Журналисты "Поляны" встретились с доцентом Северного (Арктического) федерального университета (САФУ), кандидатом физико-математических наук Сергеем Капустиным, чтобы обсудить восстановление леса, концепцию лесопродуктовых полос и потенциал дикоросов. Также поговорили о продуктивности и устойчивости леса, высокотравной тайге, степенях свободы живых существ, улучшении почвы и экспериментах по акклиматизации трав.
– Сергей, расскажите, как так получилось, что физик заинтересовался восстановлением леса?
– Здесь много ниточек сплетено. Вообще, физика для меня не профессия, а способ изучения вселенной. Меня всегда интересовало то, как работают системы: природные, общественные, технические. Лес – это тоже система, живая и потрясающая. Я довольно долго изучал общественных насекомых: разводил ос, муравьев, наблюдал за ними, интересовался вопросами их использования для биозащиты леса. Также я изучал место человека в биосфере, ведь все на планете выполняет определенную функцию. Сама жизнь на Земле развивается таким образом, чтобы обеспечивать гомеостаз, иными словами, постоянство условий среды. То есть все живое видоизменяет под себя среду.
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры фундаментальной и прикладной физики ВШЭНИТ, старший научный сотрудник отдела целевых научных программ и проектов Сергей Николаевич Капустин
Hare22@yandex.ru
– Но среда же тоже влияет на живое?
– Да, это комплексный вопрос. Но у живого есть баланс между приспособлением под среду и ее изменением. Человек чаще меняет среду, чем подстраивается, и когда-то это сильно по нему ударит. Придет время, когда он будет больше приспосабливаться. Биосферу можно сравнить с заводом. Вот мы уничтожили какой-то цех. Значит, остальным цехам придется взять на себя функции уничтоженного, иначе завод не сможет работать. Также и человек, осуществляя негативное воздействие на среду, должен компенсировать эффект своей деятельности, принимая на себя функции природы. Мы только начинаем понимать, как именно правильно взаимодействовать с биосферой. Существует такой термин – эдификаторы. Это животные и растения, которые наиболее активно создают вокруг себя среду. Классический пример – слон или бобер.
– С бобром понятно, а почему именно слон?
– Он поедает огромное количество молодых деревьев и повреждает взрослые, тем самым формируя мозаичный ландшафт в местах своего обитания. Поэтому в африканских саваннах нет сплошных зарослей, а растет более насыщенный с точки зрения экологических ниш лес, отчасти напоминающий нашу лесостепь. Если убрать из этой экосистемы слонов, то случится отчасти то же самое, что произошло с тундростепями, когда человек истребил мамонтов.
– То есть сейчас человек неправильно взаимодействует с биосферой, несмотря на рост интереса к сохранению экологии?
– Весь этот экоактивизм, если честно, малоэффективен в глобальном масштабе. При первом же жестком кризисе о нем забудут. Нам же нужен подход, при котором хозяйственная деятельность человека могла бы выполнять роль стабилизатора для окружающей экосистемы. Нужно принципиально новое видение.
– Такое, как ваша идея лесопродуктовых полос?
– Это не совсем наша идея. Фактически мы совместили два предложения, внесенные в прошлом профессором Измоденовым, работавшим на Дальнем Востоке. Это был великолепный ученый, рекомендую прочесть его книги "Скатерть-самобранка" и "Силедия", где в научно-художественной форме рассказывается о правильном использовании природных ресурсов и дикоросов. Именно Измоденов разработал технологию лесопродуктовых полос, то есть предложил высаживать не просто деревья, а набор растений, который может быть источником полезной продукции. Вторая его идея, которая тоже легла в основу нашей концепции, – это использование недревесного продукта, способного принести огромную прибыль, то есть тех самых дикоросов, лекарственных трав и т.д. Сам Измоденов ввел в оборот несколько лекарственных растений и успешно поставлял их на экспорт, в частности, в Японию. К сожалению, перестройка положила конец его проекту.
– Почему вы считаете текущие лесовосстановительные мероприятия малоэффективными?
