CC BY
79
/00 Civil SecurityTechnology, Vol. 8, 2011, No. 3 (29)
УДК 551.509.333:519.614.2
Лесные пожары на юге Дальнего Востока и мониторинг их последствий
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2011
О.М. Цой, В.А. Силин, К.А. Недбайло
Аннотация
Рассмотрены вопросы сверхдолгосрочного прогноза по определению сроков появления экстремальных (катастрофических) природных явлений, таких как наводнения, засухи на летне-осенний период, лесные пожары на юге Дальнего Востока (ДВ), и предварительные результаты экспедиционных работ по организации мониторинга последствий лесных пожаров в бассейне р. Амура.
Ключевые слова: природные явления; лесные пожары; наводнения; сверхдолгосрочный прогноз; мониторинг; климат; моллюски.
Forest Fires in the far East South and Monitoring Fire Aftereffects
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2011
О. Tsoi, V. Silin, K. Nedbaylo
Abstract
Super long-term forecasting of the time-periods of extreme (catastrophic) natural phenomena, such as floods, droughts and forest fires in the Far East south and preliminary results of expedition works undertaken to monitor forest fire aftereffects in the Amur basin are discussed.
Key words: natural phenomena; forest fires; floods; super long-term forecasting; monitoring; climate; mollusks.
Одним из самых важных экологических факторов современности является изменение климата. Анализ данных по природным катастрофам на рубеже ХХ-ХХ1 столетий позволяет сделать вывод о росте количества природных катастроф, увеличении социальных и материальных потерь, зависимости защищенности людей и техносферы от социально-экономического уровня развития страны.
К природным опасностям, распространенным на территории Российской Федерации, относятся более 30 различных явлений, среди которых наибольшую угрозу представляют землетрясения, наводнения, ураганы, извержения вулканов, цунами, провалы и опускания земной поверхности, оползни, сели, снежные лавины и сход ледников, аномальные температуры, лесные пожары [1].
Экстремальные (катастрофические) природные явления* (наводнения в бассейне Амура (уровень р. Амур у поста «Хабаровск» равны или выше 6 м), продолжительные засухи на летне-осенний период, лесные пожары на значительной территории) не обходят стороной и юг ДВ. Существующие методы сверхдолгосрочного прогноза сроков появления катастрофических явлений (заблаговременность которых исчисляется годами) не обеспечивают высокую точность, откуда следует, что есть необходимость их усовершенствования.
В работе «Наводнения в бассейне р. Амур» рассмотрены результаты численных экспериментов по методике расчетов срока наступления катастрофического природного явления на юге Дальнего Востока [2]. Откуда следуют, что:
сроки наступления катастрофических явлений в Приамурье зависят от режима общей циркуляции атмосферы, характеризуемых моментом импульса зональной циркуляции (h3);
по экстремальным величинам (min) за июль — август среднемесячных значений момента импульса зональной циркуляции атмосферы (h3 < 95-1024 кг-м^с1) выявлены засушливые периоды по Хабаровскому краю и сопредельным территориям, приводящие к катастрофическим последствиям;
годы с экстремальными значениями (max) h3 в летне-осенний период (июль, август, сентябрь) совпадают с годами высокой увлажненности и катастрофических наводнений в бассейне р. Амура, обусловленных обильными осадками. При сверхдолгосрочном прогнозировании h3 можно воспользоваться зависимостью h3 =f(| V |), где | V |- модуль линейной скорости, являющийся одним из предикторов в прогностической модели по определению h3. Значения | V | можно вычислять с высокой степенью точности на достаточно длительные сроки, используя детерминированные модели по определению координат планеты Земля.
Одной из важнейших проблем, возникающей при изучении катастрофических природных явлений, является создание систем мониторинга. Ее решение обусловлено проблемой контроля негативных последствий для окружающей среды [3]. При мониторинге загрязнения водных объектов часто используют биологические индикаторы, дающие более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами. Это обусловлено тем, что биологический индикатор реагирует на весь комплекс загрязнений и за длительный период. Например, моллюсков можно рассматривать как индикаторы состояния водных объектов, так как по способу питания двустворчатые моллюски являются фильтраторами, а брюхоногие — детритофагами и перифитоногами, а поллютанты накапливаются в их тканях [4]. Однако не всегда возможно установление причины изменений, т. е. факторы, определяющие численность, распространение, форму индикатора и т. п. Это один из основных недостатков биоиндикации, поскольку наблюдаемый эффект может порождаться разными причинами или их комплексом.
Необходимо отметить, что годы с экстремальными значениями (min) h3 в летне-осенний период (отдельно взятый(е) месяц(ы) — июль, август, сентябрь) совпадают с годами высокой пожарной опасности в лесах, обусловленными малым количеством осадков.
Величину h3 можно оценить, используя, например, статистическую связь между модулем среднемесячной линейной скорости движения Земли V и h3.
При вычислении прогностических значений h3 были использованы функции в Mathcad12: регрессии отрезками полиномов (n = 5 — длина вектора x, y; S = loess(x, y, 2); A(t) = interp(s,x,y,t); x — вектор действительных данных значений) [5]. Точность восстановленных значений составила более 95 % (рис.).
Анализ данных h3 с 2000 по 2023 г. показал, что лесные катастрофические пожары, которые были на территории РФ и юге Дальнего Востока в 2002, 2003, 2005-2007 гг., отражены в динамике изменения h3 (табл. 1, рис.). Поэтому следует ожидать повышения пожарной опасности по территории Хабаровского края и России в следующие годы: 2014-2017, 2019 гг.[6]
В 2011, 2021 гг. прогнозируются продолжительные засухи на летне-осенний период на юге Дальнего Востока и на территории России, вероятно, с развитием лесных катастрофических пожаров.
На первом этапе исследования были направлены на изучение видового состава моллюсков, распространения, численности, биометрических показателей (табл. 2) на участке бассейна р. Амур от с. Нагибово (ЕАО) до с. Константиновка (Николаевский район).
* Природные явления воспринимаются нами как катастрофические, если они экстраординарны (т. е. выделяются из ряда родственных событий) или есть проблемы при прогнозировании, или и то и другое одновременно, и, как правило, влекут за собой трагические последствия.
См! 8есигйуТесИпо!оду, Уо!. 8, 2011, N0. 3 (29)
150 140 -130 -120 4: 110 100 90
1 2 3 4 5 со оо 9 0 1 2 3 4 5 со оо 9 0 1 2 со
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 2 2 2 Оч|
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 о
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 см
июль
август
сентябрь
ГОДЫ
Рис. Динамика И с 2001 по 2023 гг., И=И3 / 102« кг.м2.с-1 [6]
Таблица 1
Динамика изменения лесных катастрофических пожаров на территории РФ и Дальнего Востока
Год Показатели лесных пожаров
в Хабаровском крае* в Российской Федерации
число лесных пожаров, тыс. площадь гари, тыс. га число лесных пожаров, тыс. площадь гари, млн га
2000 514 64,5 31,3 0,73
2001 852 88,4 22,7 2,7
2002 792 100,6 31,0 0,96
2003 1059 181 18,0 2,0
2004 197 4 20,9 0,87
2005 642 134,2 38,0 1,2
2006 465 650,8 32,5 1,49
2007 585 67,3 17,8 1,04
2008 575 218,9 26,3 2,07
2009 336 417,4 23,2 2,12
2010 250 40,3 34,2 2,03
* Показатели лесных пожаров в Хабаровском крае - фондовый материал Управления лесами при правительстве Хабаровского края.
Биометрические показатели достаточно низкие, что свидетельствует о неблагоприятных условиях обитания. Частота встречаемости аномалий достаточно высокая. Очевидно, что имеет место продолжительное действие неблагоприятных факторов.
В качестве биодатчиков в перспективе предполагается использовать два вида моллюсков: вид N. amu-rensis, род Nodularia и вид S. amurensis, род Sinanodonta [7].
Данные виды выбраны как объекты для мониторинга исходя из практических результатов, полученных ООО НПО «Тихор», а именно:
род Nodularia биологически тяготеет к верхней границе уреза зеркала воды (у поверхности). Эта особенность моллюска предполагает его использова-
ние в качестве биодатчика верхних слоев горизонта воды и прежде всего для контроля легкофракционных и углеводородных составляющих;
род Sinanodonta биологически тяготеет к средним глубинам, обитает на дне с илистым или песчаным грунтом. Его использование как биоиндикатора оптимально для контроля более тяжелых составляющих в средних и придонных толщах воды.
Обеспечение необходимым для исследований биоматериалом возможно с разведанных ООО НПО «Тихор» моллюсковых банок.
Для размещения моллюсков в необходимых для проведения биологического мониторинга и контроля точках предлагается использовать разработанные в ООО НПО «Тихор» садки.
