Лесная пирология и её задачи

1. Лесная пирология и её задачи Лесная пирология – наука о природе лесных пожаров и вызываемых ими последствиях, о методах профилактики лесных пожаров и способах борьбы с ними. В Лесотехническом университете “Лесная пирология” как самостоятельная учебная дисциплина была выделена из курса «Лесоводство» в 1978 году. Её преподавание стало возможным благодаря накопленным в результате активных научных исследований знаниям по лесопожарной проблеме. Научная разработка проблемы борьбы с лесными пожарами в нашей стране получила развитие с 1930-х годов. В 30-е и послевоенные годы проводились широкие исследования природы лесных пожаров и их последствий, закладывались теоретические основы лесной пирологии (И.С. Мелехов, А.А. Молчанов, П.П. Серебренников, В.В. Матрёнинский, В.Г. Нестеров). В ЛенНИИЛХе были начаты опыты по тушению пожаров с применением химических средств борьбы при помощи опрыскивателей. Впервые в мировой практике в борьбе с пожарами начали применять десантирование пожарных с помощью парашютов. Работы в этом институте были значительно расширены в 60-е годы прошлого века, сначала под руководством Г.А. Мокеева, а затем Е.С. Арцыбашева. Обширные исследования проводились также в Институте леса и древесины Сибирского отделения АН СССР под руководством Н.П. Курбатского. Лесная пирология опирается на комлекс наук о лесе (лесоведение, лесоводство, лесное почвоведение, лесные культуры и др.) и общенаучные дисциплины – метеорологию, физику, химию, математику. Наибольшее развитие лесная пирология получила в России, США и Канаде. Сложность решения проблемы борьбы с лесными пожарами, необходимость использования арсенала современных технических средств определяют потребность в подготовке высококвалифицированных специалистов в этой области. Основными задачами лесной пирологии являются: - выявление причин горимости лесов; - изучение условий возникновения и развития лесных пожаров; - изучение последствий лесных пожаров; - разработка мер противопожарной профилактики в лесу; - разработка эффективных методов обнаружения, локализации и туше- ния лесных пожаров; - совершенствование технических средств тушения пожаров; - оптимизация структуры и деятельности лесопожарных служб; - оценка ущерба от лесных пожаров и лесохозяйственные меры его снижения; - использование в лесохозяйственной практике управляемого огня. 2. ЛЕСОПОЖАРНАЯ ПРОБЛЕМА По масштабу и характеру воздействия на леса пожары являются одним из доминирующих факторов, определяющих структуру и динамику лесного фонда России. Предотвратить возникновение лесных пожаров, использовать эффективные методы и средства борьбы с ними, принять адекватные меры снижения ущерба от пожаров – важнейшие задачи современного лесохозяйственного производства. Лесные пожары были в прошлом и будут в обозримом будущем, так как невозможно вырастить леса невосприимчивыми к огню. Лес не может не гореть – он представляет собой сплошь органическое вещество. Пожары характерны для всех лесных стран, но наибольшая острота лесопожарной проблемы – в государствах с континентальным климатом и преобладанием в лесах хвойных пород. Огонь – и разрушитель, и созидатель леса. Уничтожая толстую лесную подстилку, моховой и травяной покров, огонь создаёт благоприятные условия для прорастания семян древесных пород, появления самосева ценных хвойных видов, особенно сосны, лиственницы. С другой стороны, в огне гибнет молодняк хвойных пород; после пожаров нередко происходит возобновление малоценных видов. Пожары вносят существенные и часто противоречивые изменения в численность и состав лесной фауны. Огонь уничтожает полезных представителей фауны и тем самым понижает устойчивость леса, но одновременно он уничтожает вредных насекомых. Огонь влияет на санитарное состояние леса, причем и здесь его роль неоднозначна. Травмируя деревья и их корневые системы, огонь способствует образованию ветровала и бурелома, возникновению болезней деревьев, размножению вредной энтомофауны. Но одновременно пожар уничтожает источники грибной инфекции, приводит к отмиранию отставших в росте деревьев, ускоряет естественное самоизреживание древостоя. Площади, пройденные лесными пожарами, называют горельниками. Огонь в лесу – друг, нередко