Планетарные риски русских пожаров
Количество и масштабы лесных пожаров в последнее десятилетие растут. Однако в актуальных научных работах предлагаются меры по сохранению лесов и созданию возобновляемой лесной экономики
Лесные пожары 2021 года на территории России — самые крупные за всю историю наблюдений из космоса. В этом году ученые впервые наблюдали, как дым от них достиг Северного полюса. По данным «Гринпис» на середину августа, леса горели на площади 17 млн га, что больше, чем в последние годы (в прошлом и позапрошлом году горело 16,5 млн га). В некоторых регионах Якутии в середине сентября пожары все еще бушуют.
Научные публикации говорят о явно выраженном тренде повышения и площади повреждений леса, и уровня эмиссии углерода в результате пожаров за последнее десятилетие. Так, в работе «Количественные оценки прямых пирогенных эмиссий углерода в лесах России по данным дистанционного мониторинга 2020 года» (Ершов Д. В., Сочилова Е. Н. Вопросы лесной науки. 2020. Т. 3. № 4) показано, что до 2012 года средняя ежегодная площадь повреждений лесов в результате пожаров составляла 3,95 млн га, а в последние девять лет — 5,73 млн га, эмиссия углерода в атмосферу в результате лесных пожаров выросла в полтора раза. (Количественные оценки могут отличаться в разных работах, но тренд неоспорим.)
Согласно недавней публикации в журнале Lancet Planetary Health, загрязнение воздуха в результате лесных пожаров ежегодно уносит жизни 33,5 тыс. людей. Мы это хорошо знаем по пожарам 2010 года, бушевавшим вблизи Москвы и крупных городов, когда ежедневная смертность в столице выросла в два раза. Вред от пожаров для здоровья людей, возможно, еще больше, чем по оценкам Lancet. Избыточная смертность 2021 года, скорее всего, будет выше даже прошлого 2020-го, причем не только из-за пандемии, но и в результате пожаров.
Лесные пожары не только российское явление, конечно. За последние годы в разных регионах мира произошло несколько обширных лесных пожаров. Во время «Черного лета» в Австралии (зима 2019/20 года) было уничтожено 18 млн га древесных растений и 2500 строений, погибло от 400 млн до 1,25 млрд животных и 34 человека. Крупнейший августовский пожар «Дикси» затронул весь штат Калифорния, США, разрушил примерно тысячу зданий и захватил более 200 тыс. га территории.
Но именно российские леса — важнейший фактор планетарного масштаба, у нас растет 640 млрд деревьев (примерно четверть деревьев всего мира), это вдвое больше, чем в Бразилии или в Канаде. А вообще, леса выделяют больше всего кислорода на планете (правда, и поглощают они тоже много, поэтому с точки зрения чистого планетарного бюджета кислорода и углерода океанический фитопланктон более продуктивен). Леса — второй по значимости, то есть крайне важный, утилизатор углерода и источник кислорода для всего живого на планете. Но при этом пожары могут обращать баланс в отрицательную сторону. Так, по данным космических наблюдений, в 2012 году в результате пожаров баланс углерода российских лесов даже вышел в отрицательные значения (выделялось углекислоты больше, чем поглощалось).
При этом важность российских лесов для планеты, возможно, еще больше, чем предполагалось. В недавней работе «Российские леса поглощают больше углерода, чем ранее считалось» в авторитетном журнале Scientific Reports (Schepaschenko, D., Moltchanova, E., Fedorov, S. et al. Sci Rep 11, 12825) по данным спутникового, выборочного наземного наблюдения и анализа кадастров показано, что биомасса российских лесов выросла с 1988 по 2014 год на 39% (по крайней мере, в сравнении с последними советскими оценками), что соответствует увеличению оценки поглощенного за 26 лет углерода на 47%. Авторы статьи замечают, что этот объем компенсирует потери лесов в результате вырубок в Южной Америке за это время.
