10/07/2024
0Рассчитывать на то, что леса помогут компенсировать последствия выбросов ископаемого топлива, наивно. Европейский союз призывает защищать старовозрастные леса, но это не решит проблему. Конечно, мы должны защищать некоторые старые леса, наиболее близкие к естественным, но давайте превратим другие в устойчивые насаждения, которые будут не умирать, а расти, поглощая CO2 и производя древесину – полностью возобновляемое сырье, – говорит в интервью “Академическому форуму” профессор Ярослав Соха, специалист по лесным исследованиям с факультета лесного хозяйства Сельскохозяйственного университета имени Гуго Колонтая в Кракове.
Профессор Ярослав Соха проводит исследования последствий изменения условий местообитания и продуктивности лесов в результате изменения климата и антропопрессии (Антропопрессия – всякая деятельность человека (как запланированная, так и случайная), влияющая на природную среду М.П.)) нарушения лесов и адаптации к изменению климата и его роли в смягчении последствий, а также моделирования роста деревьев и древостоев и продуктивности местообитаний с использованием данных дистанционного зондирования. Является соавтором моделей роста основных лесообразующих пород, а также моделей и карт риска сокращения древостоев в Польше. Он возглавляет кафедру управления лесными ресурсами на факультете лесного хозяйства Сельскохозяйственного университета им. Х. Колонтая в Кракове. С исследователем беседует Петр Керачиньский.
Существует мнение, что леса играют огромную роль в поглощении углекислого газа. Подтверждают ли это научные исследования?
Вопрос не простой, поскольку лес не только поглощает углекислый газ, но и выделяет его, например, при разложении органических веществ, когда углеводы окисляются до углекислого газа. У нас есть точки, где это измеряется, а не просто оценивается. Существуют специальные башни, которые могут измерять баланс CO2 для конкретной экосистемы. В Польше такая вышка есть, например, в Тучно (недалеко от Торуни). Существуют также специальные модели, которые используются для расчета баланса выбросов. Наиболее популярной является канадская модель углеродного бюджета. Для составления баланса углерода на больших территориях необходимо использовать именно такие инструменты, поскольку наблюдения можно проводить на относительно небольших площадях.
Модели учитывают множество информации, например, каков прирост массы деревьев, сколько деревьев умирает, сколько вырубается, какова скорость разложения листьев, хвои и древесины. Это позволяет сбалансировать уровень выбросов в атмосферу той или иной страны, т. е. сколько углерода накопили леса или сколько выбросили, высвободив углерод, ранее хранившийся в тканях растений. Если в течение нескольких десятилетий в нашем послевоенном климате мы наблюдали быстрый рост деревьев, увеличение численности лесов и, следовательно, накопление углерода, то в последнее время мы видим, что отмирание деревьев увеличивается по сравнению с их ростом. Хотя деревья и растения в целом связывают углерод, при разложении органического вещества он высвобождается. Чем больше масштабы разложения биомассы, тем больше выбросов углекислого газа в атмосферу. Если разложение превышает рост биомассы, то, возможно, углекислого газа выбрасывается больше, чем поглощается.
Вы полагаете, что в настоящее время мы наблюдаем усиленное отмирание деревьев?
Отмирание деревьев – это глобальная проблема, и у нее есть два источника. За последние несколько десятилетий мы наблюдали ускоренный рост деревьев и накопление углерода в лесах. Это было связано с тем, что вегетационный период удлинялся в результате повышения средней температуры, и в то же время увеличивалось выпадение азота. Оксиды азота, являющиеся загрязнителями атмосферы, выпадают на сельскохозяйственные угодья и леса в виде атмосферных осадков. Еще двести лет назад в наших широтах это составляло полкилограмма на гектар, ко времени Второй мировой войны – уже 2-2,5 кг, а сегодня – около 10 кг чистого азота на гектар в год.
Азот – одно из важнейших удобрений для сельского хозяйства в нашей части света, и в этом контексте 10 кг на гектар не кажутся чем-то значительным.