спаситель человека, когда огонь послушен его разуму и умелым рукам. Но он становится страшным и безжалостным врагом человека, если вырвется из повиновения ему. Огонь как экологический фактор периодически воздействует на растения – с тех пор, как на суше появилась растительность (около 400 млн. лет назад). Причинами пожаров чаще всего были грозы. На единицу поверхности суши, покрытой лесами, приходится почти в 100 раз больше ударов молний, чем на ту же площадь в океане. Причина в том, что растения ионизируют воздух, снижая его электрическое сопротивление. В тропических лесах количество молниевых разрядов достигает за год 50 на один квадратный километр. В лесах умеренной зоны – на порядок меньше. Образование значительной части видов растений на протяжении сотен миллионов лет происходило “в огне пожаров”. В результате лесные экосистемы оказались приспособленными к влиянию этого фактора. Например, в бореальных лесах под влиянием пожаров большие площади занимают пирогенные породы – сосна, лиственница. Сформировались характерные циклы послепожарных сукцессий – смены темнохвойных, теневыносливых, неустойчивых к огню пород (ель, пихта) на светолюбивые светлохвойные (сосна, лиственница) и лиственные (берёза, осина). Типичны и обратные смены – при длительном отсутствии пожаров теневыносливые, появляясь под пологом светолюбивых пород, постепенно их вытесняют. До новых пожаров. Таким образом, биологическое разнообразие в девственных лесах поддерживалось благодаря динамике лесных экосистем, существовавшей в условиях естественной повторяемости лесных пожаров. С появлением человека, с развитием подсечной системы земледелия, при выжигании прошлогодней травы и стерни огонь начал перекидываться на леса, и в засушливые годы лесные пожары принимали характер бедствий. Особенно резко ухудшилась ситуация с появлением человека цивилизованного – царя и одновременно врага природы. Количество пожаров на планете возросло, по сравнению с естественным фоном, на порядок. К тому же леса оказались неприспособленными к резко возросшей частоте пожаров. Так, в неосвоенных лесах Восточной Сибири часто встречается прекрасное возобновление лиственницы на гарях, где не осталось ни одного старого живого дерева. Усыхающие после верхового пожара лиственницы успели до своего полного отмирания обсеменить гарь. При естественной частоте пожаров, возникающих от молний, через 50-100 лет, молодые лиственницы успевают до очередного пожара приобрести устойчивость к огню (толстая кора в нижней части ствола, высоко поднятая крона). В освоенных лесах возросшая частота пожаров (через 20-30 лет) губит лиственничный молодняк. При этом источники обсеменения отсутствуют, и горельник надолго превращается в безлесное пространство (кустарниковые заросли, болота и т.д.). Однако человек цивилизованный не только является виновником пожаров, он вынужден и тушить их. Пожары нарушают ведение хозяйства в лесах и их эксплуатацию, уничтожают природные ресурсы – древесину, ягодники, лекарственные растения, органическое вещество почвы и торф, создают угрозу поселениям и жизни людей, отравляют атмосферу. Последние данные мировой лесопожарной статистики свидетельствуют о том, что в большинстве лесных стран мира число пожаров за последние десятилетия резко возросло. Пожары повреждают или полностью уничтожают ежегодно в среднем не менее одного процента общей площади лесов, выбрасывают в атмосферу миллионы тонн продуктов сгорания. В последние годы, в связи с потеплением климата на планете, особое внимание уделяется влиянию массовых лесных пожаров на содержание углекислого газа в атмосфере. Согласно исследованиям американских ученых (Университет Аризоны), количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу при лесных пожарах, может достигать 50% от промышленных выбросов (в результате сжигания углеводородов). Ранее это количество оценивалось в 19%. Кроме того, исследователи отмечают, что пока ещё слабо изучено воздействие пожаров на верхние слои атмосферы. Частицы сажи, занесённые туда воздушными потоками, нагреваются прямой радиацией Солнца и дополнительно нагревают воздух. Всё это, вместе взятое, усиливает парниковый эффект атмосферы и влияет на глобальное потепление климата. Потепление климата, в свою очередь, является одной из причин увеличения количества и площади лесных пожаров. Другой причиной возрастания количества пожаров является рост мобильности населения, усиление антропогенной нагрузки на лесные территории. Возрос приток людей в леса для отдыха, сбора даров леса (ягод, грибов, лекарственных растений и т.п.), для охоты, рыбной ловли, туризма. Растёт количество различных изыскательских экспедиций (геолого-разведочных, геодезических и др.), усиливается эксплуатация недр, появляются новые населенные пункты в отдалённых лесных районах. Поэтому следует ожидать увеличения вероятности возникновения и распространения лесных пожаров в мировом масштабе. Россия – одна из стран, где количество пожаров, возникших в результате деятельности человека, самое высокое. Причина этого – недостатки в воспитании, низкий уровень культуры, а также либерализм по отношению к нарушителям правил пожарной безопасности в лесах. Ущерб от пожаров в России усиливается труднодоступностью лесов, отсутствием дорог, недостатком сил и средств лесопожарных формирований. Высокая горимость наших лесов кроется также в несовершенстве лесного законодательства. До 2007 г. охрана лесов от пожаров осуществлялась централизованной государственной лесной службой. Лесной кодекс 2006 г. эту службу ликвидировал, ответственность за охрану лесов от пожаров возложил на субъекты РФ. За Агентством лесного хозяйства (Рослесхоз) осталось право распоряжаться субвенциями (т.е. средствами на проведение тех или иных работ), осуществлять пожарный надзор в лесах и координировать деятельность по охране лесов. МЧС России имеет свои задачи, не вправе бороться с пожарами в лесах, и подключается лишь тогда, когда ситуация становится катастрофической, пожары угрожают населённым пунктам, промышленным объектам и жизни людей. В настоящее время из 1,2 млрд. га лесного фонда России охраняется от пожаров лишь 65%. По данным космического мониторинга, в неохраняемых лесах ежегодно фиксируются пожары на 2-5 млн. га, а общая площадь пройденных пожарами лесов составляет 7-10 (до 14) млн. га в год. Если брать за основу объективные данные космического мониторинга, по относительной площади пожаров горимость только охраняемых лесов составит не менее 5 тыс. га на 1 млн. га лесной площади, т.е. даже в среднем является высокой (табл. 2.1). Т а б л и ц а 2.1 Оценка фактической горимости лесов Фактическая горимость Количество пожаров в расчёте на 1 млн. га за сезон (частота пожаров) Относительная площадь пожаров за сезон площадь пожаров, га на 1 млн. га % Низкая менее 5 менее 100 менее 0,01 Пониженная 6…20 101…300 0,01…0,030 Средняя 21…70 301…1000 0,03…0,10 Повышенная 71…200 1001…3000 0,10…0,3 Высокая 201…600 3001…10000 0,31…1 Чрезвычайная более 600 более 10000 более 1 В отдельные годы горимость достигает чрезвычайной степени (площадь горельников составляет более 1% территории лесного фонда страны). Увеличение количества возгораний в лесах России связано как с объективными процессами, такими, как глобальное потепление климата и хозяйственное освоение новых территорий, так и с низкой экологической культурой населения. Увеличение площади лесных пожаров в 2007-2017 гг., объясняется, в первую очередь, ликвидацией лесной охраны в стране. Таким образом, вопреки существовавшей ранее концепции самоотмирания проблемы лесных пожаров с ростом сознания и культуры населения, наблюдается её резкое обострение. В ближайшем будущем, если не принять решительных мер, эти негативные тенденции могут только усиливаться. Лесные пожары наносят огромнейший ущерб окружающей природной среде и лесному хозяйству. Виды ущерба можно условно разделить на экологический, лесоводственный и экономический. Экологический ущерб: • повреждение или полное разрушение лесных экосистем, что со- провождается нарушением их средообразующих и социальных функций, снижением устойчивости и биологического разнообразия лесов; - загрязнение атмосферного воздуха продуктами сгорания, что вызывает усиление парникового эффекта атмосферы, снижение энергетической освещённости прямой солнечной радиации, поглощение ультрафиолетовой части спектра, образование “грязных” туманов; - ухудшение микроклимата лесов и населенных пунктов, ухудшение ионизации воздуха; повышение