dv_leonov (dv_leonov) wrote,
dv_leonov
dv_leonov

Лесные пожары и глобальное потепление.

В новостях, в последнее время, часто проходит информация о том, что в Сибири горят леса. Событие не особенно радостное, тем более, что иногда наносится ущерб личному имуществу и здоровью людей. Стало интересно разобраться с этим явлением с точки зрения не бытовой, типа: что такое лесной пожар (далее ЛП), меры профилактики и как от него спастись, а с физической, т.е. попытаться проникнуть в суть самого процесса и процессов ему сопутствующих.
Для начала следует понять, что ЛП, как явление объективное, т.е. возникающее без участия человека, закономерен, т.е. неизбежен и необходим. Лес, лишённый влияния антропогенного фактора, представляет из себя нечто непроходимое, заваленное мертвыми упавшими деревьями разных возрастов. При возникновении благоприятных температурных (летний период) и влажностных (отсутствие дождей) условий такой лес — это вязанка хвороста для костра. Достаточно одного "удачного" удара молнии и ЛП неизбежен. По-этому, все леса, лишенные влияния на них человека, выгорают (обновляются) каждые 100-200 лет.
Совсем иная картина складывается там, где рядом с лесом находится поселение людей. На несколько километров вокруг, весь сухостой, а так же живой, но потенциально нежизнеспособный тонкомер, жители поселения собирают для поддержания огня в домашних очагах. Тем самым, создаются условия для произрастания здорового леса, и удаляются источники возникновения ЛП, следствием чего будет продление жизни лесного массива.
Таким образом, когда мы слышим, что в некоей местности растёт уникальное дерево (деревья) возрастом 500 лет или более, мы должны понимать, что рядом с ним все эти 500 лет жил человек. В противном случае оно просто сгорело бы не дожив и до двухсот.
Прошу понять меня правильно, говоря о симбиозе человека и леса, я не имею в виду современную, весьма уродливую его форму. Сейчас, к сожалению, человек играет прямо противоположную роль. Согласно статистическим данным доля естественных (от молний) ЛП составляет всего 7-8%. Остальное — антропогенный фактор.

Не надо обладать особой наблюдательностью, что бы заметить, что деревья хвойных пород обитают преимущественно в более суровых климатических условиях, зачастую в регионах с залеганием вечной мерзлоты (далее ВМ). Лиственные же деревья напротив предпочитают более тёплый климат. Что характерно, особой конкуренции за жизненное пространство между хвойными и лиственными культурами не наблюдается. Как лиственные не особенно торопятся переселится в холодные регионы, так и хвойные не важно себя чувствуют в теплых краях. Складывается впечатление, что в растительном мире существует некая климатическая специализация.
Чем это обусловлено?
А обусловлено это явлением транспирации (см. "Транспирация и её влияние на климат" ), или, выражаясь точнее, способностью растений осуществлять транспирацию. Хвойные испаряют влаги в гораздо меньшем объёме, чем лиственные растения, поскольку площадь их листового аппарата намного меньше. Но хвойные и произрастают в тех широтах, где температура воздуха, даже в короткий летний период, невысока, а как известно чем холоднее воздух, тем меньше влаги он способен поглотить.
Корневая система хвойных располагается неглубоко, т.к. условия произрастания на ВМ не позволяют этого. Тем не менее влаги им хватает, поскольку вода из поверхностных грунтовых вод не может уйти в более глубокие слои из-за той же ВМ.
Оказавшись, в силу разных обстоятельств, в более тёплых широтах хвойные, казалось бы, должны чувствовать себя не хуже, чем в привычных суровых условиях. Однако, давайте посмотрим ,что происходит на самом деле. Тёплый воздух испаряет из хвои больше воды, которую корневая система, не приспособленная к избыточному расходу не в состоянии компенсировать. К тому же, в южных широтах ВМ отсутствует, и грунтовые воды опускаются на большую глубину, до которой поверхностная корневая система хвойных не достаёт.
Таким образом, хвойные деревья, произрастая в более тёплых условиях, испытывают постоянный недостаток воды, а в засушливые периоды просто погибают.
Лиственные деревья, обладая более мощной листовой массой, приспособлены к большему расходу (испарению) воды, а следовательно: во-первых, лучше себя чувствуют в условиях повышенных температур, а во-вторых, их корневая система имеет мощные стержневые корни, которые, как насосы, качают воду из глубоко залегающих водоносных слоёв, компенсируя потери от испарения.
В этой связи, хотелось бы поподробнее поговорить об одном интересном свойстве деревьев: об их способности влиять на уровень грунтовых вод (далее УГВ).

