CC BY
277
УДК 630*434
О ПОСЛЕДСТВИЯХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ В СИБИРИ
П.А. Цветков
ФГБУН Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, 50, стр. 28; e-mail: [email protected]
Лесные пожары представляют собой сложное природное явление, оказывающее огромное воздействие на лесные экосистемы в планетарном масштабе. Горимость лесов Сибири высокая и имеет тенденцию к устойчивому росту. Указаны причины возрастания горимости лесов. Последствия лесных пожаров имеют двоякое значение: негативное и позитивное. Негативные последствия носят в основном хозяйственно-экономический характер, позитивные - лесоби-ологический.
Ключевые слова: пожар, горимость лесов, последствия пожаров
Forest fires are а complicated natural phenomenon which has tremendous effect on forest ecosystems globally. The number of fires and the burnt area is great and tend to grow constantly. The reasons of this growth are stated. The consequences of forest fires are both negative and positive. The negative effect is mostly economical, the positive effect - biological.
Key words: fire, number and area offires, fire effects
Пожары являются постоянным спутником леса на протяжении всей истории его существования. Формирование лесов, размещение их по территории, состояние, продуктивность и все жизненные процессы в них протекают под воздействием климата, рельефа, почвы, а также пожаров. Огонь - один из основных факторов, определяющих состояние и динамику лесного фонда, оказывающих определяющее воздействие на экологический и ресурсный потенциал лесов.
С проблемой пожаров сталкиваются все страны мира, обладающие лесным фондом. Высокая горимость лесов наблюдается в США, Канаде, Бразилии, Испании, Португалии, Франции, Австралии и других странах. Главной причиной возникновения лесных пожаров является антропогенный фактор.
В качестве примера приведем данные о горимости лесов в некоторых странах и регионах с оценкой по шкале «Росгипролес» за последние 10 лет (таблица 1).
Таблица 1 - Горимость лесов
Горимость по пройденной
огнем площади Страна, -
регион степень
га на 1 тыс. га относительной
горимости
Россия 2,58-28,42 чрезвычайная
Сибирь 8,10-41,10 чрезвычайная
Австралия 7,10-39,10 чрезвычайная
США 3,20-11,50 чрезвычайная
Канада 1,14-5,23 выше средней -чрезвычайная
Как следует из таблицы, горимость лесов России, Сибири и некоторых других стран оценивается в основном как «чрезвычайная».
В лесном фонде Сибири по разным данным ежегодно возникает от 4,5 до 27 тыс. пожаров, которые охватывают площадь порядка 3,5-18 млн. га. Основной причиной лесных пожаров в Сибири также является человек, по вине которого возникает 80-90% случаев загораний.
Горимость лесов в разных регионах Сибири существенно варьирует. Это обусловлено особенностями климатических, лесорастительных и экономических условий, разной степенью освоенности территории и интенсивности охраны.
Известно, что уровень горимости лесов является одним из важнейших показателей, отражающих состояние и динамику лесного фонда. Сведения о горимости лесов Сибири по числу пожаров за последние 17 лет по данным спутникового мониторинга Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, любезно предоставленные автору А.И. Сухининым и Е.И. Пономаревым, приведены нарисунке 1.
Как видно из приведенного графика, прослеживается устойчивая тенденция роста горимости лесов Сибири. При этом число крупных и экстремально крупных (катастрофических) пожаров, площадью более 2000 га, на азиатской части России также имеет линейный тренд увеличения (Пономарев, Швецов, 2013). Есть основания полагать, что эта тенденция сохранится и в обозримом будущем. Причины роста горимости лесов отмечались многими исследователями (Воробьев и др., 2004; Шешуков и др., 2009; Цветков, 2013 и др.). Они, как правило, одинаковые для разных регионов. В обобщенном виде основные из них следующие.
М 30000
0 &
S 27000
1
с 24000
О
g 21000 18000
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Годы
Рисунок 1 - Динамика числа пожаров в лесах Сибири
Недостаточное финансирование и материально-техническое обеспечение органов лесного хозяйства.
Масштабы научных исследований и технических разработок, не соответствуют значимости и актуальности проблемы лесных пожаров.
