Ян Гальдер,
професор Центру наукових досліджень в сфері землекористування і водних ресурсів, Університет Ньюкасл, Великобританія

Томас Хофер,
спеціаліст лісового господарства (збереження лісів та гідрологія) Департаменту лісового господарства FAO, Рим, Італія

Сібіль Вермонт,
спеціаліст в сфері науки Федерального офісу навколишнього природного середовища, Берн, Швейцарія

Патріціо Варен,
соціальний науковий консультант, Департаменту лісового господарства FAO, Рим, Італія

Огляд стану сучасних знань про взаємодію лісів і води
і актуальні проблеми лісової та водної політики

Доступність і якість води в багатьох регіонах світу перебуває  в різному ступені під загрозою, по-перше, у зв'язку зі зловживаннями і неправильним використанням і, по-друге, у зв'язку з забрудненням навколишнього середовища. В даний час визнається, що ліси дуже впливають на обидва фактори. Крім того, кліматичні зміни приводять до зміни ролі лісів у регулюванні водостоку й у використання водних ресурсів (Bergkamp і ін.,2003). Тому розгляд взаємозв'язку між лісами і водою має бути віднесений до найбільш пріоритетних питань.

Водозбірні площі, вкриті лісом, є джерелом води, що використовується для комунально-побутових, сільськогосподарських, промислових і екологічних потреб у регіонах, розташованих вище і нижче за течією водних потоків. Основна задача, що її мають вирішувати керівники з управління земельними, лісовими і водними ресурсами, полягає у максимізації вигод і переваг від лісокористування в багатьох секторах економіки без нанесення збитку водним ресурсам і екосистемам. Для рішення цієї задачі вкрай необхідно поглибити наші знання про взаємодію між лісами/деревами і водою, підвищити рівень усвідомлення проблем, розширити можливості лісової гідрології і застосувати ці знання в процесі прийняття політичних рішень. Подібно цьому існує необхідність у розробці інституційних механізмів для підвищення ефективності погодженої співпраці при вирішенні питань управління лісовими і водними ресурсами, а також для реалізації і забезпечення виконання програм дій на національному і регіональному рівнях.

Лісова і водна політики в минулому часто базувалася на припущенні, що за будь-якими гідрологічними і екологічними умовами ліс є кращим покривом землі для того, щоб максимізувати водовіддачу і регулювати сезонні водні потоки при одночасному забезпеченні високої якості води. На підставі цього припущення дійшли висновку про те, що збереження (або розширення) лісового покриву водозбірних басейнів у верхньому плині водних потоків є найбільш ефективним заходом, що розширює можливості використання води для сільськогосподарських, промислових і комунально-побутових потреб, а також для запобігання повеней у районах, розташованих нижче за течією водних потоків.

Наукові дослідження в галузі лісової гідрології, проведені в 1980-90-х роках (див. Bruijnzeel 2004 і ін.), дають зовсім іншу картину. Хоча ці дослідження і підтвердили важливу роль лісового покриву, розташованого вище за течією водних потоків у забезпеченні високої якості води, вони в той же час показали, що зроблений раніше висновок про позитивний вплив цього лісового покриву на  річні і сезонні водні потоки нижче за течією виявився в загальному випадку помилковим і таким, що вводить в оману. На відміну від цього висновку зазначеними дослідженнями було встановлено, що в посушливих або напівпосушливих екосистемах лісовий покрив не є кращим видом покриву для землі в сенсі підвищення водовіддачі нижче за течією водних потоків. Більш того, були отримані серйозні підтвердження на користь того факту, що в тропічних екосистемах часто переоцінюється роль лісового покриву, розташованого вище за течією водних потоків як захисника проти сезонних повеней у районах, розташованих нижче за течією. Це підтверджують і основні міжнародні форуми, на яких розглядалися проблеми великомасштабних водозборів або річкових басейнів (FAO і CIFOR, 2005).

Необхідний цілісний підхід при розгляді взаємодії між водою, лісами, іншими видами землекористування і соціально-економічними факторами у регіонах, розташованих вище і нижче за течією водних потоків (ліворуч: покритий лісом водозбірний басейн в Індії; праворуч: іригація в Сирії).

