Научно-экологическая модель DREVO
От восстановления отдельных элементов к восстановлению живой системы
Экологическая модель DREVO основана на представлении о том, что устойчивость территории определяется не отдельными объектами — деревьями, водоёмами или почвой, — а системой взаимосвязей между ними.
Почва не существует без микроорганизмов. Микроорганизмы зависят от органического вещества. Органическое вещество образуется растениями. Растения зависят от воды, структуры почвы, грибов, опылителей и животных. Животные, в свою очередь, поддерживают распространение семян, регулируют численность организмов и участвуют в круговороте веществ.
Поэтому объектом восстановления является не отдельный компонент природы, а вся экосистема.
Основной принцип модели DREVO:
Восстанавливать необходимо не элементы природы, а связи между ними.
1. Экосистема как единый организм
Любая территория рассматривается как живая многоуровневая система, состоящая из взаимосвязанных компонентов.
Геологическая основа
Основа любой экосистемы — геологическая порода и рельеф.
Они определяют:
минеральный состав;
водопроницаемость;
формирование почв;
направление поверхностного стока;
развитие корневых систем;
тип будущей растительности.
Геологическая основа меняется медленно, поэтому ошибки её разрушения наиболее трудно исправить.
Вода
Вода является главным ограничивающим фактором большинства экосистем.
Она выполняет одновременно несколько функций:
транспорт веществ;
регуляция температуры;
развитие почвенной жизни;
питание растений;
формирование микроклимата;
поддержка биоразнообразия.
Главная задача проекта — увеличить время пребывания воды на территории.
Не максимальный полив.
Не максимальный сбор.
А именно время нахождения воды внутри экосистемы.
Почва
Почва рассматривается как живой организм.
Она включает:
минеральную часть;
органическое вещество;
бактерии;
грибы;
простейших;
нематод;
дождевых червей;
насекомых;
корневые системы.
Именно взаимодействие этих компонентов создаёт плодородие.
Растения
Растения выполняют множество функций одновременно.
Они:
создают органическое вещество;
удерживают почву;
регулируют испарение;
формируют микроклимат;
питают животных;
связывают углерод;
обеспечивают местообитания;
участвуют в круговороте воды.
Поэтому каждое растение оценивается не только по урожайности, но и по его экологической роли.
Животные
Животные рассматриваются как обязательная часть экосистемы.
Они:
распространяют семена;
опыляют растения;
регулируют численность насекомых;
ускоряют круговорот органики;
создают микросреды;
участвуют в естественном отборе.
Без животных полноценная лесная система не формируется.
Человек
В научной модели DREVO человек также рассматривается как элемент экосистемы.
Его задача заключается не в замещении природных процессов, а в:
восстановлении разрушенных связей;
ускорении естественных процессов;
наблюдении;
мониторинге;
предотвращении деградации;
долгосрочном управлении.
2. Шесть фундаментальных процессов
Любая устойчивая экосистема развивается благодаря нескольким непрерывным процессам.
Водный цикл
Определяет:
поступление осадков;
инфильтрацию;
накопление влаги;
испарение;
транспирацию растений;
питание грунтовых вод.
Почвообразование
Включает:
выветривание породы;
деятельность микроорганизмов;
образование гумуса;
накопление органики;
развитие структуры;
увеличение пористости.
Биологическая продуктивность
Определяет образование:
листьев;
древесины;
корней;
плодов;
семян;
грибов;
биомассы.
Круговорот веществ
Все элементы системы многократно проходят через:
почву → растение → животное → микроорганизмы → почву.
Максимальное количество органического вещества должно возвращаться обратно в систему.
Сукцессия
Экосистема развивается постепенно.
Пионерные растения сменяются кустарниками.
Кустарники создают условия для деревьев.
Молодой лес становится зрелым.
Зрелый лес создаёт лесосад.
Эволюция биоразнообразия
По мере восстановления увеличивается:
число видов;
генетическое разнообразие;
количество экологических ниш;
устойчивость системы.
3. Пять уровней организации
Уровень 1. Отдельное растение
Изучаются:
происхождение;
здоровье;
продуктивность;
экологическая функция.
Уровень 2. Гильдия растений
Несколько видов работают совместно.
