CC BY
33
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
УДК 630*432
РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ЛЕСОВ ОТ ПОЖАРОВ В УСЛОВИЯХ БОРЕАЛЬНЫХ ЗОН
Ю.А. Михалев
Красноярский государственный аграрный университет 660049, г. Красноярск, пр. Мира 90, e-mail: [email protected]
Огонь в лесах рассматривается как экологический и биогеоценотический фактор. Воздействие огня в прошлом определило и продолжает определять структуру напочвенного покрова, состав и строение бореальных лесов, их пожаро-устойчивость. Показаны виды пожарной опасности в лесах и факторы, определяющие горимость. Определена их роль и возможность на них воздействовать. Наибольшей результативностью обладают снижение антропогенной и природной пожарной опасности в лесах. Уточнено понятие «природная пожарная опасность лесов». Планирование, назначение и реализация мероприятий по снижению природной пожарной опасности лесов требует создания двух уровневой лесопирологи-ческой информационной системы. Задачей информационной системы первого уровня является оценка прошлой, текущей и ожидаемой в предстоящем лесопожарном сезоне горимости лесов. Задача решена на основе оценки горимости лесов Сибири и Дальнего Востока за период с 1970 по 1991 годы по плотности крупных лесных пожаров. Анализ пространственно-временной динамики плотности крупных лесных пожаров позволил установить тенденции и закономерности горимо-сти территорий, которые вероятно будут проявляться в будущем в рамках какого-то периода. Назначение мероприятий по снижению природной пожарной опасности возможно осуществлять на основе специализированной лесопирологической базы данных на уровне участка леса и применения современных информационных технологий. В качестве основы для создания базы данных используют совмещенную базу таксационных и картографических данных лесохозяйственного предприятия и предложенное понятие «пирологический тип леса». Процедура создания специализированной базы данных содержит трансформацию лесотаксационных данных в лесопирологические. Планирование мероприятий включает анализ пирологической структуры лесов объекта, оценку видов вероятных лесных пожаров, выбор и назначение мероприятий по их предупреждению.
Ключевые слова. Горимость лесов, антропогенная пожарная опасность, природная пожарная опасность, пожарная опасность по условиям погоды, плотность крупных лесных пожаров, лесопирологическая информационная система.
Fire in the forests is considered as environmental and biogeocenotic-ski factor. The impact of fire in the past has defined and continues to define the structure of the soil cover, the composition and structure of boreal forests, their Flammability. Shows the types of fire hazard in forests and the factors that determine fire risk. Defined their role and possibility to influence them. The notion of "natural fire hazard of forests". Maximum effectiveness have a decrease in anthropogenic and natural fire danger in the forests. Planning, assignment and implementation of measures on reduction of natural fire hazard of forests requires the creation of a two tier respirologists information system. The task of the information system the first level is to assess past, current, and expected in the upcoming forest fire season of forest fires. The problem is solved on the basis of an assessment of forest fires in Siberia and the Far East on the density of the major forest fires for the period from 1970 to 1991. Analysis of spatial-temporal dynamics of densities of large forest fires-the moat allowed to establish trends and patterns of wildfire activity in the areas North that may only be observed in the future within a certain period. The purpose of actions for decrease of natural fire danger is possible on the basis of specialized respirologists base level data of forest area and use of modern information technologies. As a basis for creating a database using base combined forest inventory and mapping forest inventory data and proposed the concept of "pyrological type of forest". The procedure of creation of a specialized database contains the transformation of forest taxation data in respirologist. The assignment comprises the analysis of the pyrological the forest structure of the object, evaluation of probable forest fires, selection and appointment activities by their openings to the statement.
Key words. Burning of forests, anthropogenic fire danger, natural fire danger, fire danger based on weather conditions, density of large forest fires, respirologist information system.
