в этом году у нас юбилей. Поэтому я благодарю вас за то, что решили взять интервью в юбилейный для нас год.
Центр был создан по инициативе академика РАН Александра Сергеевича Исаева с целью проведения и координации научных исследований по направлениям: оценка ресурсно-экологического потенциала лесов, мониторинг лесных экосистем, сохранение биологического разнообразия и генофонда лесной растительности, повышение рекреационных и средозащитных функций леса.
Современными направлениями развития нашего Центра являются следующие: биологическое разнообразие и экосистемные функции лесов, мониторинг и прогноз динамики лесных экосистем, лесная политика. Останавливаясь на первом направлении, следует подчеркнуть, что биологическое разнообразие – провайдер всех экосистемных функций лесов. Поэтому мы изучаем взаимосвязи между компонентами биоты, биокосными компонентами лесных экосистем и абиотическими факторами: как они взаимодействуют между собой и как в результате этого взаимодействия формируются экосистемные процессы и функции.
К сожалению, многие люди считают, что лес – это только деревья и формируемые ими древостои. На самом деле лес – это сложная экосистема, в ней очень много компонентов. В естественных лесах функционируют различные виды растений и животных, множество микроорганизмов. Почва – биокосное тело – неотъемлемый компонент лесных экосистем. При проведении оценок в лесах необходимо учитывать взаимодействие почвы и биоты. Сегодня в России лесные почвы, фитоценозы, зооценозы, микробоценозы или отдельные лесные виды являются объектом исследования во многих институтах, во многих высших учебных заведениях. Отличие наших исследований в том, что мы работаем на экосистемном уровне. Нас интересует лесная экосистема в целом, как в ней формируются и протекают экосистемные процессы, обеспечивающие выполнение экосистемных функций, которые при появлении человека становятся экосистемными услугами. Может быть, вы слышали такой немножко странный термин, который у нас не сразу прижился.
Экосистемных функций и, соответственно, услуг множество. Мы придерживаемся классификации «Millennium ecosystem assessment», согласно которой идентифицируются четыре категории экосистемных функций/услуг: обеспечивающие, поддерживающие, регулирующие и культурные. Обеспечение древесиной – это обеспечивающая услуга. В лесу к обеспечивающим услугам относят также обеспечение людей ягодами, грибами, орехами, лекарственными растениями. Сегодня акцент у нас в экономике и в образовательных лесных учреждениях делается в основном на обеспечивающие услуги и, конечно, главным образом, на древесину. Однако сейчас начало приходить понимание, что леса еще и регулируют климат, то есть выполняют регулирующие функции. Когда говорят о регулировании климата, в основном, имеют в виду регулирование цикла углерода, сколько парниковых газов могут поглощать леса. Появились углеродные рынки, на которых поглощение одной тонны углерода оценивается от 30 до 150 долларов. Если иметь в виду функцию поглощения парниковых газов, российские леса зарубежными экспертами оцениваются в 17 триллионов долларов. Таким образом, леса – не только древесина, ягоды, грибы, орехи, но и регулирование климата.
Но ведь и не только. И регулирование климата – не только углерод. Леса – это ещё и регулирование гидрологического режима. 70% пресной воды формируется на лесных водосборах. Дефицит пресной воды уже наступает в мире и, к сожалению, становится очень серьезной проблемой.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
Леса сохраняют, поддерживают, создают местообитания для биоты: 75% наземной биоты находят своё местообитание именно в лесах, то есть леса выполняют и поддерживающие функции. Как я говорила, биоразнообразие – основа, провайдер всех экосистемных функций. Без биоразнообразия нет экосистем и, соответственно, нет ни регулирования климата, ни всех других функций. Всё держится на биоте, которая взаимодействует с абиотическими факторами и создает окружающую нас среду. В лесах при взаимодействии биоты и абиотических факторов формируются почвообразовательные процессы, которые обеспечивают такую экосистемную функцию, как регулирование и поддержание естественного почвообразования.
Если привести пример из культурных услуг, то это рекреация, оздоровление людей, получение знаний о природе, экологическое просвещение. То есть культурные услуги – это тоже леса. Все эти четыре категории функций/услуг очень важны, но с точки зрения экономики, к сожалению, леса – это пока, в основном, только древесина. Конечно, древесина важна, мы выступаем за то, что нам надо развивать биоэкономику замкнутого цикла на основе, в том числе и прежде всего, лесной биомассы – возобновляемого ресурса. Здесь важна и древесина, но все остальные функции, конечно, не менее важны. Поэтому в нашем Центре мы развиваем концепцию мультифункциональности лесов, о том, что леса выполняют все экосистемные функции одновременно. Когда приводят оценки углерода, например, считают, что в Российской Федерации 640 миллиардов деревьев, они секвестрируют столько-то углерода. Конечно, можно посчитать, сколько деревьев, сколько углерода в этих деревьях и сколько парниковых газов они поглощают, но надо понимать, что для сохранения и обеспечения этой функции важно, чтобы все остальные функции были с ней в балансе, потому что в противном случае и эта функция «провалится». Важен баланс между всеми экосистемными функциями/услугами. Поэтому, наши исследования, особенно сегодня, нацелены на оценку этой мультифункциональности, взаимосвязей между разными экосистемными функциями, взаимосвязей между основными биотическими компонентами и абиотическими факторами.
