Российские леса постоянно горят, но их биомасса рекордно выросла. Что из этого следует?

 © naked-science.ru

«Лесной пожар». Картина Алексея Денисова-Уральского. Конец XIX — начало ХХ века / (c)rg.ru

Наши леса вновь горят, сообщают СМИ. На вид все ясно: лес гибнет и скоро погибнет окончательно. Если бы не одно «но»: согласно научным работам в рецензируемых журналах, биомасса наших лесов за 26 лет выросла почти на 39%. А это совершенно немыслимый, рекордный прирост — что, конечно, не отменяет ущерб от пожаров для населенных пунктов. Кому верить: дыму пожаров со страниц СМИ или ученым? И почему борьба властей с пожарами, скорее всего, сделает ситуацию еще хуже? Попробуем разобраться.

В школе нам рассказывают самые экзотические вещи, с которыми в жизни почти никто не столкнется: например, о большом и малом кругах кровообращения. Но многие вещи о мире вокруг нас учителя не освещают, включая самые насущные. Возьмем леса: почти никому из нас в школе не сказали, что северные леса, которые доминируют в России, не являются экологически устойчивыми. Это означает, что без определенных внешних событий они не смогут существовать. И это существенно отличает их от лесов более южных — например, джунглей.

Устойчивая экосистема берет из окружающей среды примерно столько, сколько в нее возвращает. Так живут джунгли. Скажем, вначале их деревья берут из воздуха сколько-то углекислого газа, из почвы — столько-то фосфора. Потом деревья погибают, и термиты с грибами разлагают их древесину на компоненты. СО2 вновь возвращается в воздух, а фосфор — в почву. Здесь его снова используют молодые деревья, и жизнь не замирает.

У нас это не работает. Две трети России — вечная мерзлота, на ней же растет большая половина наших лесов. Оставшаяся треть России — вроде бы не мерзлота, но нормальный термит здесь жить не будет: все равно слишком холодно. А местные насекомые толком разлагать целлюлозу не умеют.

Грибам в России тоже непросто. Слишком сложно разложить древесину погибших деревьев полностью. Ведь для роста грибов нужна теплая и влажная погода. На практике упавшее в тайге дерево лежит в холодном и суховатом климате. От этого огромная часть связанных им СО2, фосфора и прочего погружается в вечно мерзлую землю и тем самым исчезает из биологического мира.

Основная часть нашей страны (и ее лесов) не получает даже 500 миллиметров осадков в год. В таких условиях грибы не могут полностью разложить мертвые деревья, и те надолго выводят из биологического круговорота множество полезных веществ / ©Wikimedia Commons © naked-science.ru

Основная часть нашей страны (и ее лесов) не получает даже 500 миллиметров осадков в год. В таких условиях грибы не могут полностью разложить мертвые деревья, и те надолго выводят из биологического круговорота множество полезных веществ / (c)Wikimedia Commons

Если бы все леса мира были как российские северные, рано или поздно деревья на нашей планете получили бы серьезнейший удар. СО2 просто перекочевал бы в почву, его концентрация упала бы ниже 150 частей на миллион, а при таких параметрах деревья не растут. Что-то такое почти случилось в последний ледниковый период, когда СО2 в атмосфере стало 180 частей на миллион. Тогда, напомним, леса на планете сохранились в немногочисленных изолированных островках — и, если бы не потепление, никогда из них не выбрались.

Наши леса и выводят из биологического оборота огромное количество нужных для жизни веществ, и процесс этот далеко не безболезненный и для них самих. Изъятие ими из почвы фосфора и азота заметно ее обедняет и ухудшает шансы молодых лиственниц на быстрый рост.Именно поэтому северные леса, в отличие от джунглей, нуждаются в трех вещах.

Пожары, насекомые-вредители и болезни: три кита, без которых не может жить северный лес

У нас в стране принято описывать пожары, жуков-древточцев и болезни деревьев как разновидность мора и апокалипсиса. Ну как принято — в СМИ (у ученых-предметников иная точка зрения). Но если мы откроем правительственный сайты Канады на ту же тему, легко заметим такой раздел: «Почему лесам нужны пожары, насекомые-вредители и болезни?«

Кстати, жаль, что в России правительственные органы не в курсе ответов на эти вопросы. Но, продолжим. Так зачем же все это надо?

Пожары помогают лиственницам и другим деревьям выживать в трудных условиях бореальных лесов. На севере целлюлозу некому расщеплять — грибам тяжело, замены термитам и вовсе нет. Зато пожар расщепляет ее крайне быстро, возвращая в почву и значительную часть «упакованного» в нее азота и фосфора, усвоенного деревьями. Заодно выбрасывается в атмосферу и большая часть того углекислого газа, что растение поглотило за время своего роста.

Достаточно одного взгляда на типичную тайгу из лиственницы, чтобы заметить: она неплохо адаптирована к огню. (И кстати, хотя мы говорим про лиственницу, поскольку именно на нее приходится 35% площади российских лесов, сосна (еще 15%) и ряд других деревьев без регулярных пожаров тоже вытесняется конкурентами:) Как отмечает доктор биологических наук Вячеслав Харук, «полная гибель насаждений происходит лишь на четверти» территорий, пройденных низовыми лесными пожарами.

Все дело в том, что лиственница в норме растет достаточно разрежено, и это позволяет избежать верхового пожара, уничтожающего кроны. Низовой пожар куда реже может убить большинство деревьев — в том числе из-за толстой коры лиственницы. В итоге три четверти «выгоревшей» при низовом пожаре тайги на самом деле никуда не выгорают. При пожарах в целом (включая верховые) выживает примерно половина лесов, что знают биологи, но не знают работники СМИ или Greenpeace.

Лиственницы на гари: на гектаре всходит до 500 тысяч молодых деревьев (впрочем, большинство из них, конечно, не выживает), бассейн реки Нижней Тунгуски / ©В.Харук © naked-science.ru

Лиственницы на гари: на гектаре всходит до 500 тысяч молодых деревьев (впрочем, большинство из них, конечно, не выживает), бассейн реки Нижней Тунгуски / (c)В.Харук

Зато после пожара резко поднимается температура верхнего слоя вечной мерзлоты. И для деревьев это огромный плюс: ведь их корневая система может развиваться только вне вечномерзлотного слоя, в той части почвы, что летом оттаивает. В норме это считанные десятки сантиметров. Но сразу после лесного пожара мерзлота несколько оттаивает (за счет нагрева огнем). К тому же кроны деревьев не затеняют грунт, давая ему сильнее прогреться. Поэтому глубина оттаивающего летом слоя растет до 1,5-2,0 метра — большой величины, позволяющей деревьям создавать нормальную корневую систему и использовать азот и фосфор не из верхних 30 сантиметров, а более толстого слоя.

Итого: как точно подмечает Вячеслав Харук, «нет леса без огня». Разумеется, это относится не к амазонским джунглям, а к типичным российским лесам — в них это на сто процентов верно. Не существует участков тайги, которые бы не выгорали. Самые северные участки тайги в принципе не могли бы существовать без пожаров, уничтожающих слой мха и лишайников. Те слишком хорошо теплоизолируют почву, отчего мерзлота под ними протаивает очень слабо, и деревья не смогли бы здесь расти, если пожары иногда не ликвидировали теплоизолирующий слой мхов.

До пожара активный слой почвы в стоящей на вечной мерзлоте тайге очень тонок (5-60 сантиметров), а в замерзшем грунте растения не могут активно усваивать целый ряд нужных им веществ. Однако после пожара оттаивающий летом слой почвы становится намного толще. Впрочем, вскоре этот эффект заканчивается, что снова затрудняет жизнь деревьям / ©Anastasia A. Knorre et al. © naked-science.ru

До пожара активный слой почвы в стоящей на вечной мерзлоте тайге очень тонок (5-60 сантиметров), а в замерзшем грунте растения не могут активно усваивать целый ряд нужных им веществ. Однако после пожара оттаивающий летом слой почвы становится намного толще. Впрочем, вскоре этот эффект заканчивается, что снова затрудняет жизнь деревьям / (c)Anastasia A. Knorre et al.

