Как животные могут помочь с таянием вечной мерзлоты
Поселок Черский, где штаб-квартира Зимова и его команды, прижился почти в самом устье Колымы - до Полярного круга рукой подать. Здесь чудак-человек академического племени начал строить... Парк Плейстоцена.
- То есть докембрийского периода?
- Нет, после кембрийского, - уточняет Сергей Афанасьевич Зимов, автор проекта вполне современного, 1988 года рождения, то есть еще при Советском Союзе.
- Ну, пусть "после"... Но динозавры-то еще не исчезли?
- Нет, на самой грани были. Но мы намерены их возродить. Главное - чтобы были пастбища. Точнее, мамонтовые степи - которые доминировали в притундровых просторах в период Плейстоцена. На них паслись мамонты. И не только они.
Дороже золота
- Минприроды России в сентябре 2019 года представило отчет, в котором подсчитаны все природные богатства России, - говорит Сергей Афанасьевич. - Получается: доходы от диких животных превышают доходы от древесины и добычи золота. Для жителей мегаполисов мясо оленей - экзотика. Но для многих регионов и целых народов - это обычная пища. Дикие животные - это важная часть бюджета россиян. (Но не России.)
Минеральные ресурсы не возобновляются, леса растут медленно, а численность промысловых животных может меняться быстро. В природу России возвращаются ранее истребленные братья наши меньшие: вернулась лошадь Пржевальского, в центральной Якутии и на северо-востоке появились бизоны, овцебык заселил весь север Сибири, его численность превысила 9 тысяч голов. Растет число тигров и леопардов. И во многих регионах численность животных можно увеличить в десятки раз лишь охранными мерами. Например, климат и растительность Аляски близки якутским, но плотность лосей на Аляске в 4 раза выше, а на окруженном айсбергами острове Ньюфаундленд плотность лосей выше в 40 раз, их здесь 150 тысяч. Причем все они - потомки четырех лосей, завезенных сюда в 1904 г.
Во многих регионах России плотность диких животных можно увеличить в сотни раз. В нашем "Плейстоценовом парке" и оренбургском парке "Дикое поле" уже созданы модельные экосистемы с плотностью травоядных 10-30 тонн на км. Такие экосистемы нам по силам создать по всей стране.
Мерзлота - это 60 процентов территории России. Особенно быстро климат теплеет на севере Сибири. Тут температура поднялась на 2-3 С, а в ближайшие десятилетия, как следует из климатических моделей, поднимется еще на 3-6 С. Природа на это отреагирует. Сначала оттает мерзлота, потом просядут грунтовые воды, высохнет почва, появятся вредители...
Потепление - к худу или к добру?
Если старые экосистемы не сохранить, нужно учиться создавать новые. И такой опыт у России есть. В 1948-53 гг. разрушенная, голодная страна, конструируя новые ландшафты, изменила природу и климат на территории свыше миллиона квадратных километров. Была создана густая сеть лесополос, они остановили суховеи, снег перестало сдувать с полей в овраги. В результате громадные территории превратились в зону устойчивого земледелия, ландшафт стал более комфортным. Большинство деревьев, которые сегодня растут между Тулой и Кавказом, появились именно в то время. Функционально голые степи превратились в саванны.
- Давайте взглянем на историю по-другому, - предлагает Сергей Афанасьевич и начинает с... соболя. Благодаря соболю и за его счет Россия стала самой большой страной. 400 лет назад он был для России тем же, что сегодня нефть. Русские соболя были в Европе дороже золота. Ермак, Хабаров, Дежнев... шли в Сибирь и дошли до Аляски в погоне за ним. В итоге этой "соболиной лихорадки" он был истреблен почти повсеместно. В 1917 г. в разгар войны по указу последнего императора, вокруг убежища, где пряталось 30 последних соболей, был организован первый в России заповедник. Одним из своих первых декретов советская власть возобновила финансирование работ по восстановлению соболя. В результате он вновь расселился по всей Сибири, и его шкурки опять стали продаваться на международных аукционах по цене золота.
На Колымской низменности обитал миллион диких оленей. Только напротив устья р. Анюй царский урядник на переправе через Колыму насчитывал осенью 150 тысяч голов. Поленница из добытых здесь оленей каждый год была длиннее километра. В ХХ веке последних "дикарей" на этой территории истребили. Начался период большестадного домашнего оленеводства, появились десятки тысяч домашних оленей (дикие олени и оленеводство на одной территории несовместимы. "Дикари" обязательно уведут домашних.).
На Таймыре в 80-х годах прошлого века все было наоборот: здесь в оленеводческих хозяйствах были десятки тысяч оленей. Хозяйства развалились, и вскоре появилась миллионная популяция диких оленей.
Дикие олени могут жить оседло. Например, в самых суровых условиях на севере полуострова Гыдан в Обской губе (подальше от человека) дикие олени живут оседло. А оленеводы вынуждены кочевать. Тундра богата кормами, и оленеводы стараются использовать их по максимуму. Но жить в тундре зимой без дров и укарауливать стада в пургу полярной ночью трудно. Зимой кочевники уходят на юг - к дровам, под защиту леса. А в моховых лесах под тенью деревьев кормов мало, здесь много лишь лишайника ягеля. Но ягель растет предельно медленно, миллиметрами в год, и требуются десятилетия, чтобы он восстановился. Поэтому, как бы много не было травы в тундре, продуктивность оленеводства лимитируется продуктивностью ягеля, и оленеводство - самая бедная отрасль сельского хозяйства - 1 олень (100 кг) на сто гектаров пастбищ. Дикие же олени не привязаны к ягелю, и их на тех же территориях может прокормиться на порядок больше.
На заполярном острове Врангеля - климат суровый. Тем не менее Врангель - не пустыня. В 30-х годах прошлого века здесь работал ботаник Б.Н. Городков. Он подсчитал, что на острове смогут прокормиться 300-400 оленей. В 60-х годах сюда выпустили 150 домашних оленей, а в 70-х - 20 овцебыков. А в нашем веке стадо уже полностью одичавших оленей достигло 10 000 голов, а овцебыков (они в 3 раза крупнее оленей) - 1000. Популяция растительноядных белых гусей поднялась здесь до нескольких десятков тысяч пар. А это по массе, в пересчете на оленей, еще 3000 голов. В итоге масса травоядных превысила расчетную в 40 раз. Произошло это потому, что они меняют растительность - вытаптывают медленно растущие несъедобные мхи, удобряют землю, и стимулируют рост высокопродуктивных трав. В результате среди заповедников России сегодня остров Врангель (самый убогий по климату) стал самым богатым по численности животных.
Народ Саха самый многочисленный из северян. Якуты живут оседло. Для своих коров они на зиму заготавливают сено, а их полудикие лошади круглый год самостоятельно пасутся на луговых аласах. Причем даже в самых суровых местах - в районе Верхоянска и Оймякона. Одной якутской лошади на год нужно всего 4 га луговых пастбищ, а она крупнее оленя в 4 раза. Поэтому продуктивность коневодства на единицу площади в 100 раз выше, чем оленеводства. 400 тысяч якутских лошадей в советское время давали продукции столько же, как все оленеводство.
В древности на каждом квадратном километре пастбищ севера Якутии в среднем обитали 5 бизонов, 7 лошадей, 15 северных оленей, 1 взрослый мамонт, а еще в меньшем количестве овцебыки, благородные олени, носороги, снежные бараны, сайгаки, лоси, иногда яки, 1-2 волка, росомахи, песцы, суслики... По весу приблизительно 10 тонн. Это - как сегодняшняя плотность лошадей на лугах Якутии.
Почвы здесь бедные, переувлажненные. Особенно на мерзлоте, которая не дает воде уходить в грунт. Биологический цикл медленный. Растения забирают из почвы азот, фосфор, калий, и пока они не отомрут и не сгниют, питательные вещества в почву не возвращаются. А гниение в холодных сырых почвах происходит медленно, поэтому органика накапливается. Из-за ее обилия почвы кислые, из них вымываются питательные вещества.
Мох никто не ест, поэтому моховые территории - биологическая пустыня. Но мхи не могут полностью победить на всей территории. На поймах рек их нет, так как мох не выдерживает периодических затоплений. Он хрупок, поэтому его легко разрушают животные и процессы эрозии: морозное пучение, термокарст, а еще пожары, которые в этом пересыщенном органикой ландшафте неизбежны. Дернина выгорает, появляются минеральные грунты. Если рядом сохранились деревья, и год урожайный на семена, то появляется высокопродуктивный перегущенный молодой лес - до 3 миллионов молодых лиственниц на гектар. Это выглядит как заросли бамбука. Но чаще всего на суглинистых грунтах поверхность быстро захватывают травы. Но эти сообщества без внешней помощи неустойчивы, - накапливается травяная ветошь, почвы беднеют, и травы со временем вытесняются кустарниками, деревьями, мхами.
