Тайные связи в природе

Вольлебен Петер

Работники лесничеств уже давно это заметили. Их питомцы, деревья, вот уже несколько десятилетий растут быстрее, чем обычно. За счет этого производится больше древесины, и все прежние расчеты приходится пересматривать. Нормативы для различных видов деревьев, в которых указано, с какой скоростью они должны расти в определенном возрасте, в последнее время увеличены на 30 процентов. Хорошо ли это? Вовсе нет. В естественных условиях деревья не должны расти так быстро. В древних лесах молодой подрост первые 200 лет находился в тени родительских деревьев, вырастал всего на несколько метров и при этом образовывал невероятно прочную древесину. В современных лесах, рассчитанных на коммерческое использование, саженцы растут без сдерживающего «зонтика» родителей. Они стремительно растут даже без использования азотных удобрений, образуя широкие годовые кольца. Клетки древесины, превышающие нормальные размеры, содержат значительно больше воздуха, поэтому сильнее подвержены заражению грибками, которым тоже хочется дышать. Если дерево быстрее растет, оно и гниет быстрее, в результате не достигая преклонного возраста. Теперь добавьте сюда поступающие из воздуха азотные удобрения, которые еще больше ускоряют рост. Это напоминает сидящего на допинге спортсмена, который, помимо обычной дозы, получает дополнительный укол.

Высокая

азотная нагрузка на природу, к счастью, не станет долгосрочной проблемой, если нам удастся сократить выбросы вредных веществ. В почве живет огромное количество бактерий, которые добывают энергию из окислов азота, разлагая их на исходные составные части, в результате чего газообразный азот уходит из почвы и возвращается на свою родину – в атмосферу. Оставшаяся часть в результате дождей уходит в подпочвенные воды и портит качество питьевой воды – нашего важнейшего продукта питания. Но этот маятник сразу же качнется в обратную сторону, как только мы сократим свое вмешательство в экосистему. И тогда на первый план вновь выйдет фактор лосося и медведей.

Однако этот дуэт работает в полную силу только на берегах водоемов. В то же время существует природная стихия, оказывающая влияние на всю поверхность планеты. Она изменяет форму гор, прокладывает долины, формирует луга. Эта гигантская преобразующая машина носит название «вода».

Животные в кофейной чашке

Вода не только снабжает лес питанием в виде рыб, но и уносит его оттуда в больших количествах. Это объясняется ее свойствами и силой тяготения: вода течет сверху вниз. Казалось бы, прописная истина, но за столь банальным процессом скрывается нечто большее – целые экосистемы.

Давайте для начала обратимся к прошлому. Всему живому на нашей планете требуются питательные вещества, в частности различные минералы, соединения фосфора и азота. Они определяют интенсивность роста растений, от которых в свою очередь зависят все животные. И здесь речь идет уже не о лососе, а о нас самих. Насколько мы включены в этот круговорот, в полной мере осознали уже наши предки. Сначала вырубались леса, чтобы обеспечить площадь и строительные материалы для поселений. На высвободившихся землях жители деревень впоследствии стали заниматься земледелием. Поначалу все шло хорошо, потому что в каждом квадратном километре почвы содержались десятки тысяч тонн CO₂ в виде гумуса. Эта мягкая коричневая масса постепенно разлагалась, так как на открытых пространствах отсутствовала прохладная тень деревьев и земля нагревалась, активизируя бактерии и грибки в более глубоких слоях. В ходе таких необузданных пиршеств выделялась углекислота и связанные питательные вещества. Земля была удобрена даже больше, чем требовалось, но в то время это только приветствовалось. Обильные урожаи помогали пережить тяжелые времена нехватки пищи и продолжались несколько золотых лет, после чего плодородие участка постепенно истощалось. Поскольку искусственных удобрений еще не существовало, а навоза от небольшого стада скота не хватало, поле в конце концов совсем оскудевало. Но на нем еще могла расти трава, поэтому оно использовалось как пастбище для скота. Понятно, что и в данном случае питательные вещества извлекались из почвы и не возвращались в нее, так как тела животных, предназначенных на убой, не оставались на пастбище, а съедались дома. Земля все больше истощалась, постепенно зарастая вереском и можжевельником, которые не подходят овцам и козам в качестве корма. Все, что оставалось, – это практически полностью уничтоженные сельскохозяйственные угодья, не способные никого прокормить. Сегодня кусты можжевельника на лугах, где пасутся овцы, настраивают нас на романтический лад. Для наших же предков цветущий вереск был предвестником бедности. После открытия искусственных удобрений многие заброшенные поля вновь включились в хозяйственную деятельность. Теперь их можно было в неограниченных количествах снабжать питательными веществами. Оставшиеся небольшие клочки истощенных вследствие неумелого землепользования угодий в наши дни бережно сохраняются как заповедники, но это уже другая тема. То, что сделали наши предки, напоминает огромный эксперимент в ускоренном варианте. Они подстегнули естественное вымывание питательных веществ из почвы и, сами того не желая, продемонстрировали, что бывает, если возникший дефицит не восполняется.

Я вовсе не ностальгирую по временам, когда не было удобрений, потому что в таком случае нам надо было бы вновь в полной мере включаться в круговорот питательных веществ. Что это значит, мне рассказывал отец. В послевоенное время у его семьи был небольшой огород, который служил важным дополнительным источником продовольствия. Удобрения были редкостью, поэтому по грядкам разбрасывалось содержимое выгребной ямы во дворе. Превратившись в салат и огурцы, оно возвращалось на стол, обогащенное непрошеным даром природы – глистами. Они непрерывно курсировали вместе с питательными веществами из туалета в огород и обратно на кухню. Но даже такой неаппетитный восстановительный цикл не мог уберечь от постепенного убывания питательных веществ. И тут мы подходим к воде, являющейся растворителем для всех важнейших субстанций, которые поглощаются корнями растений. Извлекаемые при этом из почвы питательные вещества вновь возвращаются, когда растение умирает и впоследствии разлагается на составные части бактериями и грибками. Так, по крайней мере, все выглядит в упрощенной теории. На практике же влага просачивается в более глубокие слои почвы, пока не достигает уровня грунтовых вод. На своем пути она прихватывает с собой все ценные вещества, которыми с удовольствием воспользовались бы деревья и прочая растительность. Это одна из причин того, что питьевую воду все чаще приходится хлорировать. Ведь навозная жижа, которая в невообразимых количествах разбрызгивается по лугам и полям, вместе с бактериями попадает на несколько этажей ниже – в водные резервуары, которые служат важнейшим источником жизни. В природе такое перемещение сверху вниз очень важно для экосистемы, размещающейся у нас под ногами. В глубинах тоже живут многочисленные живые существа, которые питаются остатками со стола наземной жизни. Ведь в подземной темноте фотосинтез невозможен.

Прежде чем мы перейдем к этим

существам, я хотел бы обратить ваше внимание на разрушительную силу воды. Дождевые потоки не всегда мирно просачиваются в рыхлую лесную почву, питая подземные источники. Если ливень слишком сильный, земные поры переполняются. Перенасыщенная почва больше не может принимать влагу, и коричневая жижа стекает в ближайшие ручьи, унося с собой большое количество органических веществ. Это можно наблюдать во время прогулок в плохую погоду. Если водные потоки на лугах и полях становятся мутными, значит, они уносят землю – ценную почву, которую так быстро не вернуть. Постепенно это могло бы полностью истощить землю. Могло бы. Но, к счастью, у природы есть средство противодействия. Это леса. Они смягчают воздействие осадков. Большое количество воды застревает в кронах деревьев и еще долго капает с листьев после дождя. Не зря говорят, что в лесу дождь идет дважды. Благодаря этому «тормозу» даже при сильном ливне вода распределяется более равномерно и может быть полностью поглощена почвой. Мягкий мох на стволах и старых пнях также помогает удержать избыток влаги. Эти зеленые подушки могут впитать количество воды, во много раз превышающее их собственный вес, а затем постепенно возвращают ее. Старая лесная почва, как правило, имеет рыхлую структуру на большую глубину. Она действует как губка, способная впитать и сохранить огромное количество воды. Таким образом, здоровые леса сами заботятся о своих водных запасах.

Но в отсутствие деревьев ситуация выглядит совершенно иначе. Если травяной покров еще способен хоть как-то смягчить силу дождя, то пашня ничего не может противопоставить ударам его капель. Мелкие комочки почвы разбиваются, узкие поры забиваются грязью. А поскольку большинство сельскохозяйственных культур, например кукуруза, картофель и свекла, покрывает почву лишь несколько месяцев в году, все остальное время она беззащитна перед погодными явлениями. Такого состояния природа для наших широт не предусмотрела. Если вдруг хлынет сильный дождь, то в землю почти ничего не просочится, а на поверхности начнется настоящий потоп. Говоря о потопе, я не преувеличиваю. Большая туча вполне может вылить на квадратный километр поверхности 30 тысяч кубометров воды, причем в течение нескольких минут. Если земля не покрыта растительностью и вода не успевает впитаться, то по поверхности начинают течь быстрые ручьи, оставляющие за собой глубокие желоба. И чем больше уклон местности, тем быстрее скорость потока и тем больше земли он захватывает с собой. Достаточно даже уклона в два градуса, что на первый взгляд воспринимается как совершенно плоская местность. А потери чрезвычайно велики.

