Новое в науке: леса Северного полушария и прогноз развития климата

Работа представлена на I Международной конференции по сохранению лесных генетических ресурсов Сибири (Россия, Барнаул, санаторий «Гренада», 30 июля - 4 августа 2007 г.) и задумана как конкретный шаг в защиту лесов Сибири. В настоящее время леса Сибири в массе уничтожаются и миллионами гектаров распродаются в аренду Китаю правительством России. Что-то похожее отмечается в последние годы в США, но встречает резкий отпор общественности. Резолюция конференции размещена на сайте forest.akadem.ru/Konf/2007/29/resolution.doc


На фото вверху - два поколения: что было и что осталось. Снимок сделан на границе Олимпийского национального парка (США, штат Вашингтон), где рубки девственных лесов остановлены правительством штата ещё в начале ХХ в. и на огромной территории Олимпийского полуострова создан национальный парк. Сегодня этот парк – один из лучших рефугиумов девственных бореальных лесов Северного полушария. Красноречивая предупреждающая картина на его границах – лучшая иллюстрация отношения людей к своему национальному достоянию и своему будущему.

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ КЛИМАТА: РИТМИЧЕСКАЯ ОСНОВА ПРОГНОЗА И ЕЁ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ В ОХРАНЕ ЛЕСОВ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ

УДК 551.481.1+630*9

Е.П. Кашкаров, О.А. Поморцев

Аннотация: Представлена ритмическая основа прогноза глобального потепления климата и её практическое значение в охране лесов Северного полушария. Прогноз базируется на развитии трёх глобальных ритмов, создающих основной климатический фон Земли: векового (80-90 лет), Шнитникова (1850) и Миланковича (40700). Инструментальные наблюдения показывают, что вторая половина XIX и первые 3/4 ХХ вв. представляли, по сути, переходный период от «малой ледниковой эпохи» к современному потеплению. Среднегодовая температура за это время перешла из холодной области в тёплую, но потеплели пока только зимы. На новой волне векового ритма минимальная температура в Якутии – самом холодном регионе Земли после Антарктики – поднялась на 2,0 градуса С выше, чем на предыдущей волне векового ритма в ХХ в., и на 2,5 градуса выше, чем на волне XIX в. Максимум температуры в 1,5-2,0 выше сегодняшней ожидается в ближайшие 200 лет в тёпло-сухой фазе ритма Шнитникова. Дальнейший рост температуры будет сдержан синхронным ростом увлажнённости в ритмах Шнитникова и Миланковича. В целом уровень потепления окажется вдвое ниже климатического оптимума голоцена. Общая продолжительность тёплого климата Земли по ритму Миланковича составит 7000 лет, из них наиболее теплыми должны быть следующие 700 лет. Развивающееся потепление исключительно благоприятно для восстановления потерянной площади нетронутых лесов гумидной зоны и крайне неблагоприятно – для лесов аридной зоны. В гумидной зоне станет ещё влажнее и теплее, в аридной – теплее и суше. В связи с глобальным потеплением зональная граница бореальных лесов сместится к северу на 190-250 км. В Азии она почти целиком перейдёт с территории Казахстана, Монголии и Китая на территорию России, в Северной Америке – с территории США на территорию Канады. Высотный пояс лесов в горах степной и лесо-степной зоны поднимется на 250-330 м. В условиях современного потепления главная ответственность за сохранение бореальных лесов Северного полушария ложится на Россию, Канаду и США, где находятся главные рефугиумы нетронутых лесов.

GLOBAL WARMING: RHYTHMIC FOUNDATION PROGNOSIS AND ITS PRACTICAL MEANING FOR CONSERVATION OF THE FOREST OF THE NORTHERN HEMISPHERE

Abstract: The rhythmic foundation prognosis for Global Warming and its practical meaning for conservation of the forest of the Northern Hemisphere is presented. The Prognosis is based on the development of three global rhythms which create the main climatic background of the Earth: hundred-year rhythm (on average 80-90 years), rhythm of Shnitnikov (1,850) and rhythm of Milankovich (40,700 years). Instrumental observations show that the second half of the Nineteenth, and the first three-quarters of the Twentieth centuries were a transitional period from the Little Ice Age to current warming. Annual average temperatures passed at this time from cold to warm range, but only the winters became warmer. On the new wave of hundred-year rhythm, the minimum temperature in Yakutiya – the coldest region of the Earth after Antarctic – reached to 2.0 degree of С higher than in the previous wave of hundred-year rhythm in Twentieth century, and 2.5 degree higher than the wave in the Nineteenth century. Maximum temperature in 1.5-2.0 degrees higher than today is expected in the near-term 200 years in a warm-dry phase of the rhythm of Shnitnikov. The further growth of temperatures will be limited by the synchronous growth of precipitation in rhythms of Shnitnikov and Milankovich. In general, the level of warming will be two times lower than the climatic optimum of the Holocene. The common duration of the warm climate of the Earth by the rhythm of Milankovich will consist of 7,000 years, with the warmest, the next 700 years. The developing warming is exceptionally favorable for the restoration of lost area of virginal forest in the humid zone of the Northern Hemisphere, and extremely unfavorable for the forest arid zone. The humid zone will become wetter and warmer, and the arid zone – warmer and dryer. In connection with Global Warming, the zonal boundaries of boreal forest will be displaced to the north 190-250 kilometers. In Asia, the boreal forest will almost completely extend to the territories of Kazakhstan, Mongolia and China into Russia; in North America, from the territory of the United States to Canada. Forest in mountains of steppe and forest-steppe zones will extend to 250-330 meters. In conditions of current warming, the main responsibility for conservation of boreal forest of Northern Hemisphere lays on Russia, Canada and the United States, where the main remnants of virginal forest are located.

