Мигунова Е.С.
Д.И. Менделеев и лесоводство

Периодическая система элементов Дмитрия Ивановича Менделеева, одного из крупнейших ученых России, стала достоянием мировой науки. Помимо безусловной гениальности Д.И. Менделеев обладал еще исключительной широтой научных интересов и невероятной трудоспособностью, о чем свидетельствуют 25 объемистых томов его сочинений (1934-1954). Он оставил большое научное наследие не только в области химии, но и в физике, метеорологии, химической технологии, статистике и экономике. На протяжении многих лет ученый уделял серьезное внимание проблемам сельского и лесного хозяйства. Переизданные в 1954 г. его «Работы по сельскому хозяйству и лесоводству» составили том объемом 620 страниц. Приведем основные положения о лесе из этой книги.

Одно из первых высказываний великого химика гласит: «Лес как естественный продукт солнца и почвы, всегда будет драгоценным пособием жизни людей, доставляющим кроме прямых много косвенных видов пользования, например тень при зное и ничем не заменимую красоту и оживление местности» (1892).

Прежде всего отметим, что ученый особо выделил «невесомые» ценности леса – тень при зное и красоту, оживляющую местность, чему в его время мало кто уделял внимание. Очень важно также, что Менделеев сразу четко обозначил обусловленность леса абиотическими факторами – солнцем и почвой. В естественных науках этот вопрос до сих пор окончательно не решен и многими учеными биотические составляющие природы выдвигаются на роль главного фактора ее развития. Однако Дмитрий Иванович оставил в своем наследии о лесе не только такие общие положения. Очень серьезное внимание он уделял охране лесов, так как считал их одним из главных факторов сохранения стабильности природы и борьбы с засухами.

«Если обязательно и расчетливо сохранять плодородие полей и лугов, то не менее важно сохранять и леса», – писал ученый. Он предлагал провести государственные мероприятия по охране лесов и по усиленному лесоразведению в губерниях, где лес занимает меньше 20% площади. «Я думаю, что работа в этом направлении настолько важна для будущего России, что считаю ее однозначащей с защитой государства, а потому полагаю, что было бы возможно принять особые сильные меры для этой цели и даже освобождать семьи, засадившие известное число дерев в степях юга России, от обязательной военной повинности и давать им иные льготы как земские, так и общегосударственного свойства».

При этом Менделеев подчеркивал необходимость поддерживать оптимальное соотношение разных угодий, а следовательно, и оптимальную лесистость. «Соответствие лесной поверхности с площадью лугов и пашен составляет основное условие земледельческого благоустройства как для отдельных имений или округов, так и для целых стран, а потому благоустроенные леса составляют такую же существенную и важную долю земельного богатства, как и благоустроенные пашни или луга». Чтобы найти эти оптимальные соотношения, ученый произвел расчеты лесистости трех западно-европейских государств, сопоставив их с лесистостью России. На тот период она составила: в Великобритании – 4 %, во Франции – 16 %, в Германии – 26 %.

В России, по его данным, под лесом находилось около 38 % земли, из них примерно 2/3 принадлежало государству. «Обстоятельство это можно считать большим благом России, – писал Дмитрий Иванович, – потому что этим только путем и можно надеяться на некоторое сохранение остатков русских лесов, истребляемых безрасчетливо для личных выгод хозяев и губительно для будущей судьбы России, что и заставило прибегнуть к лесоохранительному закону 1888 г.». И далее: «Русский народ, исторически родившись среди лесов, следовательно, привыкнув смотреть на лес как на божий дар, данный для топлива и стройки, а на землю из-под него как на средство расширять пашню, ... не привык беречь лесов, охотно их истребляет и очень мало заботится о их разведении, а это грозит при кажущейся еще большой пропорции лесов неисчислимыми бедствиями, особенно же уменьшением равномерности климата и увеличением и без того пагубных для русских урожаев засух. По этим причинам особую государственную и прямо сельскохозяйственную важность имеют не только меры, охраняющие леса от дальнейшего уменьшения их пропорции во всех губерниях, где лесу менее 20 % по площади, но и возбуждение усиленного лесоразведения, особенно там, где лесная площадь менее 10 % всей поверхности».

Менделеев указывал на необходимость рубить в данный срок только то количество леса, какое в этот срок в нем прирастает. «Непременным... условием разумного пользования лесными запасами должно считать такое в них хозяйство, чтобы годовое потребление было равно годовому приросту, ибо тогда потомкам останется столько же, сколько получено нами». В наше время эти положения составляют основу принятой во многих странах мира концепции устойчивого развития.

Наиболее крупным лесоводственным исследованием Менделеева является его работа в уральских и западно-сибирских лесах, проведенная в период командировки в 1890 г. для ознакомления с состоянием железорудной промышленности Урала. В отчете по результатам этой командировки большая глава посвящена лесам. Особое внимание к ним обусловлено тем, что древесный уголь в то время был единственным сырьем для плавки железной руды.