Если удастся научно подтвердить более важную роль российских лесов для планеты, чем считалось ранее, это может стать и внешнеполитическим фактором в мире, где климатическая тема теперь одна из важнейших. Впрочем, вряд ли в росте древесной биомассы лесов есть роль какой-то осознанной политики — потепление и увеличение количества углекислоты в воздухе улучшает условия для деревьев, особенно на Севере России, где многие сельскохозяйственные и промышленные земли были покинуты людьми в 1990-е. Кроме того, в рамках полемики вокруг этой статьи высказывались сомнения и по поводу исходной точки сравнения (скорее всего, неточных советских данных 1988 года), и по поводу направления тренда после 2014 года (он, как сейчас понятно из космических наблюдений, отрицательный).
Но эти новые данные актуализировали общественную и научную полемику о том, стоит ли так уж бить тревогу по поводу пожаров, если биомасса леса все равно быстро растет. Более того, некоторые ученые говорят о важности пожаров (впрочем, вряд ли таких крупных, как якутские этого года) для существования стабильных экосистем. Так, заведующий лабораторией мониторинга леса Института леса им. В. Н. Сукачева РАН Вячеслав Харук в популярной статье на портале Naked Science, в частности, заявляет: «…полное подавление пожаров приводит к формированию старых, ослабленных “перестойных” древостоев, которые становятся кормовой базой для короедов и других патогенов».
Вообще, полемика о роли пожаров в системе воспроизводства и жизни лесов не новая и научно легитимная. Живые существа издавна встречались с пожарами, и отдельные виды, и целые экосистемы нашли способы приспособления к ним. Считается, например, что шишки гигантской секвойи раскрываются только под воздействием огня. Однако это не совсем так, помочь раскрыться шишкам могут также некоторые птицы и животные. Есть работы о том, что огонь создает «окна», прорывы в лесном покрове, поляны, и это дает шанс светолюбивым растениям и увеличивает биологическое разнообразие леса. Впрочем, огонь не единственный способ пробивать «окна», в доантропологические времена это делали большие животные, которых, увы, становится все меньше.
Против популяризации идеи полезности пожаров для лесов выступил Научный совет по лесу РАН, а несколько его участников выпустили научную статью «Пожары как фактор утраты биоразнообразия и экосистемы функций леса» («Вопросы лесной науки». 2021 № 2), где подробно разбираются научные данные, в том числе данные об определенной пользе пожаров для некоторых экосистем, и делается вывод, что вред от пожаров гораздо больший и очень долговременный, а «польза» может быть принесена не пожарами, а другими мерами, например избирательными вырубками и мерами по увеличению популяций животных. В этой же статье предложены вполне конкретные меры по борьбе с лесными пожарами.
Одна из авторов этой статьи, директор Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН и председатель Научного совета РАН по лесу Наталья Лукина говорит, что проблема некоторых участников полемики в том, что они говорят «не столько о полезности лесов, сколько о полезности пожаров для лесов, что является большим заблуждением». В интервью «Эксперту» она рассказала о роли пожаров и средств борьбы с ними и предложила подходы к совершенно новой, сбалансированной политике в сфере лесного хозяйства, способной сделать российские леса более важным позитивным фактором климата и планетарной экологии.
Кто поджигает лес
— Являются ли нормой обширные пожары последних лет в Австралии, Калифорнии или Якутии? Есть ли какие-то закономерности и параллели между ними?
— В связи с глобальными климатическими изменениями происходит (и ожидается дальнейший) рост частоты и интенсивности лесных пожаров. В последнее десятилетие только на территории России обнаруживаются сотни тысяч очагов пожаров, масштабы пройденной огнем площади исчисляются миллионами гектаров. Возрастает доля крупных лесных пожаров (площадью более 200 гектаров).
Распространению пожаров способствует весьма специфическое сочетание биотических (связанных с живой природой) и абиотических факторов. Существуют растительные сообщества, в которых пожары возникают с большей частотой. Например, это лишайниковые, вересковые природные сообщества, а также места сплошных вырубок по суходолам, пастбища и другие экосистемы, которые возникают благодаря человеческой деятельности. Важный биотический фактор — распространение древесных растений, формирующих лесные материалы высокой горючести, таких как сосна, лиственница, эвкалипт и другие. Эти сообщества формируются в условиях, которые отличаются засушливостью и низкой влажностью почв. Когда эти биотические факторы сочетаются с абиотическими, как, например, частые засухи и низкий объем осадков в пожароопасные периоды, возникают условия для масштабных пожаров.
