История природопользования

Введение: два способа общения с природой и их последствия Разнообразные способы использования: от щадящих до истребительных; Последствия: потери биоразнообразия во всех его проявлениях, снижение продуктивности и обеднение почв, как следствие многократных антропогенных воздействий. Миф о высокой продуктивности раннесукцессионных экосистем основан на том, что первое поколение после нарушения реализует весь блок питания, накопленный экосистемой в течение длительного предшествующего развития; это приводит резкому снижению экосистемных функций среднесукцессионных экосистем.

Причины необходимости обращения к истории природопользования при решении экологических проблем При любых способах использования и охраны природы нельзя достичь желаемого эффекта - возможно полной, в современных условиях, реализации экологических функций экосистемного (биогеоценотического) покрова: функции биотической оптимизации климата и гидрологического режима; функции поддержания максимально возможного биологического разнообразия и максимально возможной продуктивности. Это вызывает необходимость разработать серии модельных реконструкций экосистемного покрова на разные временные срезы.

Элементы традиционного природопользования Оценить истинную глубину преобразований растительности, животного мира, почв, гидрологического режима, рельефа и других характеристик современных ландшафтов можно, если в качестве исходной точки рассматривать наиболее давние из известных в настоящее время воздействий. В большинстве регионов умеренного пояса северного полушария это конец плейстоцена – начало голоцена. Основные типы традиционного природопользования: охота, выжигание естественного покрова лесов, степей и пр., рубки, земледелие, выпас скота, сбор лесной подстилки, создание лесных культур (посадка леса) Наиболее полный современный обзор на русском языке : М.В.Бобровский «Лесные почвы Европейской России: биотические и антропогенные факторы формирования». М.: КМК

Использование человеком огня – 1,6-1,9 млн. лет

Использование огня человеком с неолита до современности От Средиземноморья до Фенноскандии - расширение использования человеком огня на границе мезолита – неолита Значительное повышение частоты и числа пожаров в Европе л.н. В разных регионах пик частоты пожаров пришелся на интервал 6000–4000 л.н. Последние столетия средняя частота пожаров для большинства участков лесов на севере Европы составляла 50–100 лет, на севере бореальной зоны Северной Америки 60–70 лет (от 20 до 100 лет). Во многих регионах Северной Америки, как и в Европе - резкое уменьшение частоты пожаров с середины XIX века

Выпас 8000 – 7000 л.н. - начало выпаса домашнего мелкого рогатого скота в Средиземноморье 7000 – 6000 л.н. - молочное скотоводство в Европе 6000–4000 л.н. - изменения растительности и почв, связанные с распространением выпаса 5000–3000 л.н. – распространение выпаса на основную часть лесной зоны Европы Пастух с бараном. Псалтирь, 2-я пол. X в.

Выпас The Gospel, XI в. Париж XVI в. Преобладание лесного выпаса Мартиролог Юзуарда, ок г. Франция

Выпас в лесу П. Брегель, 1585

Развитие скотоводства Середина XIV в. – появление лугов, как специальных угодий (орошение, осушение, выравнивание, огораживание) XIIIXIV вв. – появление травосеяния на пару XIVXV вв. – начало стойлового содержания скота Гравюра по дереву XVI в. с рис. Г.З. Бехама. Южная Германия

Дубки. Шишкин, 1895Пейзаж с овцами. Клодт, 1870-е Дубовая роща. Клодт, 1863Летний день. Клодт, 1870-е

Подсечно-огневое земледелие: выгоды для земледельца Обработки земли не было или на нее уходило мало сил. Не нужны были специальные орудия и средства производства. Очень высокие урожаи в первые годы: сам-10* – сам-30, иногда до сам Размеры полей могут быть во много раз меньше, чем при других системах земледелия (около 0.02 га). Мало сорняков в первые годы из-за обжига почвы, удаленности поля от источников семян. *«Сам» –универсальная мера измерения урожайности. «Сам-10» означает, что собрали зерна в 10 раз больше, чем посеяли

В Финляндии в XVIII-XIX веках - через подсеку прошло 85% территории - оборот рубки при подсеке сократился с 40 до 25 лет - урожайность зерновых на лесных росчистях уменьшилась в 2 раза: с сам-12 – сам-15 до сам-6 – сам-9 Подсека в Иасалми, восточная Финляндия Б. Линдхольм, 18 в.

Роль огня в жизни человека Огонь издавна сопутствовал человеку: древние охотники использовали его для загонной охоты, на огне готовили пищу, у огня грелись, огнем расчищали места для новых поселений и пастбищ. Виды рода Homo использовали огонь в центре и на севере Европы еще тыс. л.н., в среднем плейстоцене (Gowlett, 2006). Поддержание и использование огня человеком стало обычным в интервале 100–50 тыс. л.н. (Bar-Yosef, 2002). Огромное число исследований посвящено исследованию антропогенных пожаров в Северной Америке (Lewis, Ferguson, 1988; Moore, 2000; González, 2005 и др.) и Африке (Scholes, Archer, 1997; Reid et al., 2000; Danthu et al., 2003; Sheuyange et al., 2005 и др.), где частота выжигания участков лесных и луговых сообществ аборигенным населением зачастую не превышала нескольких лет. Многочисленными работами показано, что пожары – определяющий фактор динамики лесных экосистем средиземноморского типа, как собственно в Средиземноморье, так и в Калифорнии, Чили, в Южной Африке и Австралии (Attiwill, 1994a; Ogden et al., 1998). При этом средняя частота пожаров в указанных регионах варьирует от 10 до 50 лет, для Средиземноморья составляя менее 20 лет (Attiwill, 1994b).

К созданию «лесных культур» Мезолит: европейцы способствовали возобновлению лещины для получения орехов Эпоха бронзы: население Средиземноморья способствовало расширению лесов из оливы (Olea europaea), фисташки (Pistacia), миндаля (Amygdalus) Расширение и поддержание дубовых лесов (желуди - до 20% в рационе крестьян)

Степная зона данные о возрасте нижних гор-тов черноземов трипольская, древнеямная культуры катакомбная культура срубная культура скифы культурная общность населения степной зоны Евразии от Дуная до Енисея безлесность Скифии «дикое поле» колонизация и распашка степей дефляция

Бореально-неморальные леса пашенное земледелие начало пашенного земледелия подсечно- огневое земледелие начало подсечно- огневого земледелия данные о возрасте погребенных гор- тов дерново- подзолистых и серых почв эрозия

Бореальные леса подсечно- огневое земледелие начало подсечно- огневого земледелия данные о возрасте погребенных гор- тов подзолистых почв пашенное земледелие пожары

Последствия традиционного природопользования на локальном уровне Нарушение потоков поколений в популяциях ключевых и подчиненных видов разных трофических уровней. Потери видов и групп видов; в том числе потери ключевых видов (популяций). Плоскостная и струйная эрозия, поверхностная деградация почв; оподзоливание, оглеение; изменение типа гумусонакопления. Уменьшение биомассы экосистем, в том числе в результате сокращения содержания элементов питания в доступных формах. Размыкание круговоротов элементов питания, снижение уровня их рециркуляции, блокировка отдельных циклов.

Последствия традиционного природопользования на региональном и глобальном уровнях Формирование современной зональности в течение голоцена сначала в результате уничтожения наиболее мощных ключевых видов животных, затем в результате уничтожения ключевых видов растений и животных или существенных изменений их ареалов и, наконец, в результате изменений регионального климата вследствие уничтожения природного экосистемного покрова и замены его антропогенно регулируемым покровом. «Малый ледниковый период» как результат великой распашки (ХII-XIIIвека) в Западной Европе и в Восточной Европе (ХVI- XVIIIвека)(Кульпин, Пантин, 1993) «Холерический» (непредсказуемый) характер климата позднего голоцена (Климанов, 1989) в результате масштабной замены естественной растительности, первую очередь лесной, сельскохозяйственными угодьями.

