Предъявите геном дерева. Как генетики помогают в борьбе с незаконными вырубками леса

Генетик Крутовский рассказал о новых технологиях борьбы с лесным браконьерством

17 сентября в России отмечают День работников леса, или, как говорили раньше, «День лесника». После реформы 2006 года лесников в России сократили, что очень негативно повлияло на состояние насаждений. Разница заметна прежде всего ученым-биологам, которые изучают лес. Как бороться с незаконной вырубкой, противостоять лесным пожарам и сохранить российские леса, рассказывает «Газете.Ru» профессор, руководитель лаборатории лесной геномики Сибирского федерального университета Константин Крутовский.

— Константин Валерьевич, сколько в России процентов леса от общемировых?

— В России 20% всех мировых лесных запасов — это 1,2 млрд гектаров. Важно также, что лес занимает почти 70% территории нашей страны. В эти 70% входят также вырубки, гари и болота. А лесистость — это около 46% территории нашей страны. Это вообще колоссальный природный ресурс, колоссальное богатство. Кроме того, это альтернативный источник энергии. Если завтра закончится нефть и газ, то из целлюлозы можно будет получать спирт, а потом использовать его как биотопливо или с помощью простого сжигания получать тепло и электроэнергию. Это возобновляемый источник энергии, потому что деревья можно выращивать.

— Что сейчас происходит с лесами в России?

— По официальным данным, рубится примерно 1 млн гектаров леса в год. Казалось бы, это не так много, если считать, что всего в лесном фонде 1,2 млрд гектаров. Однако необходимо учитывать, что две трети лесов произрастают на особо охраняемых природных территориях или являются экономически недоступными из-за низкотоварной древесины или отсутствия дорог.

С 1 января 2023 года лесопользователей по закону обязали восстанавливать лес в течение года после вырубки. То есть каждый лесопользователь, который вырубил, обязан восстановить. Сколько рубят, столько и сажают. Кроме того, нельзя забывать, что лесовосстановление идет и путем естественного возобновления.

— А что по неофициальным данным? Сколько гектаров нелегально вырубленного леса?

— Нужно прибавить к 1 млн от 50 до 100%. Получается примерно 2 млн гектаров.

Помимо вырубок, леса все больше и больше страдают от пожаров, засух, вредных насекомых и болезней. Это лишает Россию еще примерно 3-4 млн гектаров в год. То есть, если брать общую потерю, получается около 5-6 млн гектаров в год. Лесопосадки урон не компенсируют, нужно в 3-4 раза больше сажать леса.

— Со спутников незаконные вырубки леса должны быть прекрасно видны. Неужели нельзя остановить незаконную вырубку, оперативно выехав на место?

— Действительно в России существует такой мониторинг лесов со спутников, самолетов и БПЛА. Даже целый институт этим занимается. Но, во-первых, у нас мониторинг не сплошной, к сожалению. То есть нет полного покрытия, чтобы следить за всем лесным массивом. Во-вторых, даже если незаконная вырубка обнаружена, сразу попасть на место и прекратить ее не всегда бывает возможно. Раньше многие районы не рубились просто потому, что туда не было доступа. Сейчас современная техника дает возможность рубить даже в очень удаленных, труднодоступных районах. Туда просто так не доедешь.

— Как же бороться с этими вырубками?

— Мы, генетики, можем предложить для этого ДНК-диагностику происхождения древесины. По генотипированию определяется район происхождения дерева, а потом вы смотрите, соответствует ли он тому, что указано в бумагах.

— А в документах при продаже указывается район, где вырубки возможны?

— Конечно. Именно так чаще всего и происходит.

— Для того чтобы выполнить такой анализ, нужно создать генетическую карту всех деревьев в России?

— Именно, но не буквально «всех» деревьев, а основных популяций. Поэтому очень нужна популяционно-генетическая база. И такая база уже в нашей стране есть, но она касается генома человека. Создана она была недавно в рамках союзного с Белоруссией проекта «ДНК-диагностика». Сейчас хотят запустить «ДНК-диагностика-2» для создания подобных баз важнейших биологических ресурсов России, хочется надеяться и возможно, что туда войдет и лес.

— Насколько реален запуск проекта «ДНК-диагностика-2»?

— Мы уже лет 10-15 бьемся, чтобы его запустить: и с Рослесхозом, и с центрами лесозащиты. И вот появилась надежда, что будет совместный российско-белорусский проект. Но пока он в подвешенном состоянии. Возможно, что он пойдет в следующем году, но какая там доля будет выделена лесу, пока непонятно.

— Сколько районов, откуда необходимо взять пробу геномов деревьев и какие эти районы по величине?

— Это очень сложный вопрос, на самом деле. Для того чтобы это выяснить, нужны специалисты и ботаники, и генетики, и физиологи растений, и экологи, и дендрологи. Потому что это зависит от вида и района произрастания. Где-то это может быть район в 100 гектаров величиной, где-то — 1 млн гектаров.

В Советском Союзе это, кстати, было сделано — территория была поделена на лесосеменные зоны. Была создана карта: из какого района можно было брать семена для восстановления леса, а из какого нельзя. Но сейчас многое поменялось в том числе и из-за изменения климата.

— Объясните, пожалуйста, почему геном сосны из Сибири, произрастающей близ Красноярска, будет отличаться от сосны из Серебряного Бора в Москве, если это один и тот же вид сосны?

— Любой вид, который занимает большую гетерогенную территорию, имеет очень высокий уровень изменчивости, часть которой связана с адаптацией к локальным условиям. Какие-то гены будут давать преимущество в одних районах, а какие-то — в других, в зависимости от средовых условий. Этим и определяется генетическое разнообразие и приспособленность к местным условиям произрастания.

Это легко пояснить на примере людей. Мы один вид, но тем не менее северные азиаты, например, отличаются от южных, и не только внешне! То, что хорошо для северных народов, может быть плохо для южных, и наоборот. Это тоже связано с адаптацией к условиям проживания.

Если взять сосны, то существуют, например, карликовые формы деревьев. Они растут в высокогорных районах. Там низкий рост дает больше вероятность выжить при сильном снегопаде: он не обламывает ветки и стволы, а также защищает от низких температур. Поэтому низкорослые карликовые мутации в геноме отбором поддерживаются. И в таких горных условиях это становится преимуществом, повышает приспособленность этих деревьев.

Но эти же деревья, высаженные на равнине, будут затеняться высокими. И там это будет неблагоприятной мутацией, отбор будет работать против нее.

— Поэтому в СССР для лесовосстановления применялись только те формы, которые наиболее адаптированы к местности?

— Именно так. Но сейчас и это изменилось. Климат меняется очень быстро, поэтому для восстановления леса нужно учитывать будущие условия, ведь лес выращивается с расчетом на многие десятки лет вперед. В науке это направление исследований называется assisted migration – управляемая «миграция», сознательное использование лесопосадочного материала из одного района в другом, с учетом будущих климатических условий. Изучением генетической адаптации лесов как раз занимается наша лаборатория лесной геномики в Сибирском федеральном университете.

— Сколько сейчас геномов расшифровано у ценных пород деревьев?

— Наиболее ценные — это хвойные. Это сосна, ель, кедровая сосна, лиственница. Из покрытосеменных — это дуб, в какой-то степень тополь, осина, береза, орех. Все геномы этих деревьев уже полностью или частично расшифрованы.

— Я знаю, что вы некоторое время назад работали в Федеральной лесной службе США как специалист-генетик. Считается, что она хорошо организована для защиты леса, там до сих пор существуют лесники, которые были сокращены в России в 2006 году. С вашей точки зрения, правильное ли это было решение?

— Абсолютно понятно, что лесников надо возвращать, а также сильно менять существующий Лесной кодекс. Принципиально важно сделать декларации лесопользователей полностью публично открытыми — это кардинально улучшит общественный контроль за лесами.

Нужно усиливать инспекцию, охрану и постоянный мониторинг лесов.

— Ежегодно выделяется очень много денег на борьбу с пожарами. Но лес все равно горит, и горит сильно. Что, получается, нужно еще больше денег выделять?

— Очень сложный и горячо обсуждаемый вопрос. Я убежден, что надо выделять разумно и что тут как раз возможно сэкономить. В первую очередь надо, конечно, защищать поселения и инфраструктуру, так как сам по себе лесной пожар — это естественное явление. И если в самом начале его не пресекли, — что раньше делали также с помощью лесничеств, — то остановить его уже не удастся. Остановить большой пожар могут только сильные и продолжительные дожди.