Азот ускоряет рост растений, особенно деревьев. Недавнее исследование, проведенное на сети мониторинга лесов в Европе, показало, что он оказывает наибольшее влияние на рост коммерческих лесов. Кроме того, результаты исследования сети немецких экспериментальных участков, проводившегося более ста пятидесяти лет, часть из которых сейчас находится в Польше, показывают, что рост деревьев примерно на 30 процентов выше, чем сто лет назад. Наши исследования показывают, что столетние сосны в среднем на восемь метров выше, чем сто лет назад. В то же время глобальная закономерность заключается в том, что чем быстрее растут деревья, тем короче их жизнь, а в коммерческих насаждениях они быстрее подвергаются рубке.
Норма запаса древесины в европейских лесах является самой высокой за последние пятьсот лет – это не только польская специфика, о которой часто пишут, – и составляет около 300 кубометров древесины на гектар. Это означает, что с одного гектара леса можно построить шесть домов. Казалось бы, это очень хорошо, но результаты исследований указывают на растущую проблему усиленного отмирания деревьев. Причем наибольшему риску отмирания подвергаются леса, в которых больше всего древесины. Старым, крупным деревьям требуется больше всего воды, поэтому в условиях нехватки воды такие леса подвергаются наибольшему риску отмирания. Некоторые утверждают, что только защита лесов поможет добиться снижения выбросов CO2. Однако лес – это не безграничный резервуар. Достигнув определенной плотности и численности, он разрушается. Именно самые старые леса разрушаются сильнее всего и, как правило, выбрасывают больше CO2, чем поглощают. Я не хочу отрицать необходимость защиты старых древостоев, особенно близких к естественным, поскольку они выполняют ряд важных функций, но в глобальном масштабе, когда речь идет об эмиссии – фиксации и высвобождении углерода, – старые леса не помогают нам, а скорее высвобождают углерод.
Авторы многих научных статей утверждают, что ускорение роста деревьев приведет к увеличению их смертности – явление, которое уже наблюдается, – и нейтрализует накопление углерода, вызванное ускорением роста. В стратегии ЕС говорится о необходимости защиты самых старых лесов. Я согласен с этим, когда речь идет о почти естественных, уникальных лесах, потому что у нас их действительно нет. Профессор Корнелиус Сенф (Технический университет Мюнхена) и его соавторы опубликовали в журнале One Earth прогноз, согласно которому вымирание изменит демографию лесов, и к 2050 году средний возраст лесов в половине европейских стран упадет ниже 30 лет. В Польше этот показатель на сегодняшний день превышает 60 лет.
Я являюсь соавтором статьи о динамике распада лесов в Европе, связанной с ветровалом и вырубкой – это тоже формы распада, которые по-английски обычно называют нарушениями. Раньше эти распады вызывались в основном ветром и огнем. Однако в последнее время большой ущерб наносят короеды и другие биотические факторы, связанные с засухой, такие как грибы, например, в Польше в последние годы большой ущерб наносит гриб Sphaeropsis sapinea. Этот вид был завезен из Южной Европы и ранее не имел большого значения в Польше. Однако засухи с 2015 года вызвали массовое вымирание деревьев в Европе. В период с 2018 по 2020 год только в Центральной Европе было заготовлено 300 миллионов кубометров валежника. Особенно интенсивно это происходило в Чешской Республике. В наших Татрах еловую метель вызвали два фактора: градация короеда-печатника и ветровалы. Ранее это уже происходило в Живецких Бескидах. Там у нас была сеть из более чем шестидесяти полугектарных исследовательских участков. Сегодня их нет. Ели вымерзли.
