Экология за дымовой завесой

— Капитан! Надо торопиться, — говорил Дерсу. — Моя мало-мало боится. Трава гори нету, лес — гори!

В. К. Арсеньев. По уссурийскому краю

Глобальное потепление в разных районах Евразии проявляется неодинаково: если на западном склоне Урале лето становится все более дождливым, то в ряде районов Восточной Сибири и Дальнего Востока оно становится более засушливым.

Стало уже привычным, что весна и начало лета на юге Сибири и Дальнего Востока — время пожаров . Морозные малоснежные зимы сменяются солнечной весной. Тонкий слой снега в значительной степени испаряется напрямую (сублимирует), не пополняя реки. Сухая прошлогодняя трава стоит стеной. Достаточно одной брошенной сигареты , чтобы мгновенно сформировался огненный фронт, который остановить почти невозможно….

Леса на Дальнем Востоке горели всегда. Во многих книгах Владимира Клавдиевича Арсеньева (1872–1930) о путешествиях по Уссурийской тайге есть описания лесных пожаров:

Мы оба были покрыты мокрой палаткой. Сверху сыпались искры. Густой едкий дым не позволял дышать.

Первый раз в жизни я видел такой страшный лесной пожар. Огромные кедры, охваченные пламенем, пылали, точно факелы. Внизу, около земли, было море огня. Тут все горело: сухая трава, опавшая листва и валежник; слышно было, как лопались от жара и стонали живые деревья. Желтый дым большими клубами быстро вздымался кверху. По земле бежали огненные волны; языки пламени вились вокруг пней и облизывали накалившиеся камни.

Известно, что иногда местные аборигены поджигали тайгу для того, чтобы на зарастающую молодой порослью гарь выходили кормиться лоси и другие копытные, и на них было легче охотиться. Но масштабы бедствия были значительно ниже: ненарушенные леса горят плохо. Пожар должен где-то сформироваться и набрать силу.

В настоящее время вторичные леса (зарастающие вырубки, старые гари) занимают огромные площади. Весной эти материки мелколесья, кустарников и сухого вейника (Calamagrostis sp.) — благодатная среда для огня… Нужно только найти человека, который подожжет траву. И такие люди каждый год находятся. Одни с рвением, достойным лучшего применения, сжигают траву возле дач, не задумываясь ни о ветре, ни о последствиях. В результате огонь уходит в тайгу, горят собственные строения. Другие, повинуясь каким-то неведомым дурным сенокосным традициям, зажигают старую траву, «чтобы лучше росла молодая…». Третьи после пикника не удосуживаются залить костер …

Во многих регионах земного шара пожары стали важнейшим фактором, определяющим состояние леса. Нередко в местах, где пожары происходят с периодичностью от 2 до 20 лет, формируются пожарозависимые экосистемы. Таковы теперь многие районы Сибири и Дальнего Востока, в частности Приамурье , где я уже много лет провожу исследования птиц.

В Приамурье в результате воздействия лесных пожаров изменяется видовой состав природных сообществ и их структура. При этом в первую очередь страдают наиболее ценные сообщества с высоким биологическим разнообразием — например, сообщества темнохвойно-лиственных лесов. Такие леса исчезают или сохраняются только в маленьких рефугиумах — на вершинах речных меандров, речных островах. Повсеместно в Приамурье увеличивается площадь вторичных лесов, которые периодически подвергаются воздействию пожаров и поэтому не достигают стадии климакса.

Климакс (climax community) — стабильное сообщество, завершающее сукцессию, его структура и функции сохраняются неизменными в динамическом равновесии, в данных условиях среды.

Сукцессия (ecological succession) — замещение на определенной площади одной биоты биотой другого характера.

Вторичная сукцессия — сукцессия на местах разрушенных сообществ, где почва и часть организмов сохранились.

Все большее распространение получают пирогенные сообщества с преобладанием кустарниковой растительности. И тогда пожар превращается в фактор, поддерживающий сложившуюся структуру. В отечественной литературе преобладает негативная оценка воздействия лесных пожаров, и с ней нельзя не согласиться. Но в то же время очевидно, что быстро ликвидировать возникший очаг на практике удается очень редко, тем более потушить лесной пожар, набравший силу. Теперь хорошо известно, что люди часто не могут справиться с пожарами даже в густонаселенной Европе, где нет больших массивов лесов, развита сеть дорог — несмотря на всё это огонь приводит к страшным бедствиям, борьба с которыми становится международным делом. В Сибири же даже в советские времена, когда система лесной охраны была значительно мощнее и работоспособнее, чем сейчас, главным «пожарным» оставался затяжной дождь .

Изменение сообществ под воздействием пожаров

Когда темнохвойно-лиственный лес охватывает пожар, большинство деревьев и травянистых растений этого сообщества погибают. Темнохвойные деревья Сибири, — за исключением сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), — неустойчивы к пожарам. На месте сгоревшего леса начинается вторичная сукцессия, буйствуют травы, кустарники, быстро растет мелколесье из березы и лиственницы. Через несколько лет после пожара формируется вторичный мелколиственный или лиственнично-березовый лес. Древостой становится одновозрастным, с преобладанием одного вида.

Со временем в таком лесу легко размножаются вредители и болезни деревьев. Происходит резкое снижение плотности населения птиц — с 175–212 пар на км² до 50–100. Существенно изменяется видовой состав в целом и состав доминирующих видов в частности. Приток новых видов во вторичных сообществах не равнозначен потере видов. Вселяются птицы лиственного леса и сибирские виды лиственничной тайги, образующие так называемое «население пятнистого конька», которое является самым бедным по видовому составу и плотности. Утрачиваются многие представители маньчжурской, сибирской и охотской фаун, а также широко распространенные таежные виды, связанные с темнохвойными лесами. Вероятно, подобный процесс наблюдается и среди беспозвоночных животных , при этом создаются благоприятные условия для неконтролируемого роста численности вредителей.

Неизбежно появление участков — в речных поймах и за их пределами, — где погибли даже сравнительно пожароустойчивые лиственница и береза. Плотность населения птиц в таких «мертвых лесах», как правило, ниже 40 пар на км² . Продолжительность вторичной сукцессии (до её завершения и восстановления первичного сообщества темнохвойно-лиственного леса) составляет 150–200, а по некоторым данным и 225–375 лет.

Представить себе столь длительный период без пожаров в нынешних условиях просто невозможно! Реальностью для значительных территорий Приамурья стали пожары с периодичностью в 5–10 лет. При этом пирогенная сукцессия становится непрерывной. В тех случаях, когда пожары происходят слишком часто или проходят в осенний период и имеют особо разрушительный характер, гибнут даже пожароустойчивые деревья и течение сукцессии меняется в направлении формирования сообществ кустарников.

Процесс смены коренных темнохвойно-лиственных лесов вторичными лесами характерен для всего юга Дальнего Востока России. В Приморском крае под воздействием рубок и пожаров кедрово-широколиственные леса заменяются вторичными дубняками и смешанными лесами. При этом изменения происходят достаточно мягко — низовые пожары губительны для темнохвойных деревьев, но сообщество в целом меняется незначительно — в частности, практически неизменным остается сообщество птиц. В Приамурье, как было показано выше, изменения носят более разрушительный характер.

По счастью, пожары очень редко проходят сплошным фронтом и поэтому для вторичных лесов характерна мозаичность растительности. Сохраняются отдельные островки — единичные ели и пихты, возле которых формируется своеобразный животный мир (микрорезерват коренного леса) — здесь поселяются синие соловьи, соловьи-свистуны и другие типичные птицы темнохвойного леса, которым приходится приспосабливаться к жизни в изменившихся условиях. Так мозаичность приводит к увеличению разнообразия видов — вместе с преобладающими животными и растениями вторичных лесов сохраняются и представители темнохвойной тайги.

Пирогенные сообщества в стадии климакса

Другим результатом таежных пожаров является формирование пирогенных сообществ, которые находятся в состоянии климакса. Разреженные лиственничные леса с мощным кустарничковым ярусом из багульников занимают значительные площади в Приамурье. Такое бедное, пожароустойчивое сообщество образуется в результате многократного воздействия пожаров и в существующих условиях находится в стадии климакса. За десятки лет наблюдений в таких лесах, даже при отсутствии пожаров, не удается выявить какие-либо существенные изменения.

Повторяющиеся пожары способствуют развитию кустарниковой растительности, состоящей из видов, быстро восстанавливающихся после пожаров. Для Приамурья это рододендрон (Rhododendron dauricum), два вида багульников (Ledum palustre, L. maximum), голубика (Vaccinium uliginosum), различные виды таволг (Spiraea salicifolia, S. media, S. ussuriensis), шиповники (Rosa davurica, R. acicularis), рябинолистник (Sorbaria sorbifolia). Кустарники, становясь доминантами после сильных или многократных пожаров, затем уже не позволяют восстанавливаться лесу. Это бедное сообщество, где почвы с течением времени настолько истощаются, что не могут поддерживать древесную растительность, даже если бы не было конкуренции с кустарниками. Восстановление леса в таких местах возможно только после проведения специальных биотехнических мероприятий с внесением в почву минеральных удобрений. Плотность населения птиц в пределах поймы, как правило, не превышает 50 пар на км² , а по мере удаления от реки существенно снижается. Нередко в кустарниковых зарослях вне поймы отмечается только один вид — бурая пеночка (Phylloscopus fuscatus).

Плюсы и минусы

Кажется, что влияние лесных пожаров на лесные сообщества можно оценить однозначно — это зло. Однако среди специалистов по лесу есть немало ученых (особенно в Северной Америке), которые часто расценивают пожар как положительный фактор.

Если в сформировавшемся растущем лесу проходит пожар, то он коренным образом меняет развитие древостоя — это нарушение и катастрофа. Но если рассматривать пожар в многолетнем плане с точки зрения цикличности развития пожарозависимых экосистем, то он не является нарушением.

В качестве яркого примера положительного влияния пожаров можно привести популяцию секвойи гигантской (Sequoiadendron giganteum), которая растет в смешанных хвойных лесах Сьерра-Невады и Калифорнии . После пожара семена секвойи легко проникают в землю и прорастают. Огнем уничтожаются патогенные грибы и устраняются растения конкуренты. Такие пирогенные леса похожи на парки. При защите этих лесов от пожаров, которые периодически возникали здесь и до прихода европейцев, развивается сообщество с елью белой и другими видами деревьев. В результате под секвойями формируются мощный подлесок, накапливается большое количество горючего материала, который может стать причиной катастрофического верхового пожара. В этом случае огонь способен подняться в кроны гигантских деревьев и погубить их. Поэтому для сохранения секвойи гигантской рекомендуется раз в 5–8 лет производить пал, для уничтожения конкурентов реликтового растения и накопившегося горючего материала.

Пестрота местообитаний, которая возникает после пожара, также часто рассматривается как положительный момент, способствующий увеличению биологического разнообразия.

Однако в Приамурье все «плюсы» пожаров (например — возрастание численности копытных) многократно перевешиваются минусами. Доминирование кустарников там, где раньше были леса, деградация и эрозия почв в таких местах — все это «минусы» воздействия пожаров.

Гибель гнезд — ещё одно печальное следствие весенних пожаров. В этом причина низкой численности каменного глухаря (Tetrao parvirostris), — глухарки очень крепко сидят на гнездах и нередко погибают вместе с будущими птенцами, — а также других редких птиц. Даже птенцы гнездящихся на деревьях аистов и крупных хищников могут просто задохнуться в дыму.

Вторичные леса значительно уступают коренным темнохвойно-лиственным по видовому богатству и плотности населения растений и животных. Те островки видового разнообразия и высокой плотности различных организмов, которые возникают возле единичных темнохвойных деревьев, не меняют общей тенденции, а только подчеркивают её.