Из сведений, которые приводит Менделеев, можно заключить, что специальных лесохозяйственных предприятий на Урале в то время не было и леса региона ранее никогда не обследовались. Дмитрий Иванович организовал и провел большие работы по изучению этих лесов, их породного состава и состояния. При этом главный акцент был сделан на оценке их продуктивности. Ученый разработал детальную методику измерения густоты, объемов стволов и запасов насаждений, показав себя профессиональным таксатором. Методика предназначалась для лиц, желавших участвовать в изучении местных лесов. Однако для Менделеева эта практическая сторона вопроса послужила еще и основой для широких научных обобщений. Сочетание чисто практических вопросов с теоретическими «всегда завлекает», писал ученый. Таким обобщением стало установленное им опытным путем довольно быстрое падение прироста лесов по мере движения к северу.

Одним из приемов сбережения лесов и повышения их доходности ученый считал развитие совершенной деревообрабатывающей промышленности, в том числе производство бумаги и целлюлозы, с прекращением продажи за границу сырого леса.

Выдающийся химик уделял также серьезное внимание вопросам мелиорации земель – борьбе с оврагами, строительству запруд как условиям борьбы с засухами, а на севере – осушению. По вопросам мелиораций и лесоразведения с ним, как с крупным специалистом, консультировались министры земледелия и финансов. Докучаев принял оптимальное соотношение угодий, о важности которого писал Менделеев, за основу рациональной организации сельскохозяйственных территорий. В числе последних работ ученого была книга «Дополнения к познанию России» (1907), опубликованная уже после его смерти.

Мы бы хотели обратить внимание еще на один момент, связывающий лесную науку с творчеством Менделеева. Как известно, главным его достижением является создание периодической системы элементов. Ее основной принцип – размещение химических элементов по нарастанию их атомного веса с разделением на шесть периодов, к каждому из которых приурочено по восемь элементов. Каждый период начинается щелочным металлом и заканчивается инертным газом, что доказывает наличие периодичности в строении атомов, а следовательно и материи в целом. Вспомним в связи с этим лесотипологическую классификационную модель – эдафическую сетку (от edaphus – земля), построенную в координатах трофности (обеспеченности элементами питания и увлажнения местообитаний). Ее долгое время называли сеткой Е.В. Алексеева – П.С. Погребняка или только П.С. Погребняка.

Проведенный нами анализ имеющихся источников дал основание утверждать, что истинным родоначальником принципа разделения лесов по нарастанию богатства и влажности почвогрунтов, на которых они произрастают, является крупный деятель лесохозяйственного производства России начала ХХ в., соратник Г.Ф. Морозова А.А. Крюденер. Об этом убедительно свидетельствуют его публикации и прежде всего монография «Основы классификации типов насаждений и их народнохозяйственное значение в обиходе страны» (1916-1917), переизданная МГУЛом в 2003 г. Эмиграция А.А. Крюденера в 1918 г. определила судьбу его трудов: они были преданы забвению. Восстанавливая историческую справедливость, считаем правильным называть эдафическую сетку, представляющую центральный фрагмент большой классификационной таблицы Крюденера, эдафической сеткой А.А. Крюденера – П.С. Погребняка. Безусловная заслуга последнего состоит в том, что он, как и ранее Алексеев, не только сохранил исключительно перспективный классификационный прием Крюденера, но выделил и несколько видоизменил основной фрагмент таблицы Крюденера (1931), что сделало ее более компактной и удобной (см. рисунок).

Каковы главные принципы построения данной классификационной модели? Их несколько. Первое – это выделение в качестве основного фактора разнообразия лесов уровня плодородия местообитаний, на которых они произрастают, определяемого по их обеспеченности элементами питания (богатству, трофности) и увлажнению. Второе – разделение лесов на типы по их составу и продуктивности, обусловленным богатством и влажностью почвогрунтов, или методом фитоиндикации – по наличию видов разной экологии – олиго– или мегатрофов, ксеро– или гигрофитов. Создана также климатическая сетка в координатах теплоты и влажности климата, в которой размещаются эдафические (по– чвенно-грунтовые) сетки разных зон.

Признавая полную обусловленность растительности средой внутри однородного по климату региона, прежде всего почвенногрунтовыми условиями, типологи школы Морозова – Крюденера разделяют их на типы по характеру растительности, признаваемой основным критерием качества среды. Мы называем этот прием «ключом Крюденера». Он обеспечивает единство объема типа насаждения (лесной растительности) и типа среды, что позволяет рассматривать данную классификацию как классификацию лесных экосистем. За более чем 90-летний период использования данной классификационной системы (в основном на территории Украины) получены материалы, позволяющие количественно оценивать как характеристики насаждений (всех их ярусов), так и почвогрунтов разных типов леса, выделяемых эдафической сеткой.

Что же выявили эти исследования? Начиная от Крюденера многими авторами, и прежде всего Алексеевым и Погребняком, убедительно доказано, что разное богатство почвогрунтов связано с их механическим составом и увеличивается по мере его утяжеления, а именно: чисто сосновые боры (тип А) распространены в основном на бедных кварцевых песках; сосново-еловые и сосново-дубовые древостои (тип В, субори) – на относительно бедных глинистых песках и легких супесях; тип С (сугруды), в котором наряду с олиго– и мезотрофами в подчиненных ярусах появляются мегатрофы (липа, лещина) – на относительно богатых землях, чаще всего на супесях, подстилаемых суглинками; тип Д (груды – в зависимости от климата рамени, дубравы или бучины) – на богатых суглинках и глинах.