Несовершенство нормативно-правовой базы охраны лесов от пожаров.
Частое, необоснованное реформирование лесного хозяйства, приведшее в итоге к упразднению отраслевого министерства. В результате эффективность деятельности отрасли, в том числе и охраны лесов от пожаров существенно снизилась. Общее состояние лесного хозяйства с введением нового Лесного кодекса многими оценивается как критическое.
Децентрализация управления лесным хозяйством России, а также охраной лесов, которая передана сейчас в ведение субъектов федерации. Некоторые регионы страны оказались к этому неготовыми.
Упразднение лесхозов и государственной лесной охраны, разграничение функций на управленческие и хозяйственные, наделение ими строго соответствующих структур. В результате работники первых из них (управленцы) не обладают правом тушения лесных пожаров.
Смена собственника в лесозаготовительном комплексе. Вместо крупных леспромхозов в лесу хозяйничают многочисленные фирмы и арендаторы. Если леспромхозы имели специалистов и технику, проводили соответствующую работу по охране лесов от пожаров, то мелкие фирмы этого не имеют и охраной лесов занимаются неудовлетворительно.
Увеличивающиеся масштабы рубок леса. Известно, что леса, пройденные рубками, более пожароопасны. Вырубки быстрее высыхают, достигают состояния пожарной зрелости и загораются. К этому надо добавить возрастающие площади нелегальных рубок. По разным оценкам в России ежегодно незаконно вырубается от 10 до 35 млн. кубометров, что составляет 15-30% расчетной лесосеки. Государство из-за этого несет большие потери.
Увеличение освоенности и транспортной доступности территории лесного фонда, что приводит к возрастанию числа антропогенных источников огня
в лесу. А, как известно, более 90% всех загораний возникает вблизи дорог и населенных пунктов.
Проблема специалистов в лесном хозяйстве. В результате проводимых реформ количество людей, занятых в лесной отрасли, в целом сократилось по разным оценкам примерно вчетверо, а количество людей, чьи должностные обязанности связаны с охраной лесов - примерно вшестеро. При этом подавляющее большинство руководящих работников разных рангов не имеют специального базового образования.
Высокий процент износа лесохозяйственной, в том числе лесопожарной техники, и недостаточное ее обновление.
К этому следует добавить, что в связи с прогнозируемым глобальным потеплением климата ожидается значительное возрастание угрозы возникновения крупных и катастрофических пожаров, в первую очередь в лесах бореальной зоны (Stocks, 1993; Фуряев, Голдаммер, 1996). Влияние глобальных изменений климата на частоту пожаров может проявиться через увеличение продолжительности пожароопасных сезонов, а также в результате трансформации периодичности и интенсивности грозовой деятельности, т. е. изменения количества молниевых разрядов, которые являются основной природной причиной возникновения пожаров (Воробьев и др., 2004).
Таковы основные причины роста горимости лесов Сибири.
Однако пожары являются неотъемлемым от леса, постоянно действующим природным фактором. На протяжении многих тысячелетий они оказывают широкомасштабное воздействие на структуру и экологические функции лесов Сибири. Их влияние на лесные экосистемы может быть как прямое, т.е. непосредственное, так и косвенное - через изменение экотопа. При этом последствия их в различных при-родно-географических условиях неравноценны. Они могут быть как негативными, так и позитивными.
Негативные последствия пожаров хорошо известны, поэтому нет необходимости подробно на всех останавливаться. Отметим лишь наиболее значимые из них.
Повреждая и уничтожая леса, пожары приводят к подрыву их экологического и сырьевого потенциала.
В экологическом плане - они отрицательно воздействуют на лес, как на один из важнейших компонентов биосферы. Являясь мощнейшим фактором нарушения лесов, пожары вносят коренные изменения в состав и структуру лесных экосистем, прерывают многообразные сложившиеся взаимоотношения и связи между различными их компонентами. При этом нарушаются биогеохимические циклы, формируются новые сообщества.
На длительное время утрачивается углерододепо-нирующая функция лесов. Снижается вклад лесных экосистем в глобальный углеродный цикл, их роль в поддержании газового баланса атмосферы и сохранении природного равновесия.