- Лето 2021 года выдалось очень жарким. Это спровоцировало множество лесных пожаров. Как леса восстанавливаются после пожаров, могут ли они сделать это самостоятельно, либо человек должен приложить к этому руки. И что происходит с почвой? Считается ли она совершенно не плодородной? Как человеку восстановить леса на таких местах?
- Очень правильно, что вы заострили внимание на этом вопросе, потому что лесные пожары – большая беда. Конечно, не только в России, но и в других странах тоже сейчас возросла интенсивность, частота пожаров. Конечно, есть исследования, которые показывают и оценивают влияние пожаров и на почвы, и на другие компоненты лесных экосистем. Но, к сожалению, должна заметить, что даже в научной среде есть две точки зрения относительно влияния пожаров. Одна точка зрения, пожары – только негативный фактор влияния на все компоненты лесов. А есть и другая научная точка зрения, что пожары нужны и важны, что это естественный фактор динамики лесов.
Мы подготовили большую обзорную статью, которая скоро будет опубликована в специальном выпуске журнала «Вопросы лесной науки» (Гераськина и др., 2021), посвященном лесным пожарам.
В этой статье мы показываем, почему, с нашей точки зрения, возникают такие мнения, что пожары необходимы как фактор динамики лесов. Пожары были всегда, но частота, интенсивность и масштабы, как все отмечают, повышаются в настоящее время. Мы проанализировали очень много работ, и прошлых, и современных. Всё-таки большинство исследователей склоняются к тому, что пожары оказывают резко негативное влияние на лесную биоту.
Вы спросили про влияние на почву. В лесной подстилке, верхнем горизонте лесных почв, живёт огромное количество видов почвенных беспозвоночных и микроорганизмов, обеспечивающих нормальное функционирование лесов. Они очень важны и для регулирования цикла углерода и элементов питания, потому что они являются переработчиками опада. Пожары, которые полностью уничтожают подстилку, уничтожают и эти организмы, и даже при не очень катастрофических низовых пожарах они погибают, либо сохраняются лишь в каких-то отдельных пятнах мозаики, оставшихся от подстилки, откуда потом идёт восстановление. Есть научные оценки, свидетельствующие о том, что для восстановления подстилки нужно не менее 120 лет
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
Изменяются и физико-химические свойства и подстилки, и минеральных горизонтов, которые находятся под подстилкой. Для восстановления этих свойств тоже нужны десятки, сотни лет. Исследователями установлено, что увеличивается концентрация полициклических ароматических углеводородов, так называемые ПАУ, которые, как известно, обладают канцерогенным и мутагенным действием. Поэтому для почвенной биоты пожары — это негативный фактор, который снижает её видовое разнообразие, что в дальнейшем влияет на экосистемные функции, поскольку биота регулирует все эти функции. Мы считаем, что пожары оказывают негативное воздействие на леса. Аргумент, который приводят в пользу пожаров в том, например, что благодаря пожарам формируются «прорывы» в лесном пологе, открытые пространства, где могут заселяться светолюбивые виды. На самом деле, в природе есть и другие механизмы для того, чтобы создавались такие «прорывы» в пологе, чтобы эти светолюбивые и другие виды поддерживались. Это ветровалы, вывалы, формирование оконной мозаики в естественных лесах, которых, к сожалению, осталось совсем немного, но они всё-таки есть. Там действуют естественные механизмы, когда деревья достигают определённого возраста, стареют, умирают, вываливаются. Происходит вывал и самих деревьев, и выворачивается с комлем почва. Образуются разные элементы мозаики, окна. Света достаточно много для того, чтобы светолюбивые виды тоже могли появляться, чтобы появлялся подрост разных видов деревьев. И, на самом деле, пожары и в этом смысле фактор негативный, поскольку когда пожары происходят на огромных площадях, они создают гомогенную среду и уничтожают мозаику местообитаний, которая необходима для того, чтобы у разных видов было жилище и пища, чтобы они могли функционировать все вместе, чтобы на небольшой площади было много видов. Например, на таком элементе мозаики как валеж, который формируется в результате вывала деревьев, может поселяться и жить до 40% видов в том или ином лесном биогеоценозе. Когда всё сгорает на огромных площадях и формируются гомогенные условия, естественная мозаика уничтожается, видовое разнообразие резко снижается. Да, после пожаров появляются пирофиты, но они и так функционируют в естественном лесу. В этой статье мы попытались обосновать, почему на самом деле можно обойтись и без таких пожаров для того, чтобы формировались те же самые прорывы в окнах, чтобы естественное развитие лесов не прерывалось.
