Ученые подтвердили своими исследованиями то, что могли видеть своими глазами наши предки-крестьяне: выяснилось, что заброшенные пахотные земли центра Европейской части России (зона умеренных лесов) зарастают лесами сразу же после того, как земли перестают засевать. Раньше же биологи считали, что пашне нужно сперва зарасти травой.
Исследование, итоги которого опубликованы в журнале Ecological Processes, провели специалисты Института математических проблем биологии РАН и Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (г. Пущино).
Данный научный труд стало возможно осуществить благодаря социальным катаклизмам: в конце 1980-х - начале 1990-х годов огромные площади земли были массово выведены из сельхозоборота и заброшены из-за разрухи.
Наблюдения показали, что сельхозземли, оставленные человеком, в первые же два года зарастают ивняком, молодой порослью березы и серой ольхи. Причем зарастать начинали даже издревле используемые участки, на которых распахивали поля в течение столетий.
И тем не менее, разница в зарастании древесной растительностью, вплоть до полных "проплешин", была налицо. Ученые из наукограда Пущино выдвинули гипотезу о том, что сильнее всего мешают земле обрастать деревьями... палы травы.
"Обычно пожар считается естественной и неизбежной опасностью, играющей основополагающую роль в поддержании биоразнообразия экосистем, - отмечается в пресс-релизе по итогам исследования. - Ученые реконструировали по архивным спутниковым снимкам 30-летнюю историю травяных пожаров в Серпуховском районе, на юге Московской области и проанализировали характеристики территории. Кроме этого, исследователи выделили для подробного изучения несколько участков и оценили разнообразие видов растений, качество почвы и связь между почвой и растительностью для трех типов территорий: часто горевших полей, не горевших полей, зарастающих лесом, и для старых лесов, граничащих с ними".
По словам заведующей лабораторией вычислительной экологии ИМПБ РАН Ларисы Ханиной, результаты изучения подтвердили, что травяные пожары являются ведущим фактором, определяющим различия в почве и растительности на брошенных землях. "Расселение лесных видов без пожаров происходит очень быстро, если это поле рядом с лесом, богатым разными видами, - рассказала Лариса Ханина. - В литературе можно встретить оценки на уровне 100, 200, 300 лет. На заповедных землях мы увидели, что уже через 20 лет происходит восстановление лесной флоры на бывших пашнях".
Однако, чем чаще на территории происходят пожары, тем меньше там деревьев и больше бурьяна - высокой травы с мощной корневой системой, образующей кочки. В таких почвах оказалось большое содержание фосфора и калия. Почвы с молодняком деревьев показали самое маленькое содержание полезных веществ, посколько корневая система деревьев-"подростков" выжала для своего роста из земли все, что было возможно. "Наиболее богатой оказалась почва под старым лесом, - говорится в исследовании, – в ней было наилучшее соотношение углерода и азота, которое характеризует почвенное богатство". Там же разнообразие флоры было наибольшим: встречались многочисленные как луговые, так и лесные виды.
Специальные методы анализа данных позволили биологам ИМПБ РАН вывести ключевые факторы, способствующие распространению пожаров.
- Присутствие горевших полигонов среди соседних,
- присутствие небольших поселений в радиусе 300 метров,
- плотность зарастания земель - чем меньше деревьев, тем больше шанс возгорания.
- Высокие температуры марта и отсутствие апрельских дождей.
"Экологическая теория гласила, что на заброшенной земле первые пять лет проходит травяная стадия, потом кустарниковая, потом лесная, - заключается в пресс-релизе. - Сделанное исследование говорит о том, что заброшенные пашни центра Европейской части России сразу зарастают лесом, если нет пожаров".