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с лесным кодексом РФ (2016) охрана лесов от пожаров должна стать важнейшей частью государственной политики, обеспечивающей благоприятные условия для восстановления окружающей среды и ресурсного потенциала лесной экосистемы. Огонь лесных пожаров с момента возникновения лесов оказывал на них влияние. В процессе длительной эволюции сформировалась саморегулирующаяся система лес-огонь-лес, которая поддерживала на
определенном уровне условия для восстановления, роста, развития, распространения лесов, определяла их пожароустойчивость. С возникновением антропогенного фактора горимость лесов увеличилась. Для сохранения жизнеобеспечивающих функций лесной экосистемы горимость в лесах необходимо снизить.
Цель исследований. Обосновать приоритетные задачи развития системы охраны лесов от пожаров.
Задачи исследований:
- рассмотреть факторы, определяющие горимость лесов;
- обосновать приоритетные направления развития системы охраны лесов от пожаров;
- предложить пути реализации направлений развития системы охраны лесов от пожаров.
Объектом исследований являются бореальные леса Сибири и Дальнего Востока.
Результаты исследований и их анализ. Основными факторами, дестабилизирующими естественные природные процессы в лесах, являются высокая горимость и лесоэксплуатация. Это в первую очередь проявляется в насаждениях, отличающихся привлекательностью, выполняющих ресурсные, оздоровительные и другие жизненно важные для человека функции и сдерживает распространение хвойных лесов. При средней напряжённости пожароопасного периода площадь, ежегодно пройденная огнём лесных пожаров, в 2-3 раза превышает площади промышленных рубок (Шешуков, Громыко, 2002). В сезоны с высокой горимостью лесов площадь, пройденная лесным пожаром разной силы, в отдельном регионе может достигать 5 млн. гектар. В некоторых природных и лесорастительных условиях пожары возникают по природным причинам - от гроз. Как в России, так и за рубежом признается, что в среднем 80... 90 % лесных пожаров возникает по вине человека. Это свидетельствует о том, что допустимая, обусловленная природой горимость лесов в условиях антропогенного фактора возросла примерно в 5 раз.
Анализ многолетних данных (1970-1991 годы) пространственно-временного распределения плотности крупных лесных пожаров на территории Сибири и Дальнего Востока (Валендик, 1990, Михалев, 2014) позволяет оценить динамику и тенденции горимости лесов регионов. Оказалось что, относительная частота возникновения низкой горимости лесов в разных регионах равна 0,89, высокой 0,11. Частоты возникновения высокой горимости в течение одного сезона и следующих подряд двух, трех сезонов существенно различается и соответственно равны 0,79, 0,17, 0,04. Частоты возникновения низкой горимости лесов за такие же периоды различаются незначительно. Высокая горимость в отдельном регионе чаще наблюдается в течение двух подряд следующих сезонов. Высокая горимость одновременно в двух из 20 выделенных лесопирологических областей на этой территории, наблюдается с частотой 0,75. Высокая горимость в одной и трех, выделенных областей, возникает редко. Частоты таких событий равны соответственно 0,125 и 0,125. Тенденции и закономерности установлены за период наблюдений на изучаемой площади и вероятно будут проявляться в течение определенного периода в будущем.
Современная горимость лесов способствует увеличению доли лиственных насаждений, снижению среднего возраста, производительности лесов, биоразнообразия, увеличению площадей производных типов леса, смещению лесопожарных максимумов на весенний период лесопожарного сезона. В тоже время в условиях чрезвычайно низкой горимости лесов и аномально низкой частоты воздействия огня на
одну и ту же площадь возникают другие процессы. Увеличивается средний возраст, доля коренных типов лесов, снижается санитарное состояние, ухудшаются почвенно-гидрологические условия, доступ кислорода в почву, условия для лесовосстановления любых древесных пород. При этих условиях горимость чаще приурочена к летнему и реже осеннему периодам ле-сопожарного сезона. Низкая горимость лесов вызывает процессы, проявляющиеся длительный период. Как при высокой, так и низкой горимости возникают процессы, нежелательные для человека и леса. Это определяет важное для совершенствования системы охраны лесов концептуальное положение - воздействие огня в лесах необходимо регулировать. Это стратегическая задача. Однако в современных условиях на большей части территорий горимость лесов нужно снижать. В настоящее время эта задача является наиболее важной и будет актуальной еще длительный период времени.
