Долгосрочная программа восстановления деградированных земель и создания устойчивых лесосадов

Долгосрочная программа восстановления деградированных земель и создания устойчивых лесосадов

Стратегическое планирование на 150 лет с экологическим прогнозом на 300 лет

1. Общая концепция

Программа предназначена для восстановления земель, пострадавших от:

обезвоживания;

эрозии;

опустынивания;

истощения почвы;

засоления;

загрязнения тяжёлыми металлами;

нефтепродуктов;

промышленных выбросов;

пожаров;

вырубки леса;

чрезмерного выпаса;

разрушения водного режима;

потери органического вещества и почвенной биологии.

Конечная цель программы — не просто посадить деревья и не только создать продуктивный сад. Основная задача заключается в постепенном формировании устойчивой природно-хозяйственной экосистемы, способной:

самостоятельно поддерживать круговорот воды и органического вещества;

восстанавливать почву;

противостоять эрозии;

переживать засухи, пожары, морозы и климатические колебания;

сохранять природное и генетическое разнообразие;

обеспечивать человека пищей, древесиной, лекарственным сырьём и другими ресурсами;

оставаться жизнеспособной на протяжении многих поколений.

Программа строится по последовательности:

деградированная земля → стабилизированная почва → травянистое сообщество → лесостепь → молодой лес → зрелый лес → управляемая лесная экосистема → устойчивый лесосад.

Лесосад в этой модели не заменяет природный лес. Он становится поздней стадией развития территории и формируется внутри уже восстановленной природной структуры.

2. Горизонты планирования

Операционный горизонт — 25 лет

На этом этапе создаются:

карта территории;

водная инфраструктура;

первичный почвенный покров;

защитные полосы;

питомники;

первые древесные сообщества;

система мониторинга;

организационная структура проекта.

Экосистемный горизонт — 50–80 лет

За это время должны сформироваться:

устойчивый почвенный профиль;

развитая корневая система;

лесостепные и лесные сообщества;

первый зрелый древесный ярус;

устойчивый микроклимат;

естественное возобновление основных видов;

работающий водный и органический цикл.

Стратегический горизонт — 150 лет

К этому времени территория должна стать полноценной разновозрастной системой, включающей:

старые долгоживущие деревья;

молодое естественное возобновление;

средневозрастные насаждения;

кустарниковые и травяные сообщества;

плодовые и орехоплодные культуры;

участки природного леса;

лесостепные пространства;

водно-болотные зоны;

участки регулируемого сельскохозяйственного производства;

резервные территории естественной сукцессии.

Прогнозный горизонт — 300 лет

Прогноз на 300 лет не является детальным производственным планом. Его задача — обеспечить сохранение направления развития.

На этом горизонте учитываются:

смена климата;

изменение водного режима;

смена состава растительности;

старение первого поколения долгоживущих деревьев;

естественная смена поколений;

миграция видов;

появление новых вредителей и болезней;

возможное изменение хозяйственных потребностей общества;

необходимость сохранения генетического банка и природообразующих видов.

Главный принцип трёхсотлетнего прогноза:

каждое поколение должно передавать территорию следующему поколению в более устойчивом состоянии, чем получило её.

3. Приоритет природообразующих деревьев

Основу будущей экосистемы должны формировать не только быстрорастущие пионерные виды, но прежде всего долгоживущие деревья, способные определять структуру территории столетиями.

К таким видам относятся:

дуб;

липа;

клён;

ясень;

кедровые сосны;

сосна;

бук;

граб;

вяз;

каштан;

орех;

пихта;

ель — в подходящих условиях;

лиственница;

местные долгоживущие виды соответствующего региона.

Почему они имеют приоритет

Долгоживущие деревья:

создают устойчивый верхний ярус;

формируют глубокие корневые системы;

влияют на водный режим;

создают долговечный микроклимат;

накапливают значительные объёмы углерода;

формируют лесную подстилку;

поддерживают грибы, птиц и насекомых;

обеспечивают непрерывность экосистемы;

становятся семенными центрами для естественного возобновления;

создают среду для будущего лесосада.

Быстрорастущие деревья необходимы на ранних стадиях, но они должны рассматриваться как помощники и временный защитный каркас, а не как окончательная основа всей системы.

4. Роль основных природообразующих видов

Дуб

Дуб является одним из главных каркасных видов долгосрочного леса.

Он:

может жить несколько столетий;

формирует мощную корневую систему;

создаёт устойчивый древесный ярус;

поддерживает большое количество насекомых, грибов и птиц;

даёт жёлуди как пищевой ресурс для животных и потенциально для человека;

хорошо вписывается в лесостепные и смешанные системы;

способен формировать вокруг себя устойчивое природное сообщество.