Это была бы незначительная проблема, если бы она касалась только ели, но в последние годы начала гибнуть и сосна, которая раньше считалась устойчивой породой, а в нашем районе она составляла 70 % породного состава леса. Некоторые леса, например, Сольский лес, где плохие условия обитания и деревья лучше приспособлены к суровым условиям, лучше справляются с засухой. Однако проблема началась в Люблинской дирекции в плодородных районах Розточе и за набережной Розточе, где мы наблюдали массовое отмирание деревьев с 2015 года. Именно здесь мы начали наше исследование. Затем отмирание сосен прошло через Радом до самого Вроцлава. Леса стали производить фурор – все заметили, что деревья вырубаются. Это не просто плановые вырубки. Чтобы сдержать распространение короеда, удаляют деревья, зараженные насекомыми. В коммерческих лесах лесники обязаны это делать. В коммерческих лесах это законное действие, которое уменьшает ущерб, наносимый короедом. Однако в долгосрочной перспективе это не спасет леса в условиях угрозы засухи, которая приводит к снижению устойчивости деревьев. Мы только уменьшаем градацию в данный момент. Это экономическая и специальная мера. Некоторые исследования показывают, что под угрозой находятся не только хвойные породы, которые считаются менее устойчивыми, но и лиственные, особенно бук и дуб, и даже береза. Это не внушает оптимизма в отношении будущего. С нашими лесами происходят плохие вещи.
Как это влияет на способность накапливать углерод?
Если мы говорим о лесах в контексте фиксации углерода, то этот потенциал может заключаться в том, что мы накапливаем углерод в деревьях в коммерческих лесах, которые вырубаются, а сырая древесина используется, например, для строительства домов. Тогда климатозащитный эффект может иметь значительные масштабы. В последнее время ведутся разговоры о том, чтобы исключить из использования определенные участки леса. Во многих местах это правильно, поскольку позволит защитить ценные природные территории. Однако если исключить непригодные древостои, это может ускорить процесс отмирания деревьев, которые мы пассивно защищаем.
Я согласен с идеей пассивной защиты определенных участков леса. Однако не следует думать, что таким образом мы защитим климат. Мы также не защитим биоразнообразие, понимаемое как увеличение числа видов. Напротив, мы защитим виды, связанные с мертвой древесиной, особенно толстой – существует целый ряд организмов, которым необходимы именно такие условия, редко встречающиеся в коммерческих лесах. Слова “мы увеличим биоразнообразие и защитим климат” в одном предложении вводят в заблуждение. Это неправда. У нас очень мало естественных лесов, которые в какой-то степени более устойчивы. В основном мы имеем дело с лесами, которые были сильно изменены в результате хозяйственной деятельности и антропопрессии.
А Беловежский лес?
На территориях, охраняемых как национальный парк, он довольно близок к естественному лесу. Однако в настоящее время мы имеем дело с заселением Беловежского леса. Отчасти это является следствием эвтрофикации среды обитания, т. е. уже упомянутого повышенного содержания азота. По лесу распространяется граб, который имеет конкурентное преимущество в более плодородных местах обитания. Этому благоприятствуют и климатические условия: в лесу теплее, климат уже не континентальный, как несколько десятилетий назад. Даже не попадая в лес, выделяя азот, мы вмешиваемся в природные условия, изменяем лес, нарушаем рост деревьев. Недавно я получил фотографию ели из Горлицкого лесничества, толщина которой у основания составляла 80 см, но последние 20 приростов были толщиной всего 40 см, то есть в два раза меньше. Это просто невероятно. Мы наблюдаем появление омелы на елях, на соснах тоже, у нас есть тысячи гектаров пихтовых лесов, зараженных омелой. Она становится паразитом и способствует гибели деревьев. Это нас беспокоит.
Когда наступает засуха, эти деревья, буйно растущие, очень ослабевают. Чем больше их рост, тем больше диаметр сосудов, и тем выше деревьям нужно качать воду все выше и выше. Деревья, которые большую часть своей жизни росли в совершенно ином водном режиме, чем сегодня, не могут справиться с ситуацией нехватки, снижения уровня воды, из которой они черпают пищу. Стоит также отметить, что мы занимаем второе место в Европе – после Чехии – по площади, покрытой аномалиями влажности почвы. Я был удивлен, что Финляндия занимает пятое место по этому показателю. Влажность не имеет принципиального значения для деревьев; они также справляются с низким уровнем воды, приспосабливая свою корневую систему к сухости, а шотландская сосна – даже к экстремально сухим условиям. Неблагоприятным, а иногда и смертельно опасным является изменение условий влажности. Именно с этим мы сейчас и имеем дело. Сосна может расти как на сухой дюне, так и на влажном болоте. Однако она способна приспособиться к этим условиям лишь к тридцати-сорока годам. После этого способность адаптироваться к окружающей среде исчезает. Отсюда и проблемы старых деревьев в связи с климатическими и экологическими изменениями.
