Введение
Плотное скопление деревьев, покрывающее относительно большую площадь, – древесное сообщество. Лес – это экосистема, характеризующаяся плотным древесным сообществом. В мире существует множество определений леса, учитывающих такие факторы, как плотность деревьев, высота деревьев, землепользование, юридический статус и экологическая функция. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) определяет лес как "землю площадью более 0,5 гектара с деревьями высотой более 5 метров и пологом более 10 процентов, или деревья, способные достичь этих пороговых значений на месте. Это определение не включает земли, которые преимущественно используются для сельскохозяйственных или городских целей". Используя это определение, Глобальная оценка лесных ресурсов 2020 года (FRA 2020) показала, что леса покрывали , или примерно 31 процент суши мира в 2020 году. Леса являются крупнейшими наземными экосистемами Земли по площади и встречаются по всему миру. 45 процентов лесных земель приходится на тропические широты. Следующая по величине доля лесов находится в субарктических климатических зонах, за которыми следуют умеренные и субтропические зоны. На леса приходится 75% валового первичного производства биосферы Земли и они содержат 80% биомассы растений Земли. Чистое первичное производство оценивается в 21,9 гигатонн биомассы в год для тропических лесов, 8,1 для умеренных лесов и 2,6 для бореальных лесов. К этим биомам относятся бореальные леса в субарктических климатических зонах, тропические влажные и тропические сухие леса вокруг экватора, а также умеренные леса в средних широтах. Леса формируются в районах Земли с обильными осадками, в то время как более сухие условия приводят к переходу в саванну. Однако в районах с умеренным количеством осадков лес быстро переходит в саванну, когда процент площади, покрытой деревьями, падает ниже 40–45 процентов. Исследования, проведенные в тропических лесах Амазонки, показывают, что деревья могут изменять количество осадков в регионе, выделяя воду из листьев в преддверии сезонных дождей, чтобы ускорить наступление влажного сезона. Благодаря этому сезонные дожди в Амазонии начинаются на два-три месяца раньше, чем это позволило бы климатическое состояние. Обезлесение в Амазонии и антропогенные изменения климата могут нарушить этот процесс, в результате чего лес может перейти порог и превратиться в саванну. Обезлесение представляет угрозу для многих лесных экосистем. Обезлесение происходит, когда люди удаляют деревья из лесистой местности путем вырубки или выжигания, либо для заготовки древесины, либо для освобождения места под сельскохозяйственные угодья. Большая часть обезлесения в настоящее время происходит в тропических лесах. Подавляющее большинство случаев обезлесения связано с производством четырех видов товаров: древесины, говядины, сои и пальмового масла. За последние 2000 лет площадь лесов в Европе сократилась с 80% до 34%. Значительные площади лесов также были вырублены в Китае и на востоке Соединенных Штатов, где нетронутой осталась лишь 0,1% территории. Почти половина лесной площади Земли (49 процентов) относительно нетронута, а 9 процентов находится в фрагментированных участках с небольшой или отсутствующей связностью. Тропические дождевые леса и бореальные хвойные леса наименее фрагментированы, в то время как субтропические сухие леса и умеренные океанические леса – одни из наиболее фрагментированных. Примерно 80 процентов мировой лесной площади находится в участках, превышающих по размеру остальные 20 процентов расположены более чем в 34 миллионах участков по всему миру, подавляющее большинство из которых меньше по размеру. Леса предоставляют экосистемные услуги для человека и служат туристическими достопримечательностями. Леса также могут влиять на здоровье людей. Человеческая деятельность, включая неустойчивое использование лесных ресурсов, может негативно сказываться на лесных экосистемах.