В результате лесных пожаров происходит задымление воздушной среды. Дым от крупных пожаров
R2 = 0,77
0
может распространяться по ветру на 700-900 км. Сильное задымление нарушает работу транспорта, особенно воздушного и водного, пагубно влияет на здоровье людей. Уменьшается величина солнечной инсоляции в приземных слоях атмосферы, в результате задерживается созревание сельскохозяйственных культур (Ткаченко, 1955).
По экспертным оценкам масса ежегодно сгораемой органики только в бореальных лесах Сибири превышает 16 млн. т (Фуряев, 1996). При этом объем выбросов СО2 составляет более 2 млн. тонн в год (Иванова, 2005). В целом же лесными пожарами в атмосферу ежегодно выбрасывается около 40% глобальных выбросов углекислого газа.
Пожарные эмиссии повышают концентрацию парниковых газов в атмосфере, чем способствуют глобальным изменениям климата. По оценкам специалистов это может привести к увеличению числа и площади пожаров в 1,5-2 раза.
Лесные пожары провоцируют возникновение почвенных эрозионных процессов, а также образование лавин, оползней, солифлюкции, каменистых россыпей (курумников). Способствуют заболачиванию лесных территорий, увеличивают риск наводнений.
Последствиями лесных пожаров часто являются вспышки очагов массового размножения энтомовре-дителей и болезней леса.
Завершая обзор негативных экологических последствий лесных пожаров, следует отметить, что в настоящее время мировое сообщество в первую очередь обеспокоено не столько утратой сырьевого потенциала лесов в результате пожаров и других разрушительных факторов, сколько глобальными экологическими последствиями, которые влечет широкомасштабное обезлесивание территорий (Сапожников, 1999).
Ресурсный потенциал лесов также существенно страдает от огня. При сильных низовых и особенно верховых пожарах гибнет древостой. В нижних ярусах фитоценоза пожар губит подрост и подлесок, мохово-лишайниковый и травяно-кустарничко-вый ярусы. Сгорает заготовленная, но не вывезенная древесина. Страдает животный мир. Нередко огонь угрожает населенным пунктам, расположенным в лесу, либо в непосредственной близости от него. Известно немало случаев, когда сгорали лесные поселки, дачи, техника, гибли люди. Достаточно вспомнить катастрофические пожары 2010-2011 годов в Европейской части страны, а также в Сибири, когда жертвами лесных пожаров стали десятки людей.
В целом можно считать, что лесные пожары по своим масштабам имеют планетарное значение, носят глобальный характер. Тем самым затрагиваются интересы всего человечества. Поэтому для человеческого общества пожары являются крайне отрицательным явлением, с которым необходимо бороться.
Но жизнь леса неотделима от огня. Лесные пожары являются одним из важнейших природных факторов, оказывающих огромное влияние на леса с доисторических времен. На протяжении многих ты-
сячелетий они сопровождают лесные экосистемы с начала их возникновения до распада, трансформируя ход лесообразовательного процесса, всю динамику жизни леса. Воздействие пожаров на леса в доантро-погенную эпоху подтверждается палеоклиматически-ми реконструкциями. Они дают основание полагать, что филогенез древесных растений неразрывно связан с пирогенным фактором, поскольку следы его в виде погребенных обгоревших частей древесины (углей) обнаружены в слоях глубоких отложений, а также в торфяниках во многих районах Евразии и Северной Америки (Санников, 1984). Таким образом, пожар как экологический, эволюционный и филоце-ногенетический фактор участвовал в формировании видов растений и растительности в целом задолго до начала деятельности человека. Поэтому еще раз подчеркнем, что формирование лесов, размещение их по территории, состояние, продуктивность в значительной степени регламентируется пирогенным фактором. Можно считать, что пожар является не просто экологическим, а эколого-эволюционным фактором.