– Сейчас все говорят, что нужно переходить к интенсивному лесопользованию, то есть проводить посадки плюсовых деревьев, чтобы обеспечить прирост леса. Такие проекты должны быть долгосрочными и добровольными. Никто не сможет в приказном порядке заставить людей участвовать в акции, которая длится, пока растет дерево. У нас же часто бывает так, что приехали какие-то волонтеры, посадили саженцы и благополучно про эту территорию забыли. За 10–15 лет отсутствия ухода там вырастет только жердяк, и пользы от такого леса не будет. Получается, кто-то должен следить за насаждениями, причем имея мотивацию в виде личной выгоды. Это справедливо. Так работает любая экосистема – вы выполняете функцию и что-то за это получаете.
– Как же выглядит ваш концепт, основанный на работах Измоденова?
– Это сочетание работ по неистощимому сбору дикоросов и по плантационному лесоводству.
– Что подразумевается под неистощимым сбором? Последующая высадка?
– Нет, это более полный подход. Дикоросы, растущие в естественной среде обитания, содержат больше лекарственных и питательных веществ, чем плантационные и, тем более, тепличные травы. Находясь в более жестких условиях, растение просто вынуждено вырабатывать защитные вещества. Плюс часть полезных компонентов дикоросы получают в результате симбиоза с местным окружением, в том числе с почвенной микрофлорой, которая в теплицах, как правило, истощена. Понимаете, дикоросы – это эксклюзивный высокомаржинальный товар. Я говорю не об аптечных сборах, где вообще не разберешь, что и какого качества намешано, а о нормальном сырье для профессиональных травников. Последнее стоит в разы дороже. К дикоросам нельзя подходить как к стандартной сельскохозяйственной продукции, как к массовому товару. Дикоросы работают на человека совершенно иначе, чем, допустим, картофель, где нужен большой поток продукта для его окупаемости.
Если совсем простыми словами, то это выглядит следующим образом. Находим мы некую полянку в лесу и видим, что она отлично подходит для выращивания, например, съедобного папоротника. Разумеется, на территории можно что-то подправить – сделать запруду или провести прореживание. Затем мы берем папоротник из маточника и высаживаем его на этой поляне в процессе лесовосстановительных работ. Далее наш папоротник спокойно занимает территорию. Не нужно ни комбайнов, ни косилок, ни масштабной борьбы с вредителями. Нужны только сборщики. И главное – разработать нормативы сбора, при соблюдении которых поросль дикоросов будет каждый год давать хороший урожай.
– Мы знаем, что вы совместно с проектом "Зеленая разведка" начали создавать лесопродуктовые полосы. Расскажите, что было сделано в первую очередь?
– Мы всегда начинаем с изучения местности. Это большая работа. Дальше планируем, что, как и где будет высаживаться. Мы намерены привлечь наших коллег, которые занимались разработкой нестандартных методов улучшения почвы леса. Будем адаптировать их технологии под наш регион.
– Поделитесь подробностями: какие методы улучшения почвы есть в распоряжении специалистов?
– В 1970-е проводились эксперименты по изучению лесов. Исследователи выявили, что на территориях, где люди раньше занимались подсечно-огневым земледелием, растет более качественный лес. Ученые тогда предположили, что лес улучшается, так как растет на почве, исторически обогащенной древесным углем. Не так давно в Петербурге возобновили эти исследования и выяснили, что добавление сорбента в виде древесного угля в песчаную почву действительно позволяет улучшить продуктивность лесов. Но для некоторых типов почвы уголь наоборот противопоказан.
На наших территориях после вырубки остается много древесных остатков. Можно пригнать туда мобильную печь и удобрить почву углем перед посадкой леса. Также существует канадская технология внесения в почву тонких веток, обладающих оптимальным балансом углерода и азота. Толстые ветви не подойдут, а вот тонкие легко перегнивают, насыщая почву сахарами и аминокислотами. Главное – посадить рядом растения, способные быстро переваривать эти питательные вещества. Подобных технологий довольно много. Например, изучалось применение люпина для улучшения почв. Да, люпин – это инвазивный вид. На Юге его лучше не использовать, так как он вытеснит все поблизости, но на Севере он довольно эффективен и быстро исчезает из древостоя, когда кроны начинают смыкаться.