Дуб следует высаживать не сплошной монокультурой, а группами, рощами, линиями и отдельными семенными центрами.

Липа

Липа:

улучшает лесной микроклимат;

является важным медоносом;

создаёт мягкую лесную подстилку;

хорошо взаимодействует с теневыносливым подлеском;

может жить несколько сотен лет;

формирует благоприятную среду для лесного почвообразования.

Она особенно ценна рядом с дубом, клёном, вязом и другими лиственными деревьями.

Клён

Клёны:

быстро включаются в формирование древесного яруса;

дают значительную листовую массу;

поддерживают опылителей;

улучшают структуру лесной подстилки;

формируют разнообразную крону;

подходят для смешанных лесов и лесосадов.

Необходимо отдавать предпочтение местным и климатически устойчивым видам клёна.

Ясень

Ясень:

формирует мощный древесный каркас;

способен глубоко осваивать почву;

даёт ценную древесину;

хорошо сочетается с дубом, липой, клёном и вязом;

способствует формированию сложной лесной структуры.

При этом необходимо учитывать высокую уязвимость некоторых видов ясеня к современным болезням и вредителям. Поэтому нельзя строить систему на одном виде или одном генетическом происхождении.

Кедровые сосны

Под словом «кедр» в практическом проекте нужно различать настоящие кедры рода Cedrus и кедровые сосны, например сибирскую кедровую сосну.

Кедровые виды:

долговечны;

формируют мощный верхний ярус;

создают устойчивый хвойный микроклимат;

дают семена и другие ресурсы;

поддерживают птиц и лесных животных;

могут стать важным элементом горных, северных и континентальных лесосадов.

Выбор конкретного вида должен соответствовать климату и почвам территории.

5. Принцип разновозрастной системы

Устойчивый лес нельзя создать одной массовой посадкой деревьев одного возраста.

Если все деревья высажены одновременно, они:

одновременно достигают зрелости;

одновременно стареют;

становятся одинаково уязвимыми;

создают риск массового выпадения одного поколения.

Поэтому посадка долгоживущих деревьев должна происходить волнами.

Пример:

первое поколение — в начале восстановления;

второе поколение — через 15–25 лет;

третье поколение — через 40–60 лет;

последующие поколения — через естественное возобновление и управляемые подсадки.

К 150-летнему горизонту в системе должны одновременно присутствовать:

древние или старовозрастные деревья;

зрелые деревья;

средневозрастные деревья;

молодняк;

всходы и подрост.

Это создаёт непрерывность леса.

6. Основные типы восстанавливаемых территорий

Обезвоженные земли

Главная проблема:

потеря влаги;

глубокое пересыхание;

слабая инфильтрация;

отсутствие растительного покрова;

высокая температура поверхности.

Основные меры:

замедление стока;

создание контурных водосборов;

мульчирование;

временное затенение;

посадка засухоустойчивых трав и кустарников;

восстановление органического вещества;

создание ветроломных полос;

постепенное увеличение древесного покрова.

Эродированные земли

Главные задачи:

остановить смыв и выдувание почвы;

закрепить склоны;

восстановить верхний горизонт;

распределить поверхностный поток.

Используются:

плотные злаки;

корневищные растения;

кустарниковые полосы;

контурные посадки;

террасы;

валы;

древесные и каменные барьеры;

деревья с разной глубиной корней.

Истощённые почвы

Главная проблема:

нехватка органического вещества;

слабая почвенная биология;

разрушенная структура;

недостаток питательных элементов.

Необходимы:

сидераты;

бобовые;

мульча;

компост;

древесная щепа;

микориза;

минимальная обработка;

глубококорневые растения;

постепенное формирование лесной подстилки.

Загрязнённые земли

Здесь первоочередной задачей является не производство пищи, а снижение риска.

Последовательность:

анализ → удаление горячих точек → стабилизация → технические растения → закрытие почвы → контроль загрязнителей → постепенный переход к непищевому лесу → только после подтверждения безопасности — ограниченное пищевое использование.

Пищевой лесосад нельзя создавать непосредственно на неизвестно загрязнённой территории.

Засолённые земли

Основные задачи:

определить источник соли;

улучшить дренаж;

исключить повторное засоление;

использовать солеустойчивые пионерные виды;

накопить органическое вещество;

снизить испарение;

постепенно заменять пионеров более требовательными видами.