концентрации в воздухе окиси углерода (угарного газа СО); - уничтожение ягодников, мест гнездований дичи. Лесоводственный ущерб: - ухудшение санитарного состояния повреждённых огнем насаждений; возникновение ветровала, бурелома; • повреждение или полное уничтожение подроста ценных хвойных пород; • повреждение или уничтожение органогенного слоя почвы, что вы- зывает заболачивание или эрозию почвы, снижение её плодородия, уменьшение ветроустойчивости деревьев; - разрастание на горельниках густого травяного (злаки, осоки) и мохового (кукушкин лён, сфагнум) покрова, что часто препятствует возобновлению хвойных пород; - распространение на горельниках очагов энтомовредителей и болезней леса. Экономический ущерб: - огромные затраты госбюджетных средств на борьбу с лесными пожарами; - повреждение или уничтожение домов и других строений в населенных пунктах; - повреждение или уничтожение растущей, а также заготовленной древесины на лесосеках и верхних складах(в штабелях); - сокращение запасов торфа – ценнейшего сырья в производстве удобрений, красителей, спиртов, кислот, ростовых веществ и др.; - ухудшение видимости в атмосфере, что приводит к затруднению движения на дорогах, в воздушном пространстве, по рекам и водоемам. 3. ОХРАНА ЛЕСОВ ОТ ПОЖАРОВ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ. ПРАВИЛА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ЛЕСАХ 3.1. Общие положения. Официальная информация Сезонный характер борьбы с огнём в лесу, варьирование пожарной нагрузки и вводимых в дело ресурсов определяют необходимость создания чёткой системы охраны лесов от пожаров. Это касается не только России, но и любой другой страны, где возникают лесные пожары. Масштабы и функциональная структура этой системы определяются важностью лесопожарной проблемы в данной стране, уровнем её экономического развития, объёмом знаний и уровнем научно-технических разработок в области охраны лесов от пожаров. Функциональная структура охраны лесов от пожаров включает в себя: • предупреждение лесных пожаров; • обнаружение и разведку пожаров; • борьбу с пожарами; • ликвидацию последствий пожаров. Полномочия правительств субъектов Российской Федерации в области охраны лесов от пожаров: - организация осуществления мер пожарной безопасности и тушения лесных пожаров в лесах, расположенных на землях особо охраняемых природных территорий регионального значения; - организация осуществления мер пожарной безопасности в лесах, расположенных на земельных участках, находящихся в собственности субъектов Российской Федерации. Охрана лесов от пожаров включает в себя выполнение мер пожарной безопасности в лесах и тушение пожаров в лесах. Меры пожарной безопасности в лесах: • предупреждение лесных пожаров; • разработка и утверждение планов тушения лесных пожаров; • мониторинг пожарной опасности в лесах и лесных пожаров. Меры пожарной безопасности в лесах осуществляются в соответствии с лесным планом субъекта Российской Федерации, лесохозяйственным регламентом лесничества или лесопарка, и проектом освоения лесов. Предупреждение лесных пожаров включает в себя противопожарное обустройство лесов и обеспечение средствами предупреждения и тушения лесных пожаров. Противопожарное обустройство лесов включает в себя: • строительство, реконструкцию и эксплуатацию лесных дорог, предназначенных для охраны лесов от пожаров; • строительство, реконструкцию и эксплуатацию посадочных площадок для самолетов, вертолетов, используемых в целях проведения авиационных работ по охране и защите лесов; • прокладку просек, противопожарных разрывов, устройство противопожарных минерализованных полос; • строительство, реконструкцию и эксплуатацию пожарных наблюдательных пунктов (вышек, мачт, павильонов и других наблюдательных пунктов), пунктов сосредоточения противопожарного инвентаря; • устройство пожарных водоемов и подъездов к источникам противопожарного водоснабжения; • проведение работ по гидромелиорации; • снижение природной пожарной опасности лесов путем регулирования породного состава лесных насаждений и проведения санитарно-оздоровительных мероприятий; • проведение профилактического контролируемого противопожарного выжигания хвороста, лесной подстилки, сухой травы и других лесных горючих материалов. Ликвидация возможных последствий чрезвычайных ситуаций, связанных с лесными пожарами, возложена на Министерство по чрезвычайным ситуациям. 