Введение
Лес, который развивался в течение длительного периода времени без нарушений. Старовозрастный лес – это лес, который развивался в течение длительного периода времени без нарушений. Благодаря этому, старовозрастные леса обладают уникальными экологическими особенностями. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций определяет первичные леса как естественно возобновленные леса из местных пород деревьев, где отсутствуют явные признаки человеческой деятельности и экологические процессы не подвергаются значительным нарушениям. Треть (34 процента) мировых лесов составляют первичные леса. Характерные особенности старовозрастных лесов включают разнообразные древесные структуры, обеспечивающие разнообразные места обитания диких животных и повышающие биоразнообразие лесной экосистемы. Нетронутые или первично-возрастные леса – это старовозрастные леса, которые никогда не подвергались вырубке. Концепция разнообразной древесной структуры включает многоярусный полог и прогалины в пологе, значительные различия в высоте и диаметре деревьев, а также разнообразие видов деревьев, классов и размеров древесного валежа. По состоянию на 2020 год в мире сохранилось 1,11 миллиарда гектаров первичных лесов. Три страны (Бразилия, Канада и Россия) вместе занимают более половины (61 процент) мировых первичных лесов. Площадь первичных лесов сократилась на 81 миллион гектаров с 1990 года, но темпы потерь более чем вдвое снизились в период с 2010 по 2020 год по сравнению с предыдущим десятилетием. Старовозрастные леса ценны как с экономической точки зрения, так и за предоставляемые ими экосистемные услуги. Это может быть предметом споров, когда представители лесозаготовительной промышленности стремятся заготовить ценную древесину из этих лесов, уничтожая их в процессе ради получения краткосрочной прибыли, в то время как экологи стремятся сохранить леса в их первозданном состоянии ради таких преимуществ, как очистка воды, контроль над наводнениями, стабилизация погоды, поддержание биоразнообразия и круговорот питательных веществ. Более того, старовозрастные леса более эффективно секвестрируют углерод, чем вновь высаженные леса и быстрорастущие лесные плантации, поэтому их сохранение жизненно важно для смягчения последствий изменения климата. Деревья старовозрастных лесов развивают отличительные признаки, не встречающиеся у молодых деревьев, такие как более сложная структура и глубоко трещиноватая кора, которая может служить средой обитания для редких лишайников и мхов. Лес, возобновленный после сильного нарушения, такого как лесной пожар, нашествие насекомых или вырубка, часто называют вторичным лесом или «лесовосстановлением», пока не пройдет достаточно времени, чтобы последствия нарушения перестали быть очевидными. В зависимости от типа леса это может занять от столетия до нескольких тысячелетий. Лиственные леса восточных штатов США могут приобретать характеристики старовозрастных лесов за 150–500 лет. В Британской Колумбии (Канада) старовозрастным считается лес в возрасте от 120 до 140 лет во внутренних районах провинции, где пожары являются частым и естественным явлением. В прибрежных дождевых лесах Британской Колумбии старовозрастными считаются деревья старше 250 лет, некоторые из которых достигают возраста более 1000 лет. В Австралии возраст эвкалиптов редко превышает 350 лет из-за частых пожаров. Различные типы лесов имеют очень разные закономерности развития, естественные нарушения и внешний вид. Дугласова ель может расти в течение столетий без нарушений, в то время как старовозрастный сосновый лес Пондерозы требует частых низовых пожаров для уменьшения количества теневыносливых видов и возобновления полога. В бореальных лесах Канады катастрофические нарушения, такие как лесные пожары, минимизируют возможности для значительного накопления мертвой древесины и других структурных остатков, связанных с условиями старовозрастного леса. Типичные характеристики старовозрастного леса включают наличие старых деревьев, минимальные признаки человеческого вмешательства, смешанный по возрасту состав, наличие прогалин в пологе из-за падения деревьев, рельеф с ямами и холмами, древесину на различных стадиях разложения, стоящие сухостои (мертвые деревья), многоярусный полог, неповрежденные почвы, здоровую грибковую экосистему и наличие индикаторных видов.
An old growth forest is a forest that has developed over a long period of time without disturbance. Due to this, old growth forests exhibit unique ecological features. The Food and Agriculture Organization of the United Nations defines primary forests as naturally regenerated forests of native tree species where there are no clearly visible indications of human activity and the ecological processes are not significantly disturbed. One third (34 percent) of the world's forests are primary forests. Old growth features include diverse tree related structures that provide diverse wildlife habitats that increases the biodiversity of the forested ecosystem. Virgin or first growth forests are old growth forests that have never been logged. The concept of diverse tree structure includes multi layered canopies and canopy gaps, greatly varying tree heights and diameters, and diverse tree species and classes and sizes of woody debris. as of 2020, the world has 1.11 billion ha of primary forest remaining. Combined, three countries (Brazil, Canada, and Russia) host more than half (61 percent) of the world's primary forest. The area of primary forest has decreased by 81 million ha since 1990, but the rate of loss more than halved in 2010–2020 compared with the previous decade. Old growth forests are valuable for economic reasons and for the ecosystem services they provide. This can be a point of contention when some in the logging industry desire to harvest valuable timber from the forests, destroying the forests in the process, to generate short term profits, while environmentalists seek to preserve the forests in their pristine state for benefits such as water purification, flood control, weather stability, maintenance of biodiversity, and nutrient cycling. Moreover, old growth forests are more efficient at sequestering carbon than newly planted forests and fast growing timber plantations, thus preserving the forests is vital to climate change mitigation. The trees of old growth forests develop distinctive attributes not seen in younger trees, such as more complex structures and deeply fissured bark that can harbor rare lichens and mosses. A forest regenerated after a severe disturbance, such as wildfire, insect infestation, or harvesting, is often called second growth or 'regeneration' until enough time passes for the effects of the disturbance to be no longer evident. Depending on the forest, this may take from a century to several millennia. Hardwood forests of the eastern United States can develop old growth characteristics in 150–500 years. In British Columbia, Canada, old growth is defined as 120 to 140 years of age in the interior of the province where fire is a frequent and natural occurrence. In British Columbia's coastal rainforests, old growth is defined as trees more than 250 years, with some trees reaching more than 1,000 years of age. In Australia, eucalypt trees rarely exceed 350 years of age due to frequent fire disturbance. Forest types have very different development patterns, natural disturbances and appearances. A Douglas fir stand may grow for centuries without disturbance while an old growth ponderosa pine forest requires frequent surface fires to reduce the shade tolerant species and regenerate the canopy species. In the boreal forest of Canada, catastrophic disturbances like wildfires minimize opportunities for major accumulations of dead and downed woody material and other structural legacies associated with old growth conditions. Typical characteristics of old growth forest include the presence of older trees, minimal signs of human disturbance, mixed age stands, presence of canopy openings due to tree falls, pit and mound topography, down wood in various stages of decay, standing snags (dead trees), multilayered canopies, intact soils, a healthy fungal ecosystem, and presence of indicator species.
Биоразнообразие
Старовозрастные леса часто отличаются высоким биологическим разнообразием и служат домом для многих редких, уязвимых и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных, таких как северная пятнистая сова, мраморный чистик и американская рысь, что делает их экологически значимыми. Уровень биоразнообразия в старовозрастных лесах может быть как выше, так и ниже, чем во вторичных лесах, в зависимости от конкретных условий, факторов окружающей среды и географических особенностей. Вырубка старовозрастных лесов является предметом споров во многих странах мира. Чрезмерная вырубка снижает биоразнообразие, негативно сказываясь не только на самом старовозрастном лесе, но и на видах, зависящих от среды обитания старовозрастных лесов.