7. Этапы развития территории

Этап I. Диагностика и защита

0–5 лет

На этом этапе проводится:

почвенное и гидрологическое обследование;

анализ загрязнений;

картирование рельефа;

изучение ветров;

определение горячих точек;

создание водного плана;

ограничение доступа к опасным участкам;

остановка эрозии;

организация питомника;

сбор семян местных видов;

создание генетического банка.

Цель этапа — прекратить дальнейшее разрушение территории.

Этап II. Первичная стабилизация

3–15 лет

Формируется первый сплошной растительный покров.

Используются:

многолетние злаки;

бобовые;

люцерна;

клевер;

овсяница;

райграс;

кипрей;

местное разнотравье;

кустарники;

временные быстрорастущие деревья;

ива;

тополь;

берёза;

ольха;

сосна на бедных сухих почвах.

Задачи:

остановить пыление;

уменьшить эрозию;

создать тень;

накопить органическое вещество;

восстановить почвенную биологию;

начать формирование корневой сети.

Одновременно высаживаются первые группы долгоживущих видов:

дуб;

липа;

клён;

ясень;

кедровые сосны;

бук;

каштан;

орех.

Этап III. Формирование лесостепи

10–35 лет

Территория приобретает мозаичную структуру:

открытые травяные пространства;

кустарниковые группы;

молодые рощи;

древесные полосы;

влажные зоны;

участки естественного возобновления.

Лесостепь особенно важна для:

засушливых территорий;

переходных климатических зон;

сохранения биоразнообразия;

снижения пожарного риска;

формирования кормовой базы;

удержания мозаики света и тени.

На этом этапе нельзя стремиться полностью закрыть всё пространство плотным лесом. Части территории должны оставаться открытыми.

Этап IV. Молодой устойчивый лес

25–60 лет

Начинают доминировать древесные сообщества.

Формируются:

верхний ярус;

средний древесный ярус;

кустарниковый подлесок;

травяной покров;

грибная сеть;

лесная подстилка;

участки естественного подроста.

Проводятся:

выборочные прореживания;

формирование световых окон;

удаление опасных и больных деревьев;

сохранение части сухостоя;

создание мест обитания животных;

подсадка второго поколения долгоживущих деревьев.

Первые плодовые и орехоплодные элементы лесосада вводятся только в безопасных и достаточно восстановленных зонах.

Этап V. Формирование лесосада

40–90 лет

Лесосад создаётся внутри уже сформированной устойчивой лесной структуры.

Добавляются:

плодовые деревья;

орехоплодные виды;

ягодные кустарники;

многолетние овощи;

лианы;

медоносные растения;

лекарственные культуры;

грибные участки;

пищевые поляны;

питомниковые зоны.

При этом сохраняется приоритет:

дуба;

липы;

клёна;

ясеня;

кедровых сосен;

бука;

вяза;

каштана;

других природообразующих видов.

Плодовые культуры не должны полностью вытеснять долгоживущий природный каркас.

Этап VI. Зрелая природно-хозяйственная система

80–150 лет

Территория становится устойчивой мозаикой:

зрелого леса;

лесостепи;

лесосадов;

водных и болотных участков;

лугов;

природных резерватов;

хозяйственных зон;

питомников;

семенных участков.

К этому моменту система должна обладать:

естественным возобновлением;

несколькими поколениями деревьев;

устойчивым водным режимом;

восстановленной почвой;

высокой биологической сложностью;

низкой зависимостью от внешних ресурсов;

способностью адаптироваться к климатическим изменениям.

8. Лесосад как поздняя стадия восстановления

Главная ошибка — пытаться сразу высадить плодовый лесосад на деградированной земле.

На обезвоженной, эродированной или загрязнённой территории плодовые культуры часто:

плохо укореняются;

требуют постоянного полива;

страдают от перегрева;

болеют;

не формируют устойчивую систему;

становятся полностью зависимыми от человека.

Поэтому устойчивый лесосад создаётся через последовательность:

восстановление воды;

стабилизация почвы;

формирование травяного покрова;

появление кустарников;

создание лесостепи;

формирование молодого леса;

накопление органического вещества;

развитие грибной сети;

посадка долгоживущего древесного каркаса;

постепенное включение пищевых культур;

создание зрелой многоярусной системы.

Лесосад должен встраиваться в лес, а не лес — заменяться садом.

9. Соотношение природных и хозяйственных зон

Рекомендуемая долгосрочная структура территории может включать:

Точные пропорции зависят от:

климата;

рельефа;

водных ресурсов;

уровня загрязнения;

пожарного риска;

целей проекта;

плотности населения;

необходимости производства пищи.