a community of trees
A forest is an ecosystem characterized by a dense community of trees. Hundreds of definitions of forest are used throughout the world, incorporating factors such as tree density, tree height, land use, legal standing, and ecological function. The United Nations' Food and Agriculture Organization (FAO) defines a forest as, "Land spanning more than 0.5 hectares with trees higher than 5 meters and a canopy cover of more than 10 percent, or trees able to reach these thresholds in situ. It does not include land that is predominantly under agricultural or urban use." Using this definition, Global Forest Resources Assessment 2020 (FRA 2020) found that forests covered , or approximately 31 percent of the world's land area in 2020. Forests are the largest terrestrial ecosystems of Earth by area, and are found around the globe. 45 percent of forest land is in the tropical latitudes. The next largest share of forests are found in subarctic climates, followed by temperate, and subtropical zones. Forests account for 75% of the gross primary production of the Earth's biosphere, and contain 80% of the Earth's plant biomass. Net primary production is estimated at 21.9 gigatonnes of biomass per year for tropical forests, 8.1 for temperate forests, and 2.6 for boreal forests. These biomes include boreal forests in subarctic climates, tropical moist forests and tropical dry forests around the Equator, and temperate forests at the middle latitudes. Forests form in areas of the Earth with high rainfall, while drier conditions produce a transition to savanna. However, in areas with intermediate rainfall levels, forest transitions to savanna rapidly when the percentage of land that is covered by trees drops below 40 to 45 percent. Research conducted in the Amazon rainforest shows that trees can alter rainfall rates across a region, releasing water from their leaves in anticipation of seasonal rains to trigger the wet season early. Because of this, seasonal rainfall in the Amazon begins two to three months earlier than the climate would otherwise allow. Deforestation in the Amazon and anthropogenic climate change hold the potential to interfere with this process, causing the forest to pass a threshold where it transitions into savanna. Deforestation threatens many forest ecosystems. Deforestation occurs when humans remove trees from a forested area by cutting or burning, either to harvest timber or to make way for farming. Most deforestation today occurs in tropical forests. The vast majority of this deforestation is because of the production of four commodities: wood, beef, soy, and palm oil. Over the past 2,000 years, the area of land covered by forest in Europe has been reduced from 80% to 34%. Large areas of forest have also been cleared in China and in the eastern United States, in which only 0.1% of land was left undisturbed. Almost half of Earth's forest area (49 percent) is relatively intact, while 9 percent is found in fragments with little or no connectivity. Tropical rainforests and boreal coniferous forests are the least fragmented, whereas subtropical dry forests and temperate oceanic forests are among the most fragmented. Roughly 80 percent of the world's forest area is found in patches larger than The remaining 20 percent is located in more than 34 million patches around the world – the vast majority less than in size. Forests provide ecosystem services to humans and serve as tourist attractions. Forests can also affect people's health. Human activities, including unsustainable use of forest resources, can negatively affect forest ecosystems.
Определения
Хотя слово "лес" широко используется, не существует общепризнанного точного определения, поскольку во всем мире применяется более 800 определений леса, или территории, юридически обозначенной как лес, независимо от типа растительности. Существует три основные категории определений леса: административное, по землепользованию и по типу земного покрова. Эти определения исключают леса и саванны с более низким уровнем полога. Другие определения рассматривают саванны как тип леса и включают все территории с древесным пологом более 10%. Слово "лес" происходит от старофранцузского *forest* (также *forès*), означающего "лес, обширное пространство, покрытое деревьями"; в английский язык слово "forest" вошло как обозначение дикой земли, выделенной для охоты, не обязательно заросшей деревьями. Вероятно, это заимствование, возможно через франкский или древневерхненемецкий язык, из средневекового латинского *foresta*, означающего "открытый лес". Каролингские писцы впервые использовали *foresta* в капитуляриях Карла Великого, специально для обозначения королевских охотничьих угодий. Слово не является исконным для романских языков; например, исконные слова для обозначения леса в романских языках происходят от латинского *silva*, означающего "лес" и "лесная местность" (ср. английские *sylva* и *sylvan*; итальянское, испанское и португальское *selva*; румынское *silvă*; старофранцузское *selve*). Слова, родственные *forest* в романских языках, например, итальянское *foresta*, испанское и португальское *floresta* и т.