Ученые отмечают: «Особенность лиственничников, растущих на мерзлотных почвах, заключается в том, что <…> по мере подъема мерзлоты приток питательных веществ снижается и, как следствие, падает величина годичного прироста деревьев. Наряду с этим резко уменьшается и количество подроста: легкие семена лиственницы, «зависая» на слое мха, не способны при прорастании «дотянуться» до почвы». Отсюда и вывод:"Если северные леса не будут гореть, они не будут расти, <…> именно периодические пожары обеспечивают само существование обширных северных лесов в зоне вечной мерзлоты, способствуя их воспроизводству и омоложению», — это, по сути, прописная истина, которую надо держать в голове каждый раз, когда вы слышите о таежном пожаре.Северная тайга живет в режиме войны: деревья должны отвоевать питательные вещества у мерзлоты, но рост деревьев позволяет мерзлоте снова отобрать микроэлементы у деревьев. Лиственница — феникс, существование которой без пожара невозможно. Учитывая, что на нее (и другие «огнелюбивые» виды) приходится основная часть тайги, фениксом же стоит считать и все таежные леса в целом.

Как пишет Харук, полное подавление пожаров приводит к формированию старых, ослабленных «перестойных» древостоев, которые становятся кормовой базой для короедов и других патогенов. Типичный пример — перестойный и поэтому плохо возобновляющийся заполярный лиственничный лес на фото / ©В. Харук © naked-science.ru

Как пишет Харук, полное подавление пожаров приводит к формированию старых, ослабленных «перестойных» древостоев, которые становятся кормовой базой для короедов и других патогенов. Типичный пример — перестойный и поэтому плохо возобновляющийся заполярный лиственничный лес на фото / (c)В. Харук

Кстати, это значит, что пожары будут распространяться все дальше и дальше на север — туда, где раньше была тундра. Ведь прямо сейчас тайга наступает на тундру — следовательно, несет с собой неизбежные пожары.

Хорошо, тайга без пожаров невозможна. Но почему бьет тревогу Greenpeace?

Точка зрения ученых ясна и понятна. Но отчего же в прессе попадаются такие заявления: «Экологи бьют тревогу и предрекают России исчезновение тайги. Из-за масштабных лесных пожаров страна может в ближайшие 20-30 лет лишиться многообразия хвойных деревьев. Такими опасениями с журналистами поделился руководитель лесной программы Greenpeace Алексей Ярошенко.

По его словам, при той же интенсивности горения современная тайга исчезнет в ближайшие десятилетия. Но это может произойти и быстрее, если масштабы лесных пожаров не станут меньше».

Вверху: процент площади той или иной части мира, выжигаемой пожарами за год. Заметно, что Россия страдает от них меньше многих. Внизу: изменения в частоте пожаров за 1998-2015 годы. Синим отмечено локальное падение частоты пожаров, желтым — рост. Легко видеть, что, несмотря на глобальное потепление, пожаров на планете становится меньше / ©N. Andela/Science © naked-science.ru

Вверху: процент площади той или иной части мира, выжигаемой пожарами за год. Заметно, что Россия страдает от них меньше многих. Внизу: изменения в частоте пожаров за 1998-2015 годы. Синим отмечено локальное падение частоты пожаров, желтым — рост. Легко видеть, что, несмотря на глобальное потепление, пожаров на планете становится меньше / (c)N. Andela/Science

Причины этого крайне просты. Наука дает человеку исключительно много знаний, но унести их с собой может только тот, кто ею интересуется. Работники Greenpeace, СМИ и многие другие не всегда относятся к этой категории граждан. Полистаем типичную публикацию такого рода:

«В стране сейчас полыхает 6,6 миллиона гектаров леса. Территория — как у половины Германии».

Легко видеть, что автор пишет, не особо вникая в тему. Площадь Германии — 35,74 миллиона гектаров. Половина от них — это 17,87 миллиона, а никак не 6,6 миллиона гектаров. Наконец, он нигде не пишет, что половина полыхающей тайги не сгорит, а выживет. А ведь ученые регулярно это объясняют.