В современных условиях горимость лесов определяют четыре основных фактора:
- антропогенная пожарная опасность в лесах;
- природная пожарная опасность лесов;
- пожарная опасность по условиям погоды;
- степень обеспеченности силами и средствами пожаротушения.
Антропогенная пожарная опасность в лесах определяется количеством источников лесных пожаров, возникших по вине человека, на единицу лесной площади и зависит от уровня экологического образования населения, знаний правил пожарной безопасности в лесах, освоения безопасных способов и приобретения практических навыков применения огня в лесу.
Специфика проявления этого фактора заключается в следующем. В районах с высокими антропогенными нагрузками в прошлом и настоящем возникало и возникает большое количество лесных пожаров. В связи с широким распространением здесь производных растительных ассоциаций пожары чаще приурочены к весеннему периоду лесопожарного сезона и имеют характер профилактических, если на их пути не встретятся участки с хвойным молодняком, пожароопасным подростом, хвойным насаждением с высокой полнотой и сомкнутостью крон. Такие районы имеют высокую транспортную доступность и возможность для оперативного тушения. После низовых пожаров в весенний период лесопожарного сезона гари, как правило, не возникают.
На землях труднодоступных и малонаселенных территорий наблюдается широкое распространение коренных типов леса с низкой пирологической расчлененностью. Здесь даже малое количество источников лесных пожаров и низкая антропогенная пожарная опасность может вызвать высокую гори-мость, а главное высокую вероятность возникновения гари - наивысшего проявления природной пожарной опасности лесов. В этих условиях после воздействия лесного пожара усыхание деревьев может наблюдаться до 10 и более лет.
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
Особенности проявления антропогенной пожарной опасности на землях лесного фонда определяют, способы и методы ведения лесопожарной пропаганды, необходимость ее дифференциации. Снижение антропогенной пожарной опасности в лесах обуславливает увеличение степени достаточности сил и средств пожаротушения даже без их численного наращивания, так как тушить при этом придется меньшее число лесных пожаров.
Под пожарной опасностью лесов принято понимать возможность возникновения и (или) развития лесного пожара (ГОСТ 17.6.1.01-83). Пожарная опасность охраняемой территории - это опасность, обусловленная ее особенностями и относящаяся к многолетнему периоду (Курбатский, 1972). Словарь терминов - Лесное хозяйство (2002) пожарную опасность в лесах трактует как вероятность возникновения и распространения пожаров в зависимости от лесорастительных, погодных условий и наличия источников высокой температуры, в том числе и антропогенного происхождения.
В понятии «пожарная опасность лесов» выделяется важный компонент - природная пожарная опасность (Софонов, 1998). Это понятие недостаточно определенное. Под природной пожарной опасностью лесов предлагаем понимать опасность существенного повреждения или уничтожения экологически или хозяйственно ценных участков лесного фонда, обусловленную лесорастительными условиями, составом, строением, другими особенностями насаждений, а также опасность возникновения отрицательных последствий воздействия лесного пожара на сопредельных пространствах.
Возникновение гари после пожара есть высшее проявление природной пожарной опасности на участке леса. Природная пожарная опасность лесов формируется в результате естественных процессов. Ее определяет возраст, структура, состав, полнота насаждений, запас захламленности, сухостоя, экспозиция, уклон местности, видовой состав, запас и физиологическое состояние лесных горючих материалов на поверхности почвы, условия увлажнения и скорость пожарного созревания, степень воздействия огня в прошлом, процессы накопления или деструкции горючих материалов.