Масштабному распространению пожаров в последние годы способствует потепление, выражающееся в повышении средней температуры воздуха, а также низкий объем осадков и высокая скорость ветра в пожароопасные периоды. Это про условия, способствующие распространению пожаров. Основными же непосредственными причинами возникновения пожаров являются непреднамеренные и преднамеренные поджоги, а также, в гораздо меньшей степени, молнии, сухие грозы (грозы, которые возникают без осадков или при их минимальном количестве, обычно в условиях высоких температур атмосферы, более 30 градусов, осадки в этом случае не успевают достичь земли, испаряясь по пути; сухие грозы обычно сопровождаются сильным ветром, который еще больше способствует распространению огня. — «Эксперт»).
— То есть все же поджоги чаще сухих гроз?
— Главным виновником возникновения лесных пожаров остается человек. Например, согласно опубликованной информации, в Австралии около пятидесяти процентов случаев пожаров случается непреднамеренно (сигареты, костры, искры от машин, линий электропередачи), около сорока процентов случаев возгорания связывают с умышленными поджогами (в том числе выжигание травы) и немногим более десяти процентов связано с молниями. Опубликованные данные по пожарам в Калифорнии также свидетельствуют о том, что основным виновником возникновения пожаров является человек. Российские эксперты считают, что в России, в том числе в Якутии, основные причины пожаров — неосторожное обращение с огнем и умышленные поджоги (сельскохозяйственные палы и другие опасные практики). Значительно ниже вероятность возникновения пожаров от сухих гроз, молний.
— Что нужно сделать для создания более эффективной системы борьбы с лесными пожарами?
— В первую очередь нужно просвещение людей, поскольку именно мы являемся основными виновниками пожаров везде. Что не менее важно, в России нужно восстановить штат лесников (хотя бы до уровня последнего Лесного кодекса 2006 года) и существенно увеличить финансирование наземной лесной охраны и авиалесоохраны. Тогда многие пожары будут обнаружены еще на этапе возникновения очага и их можно будет потушить.
— Если человеческая деятельность — основной фактор возникновения пожаров, то это относительно недавнее явление?
— Вызванные человеком пожары влияют на леса с очень давних пор. Полагают, что наши предки овладели огнем около 400 тысяч лет назад, с тех пор влияние пожаров на леса не прекращалось. Огонь использовался в широко распространенной практике возникшего в неолите (последний период каменного века, 7000–4000-е годы до н. э.) так называемого подсечно-огневого земледелия, основанного на выжигании леса и посадке культурных растений на этом месте. Кроме того, с начала промышленной революции (с конца восемнадцатого века) шли очень интенсивные рубки.
— Как быстро леса восстанавливаются после пожара?
— Пожары наносят огромный ущерб лесам, приводят к существенному снижению биоразнообразия и утрате экосистемных функций лесов. Этот вопрос мы подробно осветили в нашей недавно опубликованной в журнале «Вопросы лесной науки» статье. Гибнет не только растительность, но и почвенная биота (как беспозвоночные животные, так и микроорганизмы), огромный вред пожары наносят и позвоночным животным. Согласно имеющейся информации, для восстановления, например, лесной подстилки требуется сто двадцать лет, для почвенных беспозвоночных недостаточно нескольких десятилетий, а более длительных наблюдений нет.
— Согласно недавней научной работе в Scientific Reports, с 1988 по 2014 год биомасса российских лесов выросла на 39 процентов. При этом площади ежегодных пожаров велики и постоянно растут. Как этот парадокс можно объяснить?