д., в конечном итоге происходят от французского слова. Точное происхождение средневекового латинского *foresta* неясно. Некоторые исследователи считают, что слово произошло от поздней латинской фразы *forestam silvam*, означающей "внешний лес", другие – что это латинизация франкского *forhist*, означающего "лес, лесистая местность", ассимилированная к *forestam silvam* в соответствии с обычной практикой франкских писцов. Древневерхненемецкое *forst* – "лес"; средне-нижненемецкое *vorst* – "лес"; древнеанглийское *fyrhþ* – "лес, лесная местность, охотничий заповедник, охотничье угодье" (английское *frith*); и древненорвежское *fýri* – "хвойный лес" – все происходят от протогерманского *furhísa*, *furhíþija*, означающих "ель, хвойный лес", от протоиндоевропейского *perkwu*, означающего "хвойный или горный лес, лесистая возвышенность", что подтверждает франкское *forhist*. Использование слова "forest" в английском языке для обозначения любой необитаемой и неогражденной территории в настоящее время считается устаревшим. Эти охотничьи леса не обязательно содержали деревья. Поскольку они часто включали значительные участки лесной растительности, слово "forest" со временем стало обозначать лес в целом, независимо от плотности деревьев. К началу XIV века в английских текстах слово использовалось во всех трех значениях: обычном, юридическом и устаревшем. Другие английские слова для обозначения "территории с высокой плотностью деревьев" – *firth*, *frith*, *holt*, *weald*, *wold*, *wood* и *woodland*. В отличие от *forest*, все они происходят из древнеанглийского языка и не были заимствованы из другого языка. Некоторые современные классификации резервируют *woodland* для обозначения местности с большим открытым пространством между деревьями и различают виды лесов как открытые и закрытые леса, исходя из их крон. Наконец, *sylva* (множественное число *sylvae* или, менее классически, *sylvas*) – своеобразное английское написание латинского *silva*, означающего "лесная местность", и имеет прецедент в английском языке, включая его множественные формы. Хотя его использование в качестве синонима *forest* и как латинское слово для обозначения лесной местности может быть допустимо, в конкретном техническом смысле оно ограничено обозначением пород деревьев, составляющих леса региона, как в области лесоводства. Использование *sylva* в английском языке более точно указывает на значение, которое подразумевается при использовании слова *forest*.
Эволюционная история
Первые известные леса на Земле возникли в среднем девонском периоде (примерно 390 миллионов лет назад) с эволюцией кладоксилопсидных растений, таких как Каламофитон. Появившись в позднем девонском периоде, Archaeopteris представлял собой растение, сочетавшее признаки дерева и папоротника, достигавшее высоты в и более. Он быстро распространился по всему миру, от экватора до субполярных широт. Лесные экосистемы значительно различаются в зависимости от климата: широты 10° к северу и югу от экватора в основном покрыты тропическими влажными лесами, а широты между 53° и 67° северной широты – бореальными лесами. Как правило, леса, доминируемые цветковыми (широколиственными лесами), отличаются большим видовым разнообразием, чем леса, доминируемые голосеменными (хвойными, горными или игольчатыми лесами), хотя существуют исключения. Деревья, формирующие основной структурный и определяющий компонент леса, могут принадлежать к множеству видов (как в тропических влажных лесах и умеренных лиственных лесах) или к относительно небольшому числу видов на обширных территориях (например, тайга и засушливые горные хвойные леса). Биоразнообразие лесов включает в себя также кустарники, травянистые растения, мхи, папоротники, лишайники, грибы и разнообразных животных. Деревья, достигающие высоты до в, добавляют вертикальное измерение площади земли, способной поддерживать виды растений и животных, открывая многочисленные экологические ниши для древесных животных, эпифитов и различных видов, процветающих в регулируемом микроклимате, созданном под пологом леса. Леса обладают сложной трехмерной структурой, которая становится более сложной при снижении уровня нарушений и увеличении разнообразия видов деревьев. Биоразнообразие лесов значительно варьируется в зависимости от таких факторов, как тип леса, география, климат, почвы и антропогенное воздействие. Большинство лесных местообитаний в умеренных регионах поддерживают относительно небольшое количество видов животных и растений, а также виды, имеющие тенденцию к широкому географическому распространению, в то время как горные леса Африки, Южной Америки, Юго-Восточной Азии и низинные леса Австралии, прибрежной Бразилии, Карибских островов, Центральной Америки и островной Юго-Восточной Азии характеризуются большим количеством видов с узким географическим распространением.