Міжнародний рік прісної води 2003 і третій Всесвітній водний форум (Кіото, Японія, 2003) сприяли переведенню наукових знань про механізм біофізичних взаємин між лісами і водою в площину ухвалення політичних рішень. Міжнародна нарада експертів з лісових і водних ресурсів, присвячена  підготовці зазначених форумів, що відбулася раніше в листопаді 2002 року в місті Шига (Японія), підкреслила необхідність більш цілісного підходу до розуміння взаємодії між водою, лісами, іншими видами землекористування і соціально-економічними факторами у складних водозбірних екосистемах. Протягом останніх п'яти років прийнята в Шизі декларація експертів залишається вихідним документом для розробки нового покоління водної і лісової політик (див. статті Zingari, Achouri у цьому випуску).

СТАН ЗНАНЬ ПРО ЛІСИ І ВОДУ

Сучасна лісова гідрологія зосереджена на трьох напрямках, що особливо важливі для ухвалення політичних рішень, а саме: корпоративні переваги і недоліки лісового покриву для забезпечення максимальної водовіддачі нижче за течією водних потоків; роль лісів, розташованих вище за течією водних потоків, у підтримці стоку води під час сухого сезону; і збереження якості води. У даному розділі підсумовано отримані дані по цих напрямках (Hamilton, 2005).

У минулому прийняття політичних рішень щодо водокористування часто базувалося на припущенні, що формулюється в такий спосіб: чим більше дерев, тим більше води.

Поточні наукові дослідження в галузі лісової гідрології ставлять під сумнів це припущення. Основним споживачем води фактично є лісова екосистема. Полог лісонасадження перехоплює опади і випари від листя, зменшуючи тим самим обсяги ґрунтових  вод і водних потоків. Оскільки природні і штучні ліси споживають більше води, чим інші види рослинності, що покриває землю (включаючи сільськогосподарські і фуражні культури), немає сумніву, що обезліснення  (навіть часткове) підвищує водовіддачу в районах, розташованих  нижче за течією водних потоків.

Тому іноді висувалися пропозиції щодо видалення лісового покриву, що споживає багато води, особливо в напівпосушливих регіонах, з метою  запобігти посусі або пом'якшити її наслідки. Однак вигоди, які можна одержати від реалізації таких пропозицій, варто зіставити з неминучою втратою багатьох інших вигод та переваг від лісокористування, включаючи протидію ерозії, покращення якості води, зв'язування  вуглецю, рекреаційні і естетичні послуги, будівельний ліс, дрова, недеревні лісові продукти і біорізноманіття. Практику обезліснення безперечно варто уникати в місцях, схильних до утворення солончаків, де через вирубку лісу солі можуть опинитись ближче до поверхні ґрунту, а також у гірських лісах, розташованих на рівні хмар, де листя дерев, епіфітні рослини, сучки, гілки, пні і чагарники утворюють “сітку”, що уловлює  “горизонтальні опади” від туману і хмар.

Крім того, безперечно встановлено, що часткове або повне видалення лісового покриву може прискорити стік води, підвищити ризик затоплення в сезон дощів і призвести до скорочення кількості річкової води або навіть до висихання русла рік у сухий сезон. Однак, роль лісового покриву в регулюванні гідрологічних потоків часто переоцінюється. Наслідки  обезліснення стають очевидними тільки на мікрорівні, а також у зв'язку з короткостроковими і неінтенсивними дощами (які звичайно є найбільш частими). В міру збільшення тривалості або інтенсивності дощів, або в міру збільшення площі, де від водозбірного басейну йдуть дощі, вплив деревного покриву на регулювання гідрологічних потоків знижується.   