Известны ли нам масштабы отмирания лесов в Польше?
Мы провели исследование по всей Польше на предмет риска отмирания, так как у нас есть информация о санитарных рубках, связанных с засухой, которая включает данные об объеме и местонахождении отмирающих деревьев. На основе характеристик местообитаний и древостоев мы построили модели, описывающие риск усыхания из-за засухи, и разработали карты этого явления для отдельных видов по всей Польше. Когда я встречался с лесничими, мне задавали вопрос: а как же Кротошинское плато, известное своими дубами-гигантами? Наше моделирование показывает, что существует риск их вымирания из-за понижения уровня воды. Сейчас дубы составляют около пяти процентов древостоя в польских лесах, но благодаря их способности адаптироваться к различным условиям и эвтрофикации лесов их доля может увеличиться. Шотландская сосна, напротив, отступает, поскольку теряет свой климатический оптимум в Польше.
Ведутся разговоры о проведении селекции деревьев на засухоустойчивость.
Я против любого вида селекции. На протяжении многих лет мы отбирали самые высокие, лучшие, экономически ценные деревья и собирали с них семена для получения саженцев. Отчасти нынешний ускоренный рост может быть обусловлен этим отбором. Деревья с некоторыми внешне благоприятными характеристиками могут оказаться малоустойчивыми к различным факторам. Одним из патогенов, который в последнее время поражает деревья на Пиренейском полуострове, является корневая нематода. Отборные деревья не сопротивляются ей. Лучше, чтобы отбор происходил естественным путем, и этого можно добиться, например, с помощью естественного возобновления. Мы не производим саженцы сами, а полагаемся на природу. Доля естественного возобновления возрастает. Когда мы готовим расчищенный участок под посадку с помощью вспашки, высвобождается много углерода, хранящегося в подстилке и почве. Поэтому естественное возобновление без обработки почвы также важно для удержания углерода в экосистеме.
Однако это не всегда возможно, особенно если в конкретном месте произрастают не те виды, которые нам нужны. На данный момент у нас 29,7 процента территории страны покрыто лесом, но мы также имеем примерно. На данный момент лесами покрыто 29,7 процента территории страны, но при этом естественная сукцессия составляет около 3 процентов, поэтому фактическая лесистость может достигать 33 процентов, тогда как после войны она составляла 20 процентов. Таким образом, более 3 миллионов гектаров – это леса, посаженные на бывших сельскохозяйственных угодьях. Они посадили сосну, лиственницу, березу и ель – виды, выбранные с учетом их ожидаемой в то время продуктивности и возможности посадки на открытых участках, но не самые подходящие для мест обитания. Поэтому сейчас мы не будем использовать естественное возобновление. Необходимо определить, исходя из почвенных, климатических и топографических особенностей, какие виды будут наиболее подходящими в том или ином месте, и ввести их туда искусственно. Это относится примерно к 30 процентам наших лесов.
Повышенное содержание азота также приводит к изменению состава микоризной флоры, и эктомикоризные грибы, которые особенно полезны в засуху, поскольку поддерживают деревья в засушливые периоды, заменяются эндомикоризными грибами, которые оказывают гораздо меньшую поддержку во время засухи. Это еще больше ослабляет наши лесные экосистемы. Лесополосы на бывших сельскохозяйственных угодьях вынуждены бороться с условиями, неблагоприятными для деревьев и леса, включая микоризные условия.
Говорят, что мы знаем о наших лесах исключительно много.
Польша является страной с самыми хорошо измеренными лесами в мире. Французы, англичане и шведы используют наши данные, потому что у нас есть полная информация о лесах Польши, включая отдельные деревья. Это стало возможным благодаря проекту, реализованному на средства рамочной программы Horizon Europe. Тот факт, что мы располагаем самыми точными данными о лесах, также означает, что они лучше всего изучены. В Польше этому способствует структура собственности: 80 процентов лесов принадлежат государству, поэтому доступ исследователей к лесам практически неограничен. Кроме того, они могут рассчитывать на помощь лесников, которые в свою очередь получают от исследователей данные для своей деятельности. Это очень выгодно не только с природной, но и с социальной и экономической точки зрения.