Слои
Основными слоями всех типов леса являются лесная подстилка, подлесок и полог. Над пологом в тропических лесах существует ярус деревьев-гигантов. Каждый ярус характеризуется своим набором растений и животных, зависящим от доступности солнечного света, влаги и пищи. Лесная подстилка покрыта мертвым растительным материалом, таким как опавшие листья и разлагающиеся стволы, которые детритофаги разлагают до нового слоя почвы. Покрывающий почву слой гниющих листьев необходим для зимовки многих насекомых, а также для укрытия и поиска пищи земноводными, птицами и другими животными. Подстилка также сохраняет влагу в почве, предотвращает эрозию и защищает корни от экстремальных температур. Грибной мицелий, участвующий в формировании микоризной сети, передает питательные вещества от разлагающегося материала к деревьям и другим растениям. На лесной подстилке произрастают разнообразные растения, папоротники, травы и саженцы деревьев, а также обитают такие животные, как муравьи, земноводные, пауки и многоножки. Подлесок состоит из кустарников, кустарничков и молодых деревьев, приспособленных к жизни в тени полога. Полог формируется массой переплетенных ветвей, сучьев и листьев зрелых деревьев. Кроны доминантных деревьев получают большую часть солнечного света. Это наиболее продуктивная часть деревьев, где производится максимальное количество питательных веществ. Полог образует тенистый, защитный "зонт" над остальной частью леса. Ярус деревьев-гигантов существует в тропических лесах и состоит из нескольких разбросанных деревьев, возвышающихся над пологом. В ботанике и странах, таких как Германия и Польша, часто используется иная классификация лесной растительности: ярусы деревьев, кустарников, трав и мхов (см. Ярусность (растительность)).
Типы
Леса классифицируются по-разному и с разной степенью детализации. Одна из таких классификаций основана на биомах, в которых они существуют, в сочетании с продолжительностью жизни листьев доминирующих видов (являются ли они вечнозелеными или листопадными). Другое различие заключается в том, состоят ли леса преимущественно из широколиственных деревьев, хвойных (игольчатых) деревьев или смешанных пород. Бореальные леса занимают субарктическую зону и обычно являются вечнозелеными хвойными лесами. Умеренные зоны поддерживают как широколиственные листопадные леса (например, умеренные листопадные леса), так и вечнозеленые хвойные леса (например, умеренные хвойные леса и умеренные дождевые леса). В теплых умеренных зонах распространены широколиственные вечнозеленые леса, включая лавровые леса. Тропические и субтропические леса включают тропические и субтропические влажные леса, тропические и субтропические сухие леса, а также тропические и субтропические хвойные леса. Леса классифицируются по физиономии, исходя из их общей физической структуры или стадии развития (например, старовозрастные леса по сравнению с вторичными лесами). Леса также могут быть классифицированы более конкретно на основе климата и преобладающих видов деревьев, что приводит к возникновению многочисленных различных типов лесов (например, лес из сосны Пондерозы и ели Дугласа). По оценкам на 2015 год, общее количество деревьев в мире составляет 3 триллиона, из которых 1,4 триллиона находятся в тропиках и субтропиках, 0,6 триллиона – в умеренных зонах и 0,7 триллиона – в бореальных хвойных лесах. Оценка 2015 года примерно в восемь раз превышает