В настоящее время в тайге трудно найти участок леса, в то или иное время не пройденный пожаром. Следовательно, все леса, или подавляющее большинство из них - это пирогенные сообщества, возникшие и существующие под воздействием повторяющихся лесных пожаров. Уничтожая конкретные насаждения, они создают условия для появления нового поколения леса. Как указывает В.Н. Седых (2009), в этом заключается феномен леса - созидание через разрушение.
В настоящее время с достоверностью установлено, что в определенных лесорастительных условиях последствия лесных пожаров могут иметь позитивный характер. Это отмечали многие исследователи (Ткаченко, 1931; Санников, 1973, 1992; Спурр, Бар-нес, 1984; Шешуков и др., 2009; Цветков, 2007 и др.).
Основные позитивные последствия пожаров заключаются в следующем.
Тепловое воздействие стимулирует быстрое и полное высвобождение семян из шишек, чем обеспечивается дополнительное обсеменение площади гари (Санников, 1973, 1992). Особенно большое значение пожары имеют для тех видов древесных пород, которые не способны высыпать семена при обычных условиях. Примерами могут служить сосны Банкса, скрученная широкохвойная (Спурр, Барнес, 1984), черная, Муррея (Ткаченко, 1931), лучистая (Cooper, 1961) и др., у которых чешуи шишек покрыты смолой и в обычном состоянии не раскрываются. Раскрыть шишки и высыпать семена они могут только в результате нагрева во время пожара, когда смола оплавится. Таким образом, жизнь этих и других древесных пород начинается и заканчивается вместе с пожаром. Поэтому некоторые лесные формации могут сохранять свою экологическую нишу лишь при условии периодического влияния огня, т.е. являются пожаро-зависимыми экосистемами.
Пожары вызывают смену пород - вторичные сукцессии. В экономическом отношении это негативное
явление, т.к. хозяйственно ценные хвойные породы заменяются менее ценными лиственными. С лесоби-ологической же точки зрения смена древесных пород в определенных условиях может иметь позитивное значение, как своеобразный «севооборот». Так, смена темнохвойных пород лиственными нередко приводит к улучшению почвы, повышению её плодородия и класса бонитета.
Пожары содействуют естественному возобновлению древесных пород, прежде всего, светлохвойных, способствуют расширению их ареалов. Свидетельством тому являются широко распространенные в природе вспышки послепожарного возобновления сосны, лиственницы и ряда других пород. Так, на Урале, по наблюдениям С.Н. Санникова (1992), на гарях может появляться подрост сосны численностью в десятки, а иногда и в сотни раз больше, чем на не-горевшей площади.
В Сибири после лесных пожаров число всходов сосны и лиственницы на гарях в разных условиях бывает в 5-30 раз больше, чем на контрольных участках (Цветков, 2007). Это свидетельствует об определенной лесовозобновительной эффективности огня и подтверждает давнее выражение Н.Н. Сушкиной (1931) о том, что пожар прокладывает дорогу сосне. Таким образом, пожар можно рассматривать как природный фактор содействия естественному возобновлению светлохвойных пород.
На гарях на определенное время снижается природная пожарная опасность лесов, т.к. уменьшается количество лесных горючих материалов. Данное обстоятельство служит основанием для проведения плановых профилактических выжиганий, получающих всё большее распространение в лесном хозяйстве.
В ряде случаев после пожара возрастает видовое разнообразие растительного покрова, особенно на первых стадиях послепожарного восстановления растительности. Фитоценозы, формирующиеся в первый год, отличаются наибольшим своеобразием, когда наблюдаются максимальные различия в видовом составе подлеска и травяно-кустарничкового яруса. Это обусловлено как появлением специфических по-слепожарных видов растений, так и восстановлением видового состава исходной растительной ассоциации (Зырянова и др., 2002, 2008). Данному явлению в немалой степени способствует неравномерность прогорания живого напочвенного покрова, опада и подстилки. В результате формируется мозаичность, обусловливающая появление растений разных видов.
Известно, что после пирогенного воздействия происходит омоложение (обновление) леса. На месте погибших после пожаров климаксовых насаждений появляются молодняки (Ткаченко, 1931).