Диаметральная противоположность моховым экосистемам по ритму жизни - лемминговые луга севера. Лемминги за зиму под снегом на своих пастбищах скашивают всю растительность, съедают все травы, органика здесь не накапливается, а питательные вещества быстро возвращаются в почву. Продуктивность растительности здесь на порядок выше, чем в моховых тундрах. Такой же быстрый биологический цикл происходит и на пастбищах якутских лошадей. На почве органика гниет годами. А в теплых желудках леммингов и лошадей и летом и зимой - она переваривается всего за один день. Все питательные вещества быстро возвращаются в почву.
Куда исчезла экосистема?
О природе Севера и Сибири часто говорят - "первозданная". Это неверно. Тундры, моховые леса, дремучая тайга появились лишь 12 тысяч лет назад. А до этого их никогда и нигде не было. В прошлом на всей территории России доминировали травы.
Раньше главными экосистемами на территории России были мамонтовые степи и саванны. Это были высокопродуктивные богатые экосистемы, подобные африканской саванне. В мамонтовой степи животные сами поддерживали свои травяные пастбища. Поэтому они мало зависели от климата и существовали одновременно от Испании до Калифорнии, и от Китая до арктических островов. Вся эта территория насыщена костями бизонов, лошадей, мамонтов, оленей... Во время ледниковий из-за холода уменьшалось количество деревьев, на севере доминировали степи, а во время теплых межледниковий на бедных почвах, где плохо росли травы - появлялись парковые леса. 12 тысяч лет назад эта экосистема исчезла повсеместно. Все виды растений сохранились, большинство животных сохранилось - а экосистема исчезла.
Мы много знаем об этой экосистеме, потому что она сохранилась в мерзлоте. Во время оледенений было холодно и ветрено, было много территорий с разреженной растительностью. С гребней гор, речных и морских отмелей, с песчаных дюн ветер сдувал пыль. Она оседала в спокойных местах, в том числе на равнинах севера Сибири. Ежегодный слой пыли в среднем составлял всего 0,1-0,5 мм. Но за 40 тысяч лет пыли на равнинах накопилось 4-20 м, и вся она ушла в мерзлоту. Все эти осадки в прошлом были почвой мамонтовой степи. В Сибири их называют едома. Едомы заполнены свежими корешками трав, живыми микробами, семенами, костями, а иногда и трупами животных. О характере растительности региона в прошлом ученые судят по составу спор и пыльцы из едомы. В едоме странная смесь трав и низкопродуктивной растительности. Это объясняется тем, что на пастбищах все скашивалось, пыльца не вызревала, а на эту территорию ветер приносил пыль, пыльцу и споры с оголенных территорий, где растительность была бедной. На полуострове Кеннай (Аляска) в мерзлоте сохранились даже растительность и снежный покров той эпохи. Здесь 18 тысяч лет назад в апреле извергался вулкан, и холодный пепел засыпал все вокруг. Где-то слой этого пепла был выше метра, а оттаивает за лето меньше метра. Под слоем пепла снег не растаял, и вся экосистема ушла в мерзлоту. В этих местах видно, что это была травяная экосистема, и вся трава в апреле была уже съедена (скошена), и превратилась в навоз.
Почвы мамонтовой степи плодородны. Содержание питательных веществ в них на порядок выше, чем в современных тундровых почвах. О богатстве экосистемы говорит и количество костей. Для местных жителей сбор бивней - самый прибыльный бизнес.
Человек и система
Человек, как биологический вид, появился в пастбищных экосистемах, самых богатых, но и самых опасных. Здесь все были хорошо вооружены - клыки, когти, рога, копыта, а у человека серьезное оружие появилось не сразу. Человек был самым медленно размножающимся видом, наиболее обремененным многочисленным беззащитным потомством.
Чем он питался в степи? Травы "не по зубам", желудок слабый. Семена у регулярно скашиваемых злаков вызревали редко, охотиться на крупных животных было смертельно опасно. У волков по 8 щенят, которые через год уже почти взрослые. Для волчьей стаи потеря 2-3 волков в год допустима. Человек размножался в 100 раз медленнее и не мог рисковать на охоте. Но у человека была своя надежная продуктовая база, которую никто не мог отнять: благодаря мощной печени люди могут питаться даже сырым луком, чесноком, щавелем, укропом... Благодаря огню эти несъедобные для большинства животных пастбищные сорняки становились сладкими.
В Африке человек жил в равновесии с природой, и в природе Африки (южнее Сахары) пастбищные экосистемы сохранились. А вот в Северной Америке после появления человека исчезло 33 вида мегафауны; в Южной Америке исчезли практически все виды крупных животных - 50 видов. Животные здесь были непуганые, и убивать их было легко и безопасно. Крупных животных убивали ради одного завтрака. Животных было настолько много, что проще было убить нового зверя, чем носить с собой припасы.
На территории нынешней России человек жил уже давно и уничтожил диких животных не всех и не сразу. В самых недоступных местах, например, на севере Таймыра, они еще жили долгое время. Здесь овцебыки дожили до исторических времен. До исторических времен мамонты жили и на острове Врангеля.
Вначале человек лишь снизил численность животных. Но этого оказалось достаточно для уничтожения единой пастбищной экосистемы. Биокруговорот замедлился, почвы начали терять плодородие, продуктивность трав снижалась, пищи для травоядных стало меньше, а охотничий пресс все возрастал, оружие совершенствовалось быстро. 7 тысяч лет назад леса захватили большую часть Европы. Диких животных стало совсем мало, и, чтобы выжить, человек занялся сельским хозяйством - одомашнил многие растения и животных. По сути, он создал под своим полным управлением новые высоко оборотистые пастбищные экосистемы - злаковые поля (пшеница, ячмень, рожь, рис), сенокосы и пастбища с коровами, баранами, лошадями, и уже сам начал огнем и топором отвоевывать у лесов земли для своих "пастбищ". В насыщенной людьми Европе большая часть широколиственных лесов была уничтожена, а в оставшихся пасли скот, и они превратились в парковые леса. А потом дошел черед и до хвойных лесов.
Пастбища, уже домашние, вновь захватили территорию.
В нашей стране много свободной земли. Используемые сельхозземли и леса со строевой древесиной занимают лишь 20 процентов территории. У нас десятки миллионов гектаров пашни и бывших сенокосов зарастает бурьяном и кустарником; множество заросших травами речных долин, хасыреев, аласов, лесных гарей, и их площадь каждый год растет и будет расти.
Да, дикая природа бывает и опасна, но с появлением легких металлических сеток "дикие" и "домашние" территории могут быть надежно разделены.
Вернуть из прошлого
Дикие экосистемы со многими миллионами животных могут быть глобальным продуктовым резервом. В чрезвычайных ситуациях из них без особого ущерба можно изымать половину биомассы. За два года экосистема восстановится.
Большая проблема страны - пожары. Каждый год нам приходится выкашивать и опахивать громадные территории. В пастбищных экосистемах пожары невозможны, ветошь здесь не накапливается. Перегущенные, перегруженные органикой леса болеют и горят как порох. Деревья здесь не вырастают могучими. Леса надо чистить и прореживать. Этой тяжелой работой всегда бесплатно занимались животные. Парковые леса не горят. Голодной весной животные съедают даже опавшие листья (и грибов в парковых лесах больше).
Пастбищные экосистемы помогут сохранить традиционный уклад жизни народов севера и Сибири, обеспечат их достойным заработком.
Пока природа бедна, все, чья жизнь с ней связана, в том числе и службы охраны природы, ученые экологи... не будут богатыми. Ягель науку не прокормит. Не имея своих доходов, живут от чужих милостей, а здесь, "как на паперти", - больше подают тем, на ком страшней лохмотья - "у кого природа ранимее".
Удастся повысить продуктивность северных территорий в сто раз, - и все, кто умеет работать в суровых условиях в авральном режиме будут обеспечены достойным заработком.
- Сергей Афанасьевич, вы бы какой вариант выбрали?
- Второй, с забором. Огораживаются территории с обилием трав, куда выпускаются все потенциально возможные обитатели, все бывшие "граждане" мамонтовой саванны. То есть сразу создается плотность животных, близкая к предельной, - такая, чтобы система заработала в первый же год, чтобы к весне почти все было съедено. Здесь сразу начнет складываться социальная структура. Эксперименты в "Плейстоценовом парке" и в "Диком Поле" показали, что животные, раньше жившие в одной экосистеме и разлученные на тысячи лет, встретившись вновь, быстро вспоминают, что они из одной команды.
Совсем необязательно заселять парки дикими животными. Сегодняшние дикие животные - это звери с испорченной психикой, они никогда не были хозяевами своей земли, они панически боятся человека. Новые пастбищные экосистемы проще и дешевле заселять не дикими, а полудомашними животными. Домашних маралов, северных оленей, яков, муфлонов, калмыцких и казахских коров, башкирских и якутских лошадей, пятнистых оленей, верблюдов на сельскохозяйственных рынках России многие тысячи, и цена их обычно 100-200 рублей за килограмм веса.
В Канаде и США ежегодно на мясо продают десятки тысяч бизонов. Мясо бизона - товар премиум-класса, оно в два раза дороже говядины. В Австралии домашних верблюдов выпустили на волю. Сейчас здесь 1,2 миллиона совершенно диких верблюдов.
Лучше всех роют снег лошади, северные олени, овцебыки и бизоны (они роют головой). Везде, где много снега и мало кустов, эти животные, скорее всего, будут самыми многочисленными. Весь снег будет перекопан до земли. Поэтому возле этих крупных животных смогут прокормиться и мелкие - косули, сайгаки...
Домашние северные олени Западной Сибири привыкли зимой питаться ягелем. Их трудно переключить на траву. Возможно, лучше экспериментировать с чукотским харгином или оленями юга Сибири и Монголии.
Мерзлота, климат и большие деньги
Из-за коронавируса то, к чему призывали климатические активисты, случилось: самолеты не летают, многие заводы не дымят. Эмиссия СО2 в атмосферу снизилась. Но это не решает проблему потепления. В скором времени главной проблемой для климата может стать таяние мерзлоты.
Мерзлота - крупнейший резервуар органического углерода. В ней его запасено 1670 миллиардов тонн. Это в 12 раз больше, чем во всех тропических лесах, в 30 раз больше, чем все запасы древесины в России, больше, чем все мировые запасы нефти, и в два раза больше, чем его содержится в атмосфере.
Из-за потепления климата эта мерзлота уже начала таять. И не только у ее южной границы, но даже в самых суровых землях. В прошлом почвы в низовьях Колымы за лето оттаивали на 35-160 см, а в ноябре-январе полностью промерзали. Летом 2017 г. в местах, где отсутствует моховая дернина, мощность талого слоя резко увеличилась - до 0,8-2,2 м. За зиму во всех этих местах из-за обилия снега почва промерзла лишь на 0,4-1,0 м, везде остался талый слой. Осенью 2018 года кровля мерзлоты местами опустилась до 3,5 м. (В это время наша станция мониторинга в бухте Амбарчик зафиксировала резкий рост концентрации атмосферного СО2).
Зима 2018-2019 г. была холодной и малоснежной, и, казалось бы, талый слой должен бы вновь промерзнуть. Но этого не случилось. Наоборот, таяние мерзлоты продолжилось, и в максимуме осенью 2019 г. ее кровля опустилась ниже четырех метров. Произошло это, потому что в оттаявшей мерзлоте проснулись микробы, и началась декомпозиция древней органики; при этом выделяется тепло, его достаточно, чтобы сдерживать промерзание почв.
На фоне потепления единственный способ остановить таяние мерзлоты - уменьшить толщину снега. Если уплотнить снег, температура мерзлоты снизится на несколько градусов. Этой работой готовы бесплатно всю зиму заниматься травоядные.
- Вы имеете в виду животных вашего парка Плейстоцена?
- Их в первую очередь. Все, что сегодня требуется, чтобы замедлить таяние мерзлоты, - увеличить количество животных. Они сами найдут все места, где тает мерзлота, и появились новые травы, придут и охладят здесь мерзлоту.
- Пара сотен копытных - и они справятся с климатом, Сергей Афанасьевич, ой ли?
- Животные сильно влияют на климат. Животные прореживают темные кусты и деревья, ландшафт становится светлее и больше отражает солнечное тепло. Количество трав и их продуктивность возрастает. Почвы высыхают и начинают накапливать органику на всю свою глубину. Пастбищные почвы накапливают гумуса и органики больше, чем ее накапливается в лесах. Причем эта органика не сгорит и не вернется в атмосферу. Болота, мелкие водоемы, главные продуценты метана, высыхают и перестают его выделять. Это многократно компенсирует эмиссию метана жвачными травоядными.
Скорость потепления на севере пугающая. Успеем ли мы опередить таяние мерзлоты?
Чтобы заметно разрушить снежный покров, необходимо 10-20 зверей на квадратный километр. Если таяние мерзлоты охватит миллионы квадратных километров, чтобы его остановить, уже в скором времени потребуются десятки миллионов животных. У нас есть 2 миллиона диких и домашних северных оленей, на мерзлоте живут полмиллиона лосей, двести тысяч якутских лошадей, тысячи косуль, маралов, овцебыков, снежных баранов. При приросте в 25,9 процента в год травоядные увеличивают свою численность за 10 лет в 10 раз, за 20 лет - в 100 раз. У нас есть шансы существенно замедлить таяние мерзлоты.
В 2019 году правительство Республики Саха (Якутия) включило программу "Плейстоценового парка" в список основных направлений государственной политики Республики Саха (Якутия) в Арктической зоне на период до 2024 года.