Отношение к прогнозным работам в России и на "Западе"

Из 90 млн. интернет-страниц на тему глобального потепления прогнозу посвящено только 0,5%. При этом разница интереса к прогнозным работам в России и на «Западе» огромна (Запад взят в кавычки, поскольку включает все страны мира, публикующие на английском языке). Из 87,6 млн. страниц на «Западе» прогнозу уделено лишь 0,2%. В России прогнозных работ 14,0% из 2,1 млн. страниц, что в 70 раз больше. Однако для всего мира разработка прогноза остаётся тайной «за семью печатями» и фокусом интереса исключительно отдельных специалистов. Ритмические закономерности изменения климата, найденные А.Л.Чижевским (1931/1995), М.С.Эйгенсоном (1963), А.В.Шнитниковым (1957), И.В.Максимовым (1970), Е.В. Максимовым (1972, 1995), Б.А.Слепцовым-Шевлевичем (1982), А.М.Батуриным (2003) и др., на государственном уровне не поняты и не разрабатываются.
Вместе с тем понимание ритмических закономерностей потепления даёт возможность многим государствам предусмотреть и согласовать свои действия по смягчению негативных последствий уже сейчас. Речь идёт в первую очередь о крупнейших государствах гумидной (Россия, Канада, США) и аридной (Китай, Мексика, Монголия, Казахстан, республики Центральной Азии) зон Северного полушария (рис.1). Первые из них расположены на фундаменте «вечной» мерзлоты в областях распространения обширных трансгрессий, неоднократно повторявшихся в плейстоцене (Линдберг, 1955, 1972; Лазуков, 1965; Кашкаров, 2005), вторые - в областях острого дефицита водных ресурсов. Потепление климата, вызванное новой волной векового ритма (80-90 лет), и «подстилающими» его тёплыми фазами


Рис. 1 Бореальные леса Евразии и Северной Америки. Легенда: зелёный цвет – нетронутые леса; красный – леса под угрозой уничтожения; коричневый – вторичные леса. По: World Resources Institute, 1997.

двух долгопериодичных ритмов Шнитникова (1850 лет) и Миланковича (40700 лет), приведёт в этих зонах к противоположным результатам: в гумидной зоне воды станет ещё больше, в аридной – она во многих местах исчезнет совсем. Согласно обоснованному ниже прогнозу, хвойные леса бореальной зоны должны при современном потеплении отступить на север на 190-250 км, а лесной пояс в горах - сместиться вверх на 250-330 м.
Поскольку ¾ площади бореальных лесов и 1/5 лесопокрытой площади мира находится в России (рис. 1; World Resources Institute, 1997; Boreal Forest of Russia, 2000), на неё ложится и главная ответственность за сохранение лесных богатств. Это особенно актуально в сегодняшней ситуации, когда два десятилетия подряд продолжается безпрецедентная по масштабам распродажа лучших лесных ресурсов Китаю и другим странам, а лучший генофонд, сконцентрированный в южной части ареала, уничтожается рубками (World Resources Institute, 1997; Браун, 2000; Лебедев, 2000; Boreal Forest of Russia, 2000). При политике правительства России, направленной на уничтожение собственных лесов и собственных охраняемых территорий (Boreal Forest of Russia, 2000; Кондобаев, 2000), вопрос потери их лучшего генофонда может быть вопросом самого ближайшего времени даже в заповедных рефугиумах.

Долгопериодичные ритмы Шнитникова и Миланковича

а. роль долгопериодичных ритмов в обосновании прогноза
Современное потепление правильно предсказали только А.В.Шнитников (1957) и Е.В.Максимов (1986). Шнитников основывался на открытом им долгопериодичном ритме в 1850 лет, меняющим увлажнённость земного шара, Максимов (1992) – ещё и на ритме Миланковича в 40700 лет, «обусловливающим чередование потеплений и похолоданий в истории Земли... и жёстко связанным с 1850-летним ритмом» (с. 39, 44). Другие исследователи предсказывали главным образом похолодание. Они опирались на ритмы короткой периодичности и не учитывали фонового влияния долгопериодичных ритмов.
30 лет назад Е.В.Максимовым (1977) была открыта одна из важнейших ритмических закономерностей, показывающая, что ни один ритм не развивается на нулевом фоне. Все короткопериодичные ритмы от 3-4-летнего до векового разворачиваются на фоне долгопериодичных ритмов Шнитникова и Миланковича. Эти ритмы, в свою очередь, также стоят на «рельсах» ритмов ещё более высоких рангов - геологическом (160 млн. лет) и ритме Галактического года (220 млн. лет: Личков, 1965; Неручев, 1982), но продолжительность их, по всей вероятности, на порядок меньше (Максимов, 1995).
В целом природа ритмов и прогноз их развития во многом не ясны и требуют дальнейшего изучения. На сегодняшний день мы в лучшем случае констатируем ритмическое проявление различных событий в летописи Земли и на этой основе прогнозируем будущее. Однако расшифровка внутренней структуры долгопериодичных ритмов, сделанная различными исследователями (Шнитников, 1957; Максимов, 1972, 1982, 1986, 1990, 1995; Джилберт, Коттерелл, 2001; Коттерелл, 2002; Батурин, 2003; Исрапилов, 2003) даёт нам новые инструменты прогноза.