Сегодня, конечно, пожары – очень серьёзный фактор динамики лесов, а вернее деградации, уничтожения лесов. С пожарами надо бороться: предотвращать и тушить. Конечно, в 90% случаев и более виновник пожара – человек. В чём проблема? Получается, мы плохо воспитываем наших детей. Понятно, что люди не хотят, чтобы возник пожар в лесу, но разведение костров, сжигание порубочных остатков, или сельскохозяйственные палы, вот это всё приводит к неконтролируемым пожарам. Потом люди совершают подвиги: Авиалесоохрана, МЧС, добровольцы сейчас борются с пожарами на огромных территориях.
Важны два дополняющих друг друга подхода к решению этой проблемы: 1 – воспитание, 2 – увеличение штатной численности лесной охраны. К сожалению, лесной кодекс 2006 года нанёс много вреда лесному хозяйству. В результате там были приняты такие решения, что в пять раз и более сокращен штат лесной охраны по сравнению с тем, что было в советское время. Поэтому второй путь – увеличение штатной численности лесной охраны, лесников, лесничих, которые могли бы совершать обходы, вести наблюдения за состоянием лесов на своих участках. В таком случае люди могут идентифицировать эти пожары ещё в зачаточном состоянии, когда их можно, по образному выражению лесников, «потушить стаканом воды». Как говорил Георгий Николаевич Коровин, директор нашего Центра до 2012 года, член-корреспондент РАН, очень известный лесной пиролог:
Если начавшийся лесной пожар не потушить стаканом воды, то случится беда, бороться с пожаром очень трудно, если вообще возможно
- Как ваш Центр занимается изучением динамики лесов. Какие методы при этом используются?
Суточные данные спутникового мониторинга пожаров в Якутии за 25.07.2021
Источник фото: Росгидромет
- В нашем Центре для оценки динамики лесов используются в общем смысле два методических подхода: дистанционные и наземные методы. Если начать с дистанционных методов, здесь сразу стоит сказать о нашем тесном сотрудничестве с Институтом космических исследований РАН, это наш стратегический партнёр со дня создания Центра. Недаром академик Александр Сергеевич Исаев разместил наш Центр в здании ИКИ РАН. Наши ученые сразу начали взаимодействовать с научными сотрудниками ИКИ РАН, где очень успешно развиваются методы дистанционного зондирования разных природных объектов Земли из космоса, а лесов, я бы сказала, в первую очередь. Здесь большие достижения в этой области. Возглавляет отдел мониторинга Евгений Аркадьевич Лупян, а лесную его часть – Сергей Александрович Барталев. И мы очень-очень успешно и на протяжении долгого времени с ними сотрудничаем.
Благодаря этому сотрудничеству была создана и внедрена в лесное хозяйство информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров (ИСДМ-Рослесхоз), которая успешно используется и сейчас. ИСДМ-Рослесхоз стала отраслевой, государственной информационной системой. Это один из примеров успешного внедрения методов мониторинга динамики лесов. Научное сопровождение этой системы по-прежнему осуществляют Институт космических исследований и наш Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов. У нас в институте функционирует лаборатория мониторинга лесов, развиваются дистанционные методы (заведующий лабораторией Дмитрий Владимирович Ершов). Благодаря созданию информационной системы мы сейчас можем с достаточной достоверностью устанавливать площади, пройденные пожаром. Сейчас мы думаем о том, что надо углублять эти работы с использованием созданной системы, в том числе еще более точно оценивать и гибель лесов от пожаров.
