Что бывшие угольные шахты рассказывают об использовании леса

Современные методы лазерного сканирования открывают новые возможности для картирования археологических следов. Ученые связали количество и расположение исторических свайных плит с нынешним породным составом деревьев – и получили удивительные результаты.

Сжигание древесного угля как нематериальное мировое культурное наследие

Во многих лесных массивах сохранились следы, свидетельствующие о том, что когда-то здесь осуществлялось сжигание древесного угля. Обугливание древесины тесно связано с плавкой руды и обработкой железа и считается одним из старейших ремесел человечества. В 2014 году ЮНЕСКО включила его в Список нематериального всемирного наследия. Однако сжигание древесного угля очень часто связано с чрезмерной эксплуатацией лесных ресурсов и уничтожением лесов. Ученые из Научно-исследовательского института леса Северо-Западной Германии ( NW-FVA ) и администрации национального парка Келлервальд-Эдерзее исследовали, можно ли подтвердить эту связь для двух крупных лесных массивов в Гессене. 

Рис. 1: Угольщики за работой в лесу. Фото: Архив NW-FVA

Выводы об историческом состоянии лесов

На территории Рейнхардсвальда площадью 20 600 гектаров и на территории национального парка Келлервальд-Эдерзее площадью 5 700 гектаров можно найти множество свидетельств сжигания древесного угля – от письменных преданий до названий лесных городов и многочисленных угольных плит в лесу (рис. 2). После того, как изделия из железа первоначально производились в небольших децентрализованных плавильных печах и кузницах, с середины 16 века и позднее были созданы более крупные металлургические заводы и молоты, находящиеся под контролем государства, которые были основными покупателями древесного угля. Как видно из счетов и других письменных источников, необходимый древесный уголь в это время добывался централизованно в карьерах. С XVII века угольщики на исследованных лесных участках использовали временные печи для обжига, расположенные децентрализованно в лесных насаждениях, которые можно было использовать для сжигания древесного угля. Свайные плиты, которые можно увидеть сегодня в исследованных лесных районах Гессена, вероятно, были созданы между серединой 17-го века (конец Тридцатилетней войны) и концом 19-го века (перемещение металлургической промышленности). 

Рис. 2: Плиты-маяки (здесь пример из национального парка Келлервальд-Эдерзее) обычно легко распознать в лесу как круглые выступы диаметром от 8 до 15 метров. Фото: Маркус Шмидт (СЗ-ФВА)

Новые возможности картографии

Современные методы были использованы для комплексного картирования двух лесных массивов — национального парка Райнхардсвальд и Келлервальд-Эдерзее. Цифровые модели местности (ЦММ) высокого разрешения, полученные на основе изображений лазерного сканирования, открывают новые возможности для картирования археологических следов. Как правило, свайные плиты очень хорошо маркируются и могут быть зафиксированы за значительно меньшее время и с большей точностью, чем необходима при картографировании местности (рис. 2). Обнаруженные закономерности распределения были проанализированы с учетом характеристик местности, таких как уклон, высота, запас питательных веществ и воды, и коррелировали с текущим видовым составом деревьев. Главный вопрос заключался в том, какие выводы можно сделать из выявленных закономерностей распределения исторического и современного состояния лесов.

Рис. 3: Деталь цифровой модели местности, полученной на основе данных лазерного сканирования Традделькопфа (626 м над уровнем моря), самой высокой точки в национальном парке Келлервальд-Эдерзее. Нанесенные на карту свайные плиты обведены черным контуром. Современные и исторические тропы, а также средневековые полевые террасы можно рассматривать как линейные конструкции. Основа карты: Гессенское управление по управлению почвенными ресурсами и геоинформации.

Несколько тысяч печных плит

Всего в Рейнхардсвальде было нанесено на карту 2626 миль (MP). Это соответствует плотности 13 МП/км² (см. рис. 4). Всего в национальном парке Келлервальд-Эдерзее было обнаружено 1308 свайных плит. При 23 МП/км² плотность здесь существенно выше (рис. 5). В Райнхардсвальде диапазон колебаний составляет от 0 до 60, в национальном парке от 0 до 52 МП/км². Плотность свайных пластин, обнаруженная в двух лесных массивах, хорошо согласуется со значениями, обнаруженными в других регионах. От 5 до 30 МП/км² были обнаружены в некоторых частях Гарца и экстраполированы до 13–20 МП/км² для всего Гарца. В Шварцвальде обнаружено 13 МП/км² с диапазоном колебаний от 0 до > 100 МП/км². Таким образом, значение, определенное для национального парка Келлервальд-Эдерзее, является сравнительно высоким, тогда как плотность свайных пластин в Райнхардсвальде находится в среднем диапазоне с большим диапазоном колебаний. Пространственное распределение плит неравномерно. В Райнхардсвальде концентрация приходится на восточную половину ареала, а здесь – на центральную и северную часть. Напротив, на больших территориях, особенно в западном Райнхардсвальде, каменных плит вообще не обнаружено. В национальном парке распределение в целом более равномерное, но плотность свайных плит несколько увеличивается с северо-запада на юго-восток. Лишь меньшие площади в основном свободны от находок (рис. 4, 5).