— Повышение запасов именно древесины (не всей биомассы) в лесах России действительно обсуждается в научных статьях. Более высокие запасы древесины в современный период по сравнению с 1988 годом в основном можно объяснить существенной недооценкой запасов древесины при лесоустройстве в советский период. В постсоветское время данные о запасах просто актуализировались, но измерения не проводились. Только в этом году завершен первый цикл так называемой государственной инвентаризации лесов, но ее результаты пока не опубликованы. Следует также понимать, что в этих статьях обсуждаются результаты по лесам на уровне страны в целом, ситуация в разных регионах может оказаться разная. Увеличение запасов древесины в период с 2004 по 2014 год (установленное в рамках работы по специальному проекту РНФ «Космическая научная обсерватория углерода лесов России», руководителем которого является профессор Сергей Александрович Барталев) частично объясняется более благоприятными условиями для роста древесных растений в некоторых северных регионах России. Однако, согласно данным этого же проекта, после 2014 года запас древесины не увеличивается. Причины динамики, в том числе повышение запасов древесины, требуют специальных исследований, необходимо оценить и реальные угрозы. И в России, и в мире в целом идут процессы деградации лесных экосистем, уменьшения биоразнообразия. В среднем за год в мире уничтожается около десяти миллионов гектаров леса, что связывают в основном с сельскохозяйственным освоением лесных земель.
Как спасать лес
— А что можно сделать для сохранения и восстановления лесов?
— Необходимы срочные меры и большие проекты по целому ряду направлений. Требуется развернуть систему предотвращения пожаров и охраны лесов от них. Важно сохранить малонарушенные леса, которые наиболее эффективно выполняют климаторегулирующую функцию благодаря высокому уровню биоразнообразия.
В сфере выращивания лесов мы предлагаем три основных подхода. Во-первых, это восстановление таежных, хвойно-широколиственных и широколиственных лесов. Тут крайне важно восстановить все биоразнообразие во всех его проявлениях, то есть и видовое, и функциональное, и структурное разнообразие лесов. Необходимо создание полидоминантных (с разными доминирующими видами деревьев) разновозрастных лесов с мозаичной структурой и зоогенными полянами. Ведь только благодаря биоразнообразию леса могут эффективно выполнять все экологические экосистемные функции — положительно влиять на климат, обеспечивать пресной водой (70 процентов пресной воды формируется на лесных водосборах).
Во-вторых, это повышение эффективности экосистемных функций тех лесов, которые спонтанно вырастают на заброшенных сельскохозяйственных землях (по экспертным оценкам, это около 30 миллионов гектаров). Для этого необходимо применять биотехнологии повышения плодородия почв. В-третьих, это создание лесо-луговых искусственных экосистем на заброшенных сельскохозяйственных землях, не покрытых лесной растительностью (это, по экспертным оценкам, около 40 миллионов гектаров). И это нужно и для поглощения парниковых газов, и для обеспечения древесиной. Функцию обеспечения древесиной вообще постепенно надо переносить на созданные человеком лесные насаждения.
Услуги леса
— Вы все время говорите об экосистемной функции лесов. В каком смысле он «функционирует» и как мы можем описать его пользу?
— Леса выполняют экосистемные функции, «предоставляют услуги» (функции становятся услугами, когда появляется человек) четырех категорий. Первая — это обеспечивающие услуги (древесина, волокна, ягоды, грибы, пресная вода и прочее). Вторая — регулирующие (регулирование климата, гидрологического режима). Третья — поддерживающие (создание и сохранение местообитаний биоты — 75 процентов наземной биоты функционирует в лесах; поддержание естественного почвообразования, фотосинтеза). Наконец, четвертая — культурные (рекреационная, оздоровительная, образовательная, научная). Провайдером всех функций и услуг лесов является биоразнообразие. Без леса жизнь на Земле сложно представить.
— А зачем нужно такое понимание разных функций лесов?