Що стосується макрорівня, то виникнення і поширення великих повеней у набагато більшому ступені залежить від природних процесів, що відбуваються у верхньому водозборі, ніж від заходів із землеуправління. Так, строгі наукові дані спростовують міф про те, що обезліснення в Гімалаях спричиняє великі повені у долинах Гангу і Брахмапутри. Великомасштабні повені виникають радше в результаті сполучення одночасних пікових викидів води (повноводні ріки, рясні стоки з пагорбів, що прилягають до затоплюваних площ, зливи, високий рівень підземних вод, весняні паводки, річкові дамби, відсутність водоймищ у низинах), (Hofer, 2006). Тому, хоча і можна перелічити багато причин, аби здійснювати лісовідтворення у водозбірному басейні (наприклад, для зменшення втрат ґрунтового шару, для утримання наносів і відкладень за межами шляхів водостоку, для підтримки сільськогосподарського виробництва й ареалів поширення диких тварин і т.ін), однак до числа таких причин не можна віднести зниження ризику виникнення повеней або навіть контроль над ними. Лісовідтворення для зменшення ризику повеней ефективно тільки на місцевому рівні на площі в межах кількох сотень гектар. Складні взаємозв'язки між лісами і водою в басейнах великих рік продовжують залишатися предметом дискусій (див. CIFOR, 2007). Більш очевидною стає необхідність продовжити цю роботу для досягнення повного розуміння зазначених  взаємозв'язків.        

Хоча ліси можуть стримувати невеликі і локальні паводкові стоки, але вони, як видно, не впливають на екстремальні повені, спричинені рясними зливами, на зразок показаної тут повені, що її спричинив  циклон у долині Пазнаун в Австрії в серпні 2005 року.

Найбільш вагомий внесок у гідрологічні характеристики водозбірних  екосистем ліси вносять тим, що підтримують високу якість води, зводять до мінімуму  ерозію ґрунту на місцях, скорочують кількість наносів і відкладень у водоймах (заболочені території, ставки, озера, струмки, ріки) і утримують або фільтрують інші забруднюючі речовини при проходженні води через лісову підстилку. Це відбувається у відповідності з такими механізмами:  

• На схилах пагорбів ґрунтовий шар зміщується донизу в основному самосувом у результаті дії дощових крапель, що розбризкуються. Природний лісовий покрив найбільш ефективно протидіє ерозії ґрунту, що спричинена розбризкуючим ефектом дощових крапель, в основному завдяки кронам нижнього ярусу і лісовій підстилці, що знижують силу розбризкування. Вирубка лісу і заміна його іншими видами землекористування призводить у більшості випадків до більш інтенсивної і прискореної ерозії, якщо тільки не прикласти великих зусиль до збереження ґрунту.
• Ерозія зазвичай пов'язана з підвищеною концентрацією наносів і відкладень у стічних водах а також із замуленням водостоку. Лісовий покрив більш ефективний, ніж інший вид ґрунтового покриву, у сенсі, що завдяки лісовому покриву вода залишається настільки вільною від наносів і відкладень, наскільки це можливо. Верхній шар, сміття і корені дерев утримують наноси і відкладення, перешкоджаючи їхньому переміщенню донизу. Більш того, глибокі корені дерев стабілізують схили і допомагають запобігти зсувам.

  Ліси підтримують високу якість води, зводять до мінімуму ерозію ґрунту на місцях і зменшують кількість наносів і відкладень; збезлісення звичайно підвищує ерозію, що призводить до високої концентрації наносів та відкладень у водостоку і до підкислення води (Пакистан).

• Крім наносів і відкладень якість води можуть погіршувати також різні типи забруднюючих речовин - залежно від виду місцевого землекористування і дренажу водостоку. Потенційними забруднюючими речовинами можуть бути сильно концентровані органічні речовини, що спричиняють евтрофікацію водойм, а також сільськогосподарські або промислові хімікати. Ліс беззаперечно є адекватним ґрунтовим покривом для водозбірних басейнів, що постачають питну воду, оскільки в лісогосподарській діяльності (за винятком інтенсивно керованих лісонасаджень) зазвичай не використовуються добрива або пестициди і не відбувається забруднення комунально-побутовими стічними водами і промисловими стоками. Крім того, забруднення води від неточкового джерела (тобто від багатьох розсіяних джерел забруднюючих речовин) при комунально-побутовому, промисловому і сільськогосподарському землекористуванні може бути значно знижене або навіть усунуте за допомогою прибережних буферних лісових зон, створених і підтримуваних уздовж водостоку. Однак, такі зони не можуть запобігти забрудненню ґрунтових вод. Більш того, якщо дерева через свою висоту й аеродинамічний опір поглинають забруднюючі речовини, що знаходяться в повітрі, то такий ліс, розташований у водозбірному басейні, не в змозі захистити якість води. Ця проблема в основному стосується гірських лісів в промислово розвинених  країнах.