Предпочтение отдается древесине бука

Сравнение характеристик особенностей местности в районе свайных плит со всей совокупностью особенностей местности на исследуемых участках можно резюмировать следующим образом: 

В обоих лесах основное внимание в распространении свайных пластин сосредоточено в более широком смысле на свежих участках со средним содержанием питательных веществ. Безусловно, наиболее важной породой деревьев на милях в обоих лесных массивах сегодня является бук. Его можно найти примерно в трех четвертях нанесенных на карту участков печей. Почвы в районе печных плит представлены преимущественно буроземными комплексами. В то время как в Райнхардсвальде они часто находятся на высоте ниже 300 м над уровнем моря. Свежие места со средним запасом питательных веществ, преимущественно на бурых почвах, на которых сосредоточены ворсовые пластины в обоих исследованных лесных массивах, создают идеальные условия для роста бука. В большинстве случаев можно предположить, что в момент установки свайных плит здесь доминировал бук. Это предположение подтверждается старыми картами и данными лесных объектов. В обоих исследованных лесных массивах хвойная древесина достигла значительной доли только примерно с 1830 года и все чаще засаживалась на сильно истощенных территориях. Вероятно, хвойная древесина не играла роли в сжигании древесного угля на исследованных лесных участках. 

Таким образом, можно видеть, что бук в основном использовался для производства древесного угля как в Рейнхардсвальде, так и в национальных парках Келлервальд-Эдерзее. Для обеих исследуемых территорий это также может быть подтверждено историческими данными. Это очевидное предпочтение бука согласуется с результатами, полученными при анализе древесного угля в Соллинге в Нижней Саксонии, в непосредственной близости от Рейнхардсвальда. Напротив, в горах Гарца, например, обугливалась в основном ель.

Развитие лесов имело решающее значение

Сегодня в Райнхардсвальде на склонах долины Везер имеются обширные массивы буковых лесов. В Национальном парке Келлервальд-Эдерзее также произрастают обширные буковые леса. В обоих лесных массивах буковые леса, по-видимому, сохранились преимущественно там, где их интенсивное использование было невозможно из-за плохой доступности и освоенности лесов. В Райнхардсвальде это особенно касается крутых склонов Везера, а в современном национальном парке – более высоких и отдаленных мест. Угольщики могли эффективно использовать труднодоступные места, поскольку, в отличие от древесины, древесный уголь было легко транспортировать. Различные архивы и исторические описания подтверждают предположение, что около 1800 года буковые насаждения на склонах Везера в Рейнхардсвальде были богаче, чем многие другие гессенские леса. Что касается княжества Вальдек, которому принадлежала большая часть сегодняшнего национального парка Келлервальд-Эдерзее, современники сообщают, что в высокогорных, недоступных лесах в начале XIX века все еще имелся очень значительный запас древесины, большая часть которой принадлежала княжеству Вальдек. из них можно было использовать только капустную древесину. 

С другой стороны, легкодоступные лесные участки в обоих исследованных лесных массивах в XVIII веке в целом были значительно менее заселены из-за более интенсивного использования древесины и лесных пастбищ. Они часто имели дуб и/или граб или были преобразованы в хвойную древесину в течение 19 века. Относительно близкие, хорошо развитые лесные насаждения на крайнем юге сегодняшнего национального парка Келлервальд-Эдерзее еще примерно в 1900 году описывались как малообеспеченные. Раньше здесь преобладали лиственные насаждения, которые интенсивно использовались для производства лесной подстилки. Соответственно, на этой территории, где сейчас преобладают хвойные породы, свайные плиты устанавливались лишь время от времени. 

Выводы

Анализ распространения свайных пластин на двух крупных лесных массивах Гессена позволяет дифференцированно оценить состояние леса в XVII-XIX вв. В зависимости от местных условий использования и условий местности в это время в дополнение к малозапасным лесам должны были существовать крупные лиственные лесные насаждения с большими запасами. По-видимому, это были в основном буковые леса в менее освоенных местах. Можно предположить, что наблюдаемая сегодня высокая плотность свайных плит указывает на такие лесные места. Для правителей различных земель Гессена имело смысл использовать эти большие запасы буковой древесины для основания металлургических заводов и производства металла.

В то же время следует отметить, что широко распространенные общие суждения об опустошении или даже уничтожении лесов в XVIII веке на фоне текущих результатов картографирования северного Гессена не получили подтверждения. Имеющиеся источники, не дают основания делать выводы об общей и критической нехватки древесины в этот период. Даже в 19 веке общая нехватка древесины была подвергнута сомнению лесниками и позже опровергнута историками на основе гессенских архивов.