Стражники аянской ели
«Стражник»: спутник, проект и полигон
Проект «Стражник» — это большая команда ученых, в которой специалисты Сихотэ-Алинского заповедника, сотрудники Института геологии и природопользования ДВО РАН, Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН и Приморского государственного аграрно-технологического университета. Его цель — определить участки на юге Дальнего Востока, где могут начаться процессы усыхания темнохвойных лесов. Название «Стражник» — перевод английского слова Sentinel, так называется спутник, снимки которого легли в основу исследований. Помогает проекту благотворительный фонд «Красивые дети в красивом мире».
В центре внимания — ель аянская. Сохнет она, как и все остальные ельники Земли, уже не одно десятилетие, процесс этот происходит волнами. Причин множество. Известный лесовод Юрий Манько, посвятивший этой теме многие годы, насчитал их 138. Но главная — изменение климата, вызванное деятельностью человека. Сейчас новая волна усыхания достигла территории Сихотэ-Алинского заповедника.
— В результате осмотра территории заповедника с вертолета мы обнаружили пятна усыхания, которых раньше в таком количестве не встречалось. Мы обратились к космическим снимкам, снарядили несколько экспедиций. Массовое усыхание в ельниках Сихотэ-Алиня подтвердилось, — говорит научный сотрудник заповедника Михаил Сало. — С этого момента в заповеднике появилось новое, очень важное направление исследований с целью установления причин, возможных последствий и прогнозов усыхания лесных насаждений елово-пихтовой формации.
Данные космической съемки (основной инструмент исследования) все же дают достаточно общую информацию. Их разрешение – 10 метров на пиксель. Поэтому на наиболее подверженном усыханию участке заповедника был создан полигон «Стражник» площадью 1200 гектаров. Здесь сооружены объекты стационарного наблюдения – постоянные пробные площади, топо-экологические профили для долговременного мониторинга состояния лесов. В 2023 году на полигоне установили метеостанцию, которая теперь непрерывно записывает основные метеорологические параметры.
Системной проблеме – системный подход
— Полигон «Стражник» — уникальная площадка комплексных исследований проблемы усыхания. Конечно, важно делать такие полигоны в естественных условиях – там, где не было вмешательства человека. А Сихотэ-Алинский заповедник был изъят из хозяйственного пользования почти 100 лет назад. — рассказывает научный сотрудник ИГиП ДВО РАН Александр Иванов. — Тем более, здесь уже есть существенный задел, проект возникает не на пустом месте – есть архивы снимков, представление о том, как с ними работать, более того, есть наброски математических моделей, связанных с климатом.
Участники проекта – одновременно теоретики и практики. Они одинаково хорошо умеют пользоваться высотомером, буссолью и искусственным интеллектом. А потом объединяют информацию с полигона – данные таксации и метеонаблюдений – с космической. Каждый космический снимок – это слоеный пирог из нескольких каналов съемки (такая съемка называется мультиспектральной). При анализе снимков ученые комбинируют каналы, получают различные индексы растительности – чтобы выявить конкретные элементы земной поверхности.
Повлиять на усыхание аянской ели (процесс в Приморье связывают с ветровалом, который в 2016 году принес тайфун Лайонрок) человек не может. Как отмечает доктор биологических наук Дмитрий Замолодчиков, органы управления лесным хозяйством в густонаселенных регионах оперативно назначают санитарные рубки в очагах усыхания темнохвойных пород. Это ограничивает распространение очагов. Однако новые экстремальные события запускают новые усыхания, а ельники, выросшие при искусственном лесовосстановлении, климатически уязвимы по определению.
Поэтому одна из главных задач проекта «Стражник» — это предсказание усыханий, поиск наиболее ослабленных участков леса, куда в ближайшем будущем наиболее вероятно придет беда. Такая информация может послужить основой для принятия решений в области устойчивого лесопользования на юге Дальнего Востока, а также позволит более точно прогнозировать вероятность лесных пожаров. Ведь сухостой особенно подвержен возгораниям. Кроме того, рассчитывают ученые, проект поможет решать эту проблему на экорегиональном и глобальном уровне.
Почему это важно
В России доля еловых и пихтовых лесов по площади составляет около десяти процентов. Однако по объему заготовленной древесины их доля достигает 40. Это связано с ее ценными технологическими свойствами. Усыхание значительных площадей ельников наносит экономике страны значительный ущерб, тем более что древесина погибших деревьев годится лишь на дрова. Ученые предлагали назначать рубки климатически уязвимых лесов в приоритетном порядке, как говорится, «не дожидаясь перитонита». Но реализовать эту инициативу пока не получилось.
— Климатическая уязвимость темнохвойных лесов активно обсуждалась научной общественностью стран Северной и Центральной Европы, и были приняты решения по отказу от посадок ели европейской в пользу многовидовых лесных культур с повышенным участием коренных пород (например, бука), — отмечает Дмитрий Замолодчиков. Сокращение посадок ели предусмотрено стратегией адаптации лесного хозяйства Беларуси к изменениям климата. В нашей стране прогресс по этому направлению пока оценить сложно — в действующих лесных планах информация приводится в слишком обобщенном виде.
Однако, подчеркивает Замолодчиков, теперь все большее внимание уделяется всей совокупности экологических сервисов лесов, а не только их сырьевой функции. Усыхание ельников приводит к существенным потерям углерода для атмосферы (при этом участок погибшего леса, несмотря на естественное лесовозобновление, выделяет углерод в атмосферу в течение многих лет). В значительной степени сокращаются водозащитные свойства лесов, крайне серьезны утраты для их рекреационных и эстетических сервисов.
Впрочем, ученые не расценивают ситуацию как безусловно критическую. Это скорее реакция природы под быстро меняющийся климат. Елей много, и есть места, где эта порода хорошо возобновляется. А на юге Дальнего Востока раннее прогнозирование усыхания ели аянской не только поможет лучше понять причины и особенности процесса гибели вида, но и послужит основой предупредительных мероприятий в лесном хозяйстве – например, подготовки и проведения санитарных рубок до массовой вспышки стволовых вредителей в сухостое.