Лес. Как устроена лесная экосистема

Штодтхагенский лес расположен примерно в получасе езды на автомобиле на север от Киля. Он частично граничит с Кальтенхофским болотом – самым большим в регионе верховым болотом площадью 54 гектара. Болото с 1942 года относится к охраняемым объектам природы. Сегодня бывшее лесное хозяйство Штодтхаген – это естественный лес с преобладанием бука, где есть поваленные деревья и узловатые корни, а почва, местами болотистая, поросла мхом. С 1999 года хозяйственное использование Штодтхагенского леса прекратилось. Он принадлежит Природоохранной организации земли Шлезвиг-Гольштейн, которая в рекламных материалах называет его «девственным лесом будущего».

На флаерах не сказано, что Штодтхагенский лес, по крайней мере его часть, – это еще и «девственный лес прошлого». Он сохранился со времен последнего оледенения, а это в Германии удалось далеко не каждому лесу. «Умирают его обитатели, а сам он живет вечно…» – писал о лесе журналист Хорст Штерн, вот только к лесам Германии эти слова можно отнести редко.

«Если говорить о непрерывном существовании леса, то есть о том, сколько времени он растет на определенной территории, не уступая периодически место полю или пастбищу, то найдется лишь очень немного лесов, которым хотя бы на небольших участках можно дать свыше 10 000 лет. Значительно больше лесных массивов возраста около 500 или всего 300 лет. Древних лесов, непрерывно существующих в течение нескольких тысячелетий, почти нет», – объясняет доктор Оливер Нелле, руководитель Лаборатории дендрохронологии Департамента охраны памятников Администрации Штутгарта.

Ранее Нелле руководил рабочей группой в Кильском университете имени Кристиана Альбрехта. Ученые занимались историей лесов голоцена. Они исследовали пробы почвы из Штодтхагенского леса и анализировали найденные в них остатки деревьев. Среди прочего по прошествии тысяч лет от леса остается древесный уголь. Он образуется, если нагреть древесину без доступа воздуха.

Этот процесс называется сухой перегонкой. При сухой перегонке вода из древесины испаряется, и остается почти чистый углерод. Большинство людей знают, что древесный уголь – это энергоноситель, который специально получают в древесноугольных кучах. На самом деле он также образуется как побочный продукт в костре или при любом происшествии с огнем, например при пожаре. У древесины каждого вида деревьев своя клеточная структура. Она сохраняется при образовании угля, и такие специалисты, как Оливер Нелле, так называемые антракологи, могут узнать по ней, из какого вида дерева получился образец.

Антракология изучает углефицированные древесные остатки. Эта наука помогает понять, как выглядела окружающая среда в прошлом и как человек использовал лес в доисторический и исторический период. Для этого древесину исследуют под микроскопом и датируют материал радиоуглеродным методом. Также могут измерять количество древесного угля в почве или торфе. Во всем мире всего около 500 ученых-антракологов, а в Германии – не больше дюжины.

Помимо анализа древесного угля, в изучении истории леса большую роль играют исследования пыльцы. Ученые определяют по форме пыльцевых зерен, к каким видам растений они относятся, и подсчитывают их. Отложения пыльцы, например, в озерном иле или в болотах называются палеоархивами. Здесь также можно найти более крупные части растений – листья, плоды или семена. Ученые анализируют отложения пыльцы любых растений – трав и деревьев, а также споры папоротников, остатки водорослей и многое другое. Преимущество метода заключается в том, что если пыльцевые зерна упали в озеро, утонули и остались в иле, то человек не влиял на их состав. Есть и недостаток: ветер мог принести пыльцу издалека, так что, откуда она, точно неизвестно. Крупные остатки, например листья, древесина и древесный уголь, как правило, возникли непосредственно тут же. «Древесина поступала откуда-то издалека только на стоянки человека. В таких случаях нужно хорошо подумать, какие выводы о среде тех времен делать по находкам. Данные нужно сортировать вручную», – говорит Нелле.