Пожары уменьшают количество лесной подстилки и органики в целом, выступая в роли своеобразного редуцента, катализатора круговорота веществ и потоков энергии в лесных экосистемах. Они минерализуют почву, снижают ее кислотность, активизируют теплообмен. При горении разрушаются токсины и ингибиторы прорастания семян в лесной подстилке
(Санников, 1992).
В мерзлотной зоне пожары вызывают тепловую мелиорацию, поскольку после выгорания мохово-ли-шайникового покрова и уменьшения толщины слоя лесной подстилки увеличивается приход тепла к почве. В результате трансформируется её гидротермический режим, на определенное время понижается верхний уровень многолетней мерзлоты, увеличивается активный почвенный слой (Матвеев, 1984; Софронов, Воло-китина, 1998; Прокушкин и др., 2002; Цветков, 2007).
Таковы основные позитивные влияния пожаров на лесной фонд Сибири.
Подводя итог обзору возможных последствий пожаров, можно сделать следующие выводы.
Лесные пожары представляют собой не обычный элемент внешней среды, а сложное природное явление, оказывающее огромное воздействие на лесные экосистемы в планетарном масштабе и требующее глубоких междисциплинарных исследований. Они являются важнейшим эколого-эволюционным фактором, оказывающим определяющее влияние на формирование, размещение, состояние лесов на Земле, а также на газовый баланс атмосферы.
Поскольку масштабность пирогенного воздействия на окружающую среду носит глобальный характер, для решения проблемы необходимо объединение усилий ученых многих стран.
Последствия лесных пожаров в разных природных условиях имеют двоякое значение: негативное и позитивное. При этом следует подчеркнуть, что негативная роль пожаров носит преимущественно хозяйственно-экономический характер, а позитивная - ле-собиологический. Эти оценки последствий пожаров коренным образом не совпадают друг с другом.
В настоящее время широко обсуждается необходимость перехода от стратегии повсеместной борьбы с пожарами к стратегии научно обоснованного управления воздействием пирогенного фактора на лесные экосистемы. Существующая стратегия предполагает обязательное одновременное тушение всех без исключения пожаров, как правило, без учета ценности насаждений и возможных пожарных последствий. Новая концепция должна основываться на приоритетно-выборочном принципе тушения лесных пожаров и учитывать как негативное, так и позитивное их значение. Переход к стратегии пожароу-правления требует глубоких знаний природы леса и лесных пожаров, совершенствования методов оценки и прогнозирования процессов их возникновения, распространения и развития, а также масштабов отрицательных и положительных последствий пирогенного воздействия на леса. При этом успешное достижение цели возможно лишь при условии общего повышения интенсивности лесного хозяйства.
Задача лесопирологической науки состоит в том, чтобы обеспечить переход к новой стратегической концепции соответствующими знаниями и методами. Современная же лесная пирология пока еще не разработала целостного представления о многогранной роли лесных пожаров, как сложном эколого-эво-
люционном факторе формирования и существования лесов. Для этого необходимы дальнейшие комплексные, междисциплинарные исследования ученых всех государств, обладающих лесным фондом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Горимость лесов Дальнего Востока [Текст] / М.А. Шешуков
[и др.]. - Хабаровск, 2006. - 456 с. Воробьев, Ю.Л. Лесные пожары на территории России, состояние и проблемы [Текст] / Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов. - М.: Дэкс-Пресс, 2004. - 312 с. Зырянова, О.А. Пирогенная трансформация видового разнообразия в лиственничных лесах криолитозоны / О.А. Зырянова, Т.Н. Бугаенко, А.П. Абаимов // Лесные экосистемы Енисейского меридиана / Ф.И. Плешиков [и др.]. - Изд-во СО РАН. - Новосибирск. - 2002. Гл. 4.- 135-146 с.