Например:
дерево
↓
кустарник
↓
почвопокровные
↓
грибы
↓
опылители.
Уровень 3. Экосистема
Возникают:
круговорот воды;
микроклимат;
обмен веществ;
пищевая сеть.
Уровень 4. Ландшафт
Связаны:
леса;
поля;
болота;
водоёмы;
овраги;
лесостепи.
Именно на этом уровне начинает работать природная устойчивость.
Уровень 5. Регион
Объединяются:
климат;
миграция животных;
речные бассейны;
генетические потоки;
хозяйственная деятельность.
4. Принцип экологической пирамиды
В модели DREVO все процессы строятся снизу вверх.
Геология.
Вода.
Почва.
Микроорганизмы.
Грибы.
Травы.
Кустарники.
Молодые деревья.
Зрелый лес.
Лесосад.
Человек.
Нельзя эффективно восстановить верхние уровни, разрушив нижние.
5. Закон взаимной поддержки
Каждый компонент должен выполнять несколько функций.
Например дерево одновременно:
создаёт тень;
удерживает воду;
укрепляет почву;
кормит животных;
связывает углерод;
производит семена;
образует древесину;
поддерживает грибы.
Чем больше функций выполняет один элемент, тем устойчивее вся система.
6. Принцип экологической избыточности
В природе важные функции никогда не выполняются только одним видом.
Азот могут фиксировать десятки растений.
Опыление осуществляют сотни насекомых.
Органику перерабатывают тысячи микроорганизмов.
Поэтому проект избегает зависимости:
от одного сорта;
одного дерева;
одного источника воды;
одного вида продукции.
Избыточность — это не неэффективность, а механизм устойчивости.
7. Саморегуляция
По мере развития экосистемы уменьшается необходимость внешнего вмешательства.
Постепенно снижается потребность:
в поливе;
внесении удобрений;
борьбе с сорняками;
использовании пестицидов;
постоянной обработке почвы.
Работу начинают выполнять сама экосистема и её внутренние связи.
8. Цифровой двойник экосистемы
Каждая территория рассматривается как цифровая модель.
Она включает:
геологию;
рельеф;
воду;
почвы;
растения;
животных;
микроклимат;
историю изменений;
результаты мониторинга.
Цифровой двойник позволяет не заменять природу компьютерной моделью, а лучше понимать происходящие процессы и прогнозировать последствия принимаемых решений.
9. Измерение устойчивости
Главным показателем считается не урожай одного сезона.
Измеряются:
содержание органического вещества;
глубина почвенного горизонта;
удержание воды;
естественное возобновление;
количество поколений деревьев;
биоразнообразие;
количество опылителей;
состояние грибной сети;
устойчивость к засухе;
устойчивость к болезням;
продуктивность без внешнего вмешательства.
10. Научные принципы модели DREVO
Научно-экологическая модель проекта строится на десяти фундаментальных принципах:
Экосистема важнее отдельных объектов.
Вода определяет устойчивость территории.
Почва является живой системой.
Биоразнообразие — главный механизм устойчивости.
Сукцессия эффективнее искусственного ускорения.
Долгоживущие природообразующие деревья формируют каркас будущего.
Производство должно усиливать природные процессы.
Каждое решение оценивается на горизонте нескольких поколений.
Мониторинг и накопление данных являются частью управления экосистемой.
Главным результатом проекта является не количество высаженных деревьев, а способность территории самостоятельно поддерживать жизнь.
Итоговая модель DREVO
Научно-экологическая модель DREVO рассматривает территорию как самоорганизующуюся живую систему, в которой геология, вода, почва, микроорганизмы, грибы, растения, животные и человек образуют единую сеть взаимосвязей.
Восстановление начинается с устранения причин деградации, продолжается через последовательное восстановление природных процессов и завершается созданием устойчивой природно-хозяйственной экосистемы, способной самостоятельно поддерживать плодородие, биоразнообразие, водный режим и безопасное производство.
Главный научный принцип DREVO:
Чем больше в экосистеме взаимосвязей, тем выше её устойчивость. Поэтому задача человека — не заменять природные процессы, а помогать им восстановиться и работать совместно.