Помню в школе на уроке по биологии нам рассказывали историю про некоего горе-фермера, который, желая увеличить площади посева, вырубил ближайший лес. В итоге УГВ упал и культура, которую выращивал фермер перестала получать требуемое количество воды. Урожайность резко упала и фермер разорился.
В реальности не всё так однозначно, как в этой канонической истории. На самом деле, деревья могут как повышать, так и понижать УГВ. Всё зависит от рельефа местности.
Если рельеф плоский, с близким к поверхности УГВ, иными словами, рельеф склонный к заболачиванию, то лес понижает УГВ. Причина такого явления понятна: деревья испаряют влаги намного больше, чем луговая растительность. Некоторые растения, такие как эвкалипт, используют специально для того, что бы высушивать заболоченные участки местности и делать их, таким образом, пригодными для проживания людей.
Интереснее другая ситуация, когда рельеф холмистый, с явно выраженным стоком, а УГВ находится глубоко, в нескольких метрах или более, под поверхностью. Деревья, в этом случае, поднимают УГВ. Это точно установленный факт, который горе-учёные объяснить не в состоянии, а мы попробуем.
Деревья, произрастающие в средних широтах оказываются в сложной ситуации. А возникает она следующим образом: необходимые для роста растений вещества вырабатываются почвенными микро и макро-организмами, обитающими на глубине не более 1,5-2-х метров от поверхности (глубже отсутствует кислород). Именно из этого почвенного горизонта лес получает всё необходимое для роста, поэтому на этой глубине у деревьев располагается значительная часть корневой массы. Но дело в том, что в условиях пониженного УГВ этот слой почвы подвержен периодическому пересыханию, что не может не сказаться губительно на корневой системе.
В этом и состоит сложность ситуации: необходимые для жизни растения вещества находятся в приповерхностном слое почвы, а вода, без которой дерево тоже не может существовать, несколькими метрами глубже.
Для того, что бы решить вышеуказанную проблему, у дерева существует система снабжения водой поверхностного почвенного слоя. Работает она следующим образом. У деревьев лиственных пород, есть так называемые стержневые корни, уходящие на многометровую глубину и достигающие водоносного слоя. По ним вода поднимается вверх и питает ствол, ветки и листья. Но не только их. Часть воды направляется в приповерхностную корневую систему, а из неё в почву. Таким образом, дерево направляет часть получаемой им воды на увлажнение поверхностного слоя почвы, т.е. осуществляет своеобразный полив плодородного слоя. Выделяемая корнями вода растворяет полезные вещества и впитывается другими корнями (или другой частью тех же корней), но уже вместе с растворёнными в ней веществами. Естественно не вся поливная вода всасывается обратно в корневую систему дерева. Часть её остаётся в почве и стекает в нижележащие слои, создавая вторичный, лежащий ближе к поверхности, водоносный слой. Таким образом деревья поднимают УГВ. Одно дерево, конечно, не в состоянии осуществлять такую работу, но лесному массиву, даже не очень большому, это вполне под силу.

Итак, мы выяснили почему хвойные деревья приспособлены для жизни в суровых климатических условиях, а лиственные — в умеренных. В отсутствие антропогенного фактора, хвойные и лиственные деревья господствуют в своих климатических зонах и только на границе между ними происходит своеобразная конкурентная борьба.
Если по какой-либо причине наступает похолодание, лиственные деревья начинают вымерзать, их место, после ЛП (лесных пожаров) занимают хвойные. Если же климат теплеет, хвойные деревья сохнут и на их месте, опять-таки после ЛП, вырастают лиственные.
Когда климат стабилен, ЛП эпизодически и не носят катастрофического опустошительного характера. К сожалению про современный период такого сказать нельзя. Глобальное потепление — доказанный факт (см. "Транспирация и её влияние на климат") , а следовательно изотермы движутся на север. Ежегодно миллионы гектар хвойных лесов оказываются в условиях невозможного для их существования жаркого климата. В такой ситуации хвойные леса, находящиеся вдоль южных границ их ареалов, высыхают и горят уже не эпизодически, а массово. ЛП захватывают гигантские площади, превращаясь из временных и незначительных проблем в стихийное бедствие колоссальных масштабов, которое невозможно предотвратить и которому трудно противостоять. Решить проблему катастрофических ЛП могла бы планомерная вырубка хвойных лесов в районах, подвергающихся воздействию Глобального потепления, с одновременной высадкой там деревьев лиственных пород. Возможно, если бы горе-учёные делали свою работу, а не были бесполезным приложением к своему оборудованию, то им бы удалось как-то убедить руководство страны начать проводить такие работы лет 10-15 назад. Сейчас возможно уже поздно: ситуация вышла из под контроля человека и взята природой в свои руки, а значит проблема будет решена быстро, кардинально и с серьёзными последствиями для людей.

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments