В Приморском крае усыхают десятки тысяч гектаров лесов с елью аянской. Они первыми отреагировали на потепление климата, участившиеся стихийные бедствия, распространившихся жуков-короедов и не только. Чтобы собрать и систематизировать причины, в Сихотэ-Алинском заповеднике оборудовали мониторинговый полигон, где фиксируют параметры от температуры воздуха до влажности почвы. Сейчас вмешиваться в естественные процессы нельзя – можно только наблюдать. Однако это даст возможность в будущем подготовить научно обоснованные рекомендации для лесного хозяйства – как использовать, воспроизводить и охранять ельники с учётом их уязвимости к изменениям климата.
Ель аянская – могучее дерево диаметром до метра и высотой до 35 метров – один из главных коренных лесообразователей на Дальнем Востоке. Всего в лесном фонде федерального округа на ельники приходится около 10 млн га, что приблизительно равно площади всех лесов Приморья. В нашем крае ель аянская занимает более 3 млн га. И когда усыхают тысячи деревьев одновременно, это влияет сразу на всю экосистему.
В последнее время чаще случаются пожары, ветровалы, ледяные дожди, наводнения. Глобально на это влияет деятельность человека. И дальше, если продолжать в том же духе, будет только хуже. В ухудшающихся условиях первым плохо еловым лесам. У ели в отличие от других видов деревьев поверхностная корневая система – вот почему объектом своего исследования учёные выбрали леса с елью аянской.
Климат теплеет, а ельники очень чувствительны к колебаниям метеопараметров, поэтому в гонке на выживание они первые кандидаты «на вылет». Они не такие пластичные как лиственные виды, растут долго, более требовательны к климатическим условиям. В перспективе ельники будут «уходить» от жары, смещаясь на север и поднимаясь выше по рельефу.
Чтобы понять, что происходит не только с аянскими елями, но и с хвойными лесами в целом, приморские учёные-лесоводы оборудовали в Сихотэ-Алинском заповеднике научный комплекс «Стражник». Он состоит из двух метеостанций, наземных стационарных объектов мониторинга (пробных площадей), а также массива данных дистанционного зондирования – космических снимков разного разрешения, цифровых моделей рельефа и материалов, полученных с беспилотных летательных аппаратов. В режиме реального времени на мониторинговом полигоне площадью 1300 гектар записывается множество параметров – от температуры воздуха до влажности почвы. Уникальный научный комплекс заработал чуть более полугода назад.
Огромный пласт информации снимают и обрабатывают всего несколько человек, в их числе авторы не только многих научных работ, но и проекта «Стражник» учёные-лесоводы научный сотрудник Сихотэ-Алинского заповедника Михаил Сало и научный сотрудник Института геологии и природопользования ДВО РАН Александр Иванов, а также инспекторы и студенты вузов – будущие лесоводы. Чтобы была возможность установить оборудование и программы, учёные написали проект, который успешно защитили на грантовом конкурсе и получили на его реализацию чуть более миллиона рублей.
«Научные наблюдения за лесами в Приморском крае велись чуть ли не с самого его заселения, что очень помогает сейчас и нам в нашей работе, – рассказывает Александр Иванов, научный сотрудник Института геологии и природопользования ДВО РАН. – Имея в распоряжении данные наших предшественников о том, как устроены и как живут приморские леса, как на них влияют различные нарушения, мы можем более обоснованно спрогнозировать последствия тех или иных негативных событий, а зная их заранее, попытаться подготовить к этому систему лесоуправления и лесопользования».
Недавно Михаил и Александр вернулись из очередной командировки на «Стражник». Метеостанции находятся в глухих нетронутых хвойных лесах Сихотэ-Алиня. К тому же аянские ели любят жить повыше, в верхнем горном поясе, поэтому добраться в эти места было непросто. Ученые сначала, докуда это было возможно, добирались на подготовленных автомобилях, затем шли несколько часов пешком, гружёные оборудованием и провизией.
«Леса, образованные видами ели, подвержены усыханию. Этот процесс естественный и напрямую не связан с деятельностью человека. Участки усыхания в последние годы стали гораздо больше, а «волны усыхания» случаются всё чаще. Крайнюю волну усыхания мы поймали совсем недавно, приборы «Стражника» фиксируют её «хвост», – отмечает Михаил Сало, научный сотрудник Сихотэ-Алинского заповедника. – Виновника именно этого усыхания мы определили – это короед, и он буквально был «пойман с поличным»: в ходах засохших деревьев найдены как минимум три вида этих насекомых. Вместе они съели десятки тысяч гектар. Интересно, что усыхания и ветровалы способствуют пожарам, а пожары – усыханию и ветровалам».
Но не всегда в усыхании ельников виноваты короеды. По данным лесовода Юрия Манько, который посвятил изучению усыхания ельников много лет, существует 138 таких причин. Их он описал в своей книге «Усыхание ели в свете глобального ухудшения темнохвойных лесов». Однако трудности в изучении этой проблемы не только в количестве причин усыхания, и не только в том, что мониторинговый полигон далеко в тайге, – жизнь объекта исследования гораздо длиннее жизни самого исследователя. Эти исполины живут до 200 лет, и нужно несколько поколений учёных, чтобы проследить за одним поколением елей. На фоне такой продолжительности жизни полгода работы «Стражника» кажутся мгновением. Однако очень важным мгновением.
«Нам удалось создать очень хорошую площадку для научных исследований. В заповеднике действует «режим невмешательства» – то есть, нельзя вмешиваться в естественные природные процессы. Можно исключительно наблюдать и фиксировать дикую жизнь экосистем, в нашем случае – аянских ельников, – объясняет Александр Иванов. – Здесь возможен длительный мониторинг – гарантированно в течение многих лет лес не выпилят, не будет хозяйственной деятельности человека. Совсем недавно в Сихотэ-Алинском заповеднике завершилось лесоустройство – это значит, что в нашем распоряжении больше актуальных данных о составе леса на мониторинговом полигоне».
Ещё никогда прежде мониторинг не был таким масштабным и подробным, с таким количеством параметров. Метеостанции считывают скорость и направление ветра, гидротермический коэффициент, температуру почвы на разных глубинах, солнечную активность. Современные средства и технологии помогают учёным фиксировать и обрабатывать моментально такой объём информации, на который раньше уходили годы, но не было такой точности.
«Мы можем увидеть то, о чём наши предшественники только мечтали. Систематизировать не только свежие данные, но и собранные несколькими поколениями учёных до нас. Это мощная доказательная база для того, чтобы в будущем внести изменения в лесопользование на уровне законодательства, – комментирует Михаил Сало. – Мы хотим не только накопить и систематизировать знания, но и заглянуть в будущее – уметь определять участки леса, которые в будущем усохнут. И попытаться предотвратить это, или минимизировать последствия».
В будущем результаты исследований на «Стражнике» можно будет использовать для внесения изменений в режимы лесопользования на территориях за пределами заповедника. Это будут научно обоснованные рекомендации для лесного хозяйства – как именно осуществлять использование, охрану, защиту и воспроизводство еловых лесов Приморья с учётом их уязвимости к изменениям климата.
Но до конкретных рекомендаций лесному хозяйству пока далеко. Это и не является задачей проекта «Стражник». Сейчас основная задача – сугубо фундаментальная – понять причинно-следственные связи, объяснить процессы, связанные с усыханием ельников. В далеком будущем, возможны, например, и такие радикальные решения, как исключение ели из лесных культур (искусственных посадок), назначение особых видов рубок ухода за усыхающими ельниками, или наоборот, разработка мер содействия естественному возобновлению этой породы. Только длительные многолетние наблюдения на «Стражнике» позволят предлагать конкретные решения в лесном хозяйстве.