Смешанный возраст
Некоторые леса на стадии старого роста характеризуются смешанным возрастом деревьев, что обусловлено специфической моделью регенерации, свойственной этой стадии. Новые деревья восстанавливаются в разное время, поскольку каждое из них имеет разное пространственное положение относительно основного полога, и, следовательно, получает разное количество света. Смешанный возраст леса – важный показатель, обеспечивающий относительную стабильность экосистемы в долгосрочной перспективе. Клемаксный лес, состоящий из деревьев одного возраста, быстро стареет и деградирует, что приводит к началу нового цикла лесной сукцессии. Таким образом, одновозрастные леса являются менее стабильными экосистемами. Бореальные леса чаще всего характеризуются одновозрастностью, поскольку они регулярно подвергаются масштабным пожарам, приводящим к смене древостоев.
Открытия крыши
Разрывы в лесном пологе необходимы для создания и поддержания смешанных по возрасту древостоев. Кроме того, некоторые травянистые растения поселяются только на местах прогалин в пологе, но сохраняются под пологом подлеска. Прогалины образуются в результате гибели деревьев из-за небольших нарушений, таких как ветер, низовые пожары и болезни деревьев. Старовременные леса уникальны, обычно характеризуются несколькими горизонтальными ярусами растительности, представляющими разнообразие видов деревьев, возрастных групп и размеров, а также рельефом почвы типа "ямы и бугры" с хорошо развитыми грибными сетями. Благодаря своей структурной сложности, старовременные леса обеспечивают более высокую степень разнообразия среды обитания, чем леса на других стадиях развития. Таким образом, в старовременных лесах иногда может поддерживаться более высокое биологическое разнообразие, или, по крайней мере, биоразнообразие, отличающееся от других лесных стадий.
Топография
Характерная топография большинства старовозрастных лесов состоит из ям и холмов. Холмы образуются из-за разлагающихся упавших деревьев, а ямы (вывороты деревьев) – из-за корней, вырванных из земли при падении деревьев по естественным причинам, включая толчки животными. Ямы обнажают бедную гумусом, но богатую минералами почву и часто накапливают влагу и опавшие листья, формируя толстый органический слой, способный поддерживать определенные типы организмов. Холмы предоставляют место, свободное от затопления и переувлажнения листвой, где процветают другие типы организмов. Для любой географической области можно определить среднее время, необходимое лесу для достижения старовозрастной стадии после нарушения его целостности. Этот метод полезен, поскольку позволяет быстро и объективно определить стадию развития леса. Однако это определение не объясняет функционирование леса, а лишь предоставляет полезный показатель для измерения. Таким образом, некоторые леса могут быть исключены из категории старовозрастных, даже если они обладают признаками старовозрастности, просто потому, что они слишком молоды. Кроме того, более старые леса могут не иметь некоторых признаков старовозрастности и быть отнесены к старовозрастным только из-за своего возраста. Использование возраста также проблематично, поскольку деятельность человека может оказывать разнообразное влияние на лес. Например, после вырубки 30% деревьев для восстановления старовозрастности потребуется меньше времени, чем после удаления 80% деревьев. Хотя, в зависимости от вырубленных пород, лес, восстанавливающийся после 30% вырубки, может содержать пропорционально меньше лиственных пород, чем лес, вырубленный на 80%, где конкуренция за свет менее значимых видов деревьев не препятствует возобновлению жизненно важных лиственных пород.
Экономические определения
В лесозаготовительной практике старовозрастные насаждения выходят за пределы экономического оптимума для вырубки – обычно между 80 и 150 годами, в зависимости от породы. Старовозрастные леса часто получали приоритет при вырубке, поскольку содержали наиболее ценную с коммерческой точки зрения древесину, считались более подверженными ухудшению из-за корневой гнили или заражения насекомыми, а также занимали земли, которые можно было бы использовать для более продуктивных вторичных насаждений. В некоторых регионах древесина старовозрастных лесов не является наиболее экономически выгодной. Например, в Британской Колумбии (Канада) вырубка в прибрежной зоне переходит на более молодые вторичные насаждения.