На самом деле, сколько сейчас гибнет лесов от пожаров – большой вопрос. Оценивается гибель в 1%, но с этим сложно согласиться. В советские времена наши пирологи оценивали гибель лесов и в 15, и даже 20 %. Мы думаем, что нам надо ещё более тесно взаимодействовать с Рослесхозом, Рослесозащитой (структурой Рослесхоза) с тем, чтобы всё-таки уточнять эти оценки. Понимание, на каких площадях происходит гибель лесов — очень важно. Без дистанционного зондирования на огромных лесных просторах нашей страны этого сделать просто невозможно. Эти методы позволяют развивать динамическое картографирование, проводить постоянную актуализацию данных о лесах, наблюдать в постоянном режиме за процессами, происходящими в лесах. Наш Центр сотрудничает с ИКИ РАН в этой области, и это является одним из наших ведущих направлений деятельности. Здесь развитие, в том числе, идет и в направлении использования снимков разного пространственного разрешения: и сотни, и десятки метров. Мы развиваем оценки динамики лесов не только на уровне всей страны или региона, но и на локальном уровне. Эти оценки нужны не только для того, чтобы наблюдать за пожарами, но и за состоянием экосистем в целом. Другим деструктивным фактором являются, например, вспышки массового размножения насекомых, которые часто следуют за пожарами. Методы ДЗЗ позволяют оценивать и влияние этих вспышек размножения насекомых на леса, и площади рубки лесов. Эти методы мы, конечно, используем и в наших фундаментальных исследованиях взаимосвязей между компонентами лесных экосистем. Так, например, исследуем, возможности использования методов ДЗЗ для оценки характеристик почв и их вклада в секвестрацию углерода. В этом направлении в центре активно работают молодые ученые, и часть, связанную с ДЗЗ, ведет Егор Александрович Гаврилюк.
В России доля бореальных лесов составляет 90%. Когда говорят про углерод, поглощение парниковых газов лесами, обычно акцент делают на деревья, древостой. Обращаю внимание, что половина углерода в бореальных лесах находится в почвах. Со школьных времён все мы знаем про фотосинтез, CO2, но надо понимать, что растения продуцируют опад, который оказывается на поверхности почвы. Дальше этот опад разлагается, продукты разложения опада участвуют в формировании почв и почвенных пулов углерода. В бореальных лесах, где разложение идёт медленно, циклы заторможены, в почвах накапливается много органических веществ. И не оценивать или недооценивать вклад почв в бюджет углерода в лесах ни в коем случае нельзя. Мы активно развиваем это направление в Центре.
Сотрудниками Центра разработаны методические основы оценки углеродного бюджета лесов и их влияния на концентрацию углекислого газа в атмосфере. Созданы нормативы, позволяющие оценивать детритные пулы и потоки углерода в лесах России, а также выявлены возможности повышения углеродного потенциала лесов за счет крупномасштабных проектов лесоразведения и лесовосстановления. Лидером этого направления в Центре является д.б.н., г.н.с. Дмитрий Геннадьевич Замолодчиков.
В Национальном кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, который ведёт Институт глобального климата и экологии им. Ю.А. Израэля, директор – член-корреспондент РАН Анна Анатольевна Романовская, могут использоваться только официальные данные, в том числе по лесам. За данные по лесам отвечает Рослесхоз. В лесах существуют разные виды мониторинга, в том числе проводится и государственная инвентаризация лесов на всей территории России. Но, к сожалению, основной акцент в этой инвентаризации также сделан на древостой, в почвах соответствующие измерения для оценок поглощения ими парниковых газов не проводятся, остается неизвестным, сколько углерода в почвах, не оцениваются потоки парниковых газов. Это, конечно, хорошо, что первый цикл инвентаризации лесов окончен, поскольку старые оценки уже нельзя считать достоверными. Все очень ждали окончания первого цикла инвентаризации лесов, чтобы, наконец, обновить базу данных, информацию о лесах. Я надеюсь, это произойдёт по древостою. Но что касается почв – там мы никак не продвинемся. Почвы у нас серьёзно недооценены. Поэтому сейчас мы занимаемся этим компонентом особенно усиленно, показываем, какой вклад в секвестрацию углерода вносят почвы. И это важно для решения фундаментальных задач по взаимосвязям между всеми компонентами лесных экосистем, которые мы решаем. С другой стороны, это имеет и очень важное практическое значение, чтобы мы могли достоверно и точно оценивать поглощение парниковых газов лесными экосистемами. Не деревьями только, а лесными экосистемами.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
У нас есть ещё один компонент – если вы были в бореальных лесах (ельниках, сосняках), то вы видели, что там часто бывают очень мощные кустарничковый, моховой и лишайниковый покровы. Этот компонент тоже не принимается во внимание при оценке поглощения парниковых газов. А между тем, такие масштабные работы ранее выполнялись под руководством знаменитого учёного Анатолия Ивановича Уткина, который тоже работал в нашем Центре. Анатолий Иванович координировал большую программу по биологической продуктивности. Эти работы показали, что в годичную продукцию таежных лесов напочвенный покров, то есть кустарнички, мхи, лишайники, вносит большой вклад — 20%, а во влажных условиях и 30%. Сейчас такие оценки надо проводить ещё раз для понимания всех этих процессов.
Возвращаясь к методам исследований, наземные методы исследования динамики лесов мы тоже, конечно, используем. Наземные методы – это, прежде всего, работа на стационарах, постоянных пробных площадях, в экспедициях, нацеленных на исследования в лесах разных природных зон. У нашего Центра есть и свои постоянные пробные площади, стационары, и мы работаем в тесном сотрудничестве с другими лесными институтами. В России сегодня функционируют 4 лесных института РАН: Красноярский институт леса, Институт леса Карельского научного центра, Институт лесоведения в Успенском и наш Центр по проблемам экологии и продуктивности лесов.
Многие наши сотрудники входят в состав Научного света Российской академии наук по лесу. Научный совет РАН по лесу входит в структуру Научных советов Российской академии наук и выполняет следующие функции: содействие получению новых знаний о лесах; определение приоритетов развития лесной науки; разработка концепций и программ развития приоритетных направлений лесной науки; анализ результатов научных исследований и разработок по направлениям развития лесной науки; разработка научных основ лесной политики, устойчивого управления лесами и передовых технологий, направленных на инновационное развитие лесного сектора. В настоящее время Научные советы РАН выполняют экспертные функции.
Научный Совет РАН по лесу выступил с предложением создания сети мониторинга бюджета углерода в лесах на основе интеграции ведомственного и научного мониторинга. Российская академия наук оказывает нам поддержку в том, что необходимо создание двухуровневой сети: пробные площади экстенсивного мониторинга, на которых мы могли бы точно оценивать запасы углерода в почвах и растительности и их динамику, и пробные площади интенсивного уровня, на которых мы могли бы оценивать динамику потоков парниковых газов, измерять суточные, месячные, годовые потоки. И сейчас идея карбоновых полигонов Министерства науки и высшего образования РФ вполне вписывается в наше предложение об интенсивном уровне мониторинга, позволяющем вести измерения потоков на этих полигонах. Однако для оценки бюджета углерода в лесах России необходимы оба уровня мониторинга. Нам стало известно, что при проведении первого цикла Государственной инвентаризации лесов заложено 69 тысяч пробных площадей в лесах. Это очень серьёзный потенциал, который может быть использован для создания такой сети. Интеграция между ведомствами: Рослесхоз, Росгидромет, институты РАН, вузы, и, конечно, отраслевые институты, позволила бы создать эту сеть, где можно было бы эффективно работать. Тогда нашим оценкам доверяло бы и всё международное сообщество, поскольку оценки, проведенные в таком сотрудничестве, будут соответствовать всем международным требованиям. Мы считаем, что ключ к успеху – это межведомственная интеграция. Ни одно ведомство в одиночку сейчас не может этого сделать в силу разных причин. В разных направлениях у нас разный кадровый потенциал. За счёт кооперации можно было бы получить достоверные оценки.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
- Существует мнение, что не только лес, но и океан также поглощает парниковые газы. Масштабы океанов намного больше. Действительно ли леса можно назвать «легкими планеты», или в этом сравнении они уступят первенство океанам?
- До недавнего времени считалось, что примерно пополам суша и океаны делят функцию поглощения антропогенных парниковых газов. Сейчас появляется всё больше работ о том, что и в океане большая недооценка, что там учтено абиотическое поглощение, но биотические процессы, которые могут играть огромную роль, даже большую, учтены недостаточно. С другой стороны, появляются и новые работы по оценкам поглощения лесами (Harris et al., 2021), и там тоже оценки выше, чем в предыдущих. Я бы это сформулировала так: поскольку работы ещё идут, точки над «i» ещё не поставлены. Эти работы, о которых я говорила, новые, 2021 года, работа по океанам выполнена межправительственной океанографической комиссией ЮНЕСКО (IOC-R, 2021), в ней обозначены пробелы в знаниях, показано, что есть большая недооценка поглощения океаном парниковых газов. В механизмах формирования цикла углерода в новых работах по лесам тоже показано очень много неопределенностей, пробелов, большая и пространственная вариабельность между странами. Поскольку есть большие неопределенности в оценках, а проблема эта имеет и политический, и экономический характер, сейчас я бы не стала ставить точки над «i». Скажу только, что роль лесов в любом случае сложно переоценить. Надо понимать то, что океан и суша связаны между собой в этих самых потоках парниковых газов, в циклах углерода, они не изолированы друг от друга. И тут, когда мы говорим о пробелах в знаниях, приходится констатировать: у нас в России нет интегрированного мониторинга. Пока измерения в океанах ведутся отдельно, в лесах или других наземных экосистемах — отдельно. А для того, чтобы иметь надежные оценки, нужно иметь интегрированный мониторинг. В советское время были отдельные примеры оценок, в которых применялся так называемый бассейновый подход. На отдельных водосборах проводились измерения биогеохимических циклов. Это были небольшие, совсем не масштабные, а локальные исследования для того, чтобы понимать, как между собой связаны суша, например, лесной биогеоценоз и река, озеро. Чтобы измерять потоки вещества и энергии. Но это совсем маленький пример локального интегрированного мониторинга, а вот таких примеров интегрированного масштабного мониторинга, к сожалению, привести не могу. Такой мониторинг крайне необходим для того, чтобы проводить оценки и ответить на ваш вопрос: океан или суша, а что еще важнее, чтобы глубже понять взаимосвязи между ними, ведь эти взаимосвязи жизненно важны. Важны для того, чтобы мы могли не только оценивать сегодня, в данный момент, но и прогнозировать, и понимать, что будет, если вырубят леса на огромных территориях, что будет после этого в водных экосистемах, что произойдет с циклами элементов, как правильно вести хозяйственную деятельность? Минобрнауки РФ призвало ученых принять участие в составе рабочих групп по технологическим инициативам в связи с энергетическим переходом. Что мы со своей стороны предлагаем: мы сформулировали необходимость создания такого интегрированного мониторинга для того, чтобы мы могли давать достоверные оценки, что происходит на территории нашей страны сейчас, и что будет происходить при тех или иных действиях человека.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
В целом, если говорить про роль лесов и океанов в поглощении парниковых газов, я могу сказать, что в лесах этими процессами всё-таки можно управлять: можно, например, сажать деревья. Хотя хочу подчеркнуть, что это далеко не всегда выход из положения, если вы хотите получить более высокий уровень поглощения парниковых газов. Иногда это может приводить к обратному эффекту. Например, в высокорейтинговых научных журналах появляются статьи с негативными оценками таких посадок деревьев. В Чили, например, вырубают старовозрастные леса, в которых работают естественные механизмы регулирования, в том числе поглощения парниковых газов, и на их месте сажают молодые деревья. Польза это или вред? Это, конечно, вред. Это тоже надо иметь в виду. Но к чему я говорю про управленческие механизмы? Существуют методы управления лесами, в том числе в нашей стране. Существуют подходы к управлению лесами, нацеленному на повышение поглощения ими парниковых газов, но чтобы при этом выполнялись и другие экосистемные функции. Другой вопрос, насколько активно и рационально эти методы и подходы уже используются. Можно ли предложить такие подходы к управлению циклами углерода для огромного океана, я не уверена. По крайней мере, я об этом не знаю. Вероятно, для прибрежных территорий такие методы развиваются; для лесных экосистем такие методы точно есть.
У нас в России есть большая площадь заброшенных сельскохозяйственных земель. Они оцениваются в 60 и даже 70 млн га. Сейчас одна из инициатив, которую мы сформировали – лесоразведение, создание новых лесов на этих заброшенных сельскохозяйственных землях. Во-первых, на этих территориях уже есть и спонтанно появившиеся леса, которым по 30-35 лет. При соответствующем управлении этими лесами можно повышать их способность поглощать парниковые газы. Когда вы создаёте или поддерживаете леса высокой продуктивности, вы способствуете поглощению парниковых газов. Это просто подход, как можно управлять этими лесами. Здесь имеется в виду поглощение не только деревьями, но и почвами, поэтому предлагаются методы по повышению плодородия почв. Во-вторых, там, где леса еще не появились, можно заниматься лесовыращиванием с использованием быстрорастущих лиственных древесных растений. Для России использование этих заброшенных сельхозземель для целей лесовыращивания, для обеспечения, с одной стороны, повышения поглощения парниковых газов, с другой стороны, древесиной, были бы очень целесообразными. Это бы позволило сохранить оставшиеся девственные старовозрастные леса — рефугиумы биоразнообразия, рубить которые совершенно нецелесообразно. В почвах этих лесов накоплено огромное количество органического углерода, при их рубке происходит эмиссия парниковых газов, и мы разрушаем местообитания биоты, нарушаем функционирование уникальных лесов с высоким уровнем биоразнообразия. Ради чего? Для того, чтобы добыть ту древесину, которую можно вырастить. В развитых европейских странах уже давно древесину именно производят, для чего занимаются лесовыращиванием. А у нас пока, всё ещё, добыча древесины в естественных лесах. Поэтому Научный Совет РАН по лесу разработал новую концепцию Лесного кодекса, а возглавлял эту работу ведущий сотрудник нашего Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН Юрий Николаевич Гагарин.
Основная концепция нового кодекса – переход к лесовыращиванию и сохранению, поддержанию баланса между всеми экосистемными функциями и услугами. Такая концепция была создана, опубликована на русском и английском языках в журнале «Вопросы лесной науки» (Гагарин, 2020). И, в общем, концепция находит понимание у многих экологов, биологов. Мы её обсуждали на разных платформах. Пока она не продвинулась на высокий политический уровень, но, во всяком случае, эту концепцию мы начали создавать по призыву Дмитрия Анатольевича Медведева. В своё время он сказал, что «надо менять лесной кодекс». И мы разработали концепцию нового Лесного кодекса. Пока нам неизвестно, чтобы эту работу сделал ещё кто-то другой, но мы сделали. Готовы её обсуждать, если нужно, вносить какие-то дополнения. Это тоже очень важное научное направление, имеющее отношение к формированию лесной политики. В нашем центре направление по лесной политике успешно развивалось ещё Александром Сергеевичем Исаевым и Георгием Николаевичем Коровиным.
Все экосистемыжизненно важны, но поскольку Россия — лесная страна, наши леса – это 20% лесного покрова мира, и в нашей стране самая высокая лесистость – около 45%, мы зависим от лесов, поэтому формирование лесной политики – очень важная, в том числе научная, задача.
Фото: Николай Мохначев / Научная Россия
- Наталья Васильевна, меняется ли биоразнообразие в лесах? Вы говорили, что насекомых становится больше. Почему это происходит?
Когда я говорила о насекомых, я имела в виду вспышки массового размножения насекомых. После того, как прошли пожары, появилось много мёртвой древесины, и для насекомых возник дополнительный трофический и топический ресурс.
На самом деле по биоразнообразию приходится констатировать, что у нас происходит деградация лесов. Не только в России, в мире вообще. К сожалению, происходит вымирание видов. По прогнозам к концу столетия половина известных видов растений и животных вымрет, поскольку человек уничтожает местообитания биоты. Вообще, если говорить о динамике видов, видового разнообразия, здесь очень важны точки отсчёта. Существуют работы, которые раскрывают преобразование лесов человеком, начиная с конца плейстоцена и заканчивая современностью. Примеры подобных исследований – труды главного научного сотрудника нашего Центра Ольги Всеволодовны Смирновой и ее коллеги из Пущинского научного центра Максима Викторовича Бобровского. Они изучали динамику лесного биогеоценотического покрова Восточной Европы с конца плейстоцена (10 тыс. лет назад) и на протяжении всего голоцена до современности. Убедительно показано, что в течение этого времени ведущая роль в изменении биогеоценотического покрова принадлежала человеку.
Недавно вышла замечательная работа Максима Викторовича Бобровского: «Антропоцен. Точки отсчёта» (Бобровский, 2021). На самом деле, когда в лесах начались негативные процессы, вызванные человеком? Есть разные взгляды на то, когда начался антропоцен. Часть учёных считают, что начало совпадает с началом промышленной революции – это конец XVIII в., но есть учёные, которые считают, что антропоцен начался тысячи и десятки тысяч лет назад, что начинать считать нужно оттуда.
А если говорить о факторах влияния, мы с вами говорили про пожары – это мощнейший фактор, который влияют на экосистему. Известно, как замечает Михаил Викторович в своей работе, что два миллиона лет назад человек научился поддерживать огонь, овладел им где-то 400 тысяч лет назад. Человек использовал огонь для хозяйства, но огонь выходил из-под контроля. Поэтому распространение пожаров часто было связано с человеком, что, конечно, сильно повлияло на леса и их биоразнообразие. Мы говорим про леса и другие наземные экосистемы, и эти местообитания различных видов и животных, и растений, и микроорганизмов человек конечно сильно изменил или вообще уничтожил.
Окна и валежины в широколиственных (сверху) и таежных (снизу) лесах.
Источник фото: Антропоцен. Точки отсчёта / Сигма
Менялся и состав так называемых ключевых видов, которые таким образом влияют на экосистему, что меняют всё вокруг. И на самом деле, очень большую роль играли в своё время, как показывают исследования исторической биологии, крупные животные, которых сейчас в лесах практически не осталось. Поэтому представления о том, что старые, девственные леса – темнохвойные леса, ельники, буреломы на самом деле, ошибочны. По представлениям современных биологов, старые, девственные леса, обязательно имели выраженную оконную динамику, о которой я упоминала ранее. Эту оконную динамику создавали, в том числе, и крупные животные, которые способствовали вывалу деревьев, особенно старых. Это были леса, в которых было место всем: и светолюбивым, и теневыносливым видам. И там было огромное видовое богатство, разнообразие видов и животных, и растений, и микроорганизмов. Все находили себе местообитание.