Кривизна раковины, см ■do сл о" со со" о со (N CO со c^"
макс. со, со, со, со, L'Z L'Z m
мин. со о" из о" со" о_ o, d> со cvj_
Высота раковины, см ■do 03 (N ю (N 15,2 L'Z c^" <3> (N LO CD Co" 10,7
макс. СО С^ со" 15,8 ет ет 12,8 12,7 17,0
мин. 03 14,2 s (N c^" L'Z со Co" со m
Длина раковины, см d с ю lo О lo 23,4 CO ю" сл 1Л со 11,3 9, 15,2
макс. со 25,2 со, CO Co" со m 16,8 18,7 23,3
мин. С^ со ю со" 21,8 сл (N 1Л о CO 03, cd со о
Масса, г ■do 20,4 15,6 1425 21,8 25,2 158,7 134,4 361,5
макс. 48,8 31,31 1700 30,8 36,0 17,02 0 lo 3 0 Oi 6 1100
мин. 03 5,49 1100 14,85 16,4 co" о co 6,68 36,5
Плотность особей/м2 1-20 4-16 со 03 4 со c\j о c^ 3-10 co 1-12,5
Глубины, м 0,2-0,4 0,2-0,4 ю, (N со, o" lo, (N c^ co 4 2-4,5 co c\j
OI Z 7 ю сл со о c^ lo c^ lo со сл со
Виды Nodularia amurensis Nodularia flavoviridis Cristaria herculea Nodularia flavoviridis Nodularia amurensis Corbicula elatior Sinanodonta amurensis Sinanodonta likharevii Cristaria herculea
Места daiaiy mmhtiedo daiaiy иинжин
Выводы
К 2011, 2021 гг. следует ожидать на юге ДВ, вероятно и по территории России, продолжительные засухи на летне-осенний период и развитие лесных катастрофических пожаров.
К 2011, 2021 гг. необходимо проведение мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций в лесах России.
В качестве биоиндикаторов в водных объектах бассейна р. Амура можно использовать моллюски:
род Nodularia, тяготеющий к верхней границе уреза зеркала воды. Использование в качестве биодатчика верхних слоев горизонта воды для контроля легкофракционных и углеводородных составляющих;
род Sinanodonta, тяготеющий к средним глубинам. Обитает на дне с илистым или песчаным грунтом. Его использование как биоиндикатора оптимально для контроля более тяжелых составляющих в средних и придонных толщах воды.
Литература
1. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.
2. Кирьянов Д. В. Самоучитель Ма№саС12. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 576 с.
3. Пантелеев А. В. Основные требования к созданию ГИС (географических информационных систем) для решения задач жизнеобеспечения и безопасности критически важных и потенциально опасных объектов, зданий и сооружений // Технологии гражданской безопасности. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2006. № 4 (10). С.68-73.
4. Петухова Г. А. Моллюски как чувствительные тест-индикаторы состояния пе-рифитона при действии антропогенного пресса загрязнителей // Вестник Тюменского государственного университета, 2003. С. 97-100.
5. Попченко В. И. Использование сообществ донных беспозвоночных в биомониторинге пресных вод // Известия Самарского научного центра РАН, 1999, № 2. С. 212-217.
6. Природные опасности и общество. Тематический том / Под. ред. В. А. Владимирова, Ю. Л. Воробъева, В. И. Осипова. М.: КРУК, 2002. 248 с.
7. Цой О. М. Наводнения в бассейне реки Амур // Дальневосточная весна-2008: Мат. межд. научно-практич. конф. в области экологии и безопасности жизнедеятельности. (Комсомольск-на-Амуре, 30.04.2008). КнА: ГОУВПО «КнАГТУ», 2008. С. 415-417.
8. Цой О. М. Цикличность природных процессов на Земле // Естественные и технические науки. 2009. № 2. С. 222-228.
9. Экологический мониторинг: проблемы создания и развития Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) // Тр. 1 Всерос. научно-практ. конф. / Под ред. Е. С. Дмитриева и Ю. Г. Мотовилова. М.: ГИПЭ, 1996. 197 с.
Сведения об авторах
Цой Олег Миронович: к. ф.-м. н., ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), вед. н. с. Тел./факс: (909) 807-01-04. E-mail: [email protected]
Силин Владимир Аврамович: ООО НПО «Тихор», генеральный директор.
Тел./факс: (914)195-75-94, (4212) 54-83-39. E-mail: [email protected]
Недбайло Константин Александрович: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), начальник научно-исследовательского отдела. E-mail: [email protected]
