Как зарастают брошенные пашни

Спонтанное зарастание лесной растительностью происходит даже на полях, которые использовались в сельском хозяйстве в течение длительного периода времени (до нескольких столетий и дольше). Но что именно при этом происходит? С одной стороны, на многих брошенных землях уже в первые два года можно увидеть поросль березы, серой ольхи, ив. Однако, как отмечают многие биологи, плотность подроста на бывших пахотных землях сильно варьирует в одних и тех же климатических условиях, вплоть до полного отсутствия деревьев. Есть теория, согласно которой на заброшенной земле первые пять лет вообще растут только травы, потом наступает кустарниковая стадия, и только после кустарников появляется лес.

Исследователи из Института математических проблем биологии (ИМПБ) РАН и Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН изучили заброшенные пахотные земли центра Европейской части России, в зоне умеренных лесов. В своей статье в Ecological Processes Лариса Ханина и её коллеги пишут, что наиболее важным фактором, определяющими зарастание теми или иными видами растительности на ранее распаханных полях, являются травяные пожары.
Исследователи реконструировали по архивным спутниковым снимкам 30-летнюю историю травяных пожаров в Серпуховском районе Московской области. Кроме этого, авторы работы взяли для подробного изучения несколько участков и оценили разнообразие видов растений, качество почвы и связь между почвой и растительностью для трех типов территорий: часто горевших полей, не горевших полей, зарастающих лесом, и для старых лесов, граничащих с ними.

Оказалось, что если пожаров нет, то лесные растения приходят на брошенное поле очень быстро, особенно если лес рядом с полем богат разными видами. И если литературные источники отводят лесу 100, 200, 300 лет на то, чтобы прийти на поле, то по новым данным лесная флора может восстановиться на бывших пахотных землях уже за 20 лет.

Но это, повторим, если нет пожаров. Вероятность же пожаров повышается в следующих случаях: если рядом есть горевшие полигоны, если в радиусе 300 метров есть небольшие поселения, а также если плотность растущих деревьев невелика. (Если же земля с высокой плотностью зарастает деревьями, шансы возгорания малы). Есть корреляция и с климатическими факторами – пожарам способствуют высокие температуры марта и отсутствие осадков в апреле.

Исследователи выделили три типа территорий, каждый со своей историей пожаров и со своими почвенными характеристиками – это поле без лесной растительности, зарастающее лесом поле и лес. На территории зарастающего леса почвы оказались самые бедные, поскольку молодые деревья «выкачивают» все полезные вещества из почвы. Притом именно на зарастающих лесом полях можно найти наиболее богатую растительность – в местной смешанной флоре есть и луговые и лесные виды.
Наиболее богата почва под старым лесом – в ней наилучшее соотношение углерода и азота, которое характеризует почвенное богатство. Почвы часто горящих участков богаты фосфором и калием. Горящие пашни чаще зарастают бурьянистыми видами – высокими травами с мощной корневой системой, образующими кочки. Чем чаще пожары, тем соответственно меньше было деревьев на территории. Возможно, в случае регулярных и частых пожаров бывшие сельскохозяйственные земли действительно могут зарастать лесом и сто, и двести, и больше лет, но если пожаров нет, то лес придёт сюда как минимум в пять раз быстрее.

По материалам пресс-службы ИМПБ РАН.