3.2. Особенности охраны лесов от пожаров в Российской Федерации Силами наземных лесопожарных формирований в сочетании с периодическим авиапатрулированием контролируется около 25% территории государственного лесного фонда Российской Федерации. Наличие наземных путей сообщения позволяет здесь прибыть к объекту тушения не позднее, чем за три часа. Наибольшая часть лесных площадей – до 40% – является объектом авиалесоохраны (обнаружение и тушение пожаров производится исключительно с помощью авиации). Остальная территория гослесфонда (35%) от пожаров не охраняется. Это отдалённые северные районы Сибири и Дальнего Востока, где отсутствует авиационная охрана, а своевременная ликвидация пожаров наземными средствами невозможна из-за отсутствия дорог. На этой территории распространение лесных пожаров лишь фиксируется с космических летательных аппаратов. Пожары останавливают естественные преграды (реки, безлесные участки и т.п.) или дожди. Особое место в системе охраны лесов от пожаров до недавнего времени принадлежало специализированной службе авиационной охраны лесов – Авиалесоохране, созданной в 1936 г. С помощью авиации в 70-е годы прошлого века обнаруживали до 90% лесных пожаров и ликвидировали до 70% пожаров от числа обнаруженных. В результате административной реформы 2006 г. полномочия по охране лесов переданы субъектам Российской Федерации. Вместо авиабаз в субъектах созданы государственные учреждения по авиационной охране лесов. Согласно Лесному кодексу 2007 г. (статья 53.2) мониторинг пожарной опасности в лесах и лесных пожаров включает в себя: - наблюдение и контроль за пожарной опасностью в лесах и лесными пожарами; - организацию системы обнаружения и учета лесных пожаров, системы наблюдения за их развитием с использованием наземных, авиационных или космических средств; - организацию патрулирования лесов. В Федеральном бюджетном учреждении “Авиалесоохрана“ прово- дится ежедневная обработка информации по выявленным Информационной системой дистанционного мониторинга (ИСДМ-Рослесхоз) фактам горения, о молниевых разрядах и возможности возникновения от них лесных пожаров, а также метеорологической информации из Гидрометеоцентра России (8 показателей по 1200 метеостанциям ежедневно). В ИСДМ-Рослесхоз формируется и представляется всем зарегистрированным пользователям большой объём метеорологической информации и показатели пожарной опасности в лесу по условиям погоды. 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ И АНАЛИЗ ГОРИМОСТИ ЛЕСОВ 4.1. Пожароопасный сезон. География лесных пожаров Пожароопасный сезон в нашей стране устанавливается с началом схода снежного покрова и наступлением положительных среднесуточных температур воздуха, а заканчивается осенью с наступлением устойчивой дождливой погоды. На Дальнем Востоке, в лесостепной зоне, пожары могут возникать и в бесснежные зимы при отрицательных температурах воздуха. Интенсивное подсушивание наземных лесных горючих материалов происходит, при отсутствии осадков, после устойчивого перехода среднесуточных температур через +5оС. Начало массовых возгораний приходится на дни перехода среднесуточных температур воздуха через +10оС при длительном отсутствии дождей. В рамках пожароопасного сезона выделяют пожароопасные и непожароопасные периоды. Последние связаны с различными фазами вегетации растительности или активным выпадением осадков, препятствующих возгоранию и распространению огня. Так, с момента схода снега и до появления лесного разнотравья весьма велика вероятность возгорания прошлогодней сухой травы. По мере разрастания нового травяного покрова пожары прекращаются, возобновляясь уже в период летней засухи. Распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона, как правило, неравномерное. Для характеристики его особенностей употребляют термин пожарный максимум. Это период пожароопасного сезона (обычно 2-3 месяца для подзоны южной тайги), в течение которого количество лесных пожаров превышает среднее за сезон. Выделяют также пожарный пик – месяц или близкий к нему по продолжительности отрезок времени, в течение которого