– Мы постоянно упоминаем качество леса. Не могли бы вы пояснить, какой лес в целом можно считать качественным?
– У любой экосистемы есть два показателя – продуктивность и устойчивость. Лично я считаю максимально устойчивым тот лес, который существовал после завершения последнего похолодания 10–15 тысяч лет назад. Это была уникальная экосистема, продуктами распада которой и являются знакомые нам лесостепи, тундра, широколиственные леса и так далее. Вот тот лес, который существовал более 10 тысяч лет назад, был намного продуктивнее нынешнего. И дело здесь не только в климате, но и во взаимодействии дерева с микробиотой. Тот лес пережил несколько похолоданий и потеплений, когда дубы, грубо говоря, росли в районе нынешнего Мурманска. Конечно же, лес отступал и возвращался, подчиняясь законам природы, но массовых вымираний не было. Это была на редкость устойчивая и продуктивная экосистема.
– При этом она существовала самостоятельно, за ней явно никто не ухаживал.
– Да, потому что в лесу было много животных-эдификаторов. Сейчас их нет из-за человека, который должен взять их роль на себя, о чем мы говорили в самом начале. В противном случае наши экосистемы продолжат деградировать, стремясь к подобию монокультуры, которая очень нестабильна перед климатическими изменениями.
– Неужели с помощью высадки растений и защитных мероприятий можно восстановить лес, который существовал тысячи лет назад?
– Восстановить лес в точности до прежнего состояния нельзя, потому что многие растения и животные, жившие в нем в прошлом, давно вымерли. В первозданный вид лес не вернуть, но постараться приблизиться к нему можно. В Якутии есть интересный проект – плейстоценовый парк, в рамках которого пытаются в определенной мере восстановить мамонтовую тундростепь. Кстати, проект показывает высокую продуктивность по травостою.
Также хочу отметить, что древний лес, о котором мы говорили ранее, обладал яркой мозаичной структурой. Наверху, на водоразделах, были пастбища, поедаемые копытными. Ниже были хвойники, в долинах рек – широколиственные леса. Эти ячейки менялись местами: где-то пастбища зарастали лесом, где-то лес отступал, оставляя после себя пастбища. Эта динамика и создавала стойкую экосистему. Раньше такую мозаику строили мамонты, теперь же их функцию взяли на себя лесорубы. И это можно использовать – посадить на месте вырубки фитомелиоранты, чтобы они своими длинными корнями подняли питательные вещества из глубоких слоев почвы и тем самым сформировали гумусовый слой. Затем на этом месте можно проводить посадки других растений.
– Есть ли сейчас леса, хоть немного похожие на первозданные?
– Сейчас есть высокотравная тайга, которая отчасти сохранилась на Севере, так как не подвергалась антропогенному воздействию и постоянным пожарам. Она обладает большей продуктивностью, чем, допустим, зеленомошная тайга. Я думаю, что зеленомошная тайга очень бы хотела стать высокотравной, но беда в том, что трава из-под мха не прорастает. Исчезли те животные, которые обеспечивали массовое поедание мха. Поэтому тайга находится в состоянии постоянной сукцессии – она пытается возобновляться, но у нее не получается из-за человека и пожаров. Лес возвращается на исходную, и процесс повторяется.
– А человек способен помочь зеленомошной тайге стать высокотравной? Нельзя же просто заселить ее животными, которые будут поедать мох?
– Нет, так нельзя. Вы знаете, у меня есть в Архангельской области участок леса, где я ставлю свои эксперименты по акклиматизации растений. Я расчистил экскаватором отдельную территорию, и буквально через год на ней появились злаки и иван-чай, семена которых дремали в почве. Это не значит, что нужно сейчас грубо вмешиваться в экосистему и в срочном порядке выдирать мох из тайги. Необходим бережный подход и поэтапная акклиматизация более южных растений. Пока что у нас нет четкой стратегии восстановления лесов: мы постоянно экспериментируем в поиске подходящих методов, применяя в том числе и дикоросы.
– Имеет ли ваша методика что-то общее с пермакультурой?