б. внутренняя структура долгопериодичных ритмов Шнитникова и Миланковича

Внутренняя структура 1850 и 40700-летних ритмов (рис. 2) наиболее подробно обоснована Е.В. Максимовым (1972, 1977, 1982, 1986). Она оказалась схожей не только у 1850 и 40700-летних ритмов (рис. 2), но и всех других (Максимов, 1995). Причина единой структуры, заключающейся в строгом чередовании тёпло-сухих (ТС) – тёпло-влажных (ТВ) – холодно-влажных (ХВ) и холодно-сухих (ХС) фаз климата в разных ритмах (рис. 2), задаётся, по всей вероятности, Солнцем и особенностями пространственного положения Земли на орбите (Джилберт, Коттерелл, 2001; Коттерелл, 2002; Батурин, 2003; Исрапилов, 2003; рис. 2, 3).


Рис. 2. Модель внутренней структуры 40700 и 1850-летних ритмов. 1 – теплообеспеченность, 2 – увлажнённость. Климатические фазы: ХВ – холодно-влажная, ХС – холодно-сухая, ТС – тёпло-сухая, ТВ – тёпло-влажная. По: Е.В.Максимов (1986) с нашими изменениями.

Когда Земля периодически меняет своё положение в пространстве (рис. 3), солнечная энергия перераспределяется по её поверхности, но последовательность климатических фаз остаётся той же самой.
Кроме влияния Солнца Земля испытывает влияние и других космических тел. Их ритмы либо трансформируются Солнцем, либо влияют отдельно. По этому поводу Е.В. Максимов ещё в 1977 г. писал: «В последнее время начало выясняться, что ритмы, в отношении которых не возникало сомнения в их солнечной обусловленности (11-летний и 22-23-летний), проявляются и в звёздной активности. Очевидно, все рассматриваемые ритмы являются не частно обусловленными, а ритмами Космоса в широком смысле этого слова. Физическая сущность их пока не ясна, но появились довольно веские предположения, что она каким-то образом связана с пульсационным характером развития небесных тел (Калесник, 1970). Н.А.Козырев (1958) обращает внимание на поразительное сходство чередующихся процессов сжатия и расширения, присущих таким планетам, как Земля и Луна, с циклическими изменениями ряда переменных звёзд» (с. 424-425). В.М.Ефимов (2001, 2003) в своих расчётах по ритмике природных явлений пришёл к выводу, что известный 11-летний «солнечный» ритм связан, вероятнее всего, не с Солнцем, а с Юпитером, и имеет строго календарную цикличность (Ефимов, 2007, личн. сообщ.).
Ход температуры и увлажнённости в природных процессах (рис. 2) подчиняется правилу Иверсена-Гричук. Суть его заключается в том, что «ход увлажнённости ... смещён на четверть фазы в будущее относительно хода теплообеспеченности (см. рис. 2). ...Впервые оно было сформулировано Д.Иверсеном в 1958 г., а в 1961 г. подтверждено на обширном


Рис. 3. Влияние солнечно-земной связи на климат Земли за период 48 666 лет, названный Батуриноидой. Батуриноида разбита на четыре фазы по 12 166 лет, в каждую из которых Земля медленно проворачивается на 90 градусов в плоскости, перпендикулярной орбите её вращения вокруг Солнца. Полная Батуриноида представляет «кувырок Земли через голову» на 360 градусов. Сейчас мы находимся в конце четвёртой фазы Батуриноиды. По: А.М.Батурин (2003) с нашими изменениями.

материале М.П.Гричук. Значение этого правила трудно переоценить. В любом ритмическом процессе на Земле оно проявляется с удивительным постоянством. Тем более странно, что ни в одном учебнике, ни в одном пособии по палеогеографии или климатологии и даже почти ни в одной научной публикации это правило не упоминается. ...Сочетание двух кривых – теплообеспеченности и увлажнённости – создаёт предпосылки для долгосрочного прогноза климата, позволяя в пределах одной реализации ритмического процесса наметить последовательную смену климатических условий: холодно-влажных – холодно-сухих – тёпло-сухих – тёпло-влажных» (Максимов, 1995/2005, с. 73-74, см. рис. 3).
Правило Иверсена-Гричук связано, на наш взгляд, с резкой диспропорцией на Земле площади воды и суши: 71 и 29%. Поскольку водная поверхность преобладает, она захватывает большую часть солнечного тепла и при нагревании неизбежно вызывает рост увлажнённости. Равновесие процесса достигается в той точке, где увлажнённость опережает температуру на ¼ фазы. При других соотношениях на Земле площади воды и суши характер смещения хода температуры и увлажнённости в правиле Иверсена-Гричук должен меняться.
Картину потепления климата, сглаженного опережающим ростом увлажнённости, мы наблюдаем в настоящее время. Известно, что с 1970-х г. теплели главным образом зимы (Гаврилова, 2003). Однако сейчас, когда в северных морях исчезли айсберги (http://news.gala.net/?cat=14&id=220023), а шельфовые и горные ледники сократились до минимальных или близких к ним размеров (http://www.korrespondent.net/main/174761/; http://en.wikipedia.org/wiki), мы вышли на критический рубеж потепления (рис. 4). В гумидной зоне Солнце в ближайшие годы растопит оставшиеся льды и «вечную» мерзлоту и затопит низменности, в аридной – создаст ещё больший дефицит влаги.


Рис. 4. Масшабы таяния льдов в Арктике между 1979-2003 гг. По: National Geographic, 2004.