Снизить степень природной пожарной опасности можно путем регулирования структуры, состава и снижения до определенной величины запасов лесных горючих материалов и, в особенности на поверхности почвы. Последнее изначально способствует предупреждению возникновения, распространения и развития лесных пожаров или обеспечивает снижение их интенсивности. Снижение степени природной пожарной опасности лесов может быть осуществимо как в процессе обычной лесохозяйственной деятельности, так и на основе научно обоснованного проектирования и специальной реализации системы противопожарных профилактических мероприятий.
Совершенствование системы предупреждения лесных пожаров вызывает необходимость пересмо-
треть традиционный подход к противопожарной организации и устройству лесов. Существующий подход к определению класса пожарной опасности для квартала и последующему проведению противопожарного устройства лесов методически неверен (Соколов, 1979). Весь комплекс работ по оценке ле-сопирологических характеристик земель лесного фонда, природной пожарной опасности лесов, видов и интенсивности вероятных лесных пожаров, необходимых мероприятий по предупреждению пожаров лучше осуществлять на уровне лесотаксационных выделов, объединенных по сходности определяющих признаков в лесопирологические. В качестве определяющего признака предложено использовать понятие пирологический тип леса - совокупность участков, характеризующихся общностью пироло-гических свойств, видов вероятных лесных пожаров, их последствий, требующих применения однородного комплекса мероприятий по их предупреждению и тушению.
Почти 90% затрат и ущерба определяют верховые и крупные лесные пожары. Для активной борьбы с крупными лесными пожарами, по мнению Э. Н. Ва-лендика (1979), большое значение имеет сеть заранее подготовленных опорных линий с учетом природных рубежей. Для эффективного применения возможностей пожаротушения, как средства снижения горимо-сти лесов, сокращения трудоемкости и затрат, земли лесного фонда объекта необходимо устраивать в противопожарном отношении с учетом сложившейся естественной и искусственной пирологической расчлененности и структуры лесов. Противопожарное устройство лесов целесообразно осуществлять на основе предварительно организованных природно-тер-риториальных таксономических единиц. Это изначально обеспечит возможность создания постоянно действующей системы барьеров, используя при этом существующие искусственные и естественные образования, природные свойства лесов препятствовать распространению огня. Подобная система барьеров и опорных полос позволит безопасно применять профилактические выжигания и, при необходимости, оперативно с минимальными затратами финансовых, людских, материально-технических и энергетических ресурсов осуществить тушение пожара на ограниченной площади с минимальными затратами сил, средств.
Снижение природной пожарной опасности лесов дает возможность увеличить степень обеспеченности силами и средствами пожаротушения. В этих условиях тушить окажется возможным пожары меньшей силы, используя для этого готовую систему барьеров и опорных полос.
Степень обеспеченности силами и средствами пожаротушения как один из факторов, определяющих горимость лесов, является весьма специфичным. В условиях высокой антропогенной и природной пожарной опасности лесов воздействие на этот фактор с целью снижения горимости лесов может осуществляться только в форме наращивания численности и техниче-
ской оснащенности сил и средств пожаротушения. Безусловное подавление лесных пожаров может быть результативным, но в тактическом плане. Систематическое использование этого подхода будет способствовать накоплению территорий с высокими запасами лесных горючих материалов, увеличению силы лесных пожаров и горимости лесов. Это потребует еще большего увеличения сил и средств пожаротушения.
Пожарная опасность по условиям погоды в условиях высокой антропогенной и природной пожарной опасности лесов, недостатка сил, средств пожаротушения определяет горимость лесов. Особенности пожарной опасности по условиям погоды изучались многими учеными. На примере Архангельской области П. Н. Львовым и А. И. Орловым (1984) установлено, что в более чем в половине случаев фактическая горимость лесов не совпадает с классами пожарной опасности по условиям погоды. Об этом в свое время предупреждал В. Г. Нестеров (1949). Он отмечал, что никакие другие метеорологические показатели не могут дать коэффициенты корреляции, сильно приближенные к единице, так как горимость не определяется одними метеорологическими условиями. Воздействие на рассматриваемый фактор с целью снижения горимости лесов в современных условиях является проблематичным.
