В эпоху климатических изменений особое значение приобретает проблема устойчивости лесных экосистем. Смешанный лес – это настоящая крепость всей биосферы. Хаотичное на первый взгляд переплетение дубов, берез, елей и лип дает мощную защиту, а монокультурные ряды уступают по способности противостоять болезням, вредителям и экстремальным погодным условиям. Почему так происходит и как это меняет подход к высадке деревьев во всем мире?
Наука называет это гипотезой разнообразия-устойчивости. Если высаживать тысячи гектаров только ели или сосны, то можно устроить гигантский пир для вредителей. В искусственных монокультурах вспышки численности насекомых-вредителей происходят в 3-4 раза чаще, чем в естественных насаждениях. В смешанном лесу разные виды деревьев имеют различные уязвимости. Если вредитель атакует один вид, другие остаются невредимыми. В монокультуре же заражение распространяется как пожар в сухую погоду. В смешанных лесах больше видов птиц и насекомых-хищников, которые сдерживают численность вредителей. В старом смешанном лесу может обитать до 1000 видов насекомых на одном гектаре, это намного больше, чем в монокультуре. Наличие разных пород деревьев, кустарников и трав обеспечивает непрерывный цикл цветения и плодоношения, что позволяет прокормиться множеству специализированных и всеядных видов. Согласно исследованиям, смешанные древостои в среднем испытывают на 20% меньше повреждений от травоядных насекомых по сравнению с монокультурами. Корни разных деревьев образуют микоризу с различными видами грибов. Это улучшает питание растений и повышает их сопротивляемость болезням. Фитонициды дуба или черемухи обладают сильными антимикробными и инсектицидными свойствами. Липа и береза обогащают грунт азотом, помогаю капризным хвойным видам. Глубокие корни дуба добывают воду из нижних слоёв почвы, а поверхностные корни берёзы используют влагу верхних. Это снижает конкуренцию и повышает общую устойчивость к засухе. Многоярусный полог смешанного леса создаёт особый микроклимат: уменьшает испарение влаги, смягчает температурные колебания, защищает почву от эрозии. В России проблема монокультур особенно актуальна. По данным Рослесхоза, значительная часть искусственных насаждений – это монокультуры сосны и ели. Они создавались в советское время для быстрого получения деловой древесины. Последствиями оказались массовые вспышки короеда-типографа в ельниках, повышенная пожароопасность сосновых культур, снижение биоразнообразия на больших территориях. Между тем естественные смешанные леса России, например, в Среднерусской лесостепи или на Кавказе демонстрируют высокую устойчивость даже при изменении климата. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, искусственные лесные насаждения, чаще всего монокультуры, составляют около 7% всех лесов мира. И именно на них приходится львиная доля потерь от пожаров, засух и болезней. В Бразилии, где десятилетиями создавали гигантские плантации эвкалипта, осознали, что такой подход убивает биоразнообразие и иссушает почву. Страна начала масштабные программы по восстановлению влажных атлантических смешанных лесов.
Также ученые обнаружили, что первичная продуктивность смешанных лесов примерно на 15-20% выше, чем у монокультур. Так, во время эксперимента в Панаме, где в течение 15 лет высаживали деревья, рост смешанных насаждений был более стабильным в условиях экстремальных климатических явлений, а гибель деревьев была ниже, чем у монокультур. Исследование британских ученых также доказывает, что смешанные лесные насаждения, в том числе комбинации широколиственных и хвойных пород, обладают серьезными преимуществами. Повышают устойчивость экосистем к экстремальным погодным явлениям, способствуют сохранению дикой природы, снижают риски массового поражения вредителями и болезнями, улучшают экономическую эффективность выращивания широколиственных пород. Еще один важный аспект - это запасы надземного углерода. В метаанализе ученых было обнаружено, что запасы углерода в смешанных лесах в среднем на 70% выше, чем у монокультур. В частности, использование даже всего двух видов деревьев при организации лесопосадок позволит повысить эффективность на 35%, а значит ускорить изъятие СО2 из атмосферы.