Category Archives: Лесной насос

О лесопосадках и короедах

Обновление сайта биотической регуляции окружающей среды

17 декабря 2016 [Ваши вопросы]
Вопрос  №32. Почему на своём сайте Вы не призываете к конкретным действиям? Ведь можно высаживать продуктивные леса, зарабатывая хорошие деньги и одновременно восстанавливая природу и окружающую среду.
Постоянная ссылка.
Ответ опубликован 17 декабря 2016.
Автор вопроса: Олег и другие читатели.
Вопрос задан 22 мая 2016.

Краткий ответ

Окружающую среду, включая режим осадков, регулируют естественные ненарушенные экосистемы. Они состоят из строго определённых наборов видов — бактерий, грибов, мхов, лишайников, деревьев, кустарников, трав, насекомых, почвенных беспозвоночных, простейших микроорганизмов и проч. Каждый из этих видов потребляет свою строго определённую долю продукции экосистемы и осуществляет свою строго определённую работу. В естественной экосистеме максимальна не продуктивность, а устойчивость самой экосистемы и регулируемой ею окружающей среды.

Произвольные наборы видов деревьев, отобранные по критерию экономической целесообразности, не осуществляют биотической регуляции и не способствуют поддержанию устойчивости окружающей среды. Они не обладают генетической информацией, необходимой для выполнения этой сложнейшей работы. Напротив, такие неправильно функционирующие биологические системы могут окружающую среду лишь дестабилизировать — например, нарушив круговорот воды (см. простой пример с кактусами и тополями здесь).

Посадки высокопродуктивных деревьев необходимы только для обеспечения потребностей человека в древесине и других древесных продуктах (включая эстетическое удовольствие). В отрыве от стратегической цели — прекращение эксплуатации и восстановление естественных лесов — плантации вредны ещё и потому, что создают иллюзию действий, направленных на улучшение экологической ситуации. Однако плантации могли бы принести огромную пользу в деле сохранения и восстановления естественных лесов России, если бы производились в больших масштабах вблизи промышленных центров таким образом, чтобы промышленные рубки естественных могли быть полностью прекращены. Для этого необходима государственная стратегия охраны лесов, взаимодействие бизнеса с государством и обществом, а также опыт таких посадок в России, в наработке которого может принять участие каждый человек.

Обсудим эти положения подробнее на примере ситуации с еловыми плантациями в Чехии.

Еловые плантации в Чехии, уничтоженные короедами
Еловые плантации в Шумавском национальном парке, уничтоженные короедами. Фото предоставлено проф. Яном Сермаком.

 

Реклама

Как леса направляют воздушные реки

Макарьева А.М., Горшков В.Г., Ли Б.-Л. (2012) Вновь к проблеме влияния леса на атмосферный транспорт водяного пара и осадки. Theoretical and Applied Climatology, doi: 10.1007/s00704-012-0643-9.

Круговорот воды на суше обязан своим существованием атмосферному транспорту влаги с океана на сушу. Свойства этих влажных воздушных рек, осуществляющих приток водяного пара вглубь континента для компенсации гравитационного стока жидкой воды с суши в океан, напрямую определяют изобилие или нехватку влаги в том или ином регионе. Концепция биотического насоса объясняет, почему воздушные реки охотно текут с океана на сушу, если та покрыта естественным лесом, и почему они не делают этого, когда лес на суше отсутствует.

По сравнению с предыдущими работами, в новой статье мы использовали глобальную (а не континентальную) базу данных по осадкам, которая позволяет не только исследовать распределение осадков на суше, но и сравнить его с распределением осадков над близлежащим океаном. Мы также проанализировали сезонные (а не только среднегодовые) изменения в распределении осадков в основных лесных регионах мира. Помимо тропических дождевых лесов, мы исследовали распределение осадков вдоль самого длинного (более 7 тыс. км) лесного пояса в мире — Евразийского бореального леса. Эти данные показывают, как активно работающий летом лес выигрывает водяную войну с Атлантическим океаном, стягивает с него практически всю влагу и равномерно распределяет по континенту. Зимой лес спит, не может интенсивно тянуть влагу на сушу и потому проигрывает океану. Поэтому осадки над Атлантическим океаном зимой, несмотря на минимальное испарение над океаном, возрастают в три раза по сравнению с летними. Для сравнения, обезлесенная Австралия не способна затягивать влагу вглубь суши ни в сухой, ни во влажный сезоны, то есть, независимо от изобилия или отсутствия влаги над близлежащим океаном.

В последнее время проявляется удобная для многих тенденция винить глобальные изменения в любых региональных катаклизмах, связанных с круговоротом воды (засухах, пожарах или наводнениях). Результаты по биотическому насосу однозначно свидетельствуют о том, что ответственность за такие катаклизмы лежит на хозяйствующих субъектах, определяющих региональную политику землепользования. На огромных площадях по обеим сторонам Атлантического океана бореальные леса интенсивно используются для получения древесины и биотоплива. Эти леса искусственно поддерживаются на ранних сукцессионных стадиях и не имеют возможности полностью восстановиться до устойчивого (климаксного) состояния. Возможности по регулированию круговорота воды у таких лесов очень малы, а их подверженность пожарам и вредителям — велика. Эксплуатируемые леса неуклонно деградируют; малонарушенные старовозрастные леса уничтожаются. Иными словами, существует нигде не обсуждаемый конфликт между современной коммерческой стоимостью леса и способностью леса регулировать региональный круговорот воды и сохранять собственную устойчивость: эти параметры не могут быть максимизированы одновременно. Таким образом, обеспечение региональной водной безопасности состоит не в том, чтобы просто поддерживать биомассу леса стационарной, а в том, чтобы поддерживать ее стационарной в состоянии максимальной экологической компетентности — то есть, в том естественном состоянии, когда возможности леса по регулированию окружающей среды наиболее высоки.

Русский авторский перевод статьи, Электронное Приложение, анимированные рисунки и научно-популярный текст «Сохранение Евразийского лесного пояса — стратегическая задача России» можно скачать по адресу http://www.bioticregulation.ru/ab.php?id=taac&lang=ru.

Обзор теории лесного насоса 2012: интервью mongabay.com

Оригинальный английский текст с резюме mongabay.com:
Jeremy Hance mongabay.com (February 01, 2012).
New meteorological theory argues that the world’s forests are rainmakers.
http://news.mongabay.com/2012/0201-hance_interview_bioticpump.html
 
1.>> Расскажите, пожалуйста, как работает биотический насос.
2.>> Почему вы связываете биотический насос с естественными лесами, а не с отдельными видами деревьев? Может ли древесная плантация действовать как биотический насос?
3.>> Претерпела ли теория биотического насоса какие-нибудь значительные изменения за последние пару лет?
4.>> Наблюдаете ли вы более широкое принятие научным сообществом вашей теории?
5.>> Можете ли вы пояснить на каком-нибудь примере, почему современное понимание конденсации и осадков неверно?
6.>> Недавно были высказаны аргументы в пользу утверждения, что гибель цивилизации Майя была связана с засухой, вызванной уничтожением лесов. Как это можно связать с теорией биотического насоса?
7.>> Как по вашему мнению сведение лесов в Амазонке влияет на осадки в регионе?
8.>> Как по вашему мнению широкомасштабное сведение лесов затронет круговорот воды в регионах типа островов Индонезии? Нужен ли таким небольшим островам биотический насос?
9.>> Существует ли биотический насос в бореальных лесах, таких, например, как российские?
10.>> Меняет ли теория биотического насоса наше представление о глобальном изменении климата?
11.>> Какие изменения теория биотического насоса предлагает осуществить правительствам разных стран мира?

Читать далее

Диалоги с читателем 3: Мертвая природа Скандинавии

Есть ли где-то ваша (или иная) статья с данными о том, что реально происходило с бореальными лесами за последние 100 лет (сократилась их общая площадь или нет; произошла деградация — в т.ч. сократилась площадь «ненарушенных»; сокращение больше за счет пожаров (разрушения службы контроля за лесами) — или за счет вырубки…)

Читать далее

Диалоги с читателем 2: Потепления прошлого и лесной насос

Не опровергает ли теория циклических изменений температур теорию антропогенного потепления? Насколько «сильнее» вековые циклы «рядовой» человеческой активности?

1. Никаких циклов изменения температуры достоверно не выявлено. Имеется много указаний различной природы (например, палеонтологический анализ, исторические данные) на то, что региональная и глобальная температура менялась существенно за последние несколько тысяч лет. Известны температурные максимумы и в нашу эру. Это не циклы, а изменения флуктуационной природы.

2. Является ли наблюдаемое за последние три десятилетия потепление беспрецедентным или подобные (или более существенные) потепления случались и раньше — этот вопрос один из самых спорных, камень преткновения в стычках климатологов и т.н. «скептиков». Для них этот вопрос крайне важен потому, что если бывало теплее и раньше, когда ископаемое топливо не жгли, то антропогенный CO2 никакого отношения к наблюдаемому потеплению может и не иметь. Ввиду огромной погрешности данных о климате прошлого, достоверно утверждать ничего нельзя.

Поэтому дискуссия сейчас имеет статус точь-в-точь по Зощенко.

«Ну, народ, конечно, собрался. Эксперты. Одни говорят — надкус сделан, другие — нету.»

Поскольку контролируют научные журналы те, кто говорят, что надкус таки сделан, то официальная консолидированная позиция научного сообщества, выражаемая IPCC, состоит в том, что нынешнее потепление — беспрецедентное.

3. Температурный режим региона в огромной степени определяется розой ветров. То есть, если обычно в регионе дул северный ветер, а потом вдруг начал дуть южный, то станет аномально тепло. В другом месте — станет аномально холодно. Суммарный эффект для планеты может быть как положительным, так и отрицательным. Существенно то, что при этом характерная величина изменений температуры за счет изменения циркуляции по крайней мере на порядок величины превышает все, что могло бы дать глобальное увеличение парникового эффекта за счет CO2. Работы на эту тему существуют (см., например, здесь и здесь). Наблюдаемое потепление (крайне неравномерное по земному шару) может быть следствием этого эффекта: усреднение по всему миру значительных региональных эффектов потепления/похолодания приводит к незначительному среднеглобальному потеплению.

4. Следующий и наиболее важный вопрос — а что же определяет воздушную циркуляцию и ее изменения? Так мы приходим к биотическому насосу и обезлесиванию как к главной причине происходящих глобальных изменений. Характерные периоды опустынивания в прошлом, занимавшие по два-три-четыре столетия, согласуются с тем, что изначально уничтоженный в регионе лес
постепенно восстанавливался за это время. После чего новое нашествие цивилизации вновь приводило к его уничтожению за время, обратно пропорциональное численности населения. В некоторых местах, как кое-где в Перу, лес был уничтожен необратимо. В других подобные
колебания повторялись неоднократно, например, в азиатских регионах.

Почему опять жара?

GISMETEO:

«Сильная жара, установившаяся на 80% территории США, по расчетам Национальной метеослужбы продержится до конца июля. Сообщается, что в 18 штатах температура устойчиво держится на отметке 40° C. Во многих городах перекрыты температурные рекорды. С аналогичной по интенсивности и продолжительности жарой столкнулась и Россия. А в Европе информацию о российско-американской жаре воспринимают как вести с другой планеты. Великобритания и Франция замерзают, а Чехию, Польшу и Румынию залили дожди. В Лондоне и Париже днем холоднее, чем в Москве и Вашингтоне ночью – около 15. На центральные и северо-восточные районы Польши обрушились ураганные ветры, ливни и грозы. Есть погибшие и раненые.»

В прошлом году в ответ на вопрос про жару мы писали:

«Непрерывно поддерживаясь влагой с Ледовитого и Тихого океанов, он [ЛЕС] продолжал тянуть на себя влагу с Атлантического океана через всю Западную Европу. Течение западных ветров над Европой было регулярным и упорядоченным…

Сведение лесов в большей части Европы привело к хаотизации западных влажных ветров. Продолжающееся уничтожение ненарушенных лесов Восточной Европы привело к тому, что мы наблюдаем в этом июле. Значительная часть Европы [ТА, ГДЕ ЖАРА И СУШЬ] превратилась в зону опускания воздуха, отдающая свою влагу и заливающую дождями окружающие зоны подъема воздуха [ПОЛЬША И Т.П.], включая прилежащие океаны [НАПР., О-В ВЕЛИКОБРИТАНИЮ]. При правильном действии лесного насоса сухая зона опускания воздуха должна была быть над океаном, а не над сушей.»

Относительно США мы писали в работе 2009 года в Ecological Complexity, привлекая внимание читателей к рис. 2с для Северной Америки и Восточной Азии, стр. 306:

«Интересную информацию можно почерпнуть из сравнения распределения осадков в умеренной зоне США, где ВТОРИЧНЫЕ леса простираются примерно на 2000 км от берега океана, и на той же широте в Восточной Азии, где леса были почти полностью уничтожены в доисторические времена (Bryant et al., 2007), Рис. 2с. Примечательно, что в безлесной части обоих регионов осадки падают вглубь суши практически идентично, начиная с примерно 1 м/год у океана и имея экспоненциальную длину затухания 830 и 860 км в США и Восточной Азии, соответственно, Таблица 1.

Зависимость количества осадков P (мм/год) от расстояния x (км) от океана
Зависимость количества осадков P (мм/год) от расстояния x (км) от океана на обезлесенных территориях (полые символы) и территориях, покрытых лесом (черные символы).

Расстояние между линиями распределений осадков в этих регионах, рис. 2с, количественно определяет ту цену, которую Восточная Азия платит за обезлесивание своей территории в прошлом. Можно ожидать, что когда континентальные леса Северной Америки будут уничтожены или деградируют сами, логарифмическая прямая осадков США поедет вниз по направлению к прямой, описывающей Восточную Азию, так что современные довольно хорошо увлажненные районы США потеряют до 800 мм осадков в год.»

Важно иметь в виду, что в течение большей части двадцатого века площадь лесов умеренной зоны РОСЛА (см. ответ Майку), в том числе и в США.

Динамика лесного покрова США

Рис. 3 работы Fitzjarrald et al. 2001 Journal of Climate 14: 598. Динамика лесного покрова некоторых штатов в США.

Это были вторичные леса, не успевшие полностью восстановить свой потенциал биотического насоса. Но и эти леса, начиная с 90-х годов прошлого века, начали сводить. Помимо этого, интенсивные процедуры «ухаживания» за лесом (искусственные пожары, рубки, гербициды) в США таковы, что постепенно приводят к дезинтеграции и распаду экологического сообщества. Лес превращается в посадки (см. «Кто что считает лесом и как считать лес?»). Сейчас происходит масштабная деградация лесного покрова в США, сменившая тенденцию к восстановлению, которая доминировала до 80-х годов прошлого века. Соответственно, радикально меняется и погода.

Кто что считает лесом и как считать лес?

Разберем два вопроса из письма нашего читателя.

«Практик, который работал в Илим-Палп, мне доказывал, что нормативная база лесозаготовок у нас в стране такая разумная, что никакого уменьшения площади лесов Сибири НЕТ! Каждый лесозаготовитель имеет круговую делянку, которую обрабатывает по-секторно по кругу со скоростью, которая позволяет к моменту возврата к «первому сектору» лесу уже вырасти!?

А про основные проблемы с лесами — не прямо антропогенного характера — мне объяснили, что сегодня главная беда — не вырубка лесов человеком, а лесные пожары….которые усилились в связи с тем, что после строительства ГЭС над этими большими водохранилищами появился сильный ветер (которого не было, когда лес был сплошным и прерывался только реками). И теперь любой пожар стал сильно разносится этим ветром.»

1. Скорость обезлесивания

Биотическая регуляция климата осуществляется ненарушенным лесом. Характерное время восстановления леса после разрушения (рубки, пожара, ветровала) порядка времени жизни деревьев и составляет 200-300 лет. За это время — время сукцессии — восстанавливаются регуляторные функции леса, видовой состав сообщества и правильное распределение потоков энергии. Нарушенный лес окружающую среду и климат регулирует плохо, он занят самовосстановлением.

Аналогия: больной человек не может работать, он занят выздоровлением. Хорошо и много работает только здоровый взрослый человек.

Современная практика ведения лесного хозяйства предполагает введение всего леса в хозяйственный оборот (а не допустимых нескольких процентов). К моменту возврата к «первому сектору» лес «вырастает» — т.е., достигает достаточной биомассы, чтобы его можно было опять рубить. Это происходит через 50-70 лет. Но восстановиться за такое время лес не успевает. Средний возраст леса во всем секторе после прохождения одного круга не превышает нескольких десятков лет.

Аналогия: представим, что некая корпорация выращивает людей из пробирок на органы. К 15 годам новая партия людей «вырастает». На языке коммерции это означает, что их органы уже можно использовать. Эту партию людей убивают и заменяют на новые эмбрионы. Очевидно, что в «популяции» таких людей нельзя ждать великих свершений, творчества, осмысленной организации общества, конструктивной работы, которые необходимы для сохранения цивилизации. Аналогично, эксплуатируемый лес не способен к регуляции и сохранению благоприятной окружающей среды.

Использование параметра «площадь лесов» приводит к дезинформации общества относительно состояния лесов. Вырубка ненарушенного леса и замена его саженцами равносильна выключению биотической регуляции на этой территории на многие десятилетия и столетия. При этом в статистике компаний, рубящих лес, эта территория числится как занятая лесом (т.е., как будто ничего не произошло). Соответственно, не только Сибирь, но и вся Россия в мировых сводках представлена как почти не теряющая лесных площадей.

Реальную скорость сокращения лесов России можно было бы рассчитать из данных по состоянию так называемых первичных, девственных лесов (primary forests). Однако эти данные зависят от того, как именно определять первичные леса. Классификация является во многом субъективной. Например, в 1990-е годы Россия по данным FAO теряла 1.6 миллиона га первичных лесов в год. А после изменения системы классификации лесов после 2000 года неожиданно стала «приобретать» 0.16 миллиона га ежегодно (см. последний доклад http://www.fao.org/docrep/013/i2000r/i2000r01.pdf).

Личные наблюдения говорят о том, что в европейской части рубится все, до чего можно добраться. Местное население сравнивает происходящее опустошение с заменой земного пейзажа на лунный. Эрозирующие голая почва, заваленная ветками, продолжает числиться как «лес».

Практики в Илим-Палп, как и все лесопромышленники, заинтересованы лишь в производстве древесины на рассматриваемой площади. (Аналогично земледельцев интересует лишь урожай обрабатываемых полей). Но регуляторная и средообразующая функция лесов не просто игнорируется. Мало того, ненарушенный — т.е., максимально работоспособный — лес характеризуется негативно как гнилой, перестойный и т.п., так как его древесина не сооответствует промышленным стандартам.

Аналогия: все люди старше 15 лет (т.е., все рабочее население цивилизации) с точки зрения вышеупомянутой гипотетической корпорации могли бы считаться гнилыми или перезрелыми.

Чтобы работал лесной насос атмосферной влаги, необходимо, чтобы ненарушенные леса занимали более 90% площади суши. На этой территории не должно быть никакой хозяйственной деятельности. Современные лесопромышленные сектора с круговой эксплуатацией древостоя могут быть сосредоточены на оставшихся 10%.

2. Лесные пожары

Интерес практиков к пожарам связан с тем, что пожары подрывают производство древесины. Однако пожарам (и любым другим нарушениям) подвержены только восстанавливающиеся после вырубок леса и плантации. Ненарушенный лес не горит, так как контролирует запас влаги в почве.

Фото: даже небольшие островки естественного леса смогли остановить страшные пожары Черной Субботы в Австралии в 2009 году.

Эксплуатация леса по финской технологии (селективная рубка) делает лес беззащитным от пожаров на территориях большой протяженности.