10. Природообразующий древесный каркас

В зрелой системе должно быть несколько типов древесных структур.

Семенные рощи

Группы долгоживущих деревьев, предназначенные для:

естественного размножения;

сохранения генетики;

получения семян;

формирования будущих поколений леса.

Лесные коридоры

Соединяют отдельные лесные участки и позволяют перемещаться:

птицам;

насекомым;

мелким животным;

семенам;

генетическим потокам.

Защитные лесополосы

Снижают:

скорость ветра;

испарение;

пыление;

эрозию;

повреждение посадок.

Водорегулирующие насаждения

Формируются:

вдоль рек;

возле оврагов;

вокруг водоёмов;

в зонах стока;

на границах влажных участков.

Старовозрастные ядра

Участки, где деревьям разрешают достигать максимального возраста и естественно завершать жизненный цикл.

Они становятся центрами:

биоразнообразия;

грибной жизни;

мёртвой древесины;

гнездования;

природного образования почвы.

11. Быстрорастущие и пионерные виды

Пионерные растения необходимы, но их роль должна быть заранее определена.

К ним могут относиться:

ива;

тополь;

берёза;

ольха;

сосна;

акациевые и бобовые кустарники;

облепиха;

лох;

местные устойчивые кустарники.

Они выполняют функции:

быстрого создания тени;

ветрозащиты;

закрепления грунта;

накопления биомассы;

подготовки микроклимата;

защиты медленнорастущих деревьев.

Часть пионерных деревьев со временем:

удаляется;

обрезается;

переводится в древесную мульчу;

сохраняется как элемент зрелого леса;

используется как опора для лиан;

оставляется в виде мёртвой древесины.

12. Переход от леса к лесосаду

В зрелом молодом лесу создаются специальные световые окна и пищевые поляны.

В них постепенно высаживаются:

яблони;

груши;

сливы;

вишни;

мушмула;

айва;

лещина;

грецкий орех;

каштан;

шелковица;

местные плодовые виды;

ягодные кустарники;

виноград;

актинидия;

многолетние овощи;

лекарственные растения.

При этом природный верхний ярус сохраняется частично или полностью.

Пример структуры:

дуб или липа — главный долговечный каркас;

орех или каштан — пищевой верхний ярус;

яблоня или груша — средний плодовый ярус;

лещина и смородина — кустарниковый ярус;

земляника и клевер — почвопокровный ярус;

цикорий, лук, хрен — корневой ярус;

виноград или актинидия — вертикальный ярус;

грибы — древесный и почвенный уровень.

13. Водная стратегия на столетия

Восстановление воды является главным условием всей программы.

Необходимо не только строить отдельные резервуары, но и восстанавливать водный цикл территории.

Основные направления:

замедление поверхностного стока;

увеличение инфильтрации;

восстановление болот и влажных зон;

защита родников;

накопление снега;

снижение скорости ветра;

восстановление почвенного органического вещества;

создание теневого покрова;

предотвращение глубокой эрозии;

повторное использование очищенной воды;

формирование каскада прудов и влажных участков.

Деревья должны подбираться с учётом водного баланса. На обезвоженной земле нельзя сразу создавать чрезмерно плотные посадки влаголюбивых видов.

Сначала формируется вода и почва, затем постепенно увеличивается древесная плотность.

14. Почва как основа трёхсотлетней системы

Цель программы — не просто увеличить урожайность, а создать новый устойчивый почвенный профиль.

За десятилетия должны происходить:

накопление гумуса;

формирование лесной подстилки;

восстановление почвенных горизонтов;

увеличение количества пор;

рост влагоёмкости;

развитие грибных сетей;

появление дождевых червей;

увеличение корневой массы;

накопление древесного углерода;

снижение эрозии;

восстановление естественного круговорота элементов.

Показателем успеха является не количество внесённых удобрений, а способность почвы самостоятельно поддерживать растительность.

15. Загрязнённые территории

На загрязнённых землях программа развивается отдельным путём.

Первая стадия

анализ загрязнений;

удаление опасных отходов;

изоляция горячих точек;

ограничение доступа;

предотвращение пыли;

защита воды.

Вторая стадия

фитостабилизация;

минеральное связывание загрязнителей;

непищевые травы;

ива;

тополь;

мискантус;

другие технические растения.

Третья стадия

создание непищевого леса;

контроль загрязнителей в древесине, листьях и почве;

отделение загрязнённой биомассы;

постепенное уменьшение подвижной фракции.

Четвёртая стадия

После подтверждённого снижения риска возможно создание:

буферного леса;

рекреационной зоны;

ограниченного непищевого лесосада;

пищевого лесосада только на изолированном чистом грунте.

На некоторых территориях пищевое производство может навсегда остаться запрещённым. Это необходимо принять как нормальное решение, а не как неудачу проекта.

16. Пожарная устойчивость

При горизонте 150–300 лет пожарная стратегия обязательна.

Необходимо создавать:

мозаичную структуру леса;

открытые лесостепные участки;

влажные полосы;

противопожарные дороги;

водоёмы;

зоны низкой растительности;

разрывы между плотными насаждениями;

регулируемый кустарниковый ярус;

участки контролируемого выпаса или сенокошения;

систему удаления избыточной сухой массы.

Старые деревья следует сохранять, но вокруг инфраструктуры необходимо контролировать сухостой и горючую растительность.

17. Генетическая стратегия

Для проекта на 300 лет недостаточно просто покупать саженцы.

Необходимо создать:

собственный семенной банк;

питомники;

маточные рощи;

коллекции местных видов;

коллекции устойчивых сортов;

архив происхождения посадочного материала;

резервные популяции;

участки естественного отбора.

Для каждого ключевого вида желательно использовать растения:

из нескольких географических источников;

с разными сроками роста;

с разной устойчивостью к засухе;

с разной морозостойкостью;

с различной устойчивостью к болезням.

Но интродукция должна проводиться осторожно, чтобы не вытеснить местные генетические линии.

18. Мониторинг на 150 лет

Показатели нужно фиксировать не только по урожаю.

Почва

глубина гумусового горизонта;

органическое вещество;

плотность;

инфильтрация;

эрозия;

влажность;

засоление;

загрязнители;

активность почвенной биоты.

Вода

уровень грунтовых вод;

объём поверхностного стока;

качество воды;

сезонность водоёмов;

испарение;

состояние родников.

Растительность

приживаемость;

естественное возобновление;

возрастная структура;

доля долгоживущих видов;

состояние крон;

распространение болезней;

доля открытых пространств;

количество инвазивных видов.

Биоразнообразие

птицы;

опылители;

почвенные организмы;

грибы;

земноводные;

млекопитающие;

количество природных местообитаний.

Хозяйственные показатели

урожай;

объём древесной и недревесной продукции;

затраты на уход;

потребность в поливе;

доход;

занятость;

переработка;

участие местного сообщества.

19. Контрольные точки программы

20. Принцип постепенной модернизации

Проект не должен оставаться неизменным в течение 150 лет.

Каждые 10–15 лет проводится пересмотр:

климата;

водного режима;

состава видов;

болезней;

урожайности;

состояния почвы;

потребностей общества;

технологий мониторинга;

методов водосбережения;

пожарной безопасности.

Модернизация может включать:

замену неустойчивых видов;

добавление новых климатически адаптированных сортов;

изменение плотности леса;

создание новых водных объектов;

расширение пищевых зон;

сокращение пищевых зон при ухудшении безопасности;

переход от ручного ухода к автоматизированному мониторингу;

восстановление открытых лесостепных пространств;

подсадку нового поколения долгоживущих деревьев.

Модернизация не должна разрушать основную экологическую структуру. Она должна усиливать её.

21. Управление между поколениями

Для такого проекта необходима особая форма управления.

Следует создать:

долгосрочный земельный фонд;

экологический устав территории;

запрет на полную вырубку;

реестр старовозрастных деревьев;

план наследования ответственности;

архив наблюдений;

цифровой двойник территории;

ежегодные и десятилетние отчёты;

научный и общественный совет;

систему подготовки следующих поколений управляющих.

Территория не должна зависеть от одного владельца, одного руководителя или одного поколения.

22. Определение программы

Долгосрочная программа DREVO по восстановлению деградированных земель — это система последовательного восстановления воды, почвы, растительности и биоразнообразия с планированием на 150 лет и прогнозом на 300 лет, направленная на формирование устойчивых лесов, лесостепей и лесосадов с приоритетом долгоживущих природообразующих деревьев.

Основой программы являются:

дуб;

липа;

клён;

ясень;

кедровые сосны;

бук;

вяз;

каштан;

орех;

другие местные долгоживущие виды.

Плодовые и хозяйственные культуры встраиваются в эту структуру постепенно, не заменяя природный лесной каркас.

23. Главная формула развития

Сначала вода.Затем почва.Затем травы и кустарники.Затем лесостепь.Затем молодой лес.Затем зрелый природообразующий лес.И только внутри него — устойчивый лесосад.

Такой подход позволяет создавать не временные посадки, а экосистемы, способные жить, обновляться и приносить пользу на протяжении столетий.