в. малая ледниковая эпоха и современное потепление

Решающую роль долгопериодичных ритмов в создании климатического фона подтверждают два последних крупнейших события в истории Земли: малая ледниковая эпоха (МЛЭ) XII-XIX вв. и современное потепление. Оба события на протяжении 300 лет охвачены инструментальными наблюдениями и потому дают надёжный материал для палеоклиматических реконструкций и разработки прогноза. Мы использовали в работе обобщённые данные о ходе температур земного шара и региональные данные ГМС г. Якутска. Последние отражают глобальный тренд и потому признаны репрезентативными (рис. 5).

Модель долгопериодичных ритмов (рис. 2) показывает, что последний ледниковый период закончился благодаря ТС фазе 40700-летнего ритма Миланковича. Около 13 тыс.л.н. температурная кривая перешла из холодной области в тёплую и положила начало глобальному потеплению, названному голоценом (рис. 2, Максимов, 1986). То же самое случилось во время МЛЭ на волне 1850-летнего ритма Шнитникова. В середине XIX температурная кривая 1850-летнего ритма перешла из холодной области в тёплую и также привела к глобальному потеплению, которое мы переживаем сегодня (рис. 2, 5).
В целом процесс современного потепления развивался около сотни лет (рис. 5). Вторая половина XIX в., и первые ¾ ХХ в., представляли, по сути, переходный период от МЛЭ к


Рис. 5. Ход среднегодовых температур XIX-XXI вв. в Якутии (вверху: данные ГМС г. Якутска за 1830-2005) и на земном шаре (внизу: данные School of environmental sciences, climatic research unit, University of East Angle, Norwich, UK, 1999 за 1860-1999).

современному потеплению. Весь рассматриваемый отрезок времени температура испытывала возвратно-поступательный ход, то переходя через нуль в тёплую область, то возвращаясь в холодную (рис. 5). Устойчивый переход в тёплую область произошёл только в 1970-х г. (рис. 5).
Возвратно-поступательный ход температуры в 1830-2005 гг. хорошо документирован инструментальными наблюдениями (рис. 5). В них отчётливо прослеживается реализация трёх волн векового ритма (рис. 5, верхняя часть). На первой волне, закончившейся около 1902 г., среднегодовая температура в Якутии колебалась в пределах 3,0 градусов С, в конце периода минимальные значения поднялись на 1,0 градус, но в целом остались в холодной области. Во второй волне общая амплитуда колебаний возросла до 3,5 градусов, температура периодически переходила через нуль в тёплую и холодную области, но к концу периода в начале 1970-х г. её минимальные значения остались не только в холодной области, но и на прежнем уровне. Наконец, в третьей волне векового ритма амплитуда была самой широкой: 4,5 градуса С. Темпы потепления здесь самые высокие. Уже в первой трети векового ритма, охватившей рубеж ХХ-XXI вв., температура устойчиво перешла в тёплую область, её нижний предел поднялся на 2,0 градуса по сравнению с предыдущим и на 2,5 градуса – выше первой волны в МЛЭ.
Для всей Земли рост среднегодовой температуры от МЛЭ к современному потеплению составил 1,1 градуса С (рис. 5, нижняя часть). Переход через нуль осуществился в 1930-х г. и колебался около нуля на уровне плюс-минус 0,5 градуса С вплоть до 1970-х г. В конце 1970-х температурная кривая устойчиво перешла в тёплую область.
Важнейшие выводы из проведённого анализа: 1) потепление климата от МЛЭ к современности имело ритмический возвратно-поступательный характер и подчинялось правилу «два шага вперёд – шаг назад», открытому в ритмических процессах Е.В.Максимовым (1972); 2) инерция холода МЛЭ была настолько велика, что от максимума горного оледенения в середине XIX в. потребовалась реализация двух полных вековых ритмов и начала третьего, чтобы обеспечить устойчивый переход температуры Земли из холодной области в тёплую; 3) развитие потепления по ходу реализации всех трёх вековых ритмов шло не на нулевом фоне, а на фоне ТС фазы 1850-летнего ритма Шнитникова и ТВ фазы 40700-летнего ритма Миланковича, создавших главный фон потепления климата (рис. 2).

Прогноз современного потепления

Прогноз развития потепления наиболее реален по двум сценариям (рис. 2, 3). Они основаны на моделях внутренней структуры долгопериодичных ритмов Е.В.Максимова (1986) и А.М.Батурина (2003).