ПИТАННЯ ПОТОЧНОЇ ЛІСОВОЇ І ВОДНОЇ ПОЛІТИКИ

Після проведення Міжнародного року прісної води 2003 між гідрологами, іншими експертами водного сектора і урядовцями, що ухвалюють політичні рішення,  розгорнулися дискусії з трьох основних питань: переведення знань про лісову гідрологію в площину водної політики; включення досягнень лісового сектора в інтегровану політику управління водними ресурсами;  і оплата екологічних послуг, що надають ліси і вода.

Прибережні буферні лісові зони можуть значно зменшити або усунути забруднення від неточкового джерела при комунально побутовому, промисловому і сільськогосподарському землекористуванні (Суринам).

Застосування знань про лісову гідрологію у водній політиці

Усупереч значному прогресу в науковому розумінні взаємодії між лісами і водою, роль лісів у стійкому управлінні водними ресурсами залишається, як зазначено в попередньому розділі, відкритим питанням. Має місце невизначеність і в деяких випадках навіть суперечливість у зв'язку з труднощами використання результатів наукових досліджень для різних країн і регіонів, різних масштабів водозборів, різних типів лісу і деревних видів, і різних режимів лісоуправління.

Інші труднощі зв’язані із відривом результатів наукових досліджень від політики. Це частково спричинено загальною нездатністю ефективно інформувати урядовців, що ухвалюють політичні рішення, про результати гідрологічних досліджень, а також у зв'язку із неготовністю до використання наукових доказів, аби кинути виклик загальноприйнятим  думкам.  

Для подолання цих труднощів Міжнародний союз науково-дослідних організацій  лісового сектору (IUFRO) створив у 2006 році спеціальну комісію з вивчення взаємодії між лісами і водою. Метою комісії є досягнення консенсусу в лісовому гідрологічному співтоваристві щодо ключових питань, що стосуються взаємин між лісами та водою, і щодо  виявлення ділянок наукової невизначеності, на яких варто зосередити наукові дослідження, орієнтовані на сприяння ухвалення політичних рішень. Прагнучи коротко сформулювати і поширити інформацію про взаємодію між лісами та водою, аби цю інформацію могли легко і безпечно використовувати нефахівці, комісія оприлюднила бюлетень із переліком основних концепцій лісової гідрології таким чином, що вони стають зрозумілими для урядовців, що ухвалюють політичні рішення (див. пам’ятку наприкінці статті). Аналогічно цьому Організація ООН із продовольства і сільського господарства (FAO) оприлюднила брошуру “Чому варто інвестувати в управління водозбірними басейнами” з метою інформування урядовців про необхідність управління водозбірними басейнами  і про вигоди від цього.

Істотну роль в усуненні розриву між науковими дослідженнями в галузі  лісової гідрології і політикою відіграє освіта. Науково-технічна освіта носить в основному сугубо відомчий характер. Вивчення окремих дисциплін необхідно для поглиблення знань про взаємодію між лісами і водою, наприклад, для удосконалення здатності оцінити вплив програм заліснення і лісовідновлення на якість та кількість води, боротьбу з повенями і захист ґрунту.

Включення лісового господарства в інтегроване управління водними ресурсами

Розробка інтегрованих планів щодо управління водними ресурсами на рівні водозборів  і/або річкових басейнів була однією з цілей, поставлених Всесвітнім саммітом із сталого розвитку в 2002 році. Ці міжвідомчі плани мають бути націлені на забезпечення “води для людей, для виробництва продовольчих товарів, для збереження природи і задоволення потреб промисловості, і для інших застосувань” (Глобальне партнерство з використання води, ТАС, 2000).

Зростаюче визнання робить необхідним включити вимір “природа для води“ у зазначені вище інтегровані плани. Концепція “природа для води“ враховує роль наземних екосистем у підвищенні водовіддачі і якості води. Наприклад, лісова зона Lange Erlen у Швейцарії кожен місяць протягом декількох  днів затопляється водою з Рейну, а лісовий ґрунт фільтрує цю воду, завдяки чому поліпшується її якість і поповнюються ґрунтові води біля сусіднього міста Базель.