Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Экологическое равновесие древостоя

Степкина Е. А., Мазуркин П. М.,

ВВЕДЕНИЕ

Что случается с нами, никак не отражается на земной поверхности.

Но что случается с земной поверхностью, отражается на нас.

Хью Макдъярмид. Цит по [73, с.108].

Лесной древостой является уникальным природным объектом, способным, при превышении некой минимальной площади произрастания и минимального возраста молодняка деревьев одного или нескольких видов, сформировать внутри себя циклы круговорота вещества, энергии и сигналов. Он движется на новой территории путем обсеменения и появления проростков, а по мере взросления молодых деревьев на новом местопроизрастании создает цельную экологическую систему. Цельная совокупность разнородных деревьев изменяет микроклимат и водно-тепловой режим внутри себя.

Так формируется из древостоя лес. На меридианное движение леса влияет только гидротермический режим территории, а лесная почва образуется древостоями из преобразованных степных и лесостепных видов почвы. Тем самым каждый древостой, становясь элементом территориально распределенного лесного массива и биогенным ядром леса, способствует жизнедеятельности многих других биологических видов, а также значительно повышает биологическое разнообразие и достигает высокого обилия у всех обитающих в лесу видов микроорганизмов, не древесных растений и животных.

Таким образом, леса формируются благодаря усилиям лесных деревьев, которые в процессах развития и роста высокоактивных популяций движутся столетиями за изменениями климата. Это перемещение происходит примерно с циклом в 26 тысяч лет по меридианам по смещениям так называемого «пояса жизни». На движение тайги от севера Африки до параллелей Скандинавии оказывает влияние прецессия северного полюса Земли.

Но за последние 44-50 тыс. лет освоения Европы люди стали переселяться пульсирующими по численности потоками из Ближнего Востока, основная часть мигрантов уходила вдоль Средиземного моря. Но часть более чем 40 тысяч лет назад осела по берегам Волги и создала финно-угорские народы. По-видимому, Сибирь осваивалась гораздо раньше.

Продвижение европейцев вдоль берегов Атлантического океана на север, по мере потепления климата и отхода на север ледников, вызвало катастрофические последствия для европейских таежных и в последующем широколиственных лесов. Таежные леса еще 12-17 тысяч лет находились на параллели юга Альп. Они также двигались на север, по мере потепления климата осваивали новые территории. Но с началом появления земледелия примерно 9-11 тысяч лет назад местные леса были почти сведены на Ближнем Востоке.

Примерно 5-7 тысяч лет назад Причерноморье было богато лесами, а тайга ушла к нынешней территории Воронежской области. Через 2-3 тысячелетия тайга дошла до параллелей Москвы и Берлина. Но именно в этот период резко возросла численность людского населения, которое переходило в железный век и уничтожало на древесный угол, оборонительные сооружения в виде засек и длинных на сотни и тысячи километров стен городов и приграничных грунтово-деревянных укреплений.

Поэтому многие хвойные, и тем более, дубовые и иные леса в своем движении стали тормозиться «облавами» и уничтожением на нужды сельского хозяйства, металлургии, строительства городов, укрепленных стен против кочевников и в средние века для морских кораблей.

Ныне Европа имеет только те лесные массивы, которые сохранились благодаря «железному занавесу», то есть на границе противостояния стран Варшавского договора с остальными европейскими странами. С обеих сторон, что на западе среди стран Европейского союза, что на востоке на территории России, в основном простираются лесные пустыни и распаханные под пашни земельные участки.

В истории человечества немало примеров самовосстановления лесов после сильнейших антропогенных нагрузок на них. Например, до эпохи Возрождения в Европе от эпидемий чумы и других болезней вымерла половина населения людей. Брошенные людьми земельные участки в городах и населенных пунктах за 250 лет превратились в девственные леса, значительно увеличилась численность диких животных в самостоятельно восстановившихся древостоях.

И это произошло после того, как расширенное производство металла, вначале бронзы, а затем и железа, возникшее четыре тысячи лет назад, привело почти к полному исчезновению лесных деревьев в европейских странах. Археологами ныне доказано, что на острове Крит упадок выплавки металла в виде бронзы, а затем и железа, произошел не из-за руды, - его там и поныне предостаточно, а из-за истребления лесных деревьев на топливо и древесный уголь для выплавки металла.

