При современной системе ведения лесного хозяйства принято искусственно создавать леса с упрощенной структурой древостоя. Чаще всего – из одной ценной с хозяйственной точки зрения древесной породы, обычно сосны или ели. Такие леса обладают не только наименьшим уровнем биологического разнообразия, но еще и часто погибают от различных неблагоприятных воздействий – пожаров, ветровалов, нашествия вредителей.
Например, большая часть лесов, погибших в 2010 году от летних пожаров, представляла собой чистые сосняки. А чистые еловые насаждения в Московской области страдают от ветровалов и короеда-типографа.
Другое дело – смешанные леса. Они гораздо более устойчивы к неблагоприятным воздействиям и обладают большим биологическим разнообразием. Поэтому мы хотим убедить работников лесного хозяйства чаще создавать смешанные насаждения, в особенности, с участием широколиственных пород.
Деревья широколиственных пород (дуб, липа, вяз, ясень, клен) – важнейший элемент лесов умеренного пояса и южной тайги. К сожалению, в настоящий момент они встречаются все реже. Поэтому очень важно на ветровалах, короедниках и выгоревших площадях посадить (хотя бы в качестве примеси) липу, вяз, ясень, клён, и, конечно же, дуб.
Подавляющее большинство лесов таежной зоны Европейской России характеризуется сильной преобразованностью структурно-динамической организации в результате хозяйственной деятельности человека, то есть может быть отнесено ко вторичным лесам. Точную долю вторичных лесов в составе таежного лесного покрова оценить трудно, в первую очередь из-за отсутствия общепризнанных критериев отнесения лесов к вторичным или первичным (коренным) — например, нет единого представления о том, до какой стадии восстановления естественной структуры леса после нарушения этот лес относится ко вторичным лесам, или в какой степени преобразованный выборочными рубками лес может считаться вторичным. Однако, определенные категории лесов однозначно понимаются как вторичные практически во всех исследованиях (например, леса, образованные первым поколением деревьев на месте вырубок, заброшенных сельскохозяйственных угодий, карьеров и т.д.). Даже при самом «узком» определении вторичных лесов можно утверждать, что вторичные леса в таежной зоне (за исключением самой северной части территории) образуют общий фон, а первичные (коренные, старовозрастные) леса — вкрапления или отдельные массивы внутри этого фона. Так, например, для Карелии площадь только вырубок второй половины ХХ века оценивается не менее чем в 2/3 от всей лесной площади (Громцев, 2000); в остальных регионах Севера ситуация более или менее такая же. Уже на широте Ленинградской, Вологодской, Кировской областей заросшие лесом сельскохозяйственные угодья, заброшенные в период коллективизации и позднее, также занимают существенную долю в составе лесов, а в регионах южной тайги их доля может доходить до 20-30% площади лесного фонда. В совокупности долю лесов, которые явно могут быть отнесены ко вторичным (т.е. лесов, где господствует первое поколение деревьев, сформировавшееся после сильного антропогенного нарушения) можно оценить не менее чем в 3/4 от всей площади покрытых лесом земель таежной зоны Европейской России.
Рис. 26. Формирование ельника из подпологового подроста после интенсивной подневольно-выборочной или условно-сплошной рубки соснового леса.
А — исходное насаждение.
Б — интенсивная подневольно-выборочная рубка с выборкой всех деревьев сосны, не имеющих существенных пороков (весьма характерное для конца XIX — начала ХХ веков на Европейском Севере России хозяйственное мероприятие). Благодаря работе в зимнее время (зимняя заготовка леса преобладала, поскольку основную часть рабочих на заготовке леса составляли крестьяне, в летнее время занятые сельскохозяйственными работами) и конной трелевке бревен большая часть подпологового елового подроста сохранялась неповрежденной.
В — 10-15 лет после рубки. Усыхание отдельных оставленных деревьев, входивших в исходный древостой, и части сохранившегося подроста. Большая часть подроста успевает окрепнуть и начинает интенсивный рост в высоту. На участках с наиболее поврежденным почвенным покровом и подростом появляется подрост лиственных пород (березы, осины, ивы козьей).
Г — 40-60 лет после рубки. Сохранившийся при рубке еловый подрост в основном смыкается кронами, формируя более или менее сомкнутое еловое насаждение. Часть оставленных при рубке деревьев сосны постепенно усыхает вследствие поражения болезнями или вредителями, или вследствие полученных при рубке повреждений; постепенно также отмирают входившие в исходный древостой деревья лиственных пород.
Д — 80-120 лет после рубки. Из сохранившегося при рубке елового подроста сформировался сомкнутый еловый лес, в котором незначительную примесь образуют оставленные при рубке деревья сосны (обычно с хорошо заметными дефектами — прогнившими пожарными подсушинами, кривыми стволами, двувершинные) и деревья лиственных пород, сохранившиеся от образовавшегося после рубки поколения.
При более «широком» подходе к выделению вторичных лесов (например, при отнесении ко вторичным условно-одновозрастных ельников, образовавшихся вследствие целенаправленных выборочных рубок сосны — рис. 26, или одновозрастных древостоев на гигантских сплошных гарях), доля таких лесов будет еще больше.
Рис. 20. Молодой березовый лес, сформировавшийся на месте вырубки, произведенной более 30 лет назад. Архангельская обл. Фото А. Ярошенко.
При всем разнообразии структуры вторичных лесов, связанном не только с разнообразием типов местообитаний, но и с разнообразием видов хозяйственных воздействий, можно выделить несколько основных характерных особенностей, отличающих такие леса от естественных лесных экосистем таежной зоны. Прежде всего, сильные антропогенные нарушения, приводящие к гибели всего древостоя или существенной его части, приводят к существенному упрощению пространственной структуры древостоя (и как следствие — всех остальных ярусов леса). На наиболее нарушенных хозяйственным воздействием участках (прежде всего — заброшенных сельскохозяйственных угодьях или сплошных вырубках) формируются наиболее простые по структуре леса с максимально выровненным древесным пологом из мелколиственных пород, обычно — березы или серой ольхи (рис. 21, а).
Любые сохранившиеся при нарушении фрагменты старых лесных экосистем (куртины подроста, тонкомерные деревья при сплошных рубках, случайно выжившие участки древостоя или деревья при пожарах) приводят к некоторому усложнению структуры и состава формирующегося древостоя (рис. 21, б). Выровненность и относительная одновозрастность древостоя часто сохраняется и в первом поколении «коренных» древесных пород, поселившемся под пологом пионерных мелколиственных (например, ели, замещающей распадающийся полог мелколиственных пород на месте зарастающих сельскохозяйственных угодий — рис. 21, в). Интенсивные выборочные или условно-сплошные рубки, при которых выбираются все крупномерные деревья, а сохраняется в основном подрост (пусть и разновозрастный в значительной мере) также приводят к формированию упрощенной пространственной структуры древостоя (рис. 21, г). Если в естественных лесах основные элементы пространственной неоднородности древостоя и других ярусов леса в пределах одного местообитания связаны с естественными случайными нарушениями, то во вторичных чаще всего с техногенной структурой нарушения — волоками, погрузочными площадками, дорогами, скотопрогонами и т.д. .
Большинство вторичных лесов — по крайней мере тех, которые однозначно относятся ко вторичным большинством специалистов — характеризуется преобладанием или значительной примесью пионерных мелколиственных пород деревьев (березы, осины, ольхи серой, ивы козьей), семена которых легко разносятся ветром на большие расстояния, а семенная продуктивность взрослых деревьев очень высока. Наиболее характерны леса с абсолютным господством мелколиственных пород для крупных массивов концентрированных вырубок 50-х — 80-х г.г., где не только были максимально изменены условия жизни деревьев (микроклимат, почвенный покров и т.д.), но часто и вырублены практически все источники семян хвойных пород деревьев.
Упрощенная и однообразная структура древостоя во вторичных лесах приводит к существенным изменениям и других ярусов леса. Исчезают многие виды микроместообитаний под пологом леса — валеж (по крайней мере, крупный), бугры и западины, образующиеся при вываливании деревьев с корневыми системами; упрощается мозаика окон и световых пятен под пологом леса. В результате этого разнообразие экологических условий под пологом леса резко падает, что приводит к обеднению флористического состава, постепенному исчезновению отдельных видов растений. При этом можно утверждать, что исчезновение по крайней мере некоторых видов связано не столько с резким изменением экологических условий в первые годы после сильного нарушения, сколько с упрощением мозаики местообитаний уже после формирования сомкнутого вторичного древостоя (Ярошенко и др., 1998). Точно так же восстановление исходной структуры травяно-кустарничкового покрова происходит с существенной задержкой по сравнению с восстановлением исходной структуры древесного яруса. Это позволяет утверждать, что многие леса, в которых уже произошло восстановление «коренной» структуры древостоя после сильных антропогенных нарушений, по характеру некоторых других компонентов леса (например, травяно-кустарничкового покрова) могут быть аналогичны типичным вторичным лесам. Таким образом, учет только характера древесного яруса не позволяет однозначно оценить степень нарушенности леса хозяйственной деятельностью человека или степень восстановления естественной структурно-динамической организации лесных экосистем.
Характер лесов, формирующихся под воздействием часто и в течение длительного времени повторяющихся пожаров и единичных пожаров, разделенных многими веками «беспожарной» естественной динамики, существенно различается. Воздействие периодически повторяющихся на протяжении многих столетий или тысячелетий пожаров приводит к формированию светлохвойных таежных лесов, в лесах которых преобладают «пирогенные» породы деревьев — сосна (повсеместно) и лиственница (на северо-востоке рассматриваемого региона). Наиболее характерна светлохвойная тайга для территории Балтийского кристаллического щита (Карелия, Мурманская область и запад Ленинградской области), а также для обширных низменностей, образованных легкими водно-ледниковыми отложениями, или долин крупных рек. Для сосны и лиственницы свежие гари или участки леса, пройденные низовыми пожарами, представляют оптимальные условия для возобновления и развития молодых поколений. Взрослые же деревья сосны и лиственницы способны переживать даже довольно сильные низовые пожары.
Рис. 17. Схема структур древесного яруса, формирующихся под воздействием лесных пожаров (пример): А — пожарный рефугиум (участок, в течение длительного времени — превышающего срок жизни одного поколения деревьев — избегавший воздействия пожаров); часто такими рефугиумами оказываются избыточно увлажненные долины рек и ручьев, но иногда в силу случайных причин такие участки могут сохраняться и на хорошо дренированных территориях. Б — участок, давно не подвергавшийся воздействию огня; под пологом соснового древостоя (одновозрастного или разновозрастного) успел сформироваться второй ярус ели, отдеьные деревья которой уже начинают “выходить” в верхний ярус древостоя. В — разновозрастный сосновый лес, сформировавшийся под воздействием более или менее периодически повторяющихся низовых пожаров. Каждый из таких пожаров обеспечивает возможность формирования нового поколения сосны, одновременно с этим значительно ускоряя отпад деревьев старших поколений. Г — участок, пройденный верховым пожаром, уничтожившим практически весь исходный древостой. Верховой пожар создает условия для формирования густого соснового подроста, дающего начало одновозрастному сосновому древостою.
Однако, семена сосны и лиственницы относительно тяжелы и распространяются ветром сравнительно недалеко (в лучшем случае на первые сотни метров). В результате в условиях, когда пожары случаются крайне редко, а участки новых и старых гарей разнесены в пространстве на многие километры, господство на участках гарей получают другие пионерные породы, семена которых могут преодолевать значительные расстояния или которые входят в состав естественных лесов и в условиях отсутствия пожаров — береза и осина. Зарастание гарей березой и осиной характерно для обширных водораздельных пространств, где в прошлом воздействие пожаров было не столь частым, а большинство источников семян сосны и лиственницы (там, где они были) вырублено в течение последних полутора столетий (рис. 18).
Рис. 18. Схема зарастания гари на водоразделе, редко подвергающемся воздействию пожаров. В условиях отсутствия семенных деревьев сосны или лиственницы на гарях формируются чистые или почти чистые мелколиственные леса.
Для таежных лесов, подвергающихся периодическому воздействию лесных пожаров, характерны следующие особенности:
1. Наличие мозаики участков, с разной частотой и интенсивностью подвергающихся воздействию пожаров разных видов (низовых, при которых выгорает лишь лесная подстилка и лежащие на земле ветки, и верховых, при которых обгорает или сгорает весь древостой). Воздействие огня определяет все основные особенности структуры и динамики конкретного участка леса — возрастной состав древостоя, интенсивность гибели деревьев, количество валежа и мертвой органики на поверхности почвы, состав и структуру нижних ярусов леса. В зависимости от типа и интенсивности пожара могут формироваться как одновозрастные, простые по структуре леса, так и разновозрастные, состоящие из нескольких отдельных поколений (рис. 19). Леса представляют собой сложную мозаику с разной частотой выгорающих участков, в которую, как правило, вкраплены пожарные рефугиумы — участки, в силу разных причин избежавшие пожара в течение последних нескольких столетий и характеризующиеся, как правило, оконной мозаичностью древостоя.
2. Прерывистый возрастной спектр популяций лесообразующих пород. На наиболее часто выгорающих участках формируются сосновые леса (на северо-востоке — лиственничные), характеризующиеся преобладанием нескольких четко выраженных поколений, образование каждого из которых связано с воздействием низового пожара. Для ели, образующей второй ярус древостоя на участках, длительное время не подвергавшихся воздействию огня, характерно преобладание группы близких поколений с разбросом возрастов в пределах 60-80 лет. Даже на участках леса, весьма длительное время не подвергавшихся воздействию огня (в течение 200-250 лет), где ель нередко господствует в древостое, возрастной спектр популяции ели не является непрерывным и характерным для устойчивой популяции; большинство таких еловых древостоев являются лишь условно-разновозрастными.
Входящие в состав таких лесов лиственные породы (береза, осина, ива козья) в большинстве случаев характеризуются также прерывистыми возрастными спектрами с наличием одного или нескольких четко выраженных поколений.
Рис. 19. Многократно повторяющиеся пожары приводят к формированию разновозрастных сосновых лесов. Республика Карелия, Костомукшский заповедник. Фото В. Кантора.
3. Наличие разноразмерного валежа, распределенного по площади неравномерно и с неравномерной представленностью разных степеней разложения. В составе крупномерного валежа, как правило, преобладает сосновый валеж. Лишь на участках длительно существующих пожарных рефугиумов, где уже практически произошло восстановление оконной динамики древостоя, крупномерный валеж может быть представлен еловой древесиной.
4. Отсутствие мощных органогенных почвенных горизонтов на незаболоченных участках и относительно малое количество мертвого органического вещества на поверхности почвы на участках, не относящихся к пожарным рефугиумам. Специфический почвенный микрорельеф, образующийся при вываливании деревьев с корнями, развит слабо, что связано с преобладанием усыхания деревьев на корню над вываливанием живых старых деревьев. В целом, влагоудерживающая способность этих лесов существенно меньше, чем у лесов с четко выраженной оконной динамикой.
5. Крайне неравномерный процесс гибели старых деревьев на различных участках леса, регулируемый сразу несколькими факторами — воздействием пожаров (в том числе и низовых палов, вызывающих усыхание ослабленных и наиболее поврежденных огнем деревьев), гибелью старых и ослабленных деревьев от вредителей и болезней, воздействием экстремальных погодных условий (засух, особенно актуальных для участков с маломощными и бедными органическим веществом почвами).
Под воздействием современной хозяйственной деятельности леса с пирогенной динамикой существенно изменяются. Пожары, возникающие вокруг лесосек и дорог, коренным образом изменяют веками складывавшуюся структуру таежных ландшафтов — изменяется частота пожаров, исчезают пожарные рефугиумы, упрощается характер лесной мозаики. Веками складывавшееся равновесие нарушается катастрофическим образом, и предсказать, к каким последствиям для биологического и ландшафтного разнообразия таежных лесов приведут такие последствия хозяйственной деятельности человека, сейчас не всегда представляется возможным. В связи с этим представляется неправомерным рассматривать крупные массивы гарей, появившиеся за короткий период времени в местах интенсивного промышленного «освоения» природных ресурсов Европейского Севера, как полные аналоги «диких» гарей (появлявшихся на протяжении многих тысячелетий вследствие рассеянной по большой площади хозяйственной деятельности человека или возгорания лесов от молний). При этом очевидно, что любой механизм разделения гарей на «естественные» и «не естественные» является искусственным и формальным, поскольку определение причины, породившей пожар, по характеру гари в подавляющем большинстве случаев оказывается невозможным. Описание формальных признаков разделения пожаров на «естественные» (не рассматриваемые как нарушение сложившейся природной динамики таежных экосистем) и «не естественные» (рассматриваемые как антропогенное нарушение этой динамики) приводится в главе «Методика выявления малонарушенных лесных территорий».