Классические работы о роли леса в оптимизации климата В 1924 году Н.С. Нестеров в работе «Лес и борьба с недородами» (1952, с. 25–26) писал: «Лесорастительный покров земли имеет громаднейшее влияние на круговорот воды на земном шаре, как и на климат. …Лес предоставляет собой могучий пульверизатор в природе, увлажняющий атмосферный воздух в летнее время… Благодаря огромному испарению, атмосфера над лесом, помимо повышенной влажности, отличается пониженной температурой, и это охлаждающее влияние леса может простираться на высоту до полутора километров над поверхностью земли. Второе важное в гидрологическом отношении физическое свойство леса состоит в его способности повышать общее количество выпадающих на землю атмосферных осадков отчасти в течение вегетационного периода, преимущественно же в зимнее время…».

Дорога во ржи. Шишкин, 1886 Калужская обл., 1997

Влияние уничтожения лесов на температурный режим Многие исследователи связывают понижение температуры в северном полушарии с 1000 по 1900 год с вырубкой лесов и увеличением площадей безлесных земель (Brovkin et al., 1999; Govindasamy et al., 2001). V. Brovkin с коллегами (1999) показали, что обезлесение явилось главной причиной глобального похолодания на 0,35 °C, при этом более заметно было охлаждение северного полушария (на 0,5 °С). Масштабная замена естественной растительности сельскохозяйственными угодьями на Земле в интервале с 1700 по 1992 год привела к охлаждению атмосферы в диапазоне от 0,09 до 0,22 °C (Matthews et al., 2003). преобразование лесов в пахотные земли в восточной и центральной части США (к востоку от 100° з.д.) привело к снижению среднегодовой температуры воздуха у поверхности Земли на 0,6–1,0 °С. Анализ температурных данных показывает, что большая часть 1800-х годов была аномально холодной. Охлаждения было самым большим на Среднем Западе летом и осенью, когда среднесуточная температура снизилась более чем на 0,5 °С и 2,5 °C, соответственно, максимальная суточная температура снизилась на 1–3 °C, а суточный температурный диапазон сократился примерно на 1 °C (Bonan и B. Gordon, 1999).

Два современных способа общения с природой и его последствия Разнообразные способы охраны: от абсолютного заповедания до целевого сохранения отдельных объектов. Последствия введения заповедного режима на землях, которые ранее испытывали мощные антропогенные воздействия (прямые или косвенные): существенное падение биологического разнообразия (Сукцессионные процессы…, 1999; Оценка и сохранение…, 2000; Восточноевропейские…, 2004; Мониторинг…, 2008)

Начало развития ельника в южнотаежных лесах после прекращения выпаса По мере развития подроста ели березняк травяной сменяется ельником мертвопокровным: уменьшается общее число видов в сообществе, теневыносливые виды приходят на смену светолюбивым видам.

Два современных способа общения с природой и его последствия При любых способах использования и охраны природы нельзя достичь желаемого эффекта - возможно полной, в современных условиях, реализации экосистемных функций биогеоценотического покрова: функции биотической оптимизации климата (включая гидрологический режим); функции поддержания максимально возможного биологического разнообразия; и максимально возможной продуктивности.

Необходимость разработки принципиально новой стратегии охраны природы и природопользования В теоретических построениях (Горшков, Макарьева, 2002; Методические подходы…, 2010) подчеркнута значимость максимально полной реализации экологических функций биогеоценотического покрова как основного условия его устойчивого существования. При этом наибольшее значение придается биотической оптимизации климата и гидрологического режима как основы для поддержания и/или восстановлении максимально возможного биологического разнообразия и максимально возможной продуктивности.

Необходимость разработки принципиально новой стратегии охраны природы и природопользования Однако при решении актуальных задач охраны природы и природопользования степень реализации этой функции биоты, как и всех остальных, не принимается во внимание в полной мере, что приводит к ошибочным прогнозам изменения биологического разнообразия при смене способов природопользования и при введении режима охраны.