В средние века рост кораблестроения для потребностей освоения новых материков и новых географических открытий снова истребил все крупные лесные деревья во всех странах Европы. С тех пор давление на леса со стороны людей только усиливалось, - сжигались и распахивались под пашни все новые и новые лесные участки, увеличилось с ростом населения и заготовка дров. В России этот процесс уничтожения лесных массивов задержался на несколько столетий и причем очень неравномерно по территории. На юге европейской части страны леса были сведены еще 4-6 тысяч лет назад и этому способствовало изменение климат и образование степных просторов [23]. Северные леса уничтожаем ныне прямо на глазах всего человечества. Тайга попала в сети многочисленной армии заготовителей хвойного кругляка для зарубежных предприятий. Ей уже давно пора повернуть назад, к Средиземному морю, за еще оставшиеся на будущее 9-11 тысяч последующих лет. Но обратного естественного движения нет и так называемые лесные культуры - не в счет, потому что они не образуют биокаркас мощного фронта наступления древостоев ели и других хвойных пород.

Движению таежных и иных типов лесов семенами и проростками мешают громадные и широкие пашни. И с каждым годом сверху требуют от сельчан еще большего количества пашни, хотя давно доказано, что экстенсивное производство зерновых культур губит на корню цивилизацию, а также само государство как таковое и в старину вынуждало переселяться из Ближнего Востока на другие земельные пространства.

По-видимому, не желая рационально использовать собранные урожаи и увеличивая пашни, руководители от сельского хозяйства, после включения в их территориальное богатство еще и лесные земли, думают перенести центр тяжести экстенсивного растениеводства на Сибирь и Дальний Восток. Может статься, что слуги народа надеются, как и в царской России, и будут миллионами сельчан переселять по обратному вектору древности великого переселения народов. Но ситуация такова, что бывшие крепостные вымирают и их начинают замещать китайцами уже на подмосковных пашнях, а мелкие куски бывших лесных массивов дорубят для зарубежных целлюлозно-бумажных комбинатов.

В заключении к своим уникальным фильмам Д. Аттенборо, рассматривая трехмиллионную эволюцию земной поверхности и сельского хозяйства на ней, на 48 % изменившую поверхность суши Земли, высказал мысль о будущем поведении людей на планете так: «Наверное, пора переходить от выживания человечества в окружающей среде к выживанию самой окружающей среды через управление человечеством».

И эти слова в полной мере относятся и к древостоям России, когда они на корню продаются за границу. И только самые отсталые страны экспортируют лесные участки, но и здесь Россия впереди планеты всей - она экспортирует лесные участки Сибири площадью в миллионы гектаров. Тогда восточному переселению не будет основы, ведь только через 25-300 лет произойдет естественное возобновление лесов: вначале кустарника, затем лесочков по терминологии В.И. Даля [19], и только потом возникнут лесища с рослыми и крупными здоровыми лесными деревьями.

Идея защиты природной среды, в частности сформировавшихся недавно за несколько столетий лесных древостоев, например, в виде Деммидовских лесов на Урале, прежде всего, необходимо от притязаний властных людей из собственного отечества. Они, прикрывающиеся в России щитом государственной собственности, являются представителями принципиально новой социальной элиты. Именно они вырабатывают потребительские решения, как правило, в русле менталитета собственного обогащения, и для этого вырабатывают все новые и новые экологические доктрины, которые изначально оторваны от мирового опыта глобальных ошибок в природопользовании. России, кончено же, не грозит опыт самоуничтожения у людского населения острова Пасхи. Но уж очень симптоматичны российское поведение на жителей этого острова, вначале уничтоживших деревья, а затем вымерших и сами.

Издревле государственная собственность на леса в российской действительности фактически понималась как вотчина царей, бояр и помещиков, а законы лесного дела писались для остального быдла, то есть для поведения крепостных крестьян.

С тех пор мало изменилось в жизни лесных населенных пунктов. Они до сих пор даже не значатся на картах земельных кадастров и территорий субъектов федерации. Их как бы и нет физически.