Пожары — это часть цикла в экосистемах, после которых происходит естественное возобновление леса. Пожары играют большую фитосанитарную роль, уничтожая также вредителей и гнилую отмершую древесину. Исторически пожары были всегда. Сейчас они просто приобретают катастрофические размеры, поскольку связаны еще и с засухами, и с захламленностью лесов. В прошлом году в Канаде сгорело 100 млн гектаров, точнее было пройдено пожаром, при этом часть лесов сохранила жизнеспособность. У нас, напомню, — от 3 до 4 млн.

— Наши пожары до сих пор возникают из-за поджогов?

— Во многом, да. До сих пор существуют палы — это преднамеренный поджог сухой травы весной. Считается, что таким образом земля освобождается от сорняков, обогащается почва и так далее. Во-первых, это неправильно, потому что вреда от палов больше, чем пользы. Во-вторых, это основной источник лесных пожаров. Хотя многие лесные пирологи считают, что контролируемые выжигания могут быть весьма эффективным способом снижения пожарной опасности, но они должны проводиться грамотно.

Также у нас еще очень много заброшенных сельскохозяйственных земель. Они начинают зарастать лесом. Как правило, это низкоценный пионерный лес — береза, осина. Согласно российскому законодательству, сельскохозяйственные земли должны поддерживаться в пригодном для хозяйства виде. То есть допускать зарастания нельзя. Так как хозяев этих земель штрафуют, они производят поджоги. Поджигают в одном месте, а потом горит полрайона, полкрая, полрегиона.

— Есть ли еще причины для поджогов?

— Да. Лесные браконьеры поджигают лес в тех местах, где запрещена рубка. По современному российскому законодательству, после поджога эти леса переходят в другую категорию, и их уже можно рубить. И там уже рубят и нормальные деревья. Все подряд.

— Производят так называемые санитарные рубки?

— Да, санитарные рубки должны проводиться в лесах, пораженных вредителями, болезнями и пожарами, и часто должны проводиться выборочно с удалением только пораженных деревьев. На деле происходит по-другому. Кроме того, в насаждениях, не достигших спелости, проводят «рубки ухода» для осветления и прореживания, и при этом должен вырубаться тонкомер — отставшие в росте и больные деревья. А в результате недобросовестные лесоводы вырубают самые хорошие деревья, превращая таким образом «рубки ухода» в «рубки дохода».

— Вы сказали, что нужно сажать в 3-4 раза больше леса, чтобы компенсировать его убыток. Это-то можно сделать?

— Тут тоже есть свои тонкости. Вот у нас ввели с 1 января 2023-го закон, обязывающий лесопользователей восстанавливать вырубленные леса, и они делают. Но как это происходит? Они посадили, отчитались через год, — и все. А что там будет через два года, приживутся деревья или нет, — это уже никого не волнует. На самом деле, нужен мониторинг не один год, а два-три. Только после этого можно считать, что лесовосстановление прошло успешно.

Мой хороший коллега Александр Онучин — директор Института леса им. В. Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук — рассказал мне, что несколько дней тому назад на лесном форуме, где обсуждались различные критерии успешности лесовосстановления, он предложил в кулуарах коллегам ввести один очень простой критерий: сколько вырубил арендатор спелых и перестойных лесов (старых, с большим количеством деревьев, близких к отмиранию) — столько же он должен обеспечить их перевода из категории приспевающих в спелые (оптимальные для рубки).

Тогда будет соблюдаться принцип устойчивого управления лесами и постоянства лесопользования.

На что коллеги резонно заявили: арендаторы в этом случае откажутся работать. Тем не менее такой критерий успешности лесовосстановления необходимо постепенно вводить в практику.

Я очень надеюсь, что удастся изменить Лесной кодекс, вернуть обратно лесников, образумить поджигателей и наладить мониторинг восстановленного леса. Ведь лес — это главный источник кислорода на Земле, среда обитания очень многих видов. Он поддерживает биоразнообразие и оказывает колоссальное влияние на климат, смягчая его. Без леса просто невозможно представить жизнь на планете в нормальном виде.