а. прогноз по Максимову: по ритму Шнитникова (рис. 2) глобальное потепление продлится в будущее примерно на 700 лет и будет развиваться в рамках ТС фазы, доминирующей в этом ритме (она занимает 1200 лет или 2/3 всей протяжённости ритма). Нарастание температуры до уровня, вдвое превышающего сегодняшний, должно произойти в ближайшие 200 лет на волнах векового ритма. Дальнейший рост потепления будет ограничен снижением теплообеспеченности и ростом увлажнённости в ТВ ритме Миланковича, контролирующем реализацию 1850-летнего ритма Шнитникова. Рост увлажнённости будет происходить и по ходу реализации 1850-летнего ритма и достигнет максимума на рубеже III тысячелетия. Именно из-за согласованного роста увлажнённости в двух ведущих долгопериодичных ритмах процесс потепления будет сглажен и устойчив. Согласно продолжительности ТВ фазы ритма Миланковича, тёплый климат будет господствовать ещё около 7 тыс.л. (рис. 2). По ходу векового ритма самыми тёплыми в первой половине нашего века должны быть первое и второе десятилетия с пиком на их рубеже (Поморцев и др., 2005; Поморцев, Кашкаров, 2007).
б. прогноз по Батурину: потепление продлится в будущее на 128 лет со смещением линий полярных кругов до широт 67,5 градусов (Батурин, 2003, с. 3). После этого начнётся постепенное похолодание, которое через 3180 лет приведёт к новому ледниковому периоду (рис. 2, 3).
Краткое обобщение по прогнозам: в моделях долгопериодичных ритмов Максимова и Батурина (рис. 2, 3), разработанных независимо друг от друга, есть много схожего. В частности, почти идентично определены временные рамки максимума последнего похолодания (22000 л.н. у Максимова и 21150 л.н. у Батурина) и общая продолжительность голоцена (ок. 13000 и 12000 л.н. соответственно). Батурин прогнозирует развитие потепления ещё на 128 лет вперёд, по модели Максимова мы считаем, что самыми тёплыми будут ближайшие 200 лет. В целом складывается впечатление, что Максимов и Батурин говорят об одном и том же ритме, хотя продолжительность его определена у них по-разному: в 40700 лет у Максимова и в 48666 лет у Батурина.
Прогноз по моделям Максимова и Батурина расходится с прогнозом катастрофы 2012 г., вычисленной М.Коттереллом (2002) по календарю майя. Близко к этой дате мы даём прогноз наибольшего потепления в первой половине XXI в., но с катастрофой его не связываем. Мы считаем, что cовременное потепление – не аномалия, а возврат Земли в состояние, наиболее характерное для большей части её истории. Об этом говорят палеогеографические данные (Зимы нашей планеты, 1982) и древние календари (Исрапилов, 2003), где похолодания занимают не более 10% всего времени. Масштабы развивающегося потепления должны быть меньше, чем в климатический оптимум голоцена 4-7 тыс.л.н., когда температура по ходу ритма Миланковича находилась близко к точке максимума и вдвое превышала прогнозируемую современную (рис. 2).

Практическое приложение прогноза потепления климата к сохранению генофонда хвойных лесов бореальной зоны

Азия. При потеплении климата, оцененном нами в 1,5-2,0 градуса С для ближайших 200 лет, южная зональная граница хвойных лесов сместится к северу на 190-250 км (из расчёта зонального градиента температуры 0,8 градуса С на 1 градус широты или на 100 км), а в горах степной и лесо-степной зоны нижняя граница лесов поднимется на 250-330 м (из расчёта высотного градиента температуры 0,6 градуса С на 100 м). В итоге основные рефугиумы хвойных лесов, расположенные сейчас на границах России, Казахстана, Монголии и Китая, окажутся смещёнными в пределы России, на которую ляжет главная ответственность за их сохранение. Центр рефугиумов охватит горы Южной Сибири.
В Южной Сибири теоретически должен быть сосредоточен наиболее ценный генофонд лесов, определяемый запасом накопленной изменчивости в краевых популяциях. Причина этого – краевой эффект, благодаря которому краевые популяции чаще, чем популяции внутренних областей ареала, сталкиваются с чужеродными условиями и потому накапливают больший запас изменчивости (Северцов, 1951; Панфилов, 1960; Тимофеев-Ресовский, 2000; Алтухов, 2004). Вторая причина – оптимум ареала. Несмотря на краевое положение, мозаичность горных условий создаёт на юге Сибири множество локальных очагов с областями экологического оптимума. Здесь перекрываются ареалы многих видов южных и северных областей Азии, образуется полоса их повышенного разнообразия (Koshkarev, 1998; Кашкаров, 2006; Kashkarov et al., 2007), а следовательно и полоса повышенного разнообразия генофондов.
Во время плейстоценовых катаклизмов, диктовавших масштабы изменения ареалов тайги и степи, популяции хвойных Южной Сибири неизбежно оказывались на переднем крае событий. Под натиском потеплений-похолоданий климата, и обширных трансгрессий (рис. 6; Upham, 1896; Pardee, 1910, 1942; Bretz, 1923; Линдберг, 1955, 1972; Зубаков, 1965; Лазуков, 1965; Elston, 1967; Моррисон, 1968; Ричмонд и др., 1968; Glacial Lake Agassiz, 1983; Heinrich, 1988; Кашкаров, 2005), они то сокращали свой ареал до размера горных рефугиумов (рис. 1, 6), то вновь расселялись оттуда на равнины. Именно по этой причине в горах Южной Сибири должны были сформироваться популяции с повышенным запасом изменчивости и лучшим эволюционным материалом для естественного возобновления лесов.
В целом рефугиумы хвойных лесов бореальной зоны Азии не исчерпываются рефугиумами гор Южной Сибири. В силу географической зональности и высотной поясности природа создала подстраховку от катаклизмов на всех широтах и обеспечила леса убежищами от берегов Северного Ледовитого океана (самый северный массив лиственницы Ары-Мас на Таймыре) до гор Центральной Азии (здесь находится основной ареал ели Шренка; рис. 1, 6). В широком географическом плане Сибирь представляет сегодня, по-видимому, такой же рефугиум обеднённых лесов голоцена, как Монголия и Тибет – степей плейстоцена (Кашкаров, 2006). Рефугиум совершенно другого типа существует на Дальнем Востоке (рис. 1, 6). Благодаря мягкому климату, схожему с климатом тихоокеанского побережья Северной Америки, он не испытывал резких смен ландшафтной обстановки, характерных для внутриконтинентальных областей Азии, и потому до сих пор сохраняет ярко выраженные смешанные черты южной тайги и северных тропиков (Матюшкин, 1972).