Придерживаясь сути будущих возможных экологических преобразований в лесах мира, вполне можно достичь некоторого экологического равновесия и на конкретной территории лесного участка, на материках и на суше планеты в целом. Экологическая экспертиза и защита окружающей (поселки городского типа, села и деревни, заводы и фабрики) лесной среды является главным экологическим мероприятием местного населения. Это, в свою очередь, требует разработки принципиально новых способов и средств экологического измерения свойств у отдельных деревьев и лесных древостоев.

Но вначале нужно разбудить чувства собственного достоинства у местного населения к своим же природным богатствам, чтобы они престали понимать всю окружающую их природную среду как фактическую собственность чиновников, явно выступающих от имени государства в интересах собственного обогащения и наживы.

В начале XXI века многие ученые, изучая эволюцию жизни на Земле, пришли к выводу, что человек только ускоряет естественные процессы геологической смены ландшафтов, почвы, растительного покрова и других природных объектов. Поэтому расширение и интенсификация сельского хозяйства, вырубка лесов, мелиорация, строительство гидротехнических сооружений, добыча полезных ископаемых и многие другие антропогенные изменения территорий, если судить по меркам геологического времени, являются вроде бы и не так уж опасными.

Дело в том, что в истории Земли были куда более катастрофичные случаи, приведшие к гибели до 90 % видового разнообразия жизненных форм. Но с каждой такой глобальной катастрофой на Земле появлялись все более адаптивные к резким изменениям в окружающей среде растения и животные. Из последних самыми универсальными стали люди - они всеядны, могут иметь любую (теплую или прохладительную) одежду в виде слоев, от нижнего белья до зданий городской среды в целом.

Однако их поведение за последние триста лет стало таким, что антропогенные изменения ландшафтов в тысячи и миллионы раз ускоряют геологические циклы, превращая естественные ландшафты (сложившиеся на суше, на данный момент времени эволюции Земли) в неестественные ландшафты. Эти так называемые искусственные ландшафты, в том числе и так называемые лесные насаждения и лесные культуры, чаще всего они неестественным образом интродуцированы в данную местность. Такие ландшафты вполне могли быть и в прошлом (до 200 млн. лет назад в ретроспективе или еще глубже во времени), и вполне могут быть и без людей в будущем (до 50 млн. лет на перспективу).

Но такие новые лесные насаждения будут создаваться на пустырях не людьми, а, как и миллионы лет назад, животными, разносящими семена на десятки километров, и высоко адаптивными на Земле насекомыми, перекрестно опыляющими растения для природной селекции.

Поэтому лесоводы возникли как особое сословие людей и как ответ на угрозу истребления леса.

Но ныне они, как это часто случалось в истории погибших цивилизаций, стали прислужниками слуг народа а не интересов древостоев, которые имеют коллективное сознание и ум, являясь распластанными на территории в данной точке суши Земли живыми существами. Древостои без человека долго живут, перемещаются за дрейфом климатических зон по материкам, изменяя почву и создавая экосистемы. В конченом итоге они жили почти 400 млн. лет на Земле, спокойно пережили катастрофу динозавров и, в конечном итоге, переживут и людей.

В связи со сказанным понятия экологической стабильности и устойчивости весьма условны и могут быть рассмотрены только на очень короткий промежуток времени, причем даже одного единственного древостоя. Пустыня тоже стабильна и устойчива, но не удовлетворяет жизненным потребностям не только людей, но и других видов животных и подавляющего большинства видов растений. Но и там существуют специфические растительные сообщества, пусть даже и не древесные. глобальное потепление вызовет массовой опустынивание по мере объединения континентов в новый суперматерик, причем люди вымрут как вид, а затем через 25- млн. лет в будущем из пустынных растений снова возникнут новые виды лесных деревьев и они сформирую новую среду обитания, но уже для новых видов разумных существ.

Поэтому в данной брошюре авторы придерживаются понятия об экологическом равновесии, развивая идеи проф. Н.Ф. Реймерса.