Ранее мы проводили инвентаризацию лесов в рамках планов управления лесами каждые 10 лет, но прорывом стал проект по борьбе с наводнениями ISOK, в рамках которого вся территория Польши была просканирована с помощью воздушного лазерного сканирования. Этот метод позволяет получить облако точек почвенного покрова и модель рельефа. Благодаря отражению от крон деревьев мы можем измерить высоту каждого дерева, а соответствующие алгоритмы позволяют обнаружить отдельные деревья. Недавно в моем отделе мы собирали данные с помощью воздушного сканирования. Для этого мы купили специальный массив на 50 ТБ. Мы загружали данные аэрофотосъемки в течение примерно четырех месяцев. После того как мы провели детектирование отдельных деревьев, мы выяснили, что в стране насчитывается 4 миллиарда 216 миллионов 67 тысяч 541 дерево. Эта цифра меняется ежедневно, но именно столько их было на момент сканирования конкретных территорий. Эти данные продолжают обновляться. Когда из Центрального управления геодезии и картографии поступает новое сканирование территории, мы загружаем эти данные и обновляем нашу базу данных деревьев. Обновления также позволяют нам наблюдать за темпами роста деревьев. На основании этого мы можем определить, сколько древесины приходится на каждый гектар, то есть какова численность наших лесов. Мы также можем видеть изменения в численности, каждое дерево, которое было потеряно, и то, сколько древесины было добавлено. Похожие исследования, но с другими методами, проводят лесники. Наши результаты отличаются на несколько процентов. Это связано с методикой и целью измерений. В настоящее время в государственных лесах также используется аэрофотосъемка. В рамках проекта NCBR BIOSTRATEG был разработан новый метод, использующий данные инвентаризации больших площадей. Он был внедрен в государственных лесах.
Мы первыми в мире построили модели роста деревьев на основе этих сканов, учитывая, в том числе, погодные условия. Результаты этой работы мы опубликовали в журналах “Управление экологией леса” и “Сельскохозяйственная и лесная метеорология”. Мы построили модель, которая позволяет рассчитывать рост в зависимости от количества осадков и других метеорологических данных. Раньше говорили, что деревьев в лесу не счесть. Теперь это утверждение не соответствует действительности. Мы пересчитали все деревья, включая умирающие. Теперь мы также проверяем информацию государственных лесов о вырубках с помощью спутниковых данных. Здесь мы используем разрешение 3 × 3 метра и можем точно видеть, какое дерево было срублено. У нас есть данные об объемах, то есть информация о количестве ежегодно отмирающих кубометров древесины для каждого древостоя.
Много ли таких умирающих деревьев?
В последнее время отмирание деревьев из-за засухи составляло 3-5 миллионов кубометров древесины в год, но в результате урагана 2017 года мы столкнулись с несколькими миллионами кубометров поврежденных деревьев за один год. Таков масштаб явления.
Вымирание деревьев в таких масштабах – относительно новое явление.
Нашим лесам угрожает изменение климата, в основном засуха, и антропопрессия – выпадение азота. Последнее явление остановилось где-то в 1990-х годах на уровне 10 килограммов в год на гектар, но в одной точке измерения в бассейне Клодзко мы имеем выпадение 18 кг. Оно прекратилось, но не уменьшается, поэтому леса удобряются, и угроза более быстрого отмирания все еще существует. Климат – это не только засуха, но и повышение температуры, что приводит к ускоренной эвапотранспирации, то есть испарению воды. Кроме того, ураганы происходят чаще, чем раньше, и наносят большой ущерб. И наконец, с потеплением некоторые виды насекомых или грибков, которые до недавнего времени не представляли никакой опасности для леса, становятся реальной угрозой. В результате удлинения вегетационного периода – эффекта потепления климата – вылупляется в несколько раз больше вредителей, поэтому скорость заражения в несколько раз выше, чем в прошлом, а значит, и угроза гораздо больше.