Послушаем заместителя директора Института биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения РАН, доктора биологических наук Александра Исаева: «Обнаруживаются такие деревья, на которых есть отметины до 15 лесных пожаров, но они выжили».

В итоге чтения СМИ и заявления Greenpeace в голове наших граждан складывается однозначная картина. В этом году сгорело «пол-Германии», да в прошлом пол-Германии. Выходит, Greenpeace прав: такими темпами за 20-30 лет площадь всех лесов России должна кончиться.

Но вместо этого их биомасса испытала рекордный рост

Иная картина предстает глазам ученых. В июле 2021 года в Scientific Reports вышла незамеченная российскими СМИ статья. Она утверждала: биомасса российского леса в 1988-2014 годах выросла на 39%, хотя площадь формально практически не изменилась. (Статья в основном рассматривает те площади, что не относятся к зарастающим сельхозземлям). Научная работа смогла установить эти факты не только за счет спутниковых снимков, показывающих расширение лесов, но и за счет анализа роста биомассы на единицу площади русского леса. Такой анализ проводили на типичных лесных участках методом их наземного осмотра.

Итоги работы в цифрах: в 1988 году объем леса в кубометрах дерева был 81,7 миллиарда (без кустарника), а к 2014 году — 111 миллиардов. Интересно, ведь до того официальными цифры объема русского леса в 2014 году были 79,9 миллиарда кубометров. То есть новая работа буквально в один момент увеличила объем наших лесов на 39%.

Речь идет об огромных величинах. Получается, за 1988-2014 годы чистый прирост (без учета умирающих деревьев) биомассы лесов в России превышал три тонны на душу населения ежегодно.

Впрочем, для наших регулярных читателей в этом ничего удивительного нет. Мы не раз писали: антропогенные выбросы углекислого газа запустили на планете мощнейший процесс глобального озеленения, равного которому на Земле не было как минимум 54 тысячи лет. И, возможно, пару миллионов лет. Нынешнее зарастание планеты наземными растениями идет необычайно быстро. Еще в 1900 году зеленая биомасса суши была на 23,7% меньше, чем сегодня. Причем процесс идет с ускорением: после 2000 года зеленая биомасса увеличивается на 1,2% в год.

Причины те же, что и роста урожайности в сельском хозяйстве от выбросов углекислого газа: растения питаются СО2 из воздуха. Чем его больше, тем больше у них еды. И, как показали специальные научные работы, эффект не исчезает со временем.Этот процесс заставляет расти почти все наземные растения, но особенно сильно — деревья. Дело в том, что деревья нуждаются в углекислом газа сильнее многих трав: они используют С3-фотосинтез, который требует больше углекислого газа, чем С4-фотосинтез у, например, кукурузы. То есть, глобальное озеленение сильнее всего подстегивает рост именно лесов.

Серым показано самая консервативная оценка распространения березы 9-4 тысячи лет назад. Жирной пунктирной линией — современная граница ее северного распространения. Севернее этой границы сейчас тундра, но к концу XXI века снова возникнут леса. / ©iValery N.Gattaulinh et al. © naked-science.ru

Серым показано самая консервативная оценка распространения березы 9-4 тысячи лет назад. Жирной пунктирной линией — современная граница ее северного распространения. Севернее этой границы сейчас тундра, но к концу XXI века снова возникнут леса. / (c)iValery N.Gattaulinh et al.

Вдвойне верно это для лесов российских. Как известно, их биомасса на единицу площади с продвижением на север убывает: в холодной среде им сложнее расти. Быстрый подъем температур позволяет тайге и поднимать биомассу на гектар, и продвигаться все севернее в бывшую тундру. Собственно, в этом нет ничего нового: четыре-девять тысяч лет назад, в голоценовый климатический оптимум, нынешней тундры не существовало, а ее место было занято лесами (и пни от них в российской тундре можно найти до сих пор). Сегодняшнее потепление просто возвращает леса туда, откуда их когда-то выдавил холод.