Рис. 6. Плейстоценовые трансгрессии и катастрофические сбросы воды из айсберговых бассейнов в Евразии и Северной Америке. Легенда: стрелками указаны главные направления сброса. Чёрный цвет - территории, не покрываемые водой и льдом, зелёный – горные ледники и айсберги, синий – трансгрессивные айсберговые бассейны и океан. Реконструкция Е.П.Кашкарова (2005).

Если исходить из зонального положения гор Южной Сибири, количества высотных поясов и показателя биоразнообразия, мы предполагаем, что лучший генофонд хвойных лесов бореальной зоны должен быть сосредоточен в рефугиумах Алтая (подразумевается Алтай в широких границах в пределах России, Казахстана, Китая, Монголии; рис. 1, 6). На втором месте, должны стоять Саяны и Прихубсугулье, на третьем – горы Прибайкалья, Забайкалья, Хэнтэй (рис. 1, 6). На Дальнем Востоке недостаточно большой набор высотных поясов в Сихотэ-Алине компенсируется мягким климатом, обеспечившим выживание многих реликтов не только четвертичного, но и третичного времени (Матюшкин, 1972).
Несмотря на высокие защитные свойства рефугиумов гор Южной Сибири и Дальнего Востока, трагедия их заключается в том, что на большей части ареала лучшие генетические ресурсы лесов уничтожены в последние десятилетия рубками (Лебедев, 2000). За исключением десятка заповедных уголков, южная окраина ареала лесов бореальной зоны Азии представлена лесами вторичными (рис. 1).
Безпрецедентные масштабы рубок начались при развале СССР и не уменьшаются до сих пор. Государственная политика России по уничтожению собственных охраняемых территорий и передаче миллионов гектаров лесов в долгосрочную аренду Китаю (Лебедев, 2000; Рихванов, 2004; http://news.vl.ru/world/2006/07/28/arenda/; Стешин, 2006) оставляет мало шансов для эффективной защиты ценнейшего генофонда бореальных лесов мира, сосредоточенного преимущественно в России.
Выход из сложившейся ситуации подсказывают ритмы. Поскольку они синхронно проявляются в изменениях климата, периодичности плодоношения древесных пород и динамике границ ареалов, они и создают главную предпосылку восстановления утраченного генофонда лесов из уцелевших рефугиумов путём естественного расселения.
На волне современного потепления климата, вызванной благоприятным совпадением во времени тёплых фаз векового, 1850 и 40700-летнего ритмов (рис. 2, 5), резко повышается возможность вернуть на юг Сибири генофонд утраченных девственных лесов из более северных рефугиумов (рис. 1, 6). Важную роль в этом могли бы сыграть рефугиумы заповедников и цельный массив нетронутых лесов Среднесибирского проскогорья. Они связаны с южной частью ареала транзитными коридорами (рис. 1), которые действовали, по всей вероятности и в плейстоцене, когда обширные трансгрессии покрывали сушу до 200 м над ур.моря по современным отметкам (Лазуков, 1965; Моррисон, 1968; Линдберг, 1972) и «загоняли» леса на возвышенности (рис. 6).
Говоря о трансгрессиях, важно подчеркнуть, что именно они, а не покровные оледенения, играли в плейстоцене роль основных катаклизмов (рис. 6). Трансгрессивные водоёмы Евразии и Северной Америки примыкали к горным ледникам, поставлявшим на равнины айсберги и моренный материал, ошибочно принимаемый за следы покровных оледенений (Лазуков, 1965; Линдберг, 1972; Кашкаров, 2005). Сползание горных ледников в моря и озёра до сих пор наблюдается в тихоокеанской части Аляски и в Скалистых горах. Теория же трансконтинентального распространения ледовых щитов не выдерживает критики. Против неё свидетельствуют многие факты и расчёты в работах М.В.Ломоносова (1763: цит. по Калякин, 2004), И.И.Лепёхина (1771: цит. по Калякин, 2004), А.И.Воейкова (1881, 1882, 1893), Г.У.Линдберга (1972), В.Н.Калякина (2004, 2005) и др. исследователей.
Северная Америка. В силу климатических особенностей Северная Америка представляет оптимум ареала лесов бореальной зоны. Восстановление лесов в условиях современного потепления может идти здесь намного быстрее, чем в Сибири. До настоящего времени рефугиумы Канады и США сохраняют такие гиганты древесных пород (туя, секвойя, пихта Дугласа), которые в Азии можно найти только в тропиках (рис. 7).


Рис. 7. Туя (Thuja plicata), упавшая после бури в ноябре 2006 г (Олимпийский национальный парк, США). Снимок сделан в июне 2007 г.

Высокий шанс для успешного восстановления девственных лесов создаёт их сплошная полоса в Канаде. Она тянется южнее Гудзонова залива от Атлантики до Аляски и соединяется с почти такой же сплошной полосой рефугиумов в Скалистых горах (рис. 1). В Азии таких идеальных условий нет. Здесь нетронутые леса разделены на островные участки (рис. 1), их расселение возможно главным образом канализированными путями.
Активную роль в восстановлении лесов североамериканского континента уже несколько десятилетий играет программа “Yukon to Yellowstone”. Её цель - создать в Скалистых горах сплошную сеть охраняемых территорий от Юкона до Йеллоустона и максимально исключить влияние человека.
Согласно имеющимся данным (World Resources Institute, 1997; Браун, 2000; USDA Forest Service, 2002), в настоящее время в США осталось только 5% нетронутых лесов (рис. 1), включая леса на частных землях, к которым относятся и земли крупной лесозаготовительной компании «Weyerhaeuser». Леса национальных парков остаются неприкосновенными (рис. 7), но на охраняемых территориях со статусом «национальный лес» они давно заменены вторичными и с 2001 г. интенсивно вырубаются.