предыдущие оценки и основана на плотности деревьев, измеренной на более чем 400 000 пробных площадках. Она по-прежнему имеет значительную погрешность, в частности, из-за того, что образцы в основном собраны в Европе и Северной Америке. Леса также можно классифицировать в зависимости от степени антропогенного воздействия. Старовозрастные леса содержат преимущественно естественные образцы биоразнообразия в устоявшихся сукцессионных стадиях и состоят в основном из видов, произрастающих в данном регионе и среде обитания. В отличие от них, вторичные леса – это леса, восстанавливающиеся после вырубки, и могут содержать виды, происходящие из других регионов или мест обитания. Было предложено несколько глобальных систем классификации лесов, но ни одна из них не получила всеобщего признания. Система классификации лесных категорий UNEP-WCMC является упрощением других, более сложных систем (например, «подформаций» лесов и лесных угодий ЮНЕСКО). Эта система делит леса мира на 26 основных типов, которые отражают климатические зоны, а также основные типы деревьев. Эти 26 основных типов могут быть переклассифицированы в 6 более широких категорий: умеренные хвойные, умеренные широколиственные и смешанные, тропические влажные, тропические сухие, редколесья и парковые ландшафты и лесные плантации.
Люди, зависящие от леса
Термин «люди, зависящие от лесов» используется для описания широкого спектра образов жизни, которые зависят от доступа к лесам, продукции, собираемой в лесах, или экосистемных услуг, предоставляемых лесами, включая образ жизни коренных народов, зависящих от лесов. В Индии около 22 процентов населения относится к общинам, зависящим от лесов, которые живут в непосредственной близости от лесов и практикуют агролесоводство как основной вид деятельности для обеспечения своей жизни. Жители Ганы, которые полагаются на древесину и дичь, добываемую в лесах, а также коренные народы тропических лесов Амазонки, также являются примерами людей, зависящих от лесов.
Коренные народы
Леса имеют основополагающее значение для культуры и средств к существованию коренных народов, проживающих в лесах и зависящих от них, многие из которых были изгнаны с земель своего проживания и лишены к ним доступа в результате глобального колониализма. На землях коренных народов находится 36% и более нетронутых лесов мира, они отличаются большим биоразнообразием и меньшим уровнем обезлесения. Активисты коренных народов утверждают, что деградация лесов и маргинализация коренных народов, а также отчуждение земель, тесно взаимосвязаны. Среди других проблем, волнующих коренные народы, – отсутствие их участия в управлении лесами и утрата знаний, связанных с лесной экосистемой. С 2002 года площадь земель, находящихся в законной собственности или переданных в пользование коренным народам, в целом увеличилась, однако возросло и приобретение земель в странах с низким уровнем дохода многонациональными корпорациями, зачастую без должных консультаций с коренными народами. Исследования в тропических лесах Амазонки показывают, что традиционные методы агролесоводства, используемые коренными народами, формируют резервуары биоразнообразия. В штате Висконсин (США) леса, находящиеся под управлением коренных народов, характеризуются большим разнообразием растений, меньшим количеством инвазивных видов, более высокой скоростью возобновления лесных насаждений и большим объемом древесины.