— Леса одновременно выполняют множество функций, которые формируют экосистемные услуги. Предоставление всех этих услуг четырех категорий жизненно необходимо для людей, однако между ними возникают как конфликты, так и синергия. Например, конфликты могут возникать между обеспечением древесиной при сплошных рубках на значительных территориях и способностью лесов поглощать парниковые газы, регулировать климат и формировать оптимальный гидрологический режим. Синергия, то есть положительные взаимодействия, могут проявляться при выборочных рубках между обеспечением древесиной и созданием мест обитаний для светолюбивой лесной флоры, но здесь важны способы и интенсивность рубки. Основная цель устойчивого управления лесами — сохранение баланса между всеми экосистемными услугами.
Несмотря на то что многоцелевое лесопользование провозглашается в ряде документов стратегического планирования лесной отрасли, до сих пор устойчивое управление всеми экосистемными услугами в России не ведется. Сама концепция экосистемных услуг хотя и получила широкое международное признание, в России не реализуется, в отличие от развитых стран. Учитываются у нас только обеспечивающие услуги лесов, в основном это древесина и, в гораздо менее значительной степени, недревесные продукты (ягоды, грибы). Основная задача стратегического планирования лесохозяйственной деятельности в рамках общего отраслевого планирования — обеспечение древесиной лесной индустрии (лесозаготовительная, целлюлозно-бумажная и деревообрабатывающая промышленность). При этом необходимо подчеркнуть, что древесина все еще «добывается» в естественных лесах. Наступило время перехода к реальному мультифункциональному лесному хозяйству.
В России также нужен новый Лесной кодекс, который будет нацелен на создание мультифункционального лесного хозяйства, обеспечение баланса между всеми экосистемными функциями лесов. Наш Научный совет РАН по лесу разработал концепцию такого кодекса. Действующий Лесной кодекс и все документы стратегического планирования в лесной отрасли не предусматривают лесовыращивание. Это выращивание целевых древесных пород с заданными свойствами древесины как одна из основных целей лесного хозяйства.
Между тем в государствах с развитым лесным хозяйством выращивается до двух третей мирового объема круглых лесоматериалов. Швеция и Финляндия, площади лесных земель которых на несколько порядков меньше, чем в России, ежегодно производят соответственно 53 и 58 миллионов кубометров древесины. Все страны ЕС — более 400 миллионов кубометров, при этом в России в 2018 году заготовлено 236 миллионов кубометров. Для справки: площадь лесов России — около 800 миллионов гектаров, тогда как площадь лесов Швеции — 27 миллионов гектаров, Финляндии — 26,3 миллиона, площадь лесов Евросоюза — около 180 миллионов гектаров.
Таким образом, для обеспечения древесиной в современных условиях площадь лесов не играет решающей роли, главное — технологии ее производства. Однако для обеспечения всеми остальными категориями экосистемных услуг как состояние, так и площадь лесов очень важны. Здесь у России огромный потенциал и огромное преимущество. Из культурных услуг в некоторых регионах РФ развивается рекреация. При этом такие категории услуг, как регулирующие и поддерживающие, часто учитываются формально либо не учитываются при планировании ведения лесного хозяйства. Это связано с сохранением приоритета обеспечивающих услуг (в основном древесины) в системе убеждений людей, которые принимают решения.
— Не всегда высадка леса уменьшает совокупные выбросы углерода. Это показано в статье чилийских ученых в журнале Nature Sustainability о провале эксперимента с массовым насаждением лесов с целью сдвинуть углеродный баланс. Как такое можно объяснить?
— Это вполне объяснимый результат. Именно малонарушенные старовозрастные леса являются самыми эффективными регуляторами климата благодаря высокому биоразнообразию, и заменять их на лесные плантации — это не просто глупо, это преступление. Плантации можно создавать на нелесных территориях, увеличивать площадь лесов, но ни в коем случае не уничтожать девственные леса. И в таком насаждении очень важно поддерживать разнообразие, не занимать все площади монокультурными посадками.
— А какой была бы правильная стратегия использования лесов для борьбы с потеплением?
— Необходимо увеличение запаса углерода в лесных экосистемах и древесных продуктах леса, повышение устойчивости лесных экосистем путем адаптивного лесного хозяйства, замещение невозобновляемых ресурсов на лесные. Первые два направления связаны с лесовосстановлением и лесоразведением. А тут, как мы уже говорили, при восстановлении естественных лесов нужно восстанавливать разновозрастные полидоминантные леса на месте моно- и олигодоминантных (с небольшим разнообразием древесных растений) лесов.
Благодаря более высокому биоразнообразию они будут поглощать существенно больше парниковых газов. Это ясно показано в научных статьях. Кроме того, надо развивать лесное хозяйство на заброшенных сельскохозяйственных землях. При достаточном разнообразии и здесь можно повышать эффективность поглощения парниковых газов. Именно сюда следует постепенно переносить функцию обеспечения древесиной, бережно сохраняя естественные леса.
Эффективный ответ на современные глобальные вызовы — развитие экономики замкнутого цикла, основанной на возобновляемом сырье, то есть циклической биоэкономики. Лесной сектор является ключевым игроком этой экономики, и развитие лесной биоэкономики замкнутого цикла должно стать современным направлением развития лесного сектора России. В ней есть следующие три составляющие.
Во-первых, поддержание и восстановление биоразнообразия: только сложные экосистемы могут быть эффективным провайдером экосистемных услуг. Во-вторых, мультифункциональное, климатически оптимизированное лесное хозяйство, которое включает в себя управление всеми экосистемными услугами лесов с сохранением и восстановлением баланса между ними. В-третьих, замещение углеродоемких продуктов на основе невозобновляемого ископаемого сырья продуктами лесной биоиндустрии. Это деревянное домостроение, разнообразные продукты из древесины, порубочных остатков, отходов, целлюлозы, продукты фармацевтики и так далее. Речь идет о циклической биоэкономике, которая не уничтожает естественные леса, а поддерживает их сохранность. Согласно концепции биоэкономики, «лишний» атмосферный углерод поглощается не только естественными, но и новыми искусственными лесами на заброшенных сельскохозяйственных землях и становится частью экономически целесообразного запаса древесины.
Как сохранить и приумножить леса
Меры по предотвращению лесных пожаров:
— просвещение населения о влиянии пожаров;
— полный запрет сжигания порубочных остатков в течение пожароопасного периода;
— запрет сельскохозяйственных и любых профилактических выжиганий сухой травяной растительности.
Меры своевременного обнаружения и оперативной локализации пожаров:
— отмена «зон контроля», в которых пожары можно не тушить;
— значительное увеличение числа лесников и финансирования наземной и авиационной лесной охраны;
— проведение постоянного наземного, авиационного и космического мониторинга пожарной опасности в лесах;
— формирование барьеров безопасности, предотвращающих распространение лесных пожаров, в том числе каналов и водоемов, которые могут быть использованы при тушении пожаров;
— уборка крупных древесных остатков в зонах массовых ветровалов при сохранении отдельных упавших стволов деревьев для поддержания биологического разнообразия ксилобионтов;
— поддержание и восстановление популяций исчезающих видов животных в современных лесах, в особенности крупных млекопитающих, создающих зоогенные поляны и прорывы в пологе леса, регулирующих плотность древостоя и мозаичность напочвенного покрова, а также бобров как главных представителей «лесных пожарных», регулирующих уровень грунтовых вод, создающих внутрилесные водоемы — естественные преграды распространения огня;
— формирование смешанных древостоев как более пирогенно устойчивых при восстановлении лесов после пожаров и при ведении плантационного хозяйства;
— проведение при необходимости котловинных рубок с посадкой или посевом светолюбивых видов деревьев в окнах;
— рубки отдельных деревьев и их групп с целью предотвращения распространения огня.
Источник: А. П. Гераськина, Д. Н. Тебенькова, Д. В. Eршов, E. В. Ручинская, Н. В. Сибирцева, Н. В. Лукина. Пожары как фактор утраты биоразнообразия и экосистемы функций леса (Вопросы лесной науки. 2021 Т. 4. № 2.)
Фото: МЧС России/ТАСС, из личного архива, Rick Rycroft/AP/TASS, Zuma\TASS
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl