Ведущие исследователи из Института математических проблем биологии РАН и Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, расположенных в Наукограде Пущино, провели масштабное изучение процесса восстановления лесной растительности на землях, ранее активно используемых в сельском хозяйстве центрального региона Европейской части России. Неожиданные для научного сообщества выводы существенно скорректировали представления о том, как быстро природа берет своё на заброшенных пашнях, а сами результаты дают основания для оптимистичного взгляда на экологические перспективы региона.
Революция в понимании темпов лесовосстановления
Традиционное представление о восстановлении экосистемы на брошенных полях включало стадию длительного зарастания травой, после которой постепенно появляются кустарники, а затем — древесные породы. Однако новые данные, полученные специалистами вышеупомянутых институтов, свидетельствуют о том, что деревья появляются на неиспользуемых землях почти сразу после прекращения пахоты, если не мешают пожары. Уже в течение первых двух лет заброшенные поля начинают покрываться молодыми берёзами, серой ольхой, ивой и другими типичными для умеренных широт породами.
Особое внимание учёные уделили роли пожаров в регулировании природной преемственности на таких землях. Именно частота и сила травяных пожаров в значительной степени определяют, какой сценарий заросания реализуется: быстрое возвращение леса или длительно сохраняющееся господство луговых, кочковых трав.
Исторический контекст: масштаб заброшенных земель
Обширные районы некогда активно используемых сельхозугодий были заброшены в конце 1980-х — начале 1990-х годов, когда в России происходили масштабные социально-экономические изменения. Многочисленные пашни утратили свою функцию и остались без обработки на десятилетия. Эти земли стали естественной лабораторией для отслеживания различных сценариев восстановления природы.
Несмотря на единые климатические условия, плотность древесного подроста на сохранившихся участках может варьироваться очень сильно. Одни поля быстро превращаются в настоящие молодые леса, другие на десятилетия остаются открытыми пространствами с единичными деревьями. Такой контраст побудил ученых искать дополнительные объяснения, и основное внимание оказалось сосредоточено именно на травяных пожарах как определяющем факторе.
Травяные пожары: враг или стимул природного разнообразия?
Команда ученых под руководством Ларисы Ханиной, заведующей лабораторией вычислительной экологии ИМПБ РАН, досконально проанализировала тридцатилетнюю историю пожаров на полях юга Московской области с помощью спутниковых архивов. Для разных участков определялись виды растений, качество почвы, а также связь между растительностью и типом почв на полях, которые регулярно подвергались возгоранию, на не тронутых огнем территориях, и на старых лесных массивах, примыкающих к пашням.
Эти подробные наблюдения позволили установить: если после ухода сельского хозяйства на участке не возникает пожаров, лесная флора уже через 15–20 лет практически полностью возрождается и по виду становится неотличима от старого леса, граничащего с полем. Однако активные пожары напротив поддерживают состояние «молодых лугов» с преобладанием мощнокорневых трав и минимальным числом древесных всходов.
Инновационные методы анализа и удивительные открытия
Для комплексной оценки ситуации применялись современные статистические и эколого-географические методы: пространственный анализ, обработка больших массивов данных, оценка взаимосвязей между разными типами используемых территорий. Было выделено три основных типа земель: поля без лесной растительности, поля с активно формирующимся молодым лесом, и собственно лес.
Результаты показали, что почвы на стадии активного формирования леса довольно бедны — деревья активно поглощают питательные вещества. Старые леса, напротив, имеют оптимальное соотношение углерода и азота, свидетельствующее о большом почвенном богатстве. Интересно, что на участках с регулярными пожарами отмечается высокая концентрация фосфора и калия, а состав растительности смещается в пользу луговых и бурьянистых видов.
Кроме того, была выявлена четкая корреляция между вероятностью возникновения пожаров и такими факторами, как наличие других горевших участков по соседству, расстояние до ближайших поселков, высокая температура воздуха в марте и недостаток осадков в апреле. Чем выше плотность молодых деревьев и выше уровень затенения почвы, тем реже возникают возгорания — устойчивый и самоподдерживающийся лес препятствует распространению огня.
Почему заброшенные пашни — источник биоразнообразия
Анализы показали: именно на полях, где не было регулярных травяных пожаров, встречается уникальное сочетание луговой и лесной флоры. Здесь соседствуют как типичные для полей высокие травы с мощными корневищами, так и древесные молодняки. Такие территории становятся очагами повышенного биоразнообразия, важными для сохранения редких видов растений.
На участках с частыми возгораниями преобладают бурьяны и крупные луговые травы, а доступность минеральных веществ, выбрасываемых после огня, лишь на время ускоряет их рост. Однако восстановление настоящего леса здесь идет очень медленно или вовсе практически блокируется из-за регулярного уничтожения древесных всходов и проростков огнем.
Позитивные перспективы для природы Европейской части России
Эти исследования опровергают устаревшую точку зрения, что для появления леса на заброшенных полях центральной России требуется столетия. На деле восстановление может быть поразительно быстрым — важно лишь отсутствие частых весенних и летних пожаров. Лариса Ханина отмечает, что уже через двадцать лет территория бывших пашен способна практически полностью интегрироваться в природный лесной массив по богатству видов и структуре растительности.
Такое ускоренное зарастание имеет ряд плюсов для экологии: леса способствуют накоплению органического вещества, улучшают климат, становятся убежищем для животных и источником ценного биологического разнообразия. Правильное управление этими процессами способно превратить заброшенные поля из символа экономических трудностей в уникальный природный ресурс, который будет работать на благо будущих поколений.
Открытие, сделанное коллективом Наукограда Пущино, еще раз подтверждает важность внимательного отношения к бывшим сельскохозяйственным землям и открывает новые горизонты для развития природных территорий Европейской части России. Благодаря труду ученых появляется понимание, как даже заброшенные участки могут стать опорными точками экологической стабильности и источником радости для жителей страны.
Изображение: Фотобанк Freepik
Источник: scientificrussia.ru