наблюдается наибольшее количество пожаров в сезоне. Длительность пожароопасного сезона зависит от географической широты местности и особенностей климата: на севере лесной зоны Российской Федерации его продолжительность в среднем около 80 дней, на юге – до 190 дней. В пределах лесоклиматической зоны вероятность возникновения и характер развития лесного пожара тесно связаны с типом ландшафта, почвенными и гидрологическими условиями местности, характером лесной растительности, её составом и структурными особенностями. По мере удаления от морей и крупных озёр, с нарастанием континентальности климата изменяется динамика горимости лесов. Как правило, в приморских районах из-за повышенной влажности воздуха опасность пожаров заметно меньше, чем на удалённых от акваторий территориях. 4.2. Пожарная опасность в лесах по природным условиям При разработке профилактических мероприятий и противопожарном устройстве территории в лесничествах необходима оценка потенциальной природной пожарной опасности, причем не только для территории лесничества в целом, но и по отдельным его частям (участковым лесничествам, кварталам). В настоящее время принято делить лесной фонд на 5 классов пожарной опасности по природным условиям (табл. 4.1). Оценка природной пожарной опасности основана на шкале пожарной опасности типов леса (Мелехов, 1947). Шкала составлена экспертным методом, поэтому классы в ней не имеют каких-либо количественных характеристик. Пожарная опасность на вырубках и на старых горельниках, особенно захламлённых – всегда выше, чем под пологом леса. Открытые места больше освещены и нагреты солнцем, обдуваемы ветром; здесь раньше, чем в лесу, сходит снег, поэтому горючие материалы быстро высыхают. Самые первые, поздневесенние пожары обычно и начинаются с вырубок, горельников, других открытых мест с сухой прошлогодней травой, и затем переходят вглубь леса. Летом влажность лесных горючих материалов (ЛГМ) на свежих вырубках по сравнению с их влажностью под пологом леса после 7-10 дней без дождей – в несколько раз ниже. С другой стороны, ранним летом на вырубках появляется свежий травяной покров (вейник, луговик, широколистные травы, осоки, кипрей), что снижает пожарную опасность. Но в сухие раннеосенние периоды (“бабье лето”) при высыхании травяного покрова вырубки и горельники вновь становятся более пожароопасными, чем соседние леса. Особенно резко повышает пожарную опасность вырубок их захламлённость. Очищенные вырубки и горельники горят реже, интенсивность пожаров здесь невысокая, и справиться с пожарами на них значительно проще. Высокая пожарная опасность сомкнувшихся хвойных молодняков как естественного, так и искусственного происхождения связана с низким расположением сухих веточек, а также живой кроны с высоким содержанием смолы. Как правило, такие молодняки при подходе к ним даже слабого низового пожара сильно повреждаются или уничтожаются огнём полностью (верховой пожар). Т а б л и ц а 4.1 Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров (для лесов Северо-Запада России) Класс пожарной опасности Объект возгорания (характерные типы леса и типы вырубок, другие категории насаждений и безлесных пространств) Наиболее вероятные виды пожаров, условия и продолжительность периода их возможного возникновения I (горимость очень высокая) Хвойные молодняки. Сплошные вырубки: лишайниковые, вейниковые и другие типы вырубок по суходолам (особенно захламлённые). Сосняки лишайниковые, вересковые. Расстроенные, отмирающие и сильно повреждённые хвойные древостои (сухостой, участки бурелома и ветровала, недорубы). Захламлённые гари В течение всего пожаро-опасного сезона возможны низовые пожары, в древостоях – верховые. На травяных типах вырубок по суходолу велика пожарная опасность весной, иногда осенью II (горимость высокая) Сосняки брусничники, особенно с наличием хвойного подроста или подлеска из можжевельника средней и высокой густоты. Сосняки на интенсивно осушенных торфяниках Низовые и торфяные пожары возможны в течение всего сезона, верховые – при пожарном максимуме III (горимость средняя) Сосняки кисличники и черничники свежие, ельники кисличники, черничники свежие и брусничники Низовые и верховые пожары возможны при пожарном максимуме IV (горимость