Анализ факторов, определяющих горимость лесов, позволяет оценить их роль в системе охраны лесов от пожаров. Очевидно, что совершенствование и развитие противопожарной охраны лесов должно осуществляться на основе усиления роли мероприятий по снижению антропогенной, природной пожарной опасности в лесах. В условиях меньшего числа и низкой силы лесных пожаров увеличится скорость их обнаружения, создадутся условия для тушения на минимальной и ограниченной площади с минимальными затратами сил и средств.
В начале 70 годов Н. П. Курбатским (1972) предложена концепция развития системы охраны лесов от пожаров, которая сформулирована как гибкое сочетание всех видов лесопожарной профилактики с высокой оперативностью в обнаружении и ликвидации пожаров в соответствии с местными природными условиями и уровнем интенсивности лесного хозяйства. До опубликования этой работы и после, у нас в стране и за рубежом, предлагались различные подходы и стратегические концепции решения проблемы лесных пожаров. По мере появления они включают:
- преимущественное использование противопожарной пропаганды и экологического образования населения (считалось, что при этом проблема пожаров исчезнет);
- противопожарное устройство лесов, создание барьеров и заслонов распространению огня лесного пожара;
- повышение оперативности обнаружения и тушение пожаров, предполагая безусловное подавление всех без исключения лесных пожаров;
- создание высокоэффективных технических средств борьбы с лесными пожарами;
- применение химических веществ, повышающих огнестойкость растительности;
- подавление антропогенных и допущение контролируемого распространения природных пожаров;
- управление лесными пожарами.
В силу различных причин ни одна концепция не позволила решить проблему охраны лесов от пожаров. Это признается у нас и за рубежом.
Общепризнанно, что пожары - явление географическое. Огонь в лесу являлся, и будет являться ведущим экологическим и биогеоценотическим фактором, определяющим распространение лесов, реализацию их оздоровительных, ресурсных, рекреационных, воспитательных и других функций. Это определяет приоритетные задачи охраны лесов от пожаров, решить которые необходимо ближайшем будущем:
- оценка горимости лесов в прошедшем сезоне, текущей и ожидаемой горимости лесов в предстоящем лесопожарном сезоне, оценка последствий пожаров (мониторинг лесных пожаров);
- разработка и внедрение специализированных лесопирологических геоинформационных систем;
- оценка видов и интенсивности вероятных лесных пожаров и пощади их распространения в границах лесохозяйственного предприятия;
- повышение общественно-экологического образования населения, снижение антропогенной пожарной опасности в лесах;
- снижение природной пожарной опасности лесов лесохозяйственного предприятия;
- применение методов научно обоснованного регулирования воздействия огня в лесу;
- совершенствование системы предупреждения возникновения верховых и крупных лесных пожаров;
- создание страховых резервных фондов для оперативного финансирования системы охраны лесов от пожаров в экстремальных ситуациях.
Для реализации этих направлений необходимо сформировать двухуровневую специализированную лесопирологическую информационную систему, которая обеспечит возможность использования с большим эффектом имеющихся технологий снижения пожарной опасности в лесах, методов борьбы с лесными пожарами и разработать новые.
Главной задачей геоинформационной системы первого уровня должна быть объективная оценка текущей горимости лесов и ожидаемой горимости лесов лесохозяйственных предприятий в предстоящем пожароопасном сезоне. Попытка решения этой задачи осуществлена в работе (Михалев, 2014).