В этом понятии промежуток учетного времени зависит в основном от способов и средств измерения свойств, структуры и параметров ландшафтов, населения и системы хозяйств на территории этих ландшафтов. Эволюция человеческой техники и технологии в мире приведет к совершенствованию способов и технических средств для измерений. А это приведет к сокращению времени на измерения и осознанию необходимых мер поворота в рационализации природопользования. Тем самым укрепится надежда в оперативных и экологически ответственных стратегий развития сельского хозяйства и сельских территорий.

По Н.Ф. Реймерсу, экологическое равновесие - это непрерывно меняющееся соотношение. Мы дополнили это определение тем, что по значению это динамичное соотношение нужно приблизить различными научно-техническими мерами к золотой пропорции между растительным покровом и всей территорией ландшафта. Причем в данной брошюре ландшафт рассматривается на уровне лесного выдела. Но в нем выделяется характерная часть, на которой закладывается, по крайней мере, одна не прямоугольная пробная площадь. Естественной является круговая форма пробной площади, разделенной на концентрические кольца или же радиальные ленты из площадок от материнского дерева.

Кроме того, экологическое равновесие следует понимать на четырех уровнях смыслового содержания: 1) физическое состояние; 2) сохранение равновесия, то есть изменение во времени; 3) уравновешивание негативных изменений научно-техническими мерами; 4) состояние спокойствия живого и душевное равновесие людского населения.

По отношению к двум кварталам леса № 30 и № 37 в лесном массиве, расположенном около пгт. Красногорский на территории национального парка «Марий Чодра» Республики Марий Эл, на которых летом 2007 и 2008 гг. были заложены по одной круговой пробной площадке и измерена численность деревьев, указанные четыре уровня экологического равновесия понимаются так:

1) физическое состояние - древостои окружены с севера поселком, с запада и юга пашнями и другими видами сельскохозяйственных угодий, с востока малой рекой Илеть с расположенным вдоль неё магистральным газопроводом Уренгой-Помары-Ужгород, и древостои испытывают также рекреационное давление от местного населения и туристов;

2) сохранение территориального и компонентного равновесия - десятилетиями эти древостои очищались и известны режимы ухода за лесом и в некоторых случаях и за отдельными деревьями;

3) негативных изменений лесоводы не отмечают, хотя через древостои по границам кварталов проходят проселочные дороги; в итоге визуальные наблюдения лесоводов и биологов оказываются явно неэффективными для проведения лесных инспекций;

4) из-за рекреации состояние животного и растительного мира неспокойное, а душевное равновесие людского населения поселка Красногорский характеризуется как пассивное и нейтральное к судьбе леса.

Исследованиями сотрудников и студентов кафедры природообустройства МрГТУ было доказано, что свойствами лесного древостоя, чаще всего ельника, можно достоверно оценивать экологический режим за прошедшие десятилетия (дендрохронология), экологическое состояние на момент измерения и испытания деревьев в древостое, а также дать экологические прогнозы сценариев поведения деревьев у исследуемого древостоя на горизонт прогноза не меньше основания прогноза.

Инженерная экология является теоретической основой экологически ответственного обустройства и рационального пользования природными объектами и их частями. А они ныне безоговорочно присвоены людьми в виде ресурсов для выживания как биологического вида. По отношению к растительности лесного древостоя требуется развить территориальный и компонентный принципы, причем в динамике экологического неравновесия различных свойств у изучаемой природной среды.

В рамках такого динамического подхода возраст деревьев ели и полнота древостоя ельника становятся главнейшими факторами, влияющими на явления и процессы возникновения (проростки ели), образования (роста и развития), формирования структуры ельника и свойств деревьев (в зрелости), деградации деревьев в старости (распада, разрушения) и гибели (вымирания) различных особей деревьев со своими микросредами обитания различных биологических форм лесной жизни.

Древостои ели уникальны по популяционной динамике. Главной средой обитания на суше является растительный покров. Поэтому необходимо рассмотрение изменений растительного покрова вначале по площади территории отдельных компонент, в частности, ельника. При этом, как известно, лесные массивы являются ядром биосферы планеты и тем самым становятся главной частью растительного покрова на суше. Как ведет себя выдел леса, так и будет в среднем вести себя и биосфера.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074