Следует понимать: основная площадь лесных пожаров в нашей стране относится к северным, таежным лесам. Как раз тем самым, где меньше всего населения, где меньше жгут костры, и где шансы антропогенного возгорания меньше всего. Есть ли здесь долговременное учащение пожаров — вопрос очень сложный. 200 лет назад никакого мониторинга со спутников не было, да и с плотной заселенностью были проблемы. Пиковые пожары 1915 года однозначно были крупнее любого пожара XXI века, но вот относительно средней площади пожаров в год полного понимания нет.

Сибирские пожары 1915 года охватили значительную часть страны и, согласно современникам, уничтожили более 14 миллионов гектаров леса — много больше, чем любые сибирские пожары XXI века. Тем временем по телевизору год за годом рассказывают о «беспрецедентных» лесных пожарах, вызванных глобальных потеплением / ©irkipedia.ru © naked-science.ru

Сибирские пожары 1915 года охватили значительную часть страны и, согласно современникам, уничтожили более 14 миллионов гектаров леса — много больше, чем любые сибирские пожары XXI века. Тем временем по телевизору год за годом рассказывают о «беспрецедентных» лесных пожарах, вызванных глобальных потеплением / (c)irkipedia.ru

Однако, по логике частота таежных пожаров здесь должна расти. Даже если на практике этого не случилось — в будущем это неизбежно. Все дело в том, что чем продуктивнее тайга, чем большее ее биомасса, тем чаще в ней нужны пожары. Потому что иначе она будет изымать из почвы все больше азота и фосфора, а возвращать — все меньше. Кроме того, она будет все сильнее затенять почву, способствуя «подъему» вечной мерзлоты из глубины. А значит, урезая слой доступной себе почвы. Иными словами, рост биомассы российских лесов на 39% делает учащение лесных пожаров в нашей стране практически неизбежным. Как, кстати, и расцвет насекомых-вредителей (специализирующихся на деревьях) и болезней. И те и другие играют роль, сходную с пожарами: они ускоряют возврат в почву азота и фосфора, а также снижают затенение «лесного дна», почвы, на которой растут деревья.Глобальное озеленение конкретно для России — в отличие от, например, Бразилии или Африки — означает рост частоты пожаров по естественным причинам. Основная часть наших лесов требует огня, без его волн они не смогут нормально жить. Мы должны быть готовыми к пожарам: чем больше будет биомасса российских лесов, тем, по логике, чаще они будут гореть.Важно понимать: хотя основная часть площадей наших лесов — тайга, прирост биомассы в южных лесах, как хорошо видно на карте, тоже очень высок. Да, тут более влажный климат, но сухие годы все равно случаются, поэтому со временем пожары могут стать чаще и в южных, куда более плотно населенных регионах России

Что будет с животными

Официально лесов в России более 800 миллионов гектаров — фактически больше, потому что эта цифра не учитывает заросшие лесом сельхозземли, которые возделывали в советское время. Но забудем о них: примем, что официальная цифра в 800 миллионов гектаров верна. Значит, даже пожары 1915 года — не говоря уже о более слабых современных — никогда не проходили более 2-3% от общей площади российских лесов. Учтем, что часть из этих пожаров низовые, то есть в норме медленные, то есть не убивают крупных животных: они просто убегают от огня. Верховые пожары при ветре куда опаснее, и в ряде случаев убивают животных, если те не могут от них убежать.

На графике легко видеть, что чем южнее, тем чаще пожары лиственничной тайги. Несмотря на это, площадь пожаров на юге меньше, чем на севере — в том числе и потому, что в более теплых краях в норме больше осадков. Вопреки более высокой частоте пожаров, южная тайга биопродуктивнее и разнообразнее видами, чем северная. Ждать от потепления снижения разнообразия животных в тайге не приходится / ©В. Харук © naked-science.ru

На графике легко видеть, что чем южнее, тем чаще пожары лиственничной тайги. Несмотря на это, площадь пожаров на юге меньше, чем на севере — в том числе и потому, что в более теплых краях в норме больше осадков. Вопреки более высокой частоте пожаров, южная тайга биопродуктивнее и разнообразнее видами, чем северная. Ждать от потепления снижения разнообразия животных в тайге не приходится / (c)В. Харук

Но даже если бы каждый год в России лесных пожаров было бы столько же, сколько в далеком 1915 году, и если бы пожары всегда убивали все живое в затронутых лесах, они и тогда оставляли бы в живых 97-98% всех животных. Учитывая нормальную скорость размножения в животном мире, понятно, что такие явления не могут угрожать численности подавляющего большинства таежных жителей.

И это довольно логично: пожары в лиственничной тайге были всегда, а без пожаров эта экосистема просто не выжила бы. Раз так, то таежные виды имеют огромный опыт выживания среди пожаров. Ожидать их исчезновения от этого явления (или хотя бы снижения разнообразия) — напрасная трата времени.

Но что делать с угрозой для людей?

Существенная проблема изложенной выше картины в том, что тайга — да и леса широколиственные — существуют не сами по себе, а в одном ландшафте с людьми. Что делать им в связи с ростом биомассы наших лесов?

Выгоревший от лесного пожара якутский поселок Бясь-Кюель. Обошлось без жертв, но имущество жителям пришлось бросить / ©Игорь Макеев © naked-science.ru

Выгоревший от лесного пожара якутский поселок Бясь-Кюель. Обошлось без жертв, но имущество жителям пришлось бросить / (c)Игорь Макеев

У этого вопроса два ответа. Первый: в местах, где огонь не мешает человеку, с ним не надо делать ничего. Лиственницы были на Земле до нас, и имеют полное право процветать (конечно, в переносном смысле, ибо это не цветковые растения). Да, нам людям не нравится, что для этого им нужны пожары. Но наши эстетические предпочтения — это наши проблемы. А лиственницы — это живая природа, и у нее таких предпочтений нет.

Второй ответ: там, где пожары угрожают спалить поселок или задымить большой город, с ними надо бороться. Вот только не надо думать, что это получится сделать, бегая с ведрами или заливая пожары с воздуха. Все это выглядит очень эффектно и помогает на микромасштабах, но крупные проблемы так не решить. Если близ Якутска горит тысяча квадратных километров, никаких самолетов не хватит, чтобы их потушить.

Однако бороться с пожарами близ населенных пунктов можно, и один из главных рецептов здесь прост: управляемые санитарные вырубки и выжигание. Сразу подчеркнем: они не имеют ничего общего с палами травы, которые запускают каждую весну энергичная, но малообразованная часть россиян. Палы травы — безусловно зло, снижающее биоразнообразие и способствующее отбору «огнелюбивых» травянистых растений, типа того же инвазивного канадского золотарника.А вот вырубка и, там где это целесообразнее, санитарное выжигание полос в древесной растительности — иное дело. Северные леса и так в рамках естественного цикла должны время от времени выгорать. Но создав так «противопожарный барьер» рядом с населенным пунктом или разделив им лесной массив люди, могут снизить риск особо крупных пожаров, которые сделали бы воздух городов опасным для здоровья.В европейской части России выжигание лесов менее актуально. Широколиственные леса в них не нуждаются: они, в отличие от тайги, более устойчивы. Здесь грибы полнее разлагают древесину, и даже без регулярных пожаров почва не превратится в тонкий «околомерзлотный» слой, в котором будет дефицит и фосфора, и азота.Но вероятность пожаров будет расти и здесь. Причина — все то же увеличение биомассы, в опасном соседстве с нетрезвыми туристами, разводящими костры в довольно сухих лесах, даже в июле без дождей. К чему это может привести — знает любой москвич, помнящий 2010 год.

Усилия лесных пожарных крайне важны, но это последняя линия обороны от пожаров, которая должна вступать в бой, лишь если профилактические меры по заблаговременному созданию противопожарных барьеров не были предприняты вовремя / ©ФБУ “АВИАЛЕСООХРАНА” © naked-science.ru

Усилия лесных пожарных крайне важны, но это последняя линия обороны от пожаров, которая должна вступать в бой, лишь если профилактические меры по заблаговременному созданию противопожарных барьеров не были предприняты вовремя / (c)ФБУ «АВИАЛЕСООХРАНА»

Пост сделан с содействием блогера Лес!

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.