Заключение

Массовое уничтожение лесов общеизвестно в Азии и Северной Америке на предыдущих волнах потепления климата по ходу вековых ритмов в XVIII, XIX и XX вв. Однако в отличие от предшествующих волн, Азия имеет сегодня десятикратно большее население и потому процесс сведения остатков нетронутых лесов может идти здесь также десятикратно быстрее. Нужно подчеркнуть, что в Азии сконцентрирована сегодня не просто большая часть населения земного шара, но большая часть активного населения, имеющего в Китае безпримерно долгий и устойчивый темп экономического роста: 7-14% в год (CIA data…, 2006). До настоящего времени подобный феномен регистрировался в мире только в Японии, но только в течение одного года после Второй Мировой войны. Китай же удерживает высочайший в мире уровень экономического роста уже более 10 лет.
Чтобы избежать массового уничтожения нетронутых лесов Северного полушария, правительства России, США и Канады должны использовать сегодня поистине уникальную возможность их восстановления на волне глобального потепления климата. На естественном фундаменте глобальных ритмов сделать это тысячекратно дешевле и проще, чем на самом лучшем искусственном.

Библиография

Алтухов Ю.П., 2003. Генетические процессы в популяциях. М., Академкнига, 431 с.
Батурин А.М., 2003. Периодичность глобальных катастроф – 12166 лет
http://www.nauka.kursk.ru/6/index1.php
Браун Л.Р., 2000. Проблемы нового века // Волна, N 3-4 (24-25), С. 6-20.
В акваториях северных морей исчезли айсберги http://news.gala.net/?cat=14&id=220023
В Арктике откололся гигантский кусок шельфового ледника, 2006, http://www.korrespondent.net/main/174761/
Воейков А.И., 1881/1952. Климатические условия ледниковых явлений, настоящих и прошедших / Избранные сочинения, т.III, М.: АН СССР, C.321-364.
Воейков А.И., 1882/1952. Новейшие исследования ледников и причин их изменений / Избранные сочинения, т.III, М.: АН СССР, C.365-375.
Воейков А.И., 1893/1952. Колебание и изменение климата / Избранные сочинения, т.III, М.: АН СССР, C.387-426.
Гаврилова М.К., 2003. Изменение современного климата области «вечной мерзлоты» в Азии // Обзор состояния и тенденций изменения климата Якутии. Якутск: СО РАН, С.13-18.
Джилберт А., Коттерелл М., 2001. Тайны майя. –М.: Вече. -349 с.
Ефимов В.М., 2000. Роль внешних и внутренних факторов в динамике численности водяной полёвки (Arvicola terrestris L.) в Северной Барабе / Канд. дисс. – Новосибирск. - 135 с.
Ефимов В.М., 2003. Проблемы многомерного анализа экологических данных / Докт. дисс. – Томск. – 400 с.
Зимы нашей планеты (земля подо льдом), 1982. Под редакцией Б.Джона, М.: Мир, 333 с.
Зубаков В.А., 1965. Плейстоценовое оледенение Северного полушария (статика криосферы) / Антропогеновый период в Арктике и Субарктике. -М.: Недра, C. 243-268.
Исрапилов М.И., 2003. Наскальные рисунки Дагестана и колебания полюсов и наклона оси Земли в голоцене. –Махачкала: Юпитер, 430 с.
Калякин В.Н., 2004. Природные условия позднего плейстоцена. В кн. 1: Восточно-европейские леса (история в голоцене и современность), М.: Наука, C. 59-92.
Калякин В.Н., 2005. Был ли ледниковый период? // Энергия, № 1. C. 61-65 и Энергия, № 2. C. 48-53.
Кашкаров Е.П., 2005. Водный фундамент ледникового периода http://camel-rhythm.blogspot.com/
Кашкаров Е.П., 2006. Алтай-Хэнтей: Природоохранные проблемы трансграничных территорий // Экобюллетень ИнЭка.-№6.-С.37-39.
Кондобаев Г., 2000. Экологический просчёт президента // Волна, N 3-4 (24-25), С. 22-25.
Коттерелл М., 2002. Белые божества инков (разгаданные секреты перуанских пирамид). –М.: Эксмо. -238 с.
Лазуков Г.И., 1965. О связи между четвертичными оледенениями и трансгрессиями на севере Евразии // Антропогеновый период в Арктике и Субарктике. -М.: Недра, 1965. -C. 269-282.
Лебедев А., 2000. Тайга и кодекс. В натуре и без базара // Волна, N 3-4 (24-25), С. 31-38.
Линдберг Г.У., 1955. Четвертичный период в свете биогеографических данных. -Л.: Наука. -334 с.
Линдберг Г.У., 1972. Крупные колебания уровня океана в четвертичный период (биогеографические обоснования гипотезы).- Л.: Наука. -548 с.
Личков Б.Л., 1965. К основам современной теории Земли. -Л.: ЛГУ. -119 с.
Максимов И.В., 1970. Географические силы и воды океана. Л.: Наука.
Максимов Е.В., 1972. Проблемы оледенения Земли и ритмы в Природе. -Л.: Наука. -294 с.