Управление
Управление лесами часто называют лесоводством. Управление лесами значительно изменилось за последние несколько столетий, с быстрыми изменениями, начавшимися в 1980-х годах, и кульминацией в практике, теперь называемой устойчивым управлением лесами. Лесные экологи сосредотачиваются на закономерностях и процессах в лесах, обычно с целью выяснения причинно-следственных связей. Лесоводы, практикующие устойчивое управление лесами, уделяют внимание интеграции экологических, социальных и экономических ценностей, часто консультируясь с местными сообществами и другими заинтересованными сторонами. В целом, человечество сократило площадь лесов во всем мире. Антропогенные факторы, влияющие на леса, включают вырубку, расширение городов, лесные пожары, вызванные человеком, кислотные дожди, инвазивные виды и подсечно-огневые методы ведения сельского хозяйства, такие как подсечно-переменное земледелие. Потеря и восстановление лесов приводят к различению двух основных типов лесов: первичных или старовозрастных лесов и вторичных лесов. Существует также множество природных факторов, вызывающих изменения в лесах с течением времени, включая лесные пожары, насекомых, болезни, погодные условия, конкуренцию между видами и т. д. В 1997 году Институт мировых ресурсов сообщил, что только 20% первоначальных лесов мира сохранились в виде крупных, нетронутых массивов. Более 75% этих нетронутых лесов расположены в трех странах: в бореальных лесах России и Канады и в тропических лесах Бразилии. Согласно оценке глобальных лесных ресурсов 2020 года, проведенной Продовольственной и сельскохозяйственной организацией (ФАО), с 1990 года в мире было потеряно около леса в результате обезлесения, но темпы потери лесов существенно снизились. В последний пятилетний период (2015–2020) годовой темп обезлесения оценивался в , что ниже, чем в период 2010–2015 годов. Согласно Специальному докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата о глобальном потеплении на 1,5 °C, для предотвращения повышения температуры более чем на 1,5 градуса выше доиндустриального уровня к 2050 году потребуется увеличить глобальный лесной покров на площадь, равную площади Канады. Кроме того, масштабные программы посадки деревьев в таких странах, как Китай, Индия, Соединенные Штаты и Вьетнам, в сочетании с естественным расширением лесов в некоторых регионах, привели к ежегодному появлению более чем новых лесов. В результате чистый убыток лесных площадей сократился до в год в период с 2000 по 2010 год, по сравнению с ежегодным убытком в 1990-х годах. В 2015 году исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change, показало, что эта тенденция недавно изменилась, что привело к "общему увеличению" глобальной биомассы и площади лесов. Это увеличение в основном связано с восстановлением лесов в Китае и России. Новые леса не эквивалентны старовозрастным лесам с точки зрения видового разнообразия, устойчивости и поглощения углерода. 7 сентября 2015 года ФАО опубликовала новое исследование, в котором говорится, что за последние 25 лет глобальный уровень обезлесения снизился на 50% благодаря улучшению управления лесами и усилению государственной охраны. В 2020 году гораздо большая площадь лесных угодий – около 40% от общей площади лесных угодий – находится под различной степенью охраны посредством таких процессов, как комплексное планирование землепользования или определение зон управления, например, сертифицированных лесов. Рубочные вырубки, впервые примененные во второй половине 20-го века, менее затратны, но наносят серьезный ущерб окружающей среде; и компании обязаны по закону обеспечивать адекватное восстановление вырубленных участков. В большинстве канадских провинций действуют правила, ограничивающие размер новых вырубок, хотя некоторые старые вырубки формировались в течение нескольких лет. Канадская лесная служба – это государственный орган, отвечающий за управление лесами в Канаде.
Соединенные Штаты
В Соединенных Штатах большинство лесов исторически в той или иной степени подвергались воздействию человека, хотя в последние годы усовершенствованные методы лесного хозяйства помогли регулировать или смягчать масштабные последствия. Лесная служба США оценила чистый убыток примерно в период с 1997 по 2020 год; эта оценка включает в себя изменение назначения лесных земель, в том числе их использование для городской и пригородной застройки, а также лесовосстановление и естественное зарастание лесом заброшенных сельскохозяйственных угодий и пастбищ. Во многих районах Соединенных Штатов площадь лесов стабильна или увеличивается, особенно в северных штатах. Вместо наводнений, национальные леса страдают от другой проблемы – лесных пожаров, и лесорубы жалуются на отсутствие прореживания и надлежащего управления лесами, что приводит к крупным лесным пожарам.