Вы сказали мне, что в Канаде леса выбрасывают больше углекислого газа, чем промышленность.
Если вернуться к углеродному балансу лесов, то в прошлом году в Канаде сгорело около 8,4 миллиона гектаров леса. У нас в Польше чуть больше 9 миллионов гектаров, так что это как если бы все леса Польши сгорели. Институт мировых ресурсов провел анализ, который показал, что эти леса выбросили в атмосферу в два раза больше углекислого газа, чем вся канадская промышленность. Я слышал от людей, которые работают над упомянутой выше моделью МД, что в 2018 году выбросы углекислого газа лесами также превысили выбросы канадской промышленности. У меня была возможность наблюдать за лесами в Канаде, хотя это бореальные леса, в них есть проблема короеда, проблема засухи.
Имеет ли смысл с экологической точки зрения омолаживать леса?
Если с точки зрения экологии мы хотим, чтобы деревья покрывали территорию, то да. Мы думаем, что после гибели одних деревьев вырастут новые. Но все не так просто, потому что все начинается со спонтанной сукцессии, которая не всегда приводит к желаемому результату. Замена старых поколений деревьев на новые, адаптированные к среде обитания, является необходимостью в Польше. Относительно небольшая часть наших лесов близка к естественным; там мы могли бы полагаться на естественную сукцессию.
Такие естественные леса нам нравятся больше всего.
Исследования показывают, что это не так. Оказывается, среднестатистическому человеку больше всего нравится коммерческий лес с большими, редко растущими деревьями, где можно гулять, собирать грибы.
Позвольте мне вернуться к вопросу о естественности. Уже некоторое время американские лесники устраивают контролируемые пожары, чтобы сжечь топливо, которое лежит на земле, а именно сухие ветки и старые листья. Это позволяет сохранить старые деревья, которые имеют толстую кору и не страдают от мелких пожаров, и устранить проблему неконтролируемых и крупных пожаров. В Калифорнии за последние годы в таких крупных пожарах сгорело 4 процента территории штата, и в результате огонь уничтожил десятки тысяч домов и предприятий. Сейчас неправительственные организации борются с лесниками за проведение контролируемых пожаров, чтобы избежать таких больших потерь, как в последние годы. В 1980-х годах здесь была проведена программа пассивной защиты лесов, освобождения их от эксплуатации, которая закончилась преобладанием отмирания над ростом и крупными пожарами. В то время заготовка древесины была сокращена до трети от ее потенциала. Прирост, который постоянно увеличивался со времен Второй мировой войны, продолжался еще 10 лет. Но в последующие десятилетия он сократился вдвое, а буреломы стали увеличиваться и теперь вдвое превышают прирост.
Только на Западном побережье США в период с 2018 по 2020 год было насчитано 6 миллиардов стоячих мертвых деревьев. По данным Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, американские леса становятся эмиттером CO2. Конечно, в долгосрочной перспективе в этом нет ничего страшного, некоторые виды выпадут, появятся новые, но, скорее всего, чаще другие. Мы уже знаем, что следующие леса в Польше уже не будут такими высокими и обильными, как сейчас. Мы можем наблюдать это явление в Южной Европе. Идея о том, что сокращение использования лесов поможет климату, довольно наивна, потому что ее гораздо легче принять, чем сокращение потребления. Эта идея возникла на основе наблюдений за тем, что уже давно происходит в умеренном поясе. Теперь отмирание деревьев начинает сменяться их ростом. Это уже доходит до бореальной зоны. Рассчитывать на то, что леса помогут компенсировать последствия выбросов ископаемого топлива, наивно. Европейский союз призывает защищать старые древостои, но это не решит проблему. Конечно, некоторые старовозрастные леса, наиболее близкие к природе, должны быть защищены, но давайте превратим другие в устойчивые насаждения, которые будут не умирать, а расти, поглощая CO2 и производя древесину – полностью возобновляемый ресурс. В вопросе управления лесами слишком много дезинформации, эмоций и политики, и недостаточно знаний, полученных в результате научных исследований. А это не способствует принятию правильных решений”.