Максимов Е.В., 1977. Ритмичность природных явлений и ее смысл // Известия ВГО, N5, т.109. -C.418-427.
Максимов Е.В., 1986. Голоцен (ритмический вариант системы Блитта-Сернандера) // Известия ВГО, вып.1, т.18. -C.10-20.
Максимов Е.В., 1990. Геологический ритм и великие ледниковые периоды // Известия ВГО, вып.4, т.122. -C.324-331.
Максимов Е.В., 1995. Ритмы на Земле и в Космосе. -С.-П.: издательство С.-П. университета, -324 с.
Матюшкин Е.Н., 1972. Смешанность фауны Уссурийского края: её общие черты, исторические корни и современное проявление в сообществах среднего Сихотэ-Алиня // Сборник трудов Зоол.музея МГУ, т.13, с. 86-144.
Моррисон Р., 1968. Четвертичная геология Большого Бассейна / Четвертичный период в США. -М.: Мир. -C. 305-336.
Неручев С.Г., 1982. Уран и жизнь в истории Земли. -Л.: Недра. -208 с.
Панфилов Д.В., 1960. О строении и динамике ареалов видов животных // Вопросы географии, сб. 48. –М. –С.90-102.
Поморцев О.А., Кашкаров Е.П, Попов В.Ф., Толстихин О.Н., Ефремов В.С., 2005. Современное потепление климата как фактор потенциальной опасности криогенных проявлений на участке трассы Томмот-Якутск // Проектирование и строительство земляного полотна железной дороги Томмот-Кердим в сложных инженерно-геокриологических условиях. Итоги инженерных изысканий в 2005 г. Материалы научно-технического совета 7-8 декабря 2005 года в г. Якутске. М.: Проекттрансстрой, С. 69-75.
Поморцев О.А., Кашкаров Е.П., 2007. Основа долгосрочного прогноза изменения климата // Материалы международных научных чтений "Приморские зори - 2007". Вып. 1. - Владивосток:Изд-во ТАНЭБ, 2007, С. 58-62.
Рихванов Е., 2004. Леса Сибири в контексте глобального потепления // Волна, N 2-3 (39-40). C.4-38.
Ричмонд Дж., Фриксел Р., Нефф Дж., Уэйс П., 1968. Кордильерский ледниковый покров северных Скалистых гор и четвертичная история Колумбийского плато // Четвертичный период в США. -М.: Мир. -C. 286-304.
Северцов С.А., 1951. Проблемы экологии животных (неопубликованные работы). Т. I, М.: АН СССР, 171 с.
Слепцов-Шевлевич Б.А., 1982. Гидрометеорологические проявления многолетних изменений солнечной активности // Докт. дисс. –Л. -392 с.
Стешин Дмитрий, 2006. Китай вырубит Сибирь? http://kp.ru/daily/23746.4/55642/
Россия отдаст Китаю миллион гектаров Сибири. http://news.vl.ru/world/2006/07/28/arenda/
Тимофеев-Ресовский Н. В., 2000. Воспоминания / сост. и ред. Дубровина Н. -М.: Согласие.- 880с.
Шнитников А.В., 1957. Изменчивость общей увлажненности материков северного полушария. –М.- Л., 1957.
Чижевский А.Л., 1931/1995. Космический пульс жизни. –М.: Мысль. -768 с.
Эйгенсон М.С., 1963. Солнце, погода и климат. –Л.: Наука.
Boreal Forest of Russia: Logging, Fires, and Data Distribution, 2000.
http://www.whrc.org/russia/our_work/past_projects/logging_fire_data.htm
Bretz J.H., 1923. Glacial drainage of the Columbia Plateau // Geol. Soc. Amer. Bull., 34. -573-608 p.
CIA data: The World Factbook, 2006. https://www.cia.gov/cia/publications/factbook
Elston, J.A., 1967. Life, Land, and Water. -Winnipeg, Manitoba, Canada: University of Manitoba Press.
Glacial Lake Agassiz, 1983. Edited by J.T.Teller and Lee Clayton. The Geological Association of Canada, Special Paper 26. -451 p.
Kashkarov E., V.Vyrypaev, A.Skorobogach, G.Nolfin, A.Gribkov, A.Barashkova, and I.Ishchenko, 2007. The role of peripheral populations in a strategy for the conservation and restoration of argali // Caprinae News IUCN/SSCBulletin, March , 9-13.
Koshkarev E., 1998. Centers of Biodiversity - Critical Ranges // Russian Conservation News, no. 14, 37-38.
Heinrich H., 1988. Origin and Consequences of Cyclic Ice Rafting In the Northeast Atlantic Ocean During the Past 130,000 Years // Quaternary Research, 29. -P. 143-152.
National Geographic, 2004. September, Vol.206, No.3.
Pardee J.T., 1910. The Glacial Lake Missoula. Montana // Journ. Geol., 8. -P. 376-386.
Pardee J.T., 1942. Unusual Currents in Glacial Lake Missoula // Montana, Geol. Soc. Amer. Bull., 53. –P. 1569-1599.
Retreat_of_glaciers_since_1850/http://en.wikipedia.org/wiki/
School of environmental sciences, climatic research unit, University of East Angle, Norwich, UK, 1999.
Upham W., 1896. The Glacial Lake Agassiz // United States Geological Survey, Vol.XXV. - 631 p.
USDA Forest Service, 2002 www.fs.fed.us/news/fallcolors
World Resources Institute, 1997. The Last Frontier Forest (Ecosystems and Economics on the Edge), USA. – 43 p.