Сегодня из оставшихся крупных преобразователей ландшафтов можно выделить бобров. Они регулируют функционирование целых ландшафтов, создают местообитания для очень многих видов. Но и этих бобровых ландшафтов становится все меньше. Если говорить о крупных стадных копытных, можно привести только отдельные примеры, в том числе интродукции. Проводят, например, интродукцию зубров или оленей в заповедниках.
Исчезновение ключевых видов приводит к тому, что исчезают местообитания для других видов, что приводит к их вымиранию тоже – такая цепочка негативных событий. Причём вымирание может быть не мгновенным, а происходить постепенно, не так заметно. Но эти процессы уже запущены. И почему мы говорим о деградации? Потому что в лесах становится всё меньше и меньше видов. Поэтому и такие негативные прогнозы, что, по крайней мере, половины видов к концу столетия по прогнозам уже не будет. Поэтому очень важным направлением и общей биологии, лесной биологии и экологии является инвентаризация, чтобы мы понимали, какие типы лесов, виды растений и животных, какие микроорганизмы сегодня функционируют. Например, для лесов Европейской России д.б.н., г.н.с Центра Людмилой Борисовной Заугольновой в сотрудничестве с нашим коллегой из Уфимского Научного Центра РАН д.б.н. Василием Борисовичем Мартыненко создана унифицированная классификация растительности, которая базируется на доминантном подходе, дополненном эколого-ценотическим и флористическим анализом. Ими создан электронный Определитель типов леса Европейской России. Определитель позволяет охарактеризовать типологическое разнообразие лесов на основе традиций отечественной лесной фитоценологии и зарубежных подходов к классификации растительности.
Не менее важное направление, которое развивается в Центре – понимание роли каждого вида в создании и поддержании экосистемных функций лесов. Это очень важно. Приведу в пример геном человека. Важно знать, сколько генов у человека, какие это гены, но не менее важно знать, какую функцию эти гены выполняют в нашем организме. Так и в лесных, и других экосистемах очень важно, с одной стороны, знать, какие там виды живут, а с другой стороны, понимать, какие же функции эти виды выполняют. Поэтому сейчас в журнале «Лесоведение» в связи с юбилейным выпуском мы публикуем статью о необходимости создания функциональной классификации лесов (Лукина и др., 2021). Сейчас у нас такой пока нет.
Мы должны научиться оценивать эффективность выполнения функций разными типами леса. Тогда мы сможем оценивать и взаимосвязи между ними, и понимать, как сохранять, поддерживать баланс между разными экосистемными функциями. Поэтому в нашем Центре развивается и это направление фундаментальных исследований, мы пока ещё в начале пути, но это направление объединяет всех наших учёных, поэтому мы уверены в успехе.
Видео: https://vk.com/video-55685158_456239898
Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук.
Список литературы для дополнительного изучения темы:
Бобровский, М.В. Антропоцен. Точки отсчета. 08 февраля 2021.
Гагарин, Ю.Н. Концепция проекта Федерального закона «Лесной кодекс Российской Федерации» Вопросы лесной науки, Т 3. No 3. 2020. Выпуск: «Лесная политика и лесное законодательство РФ
Гераськина, А.П., Тебенькова, Д.Н., Eршов, Д.В., Ручинская, E.В., Сибирцева, Н.В, Лукина, Н.В. Пожары как фактор утраты биоразнообразия и экосистемных функций лесов. Вопросы лесной науки. 2021 (в печати)
Лукина, Н. В., Гераськина, А. П., Кузнецова, А. И., Смирнов, В. Э., Горнов, А. В., Шевченко, Н. Е., Тихонова, Е. В., Тебенькова, Д. Н., Басова, Е. В. Функциональная классификация лесов: актуальность и подходы к разработке// Лесоведение, 2021б № 6 ( в печати).
Harris, N.L., Gibbs, D.A., Baccini, A. et al. Global maps of twenty-first century forest carbon fluxes. Nat. Clim. Chang. 11, 234–240 (2021). https://doi.org/10.1038/s41558-020-00976-6
IOC-R. 2021. Integrated Ocean Carbon Research: A Summary of Ocean Carbon Research, and Vision of Coordinated Ocean Carbon Research and Observations for the Next Decade. R. Wanninkhof, C. Sabine and S. Aricò (eds.). Paris,
UNESCO. 46 pp. (IOC Technical Series, 158 Rev.) doi:10.25607/h0gj-pq41
Корреспондент Анастасия Ибрагимова Фотограф Николай Мохначев Оператор Александр Козлов Информация взята с портала «Научная Россия» (