пони- женная) Сплошные вырубки таволговые и долгомошные (особенно захламлённые). Смешанные по составу сосняки и ельники черничники влажные, травяные и сложные. Чистые по составу ельники черничники влажные. Березняки травяные, кисличники, брусничники, черничники. Осинники травяные, кисличники и черничники. Лиственные молодняки всех типов леса Низовые пожары возможны в травяных типах леса и на таволговых вырубках в весенний и осенний пожарные максимумы, в остальных типах леса в период летнего максимума V (горимость низкая) Сосняки и березняки кустарничково- и осоково-сфагновые, долгомошные. Ельники сфагновые, долгомошные, приручейные и таволговые. Осинники долгомошные. Ольшаники всех типов. Лесные сфагновые болота Возникновение пожара воз- можно только при длитель- ной засухе Примечание. Пожарная опасность устанавливается на класс выше: а) для хвойных насаждений, строение которых или другие особенности (густой высокий хвойный подрост, захламлённость и т.п.) способствуют переходу низового пожара в верховой; б) для небольших участков леса на суходолах, окружённых участками с повышенной горимостью; в) для лесных участков, примыкающих к дорогам общего пользования или расположенным в непосредственной близости от огнедействующих лесных предприятий (выжигание древесного угля, грибоварочные пункты и т.д.). В лишайниковых борах пожарная опасность объясняется разреженностью древесного яруса, что способствует быстрому высыханию горючих материалов и высокой возгораемости кустистых лишайников из рода Cladonia и мха Pleurozium Schreberi, особенно на южных склонах. Опад хвои и мелкие сухие сучья повышают опасность возгорания и способствуют усилению пожара. Пожары здесь преимущественно низовые, но при наличии сомкнутых групп соснового подроста могут перейти в верховые. Опасность возникновения пожара в вересковых борах мало отличается от опасности в лишайниковых. Сочетание верескового покрова с кустистыми лишайниками ещё больше повышает пожарную опасность, в особенности на прогреваемых солнцем опушках. Здесь для возгорания достаточно искры, не говоря уже о непотушенных окурке или спичке. Пожарная опасность в хвойных древостоях, расстроенных незаконными или неправильными рубками, отмирающих, повреждённых пожарами, ветровалом, буреломом, болезнями и насекомыми обусловлена разреженностью древесного яруса, наличием сухостойных и ветровальных усохших деревьев, потёками смолы на стволах, разрастанием трав в прогалинах (опасность поздневесенных и раннеосенних пожаров). Низовые пожары здесь часто переходят в верховые; борьба с теми и другими чрезвычайно сложна из-за захламлённости. Следует особо отметить, что добровольно-выборочные рубки также повышают пожарную опасность, поскольку в разреженном разновозрастном древостое огонь часто с групп хвойного подроста переходит на соседние хвойные деревья. В сосняках брусничниках меньше лишайников, больше – брусники, черники и других относительно огнестойких растений, более одновозрастная структура древостоя и большая сомкнутость крон по сравнению с лишайниковыми борами. Всё это снижает пожарную опасность. Уменьшается возможность воспламенения подстилки и живого напочвенного покрова, позднее восстанавливается опасность возгорания после дождя. Наиболее характерен для брусничников низовой пожар, но его интенсивность, в связи с наличием большого количества горючего материала, может быть высокой. Наличие сомкнутых групп подроста сосны, ели, а также групп можжевельника создаёт опасность перехода пожара в верховой. По исследованиям И.С. Мелехова, в северных районах тайги после пожаров в борах-брусничниках, иногда и в вересковых, нередко поселяется багульник (Ledum palustre), являющийся сравнительно огнестойким растением. Багульник будет оказывать тем большее тормозящее действие для огня, чем меньше в сплошном покрове вереска и больше багульника. Высокая горимость сосняков на осушенных торфяниках – вопрос дискуссионный. Массовых возгораний не отмечено нигде, но подчёркивается, что в случае возникновения пожара на осушенных болотах имеется возможность по проездам вдоль каналов быстро доставить пожарных и технику к месту возгорания. Опасность возникновения пожаров в высокопродуктивных хвойных древостоях (кисличниках, черничниках