– Пермакультура, особенно ее идея гильдий – усиливающих друг друга сочетаний растений, – близка нам по духу. Однако книги в духе "Как рассчитать и спроектировать экосистему" являются для меня синонимом непонимания природы. Как физик я считаю, что любое живое существо имеет множество степеней свободы. Если говорить совсем просто, то все живое иногда делает то, что хочет, а не то, что нужно. Несмотря на обилие научных моделей для прогнозирования роста леса, живую экосистему невозможно рассчитать со 100%-й точностью. Модели лишь углубляют наше понимание процессов, поэтому, конечно же, полезны. Это как с ребенком: его невозможно рассчитать, можно только вырастить и воспитать. Когда я это осознал, мне было даже обидно, что привычные мне методы в вопросах леса не работают. Кое-что посчитать, конечно, можно, но при этом оно суммарно даст не тот результат, который нам нужен.
– Потому что всегда есть вероятность, что что-то пойдет не так?
– Дело даже не в этом. Сама наша вселенная – это хаотическая система. Если взять две такие системы и совсем немного изменить стартовые условия для одной из них, то впоследствии они придут к совершенно разным результатам. Именно поэтому метеорологи толком не умеют предсказывать погоду сроком больше, чем на неделю. Вообще, математически рассчитанный лес – это сад. У него есть технология выращивания, его стригут и пичкают пестицидами, он дает хороший урожай. Но при этом он не обладает стойкостью леса и требует постоянного человеческого вмешательства.
– То есть лесопродуктовая полоса сочетает в себе стойкость леса и продуктивность, повышенную за счет ухода со стороны человека?
– Верно. Когда работы Измоденова попали на Запад, там развивалось направление агролесов. Все современные рассуждения о лесосадах, пермакультуре и органическом земледелии отчасти оттуда, в частности, из Канады. По сути, лесополоса Измоденова – это лесосад, но с использованием преимущественно диких растений. Возвращаясь к истории, стоит отметить, что раньше человек вообще не занимался земледелием – он собирал и охотился. Потом человек выбил мегафауну и приручил собаку, которая помогала ему истреблять копытных на охоте. Потом человек открыл для себя бронзу, частота пожаров увеличилась в десять раз. Все это запустило деградацию высокотравных лесов в зеленомошные и прочие малопродуктивные формы. Собираемых продуктов перестало хватать, и людям пришлось заниматься тем, что мы сейчас называем сельским хозяйством.
– "Зеленая разведка" рассказала нам, что проект включает в себя разведение насекомых. Это так?
– Работа над планированием еще не завершена. Сейчас мы наблюдаем за тем, как меняются условия на территории проекта при смене времени года. Могу только сказать, что мы однозначно будем разводить муравьев и использовать их лесозащитные функции. Подобные эксперименты проводили в СССР. Также будем пробовать разводить шмелей. У нас в стране есть несколько шмелеводческих комплексов, они успешно продают гнезда в тепличные хозяйства, которые за счет шмелей могут повышать свою продуктивность до 20%. Плюс шмели отлично подходят для клеверных полей. Нам предстоит огромный объем работы. Насекомые – лишь один из ее элементов. Пока что мы сосредоточены на переходе от идеи к разработке пошаговой концепции. Наша главная цель – это деревья, которые через 60 лет дадут наибольший прирост, а травяной слой, призванный помогать лесу, – это и есть дикоросы, богатые питательными веществами.
Проект "Зеленая разведка". Лесные работы с привлечением молодежи
– Ваш проект нуждается в глобальном финансировании?
– Пока что нет. Первая задача – привлечь ученых и отработать технологии. Сложно сказать, сколько это стоит. Вот сколько нужно денег, чтобы найти в лесу хорошие заросли брусники и пересадить часть на соседнее болото, слегка улучшив условия? Лично я не знаю. Пока что крупные инвестиции не особо нужны, так как это обязательства, а у нас сейчас идут сплошные эксперименты. Вот будет четкая технология, тогда понадобится отраслевое финансирование, а пока будем рассчитывать на небольшие гранты.
– А как научное сообщество относится к вашим начинаниям?