Важность
В лесах старого роста часто встречаются богатые сообщества растений и животных благодаря длительному периоду стабильности леса. Эти разнообразные и порой редкие виды могут быть зависимы от уникальных экологических условий, создаваемых этими лесами. Леса старого роста служат резервуаром для видов, которые не могут процветать или легко восстанавливаться в молодых лесах, поэтому их можно использовать в качестве базовой линии для исследований. Растительные виды, произрастающие в лесах старого роста, в будущем могут оказаться бесценными для лечения различных заболеваний человека, как это уже было установлено для многих растений в тропических лесах. Леса старого роста также накапливают значительное количество углерода как над землей, так и под ней (в виде гумуса или в заболоченных почвах в форме торфа). В совокупности они представляют собой очень важный запас углерода. Уничтожение этих лесов приводит к выбросу этого углерода в виде парниковых газов, что может увеличить риск глобального изменения климата. Несмотря на то, что леса старого роста служат глобальным поглотителем углекислого газа, они не защищены международными соглашениями, поскольку общепринято считать, что стареющие леса прекращают накапливать углерод. Однако в лесах в возрасте от 15 до 800 лет чистая продуктивность экосистемы (чистый углеродный баланс леса, включая почву) обычно положительна; леса старого роста накапливают углерод на протяжении столетий и содержат его в больших количествах.
Экосистемные услуги
Старые леса предоставляют экосистемные услуги, которые могут быть гораздо более важными для общества, чем их использование в качестве источника сырья. Эти услуги включают в себя создание пригодного для дыхания воздуха, обеспечение чистой воды, накопление углерода, восстановление питательных веществ, поддержание почв, контроль над вредителями благодаря насекомоядным летучим мышам и насекомым, регулирование микро- и макроклимата, а также сохранение широкого разнообразия генов.
Климатические последствия
Влияние старовозрастных лесов на глобальное потепление рассматривалось в различных исследованиях и публикациях. В докладе 2007 года Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: "В долгосрочной перспективе стратегия устойчивого лесоуправления, направленная на поддержание или увеличение запасов углерода в лесах, при одновременном обеспечении ежегодного устойчивого выхода древесины, волокна или энергии из леса, обеспечит наибольший устойчивый эффект в плане смягчения последствий изменения климата". Старовозрастные леса часто воспринимаются как находящиеся в равновесии или в состоянии разложения. Однако, данные анализа запасов углерода, накопленного над землей и в почве, показали, что старовозрастные леса более эффективно накапливают углерод, чем молодые леса. Лесозаготовки оказывают незначительное или вообще не оказывают влияния на количество углерода, хранящегося в почве, но другие исследования показывают, что старые леса с деревьями разного возраста, многоярусной структурой и минимальными нарушениями обладают наибольшим потенциалом для накопления углерода. По мере роста деревья поглощают углерод из атмосферы, а защита этих резервуаров углерода предотвращает его выбросы в атмосферу. Сторонники лесозаготовок утверждают, что углерод, содержащийся в древесине, может быть использован в качестве биомассы для производства энергии (замещая ископаемое топливо), хотя использование биомассы в качестве топлива приводит к загрязнению воздуха окисью углерода, оксидами азота, летучими органическими соединениями, твердыми частицами и другими загрязняющими веществами, в некоторых случаях на уровнях, превышающих таковые от традиционных источников топлива, таких как уголь или природный газ. Каждый лес обладает различным потенциалом для накопления углерода. Например, этот потенциал особенно высок на Тихоокеанском Северо-Западе, где леса относительно продуктивны, деревья живут долго, разложение происходит медленно, а пожары случаются редко. Следовательно, при определении стратегии управления лесами для накопления углерода необходимо учитывать различия между ними. Старовозрастные леса могут оказывать влияние на изменение климата, но изменение климата также оказывает влияние на старовозрастные леса. По мере усиления последствий глобального потепления способность старовозрастных лесов к секвестрации углерода снижается. Изменение климата оказало влияние на смертность некоторых доминирующих видов деревьев, как, например, у корейской сосны. Изменение климата также повлияло на видовой состав лесов при проведении обследований в течение 10 и 20 лет, что может нарушить общую продуктивность леса.