Наши исследования показали, что параллельно с утяжелением механического состава в почвогрунтах возрастает содержание всех биоэлементов, и прежде всего фосфора и калия, обусловливающих состав насаждений на них. Содержание Р₂0₅ и К₂0 в бедных землях менее 0,02 и 0,03%, в богатых – соответственно более 0,06 и 0,20% (Мигунова, 2000). Данный факт связан с тем, что пески состоят в основном из бесплодной окиси кремния, а биоэлементы сосредоточены в глинистых минералах (монтморилоните, каолините и др.). Случаи, когда корреляция между механическим составом почвогрунтов и содержанием в них биоэлементов отсутствует, очень редки.

Каждая из названных выше групп почвогрунтов разного богатства в зависимости от положения в рельефе различается уровнем увлажнения, вследствие чего на них формируются ряды почв из шести типов – от очень сухих (0) до мокрых, заболоченных (5), а соответственно и приуроченные к ним леса – от сухих боров, суборей, сураменей и раменей до сырых и мокрых.

Надеемся, что читатели уяснили тот факт, что принципы построения эдафической сетки и характер размещения в них лесов и почвогрунтов практически полностью тождественны периодической системе Менделеева. Нарастанию атомных весов в системе Менделеева в эдафической сетке соответствуют утяжеление механического состава почвогрунтов и возрастание количества в них биоэлементов, вследствие чего в соответствии с законом перехода количества в качество изменяется состав насаждений. Это является основой выделения разных групп типов леса (боров, суборей и др.), сходных с периодами системы Менделеева. Внутри этих групп по мере нарастания увлажнения формируются типы разной влажности, различающиеся прежде всего продуктивностью.

Такое уникальное сходство наряду с данными многочисленных наблюдений в разных регионах бывш. СССР дает основание считать лесотипологическую модель – эдафическую сетку – периодической системой природной среды. В засушливых районах кроме четырех типов богатства (трофотопов) выделяются еще три-четыре типа засоленных местообитаний (галотопа, от hals – соль) и два-три более сухих типа (крайне-, особо- и ультрасухие). Эдафическая сетка этих регионов количественно почти тождественна периодической системе Менделеева.

Обратим внимание еще на один уникальный элемент сходства двух сравниваемых систем. И та, и другая обеспечивают неограниченные возможности прогнозирования. Как известно, периодическая система Менделеева позволила уточнить атомные веса многих элементов и выявить или получить ранее неизвестные. Эдафическая сетка позволяет прогнозировать тип насаждения, если известна обеспеченность почвогрунтов элементами питания и влагой, и наоборот.

И еще одно. Наш великий соотечественник считал главными задачами науки предвидение и пользу. Лесотипологические принципы классификации позволяют прогнозировать разные составляющие лесов (состав и продуктивность) и почв (трофность и увлажнение) и при этом являются универсальной основой для организации и ведения всей лесохозяйственной деятельности, поскольку каждый тип леса (лесной экосистемы), выделяемый этой классификацией, обладает целым комплексом свойств, учет которых обеспечивает не только наиболее полное использование биопотенциала лесных земель, но и определение эффективности его использования.

В заключение заметим, что сравнение эдафической сетки с периодической системой Менделеева возникло сразу же после ее появления. Однако некоторые представители других лесотипологических школ сравнивали эту сетку с прокрустовым ложем, в которое ее приверженцы пытаются втиснуть бесконечное разнообразие природы. Действительно, эдафическая сетка позволяет строго упорядочить это разнообразие и привести его к весьма ограниченному количеству объективно существующих в природе элементарных таксонов. Отметим также, что свои классификационные построения лесоводы создавали самостоятельно. И если и был у них учитель, то им был народный опыт. Кстати, первая система, практически аналогичная сетке Крюденера – Погребняка, создана лесоводом из Прибалтики Г. Гаффельдером в начале XIX в. (Лесной журнал. 1835. Кн. 1).

К сожалению, развитие науки, ее движение к истине далеко не всегда идут кратчайшими путями. Бывают на этом пути и малоперспективные, и тупиковые направления. В то же время разработки А.А. Крюденера и его последователей в силу целого ряда субъективных причин до сих пор не получили того признания, которого они заслуживают не только у представителей естественных наук (для которых они представляют безусловный интерес), но и у лесоводов. Нужно сказать, что и вклад Д.И. Менделеева в лесоводство также по достоинству не оценен и не воспринят, хотя по этому вкладу ученого можно заслуженно отнести к числу классиков лесной науки.

Мигунова Е.С. Д.И. Менделеев и лесоводство / Е.С. Мигунова, Г.Б. Гладун // Лесное хозяйство. – 2013. – № 2. – С. 14-15.