Вы уже задавали себе вопрос, почему археологические сокровища всегда надо выкапывать из земли? Вообще-то они должны были бы лежать на поверхности, в крайнем случае слегка прикрытые травой и кустарником. И еще один вопрос в этой же связи: почему горы не растут постоянно в высоту? Они ведь возникают вследствие столкновения литосферных плит, а этот процесс все еще продолжается, даже в зоне среднегорья. Но горы не становятся выше, и это происходит по той же причине, по которой сегодня под толстым слоем земли находят римские монеты. Все дело в эрозии. Суша, как всем хорошо известно, расположена выше уровня моря. На нее регулярно проливается дождь. Вода скатывается вниз и в конце концов опять попадает в море. По пути она захватывает часть земли и за счет этого незаметно подтачивает горы. Чем круче уклон, тем быстрее поток и тем заметнее проявляется этот процесс. Но часто ландшафт формируют не обычные дожди и спокойно текущие ручейки, а редкие экстремальные проявления стихии. Если всю неделю льет как из ведра и маленькие ручьи превращаются в бурные потоки, сметающие все на своем пути, то тут уж и горам приходится несладко. В таких случаях вода может перемещать даже большие камни, а земли уносит столько, что поток становится мутным и приобретает светло-коричневый цвет. Когда все успокаивается, берега приобретают новую форму, особенно там, где волны сильнее бились о берег. Когда уровень воды спадает, на всем протяжении русла откладывается тонкий слой ила, состоящего из пыли и воды, а пыль – это мелко размолотые камни, кусок горы, который вода унесла в долину. Долины за счет этих коричневых потоков удобряются. Хорошим примером является Нил. Высокая культура древних египтян могла развиться лишь при условии, что на берегах созревал хороший урожай, превышавший текущие потребности. Изобилие еды означает большое количество свободного времени, которое можно посвятить другим делам.

Но вернемся в лес. То, что идет на пользу одному, вредно для других, в данном случае для деревьев. Они растут и в горах, подбираясь к самым вершинам, и им требуется почва, на метры в глубину насыщенная питательными веществами. Чем выше место произрастания, тем круче склоны и тем сильнее воздействие эрозии на почву. Поэтому высоко в горах деревья не такие высокие, как у подножья. Но все же лес способен упорно сопротивляться стихиям. В долгосрочной перспективе значение имеет каждая крошка земли, которую удержали деревья. Унесенный слой почвы толщиной в один миллиметр означает потерю 1000 тонн земли на квадратный километр. Пашни Центральной Европы каждый год теряют в среднем 200 тонн на квадратный километр, а за сто лет слой почвы уменьшится на два сантиметра. В экстремальном случае за данный период могут исчезнуть 50 сантиметров почвы, а какие последствия это может иметь для леса, я наблюдаю на своем участке, где есть небольшая гора со старым буковым лесом на одном из склонов. Несмотря на крутизну склона, слой почвы в нем составляет два метра. Я это знаю точно, потому что там оборудовано лесное кладбище для защиты старых деревьев от вырубания. Согласно нормативным документам, урны с прахом могут быть закопаны не менее чем на 80 сантиметров.

Чтобы определить, на какую глубину там можно копать, я нанял геолога, и он, к нашему удивлению, обнаружил мощный пласт почвы. По его словам, лес в этом месте существует уже очень долго, то есть с того момента, как 4 тысячи лет назад после окончания последнего ледникового периода здесь начали расти буки. А вот на другой стороне горы на поверхность даже частично проступает каменистая осыпь. Когда-то толстый слой почвы сократился до нескольких сантиметров. Очевидно, в Средние века здесь был выпас скота, и, хотя травяной покров в плане эрозии все же значительно лучше, чем пашня, последствия оказались фатальными. На протяжении последних столетий вода миллиметр за миллиметром уносила почву в ближайший ручей. А без почвы и содержащегося в ней гумуса урожайность существенно снижается, и население начинает голодать. И действительно, в 1870 году люди в этих местах умирали от недоедания и в голодающие деревни приходилось направлять обозы с продовольствием из Кёльна. На них регулярно нападали разбойники, словно дело происходило на Диком Западе. И все это в результате вырубки лесов и последующей медленной эрозии.