Фрагмент лесопирологической информационной системы второго уровня создан в экспериментальном порядке в рамках решения частной задачи - разработки проектов противопожарного устройства припо-селковых лесов в различных районах Красноярского края. Подход с использованием современных информационных технологий является целесообразным в отношении всех земель лесного фонда. В качестве исходных данных такая система использует базы
Хвойные бореальной зоны, XXXVII, № 5 - 6, 2016
таксационных и картографических данных лесохо-зяйственного предприятия. В качестве инструмента разработаны программы для ЭВМ, позволяющие провести обработку данных и выработку практических решений (Михалев, 2007 а, б, в). Обработка исходных данных с помощью программ позволяет получить комплекс лесопирологических, лесопожарных планово-картографических данных, осуществить пиро-логический анализ участков земель лесного фонда лесохозяйственного предприятия и предложить мероприятия по предупреждению возникновения, распространения, развития лесных пожаров и мероприятия, способствующие тушению на ограниченной площади с минимальными затратами сил, средств и ресурсов пожаротушения.
ВЫВОДЫ
Решение указанных вопросов позволит реализовать подход в охране лесов от пожаров, основанный на снижении антропогенной, природной пожарной опасности в лесах, повышении оперативности обнаружения и тушения лесных пожаров на минимальных и ограниченных площадях. Данный подход обеспечивает предупреждение возникновения верховых и крупных лесных пожаров, определяющих до 90 % ущерба и затрат на тушение, в наибольшей степени соответствует природе лесов, природе лесных пожаров и в первом приближении позволит сформировать пирологические режимы в лесах, близкие природным.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Валендик Э.Н. Условия развития пожаров // Крупные лесные пожары. -М.: Наука, 1979. - С. 4-26. Валендик Э.Н. Борьба с крупными лесными пожарами. -
Ново-сибирск: Наука, 1990. - 193 с. 2. Курбатский Н.П. Некоторые вопросы стратегии, тактики и техники охраны леса от пожаров //Вопросы лесной пирологии. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1972. -С. 119-130.
3. Лесное хозяйство: термин. слов. / под общ. Ред. А.Н. Филипчука. - М.: Изд-во ВНИИЛМ, 2002. - 480 с.
4. Лесной кодекс РФ. - С изм. от 01.01.2016. - № 200-ФЗ. garant.ru
5. Львов П.Н., Орлов А.И. Профилактика лесных пожаров.
- М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 116 с.
6. Михалев Ю.А. Методика оценки ожидаемой горимости
лесов Сибири и Дальнего Востока в предстоящем ле-сопожарном сезоне. Вестник КрасГАУ-2014.- Вып. 11.-С. 132- 137.
7. Михалев Ю.А. Тенденции горимости земель лесного
фонда Сибири и Дальнего Востока. Сборник научных статей по итогам международной научно-практической конференции 28-29 марта 2014 года. «Санкт-Петербургский институт проектного менеджмента». Изд. «КультИнформПресс», 2014. - С. 86-91.
8. Михалев Ю.А., Золотухина Л.П., Доррер Г.А. Программа
выбора и назначения мероприятий по предупреждению лесных пожаров. Свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ. № 2007611664. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20 апреля 2007 г. а.
9. Михалев Ю.А., Золотухина Л.П., Доррер Г.А. Программа
оценки пирологической структуры лесов. Свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ. № 2007611663. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20 апреля 2007 г. б.
10. Михалев Ю.А., Золотухина Л.П., Доррер Г.А. Программа трансформации таксационных данных в лесопироло-гические. Свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ. № 2007611665. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20 апреля 2007 г. в.
11. Нестеров В.Г. Горимость леса и методы её определения.
- М.; Л.: Гослесбумиздат, 1949. - 74 с.
12. Соколов В.А. Проектирование противопожарных мероприятий при лесоустройстве // Горение и пожары в лесу. Ч. I. Профилактика и тушение лесных пожаров. - Красноярск: Изд-во ИЛиД, 1979. - С. 80-84.
13. Софронов М.А. Система пирологических характеристик и оценок как основа управления пожарами в боре-альных лесах: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Красноярск, 1998. - С. 60.
14. Шешуков М.А., Громыко С.А. О некоторых аспектах ле-сопожарной стратегии предупреждения, обнаружения и тушения лесных пожаров //Лесное хоз-во. -№ 1. - 2002.
- С. 42-43.
Поступила в редакцию 21.07.16 Принята к печати 29.12.16