– Конкретно по этому проекту мы пока в процессе общения, только начинаем привлекать специалистов. По своим вопросам я связывался с рядом ученых-лесоводов. Это все старая школа. К сожалению, так получилось, что они умерли буквально один за другим. Молодые специалисты, конечно же, тоже есть, но не все готовы экспериментировать. Сейчас нужны новые исследования, особенно по дикоросам. И климат меняется, сама среда меняется. Необходим постоянный мониторинг для интенсивного и неистощимого лесоводства. Сейчас непросто найти единомышленников. Кстати, мы с руководителем "Зеленой разведки" Игорем Яковлевым познакомились благодаря вашему ресурсу. Я увидел в группе, посвященной лекарственным травам, ссылку на вашу статью о нем. Я просто еще и травничеством занимаюсь, проходил обучение в Российском университете дружбы народов.
– Чем вас заинтересовало травничество?
– Я с детства плохо сочетался с официальной медициной. Много болел. Однажды три раза за одно лето оказался в реанимации. Меня лечили взрослыми дозами антибиотиков, но пневмония никуда не уходила. Помог мне только врач-гомеопат. Хотя, возможно, он просто не мешал мне выздороветь. Сразу скажу, я ценю врачей, я – не противник официальной медицины. Многие специалисты пытались мне помочь, но у них было всего пять минут на прием и строгий регламент. Из-за этого регламента врачи лечат не вас конкретно, а некоего среднестатистического человека. При этом официальная медицина хороша тем, что позволяет быстро получить эффект. Заводская таблетка содержит большие дозы ударных веществ. Это как пинок по заклинившему механизму, способ снять острое состояние. А вот травяными сборами лучше лечить хронические заболевания, потому что травы действуют мягче и по накопительной схеме.
Углубившись в фитотерапию, я начал проводить эксперименты по акклиматизации трав. Сейчас у меня растет черемша, китайский лимонник, арника, ряд сибирских первоцветов. Под каждое растение нужно подобрать условия, выбрать ему "соседей", выявить факторы, влияющие на рост. Нужно взять схожую популяцию. Например, для моей местности подходят растения из североуссурийской тайги. Некоторые растения я в небольших количествах продаю, чтобы окупить эксперименты и поездки в лес. У меня часто заказывают шикшу. Это северная ягода, которая помогает оздоровить сосуды головного мозга. Есть спрос на листья голубики и брусники. Здесь есть интересный момент. Все вересковые любят солнце, растут на опушках и в верховых болотах. А здесь брусника растет прямо в лесу, где ее по идее быть не должно. Потому что из экосистемы выпало высокотравье. Часто просят найти ряску. Это непросто, так как нежелательно забирать ее из водоемов, где останавливаются птицы, а у нас они присутствуют повсеместно. Плюс ряска не любит нашу кислую среду, поэтому в основном накапливается вокруг дач на смывах удобрений. Вообще ряска – это очень полезное средство, ее гидролаты обладают сильным противоаллергенным действием.
– Судя по вашим словам, проект создания лесопродуктовых полос является долгосрочным в силу своей специфики. Но если говорить о промежуточных результатах, на что вы рассчитываете через пять или 20 лет?
– Первые пять лет будут посвящены изучению местности и началу закладки посадок. Через 20 лет планируем получить несколько плантаций, на базе которых выявим наиболее эффективные методы лесовосстановления. Плюс будем знать, какие дикоросы проще высадить на этих плантациях с минимальными затратами на их содержание. Здесь нельзя предсказать, можно только вырастить и проверить, а для этого нужно время. Потом будем адаптировать лучшие технологии к другим регионам, но это уже более быстрый процесс.
– А через сотню лет, если помечтать?
– Через сто лет хотелось бы видеть набор технологий. И главное, о чем я мечтаю, – набор профессий, которые создавали бы не лесовосстанавливающее, а лесоумножительное хозяйство. Здесь можно сочетать и скотоводство, и рыбоводство, и меры защиты природы. Лесной массив превратится в подобие фабрики, которая будет давать полезный продукт и не страдать от того, что человек там хозяйничает. Наоборот, человек будет увеличивать ее стойкость и продуктивность.