Зырянова, О.А. Влияние пожаров на лесообразователь-ный процесс в лиственничных лесах на севере Сибири [Текст] / О.А. Зырянова, А.П. Абаимов, Л.Чихачёва // Лесоведение. - 2008. - № 1.-С.3-10. Иванова, Г.А. Зонально-экологические особенности лесных пожаров в сосняках Средней Сибири: автореф. дис. ... докт. биол. наук: 06.03.03 / Г.А. Иванова. - Красноярск, 2005. - 40 с. Матвеев, П.М. Послепожарное оттаивание почвы в лиственничниках, произрастающих в зоне распространения многолетней мерзлоты / П.М. Матвеев // Лиственница, проблемы комплексной переработки: сб. ст. -Красноярск, 1984. - С. 36-41. Пономарев, Е.И. Характеристики категорий пожаров растительности в Сибири по данным спутниковых и других наблюдений [Текст] /Е.И. Пономарев, Е.Г. Швецов//Ис-следование Земли из космоса. -2013.-№5.-С. 45-54. Прокушкин, С.Г. Температурный режим в лиственничниках на мерзлотных почвах / С.Г. Прокушкин, А.П. Абаимов, А.С. Прокушкин // Лесные экосистемы Енисейского меридиана. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. -С. 34-45.
Санников, С.Н. Лесные пожары как эволюционно-эколо-гический фактор возобновления популяций сосны в Зауралье/С.Н. Санников//Горение и пожары в лесу: сб.ст. - Красноярск, 1973. - С. 236-277. Санников С.Н. Эволюционная пироэкология: проблемы, принципы, гипотезы // Горение и пожары в лесу: Тез.
докл. межреспубл. конф. Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1984. С. 35-37.
Санников, С.Н. Экология и география естественного возобновления сосны обыкновенной [Текст] / С.Н. Санников. - М.: Наука, 1992. - 149 с. Сапожников,
A.П. О необходимости новых подходов к пирологиче-ской оценке лесов /А.П. Сапожников // Девственные леса мира и их роль в глобальных процессах: сб. ст. -Хабаровск, 1999.-С. 63.
Седых В.Н. Лесообразовательный процесс. Новосибирск: Наука, 2009. - 164 с.
Софронов, М.А. О «Тепловой мелиорации» лиственничников на севере Сибири [Текст] / М.А. Софронов, А.В. Во-локитина // Лесное хозяйство. - 1998. - № 5. - С. 26-28.
Сушкина, Н.Н. К микробиологии лесных почв в связи с действием на них огня // Исследования по лесоводству. -М.-Л.: Сельколхозгиз. - 1931. - С. 137-169.
Спурр, С.Г. Лесная экология [Текст] / С.Г. Спурр, Б.В. Бар-нес. - М.: Лесная пром-сть, 1984. - 480 с.
Ткаченко, М.Е. Предисловие [Текст] / М.Е. Ткаченко//Ис-следования по лесоводству: сб. ст. - М.-Л..: Сельколхозгиз, 1931. - С. 5-8.
Ткаченко, М.Е. Общее лесоводство [Текст]: учебное пособие / М.Е. Ткаченко. - М.-Л.: Гослесбумиздат, 1955.600 с.
Шешуков, М.А., Брусова, Е.В. Громыко, С.А. Позднякова,
B.В. Горимость лесов и охрана их от пожаров // Современное состояние лесов Российского Дальнего Востока и перспективы их использования. - Красноярск, 2009. -
C. 280-320.
Фуряев, В.В. Экологические проблемы пожаров в бореаль-ных лесах: опыт и пути международного сотрудничества [Текст] / В.В. Фуряев, И.Г. Голдаммер // Лесное хозяйство. - 1996. -№3.-С. 7-8.
Цветков, П.А. Устойчивость лиственницы Гмелина к пожарам в северной тайге Средней Сибири [Текст] / П.А. Цветков. - Красноярск, 2007. - 250с.
Цветков, П.А. Проблемы лесных пожаров в Сибири: итоги и перспективы / П.А. Цветков // Лесные пожары и изменения климата. Проблемы управления пожарами в природных и культурных ландшафтах Евразии: сб. ст. -Новосибирск, 2013. - С. 132-133.
Cooper C.F. The ecology of Fire // Scientifi с American. April, 1961. P. 109 -119.
Stocks, B.J. Global warming and forest fires in Canada / B.J. Stocks // The forestry Chronicle, 1993. - V. 69 (3). -P. 290-293.
Поступила в редакцию 15.05.13 Принята к печати 03.12.13