Лесозаготовка
По данным Института мировых ресурсов, по состоянию на январь 2009 года сохранилось лишь 21% первоначальных древних лесов, которые когда-либо существовали на Земле. По оценкам, половина лесов Западной Европы была вырублена до Средневековья, а 90% древних лесов, которые существовали в континентальных Соединенных Штатах в 1600-х годах, были уничтожены. Крупные деревья в старых лесах обладают экономической ценностью и подвергаются интенсивной вырубке по всему миру. Это привело к многочисленным конфликтам между лесозаготовительными компаниями и природоохранными организациями. С точки зрения определенной лесохозяйственной практики, полное сохранение старого леса считается крайне экономически невыгодным, поскольку древесину можно получать только из падающих деревьев, а также это может нанести вред близлежащим ухоженным лесопосадкам, создавая условия, способствующие развитию корневой гнили. Возможно, более эффективно вырубить старый лес и заменить его молодым. Остров Тасмания, расположенный у юго-восточного побережья Австралии, обладает наибольшими запасами умеренных древних дождевых лесов в Австралии, общей площадью около 1 239 000 гектаров. Хотя местное региональное соглашение по лесам (RFA) изначально было разработано для защиты большей части этого природного богатства, многие из старых лесов, охраняемых в рамках RFA на Тасмании, состоят из деревьев, не представляющих большой ценности для лесной промышленности. Старые леса и леса высокой природоохранной ценности в рамках RFA, содержащие виды, пользующиеся большим спросом в лесной промышленности, сохранились в недостаточном объеме. Лишь 22% первоначальных высокорослых эвкалиптовых лесов Тасмании, находящихся в управлении Forestry Tasmania, были зарезервированы. С 1996 года было утрачено 10 000 гектаров высокорослых эвкалиптовых древних лесов в рамках RFA, главным образом в результате промышленной вырубки. В 2006 году около 61 000 гектаров высокорослых эвкалиптовых древних лесов в рамках RFA оставались незащищенными. Недавние попытки вырубки в долине Верхней Флорентины вызвали серию протестов и привлекли внимание СМИ к арестам, произошедшим в этом районе. Кроме того, компания Gunns Limited, основной лесозаготовитель Тасмании, подверглась критике со стороны политических и экологических групп за практику измельчения древесины, заготовленной в древних лесах.
Управление
Углубленное понимание динамики лесов в конце XX века привело научное сообщество к осознанию необходимости инвентаризации, изучения, управления и сохранения типичных примеров старовозрастных лесов с присущими им характеристиками и ценностями. Научная литература, посвященная старовозрастным лесам и их управлению, не дает однозначного ответа на вопрос о наилучшем способе определения истинной сущности старовозрастного насаждения. Улучшение понимания природных систем привело к новым подходам в управлении лесами, например, к идее, что моделирование естественных нарушений должно быть направлено на создание ландшафтных паттернов и условий обитания, которые обычно поддерживаются в природе. Этот подход, основанный на широком охвате, к сохранению биоразнообразия учитывает экологические процессы и обеспечивает динамичное распределение старовозрастных лесов по территории. В Австралии Региональное лесохозяйственное соглашение (RFA) было направлено на предотвращение сплошной вырубки определенных "старовозрастных лесов". Это вызвало споры о том, что именно считается "старовозрастным лесом". Например, в Западной Австралии лесозаготовительная промышленность пыталась ограничить площадь старовозрастных лесов в кари-лесах Южного лесного региона; это привело к созданию Западно-Австралийского лесного альянса, расколу в Либеральном правительстве Западной Австралии и победе на выборах Лейбористской партии Галлопа. Старовозрастные леса в этом регионе теперь находятся в пределах национальных парков. Небольшая часть старовозрастных лесов также существует в Юго-Западной Австралии и защищена федеральными законами от вырубки, которая там не проводилась более 20 лет. В Британской Колумбии (Канада) старовозрастные леса должны поддерживаться в каждой экологической единице провинции для удовлетворения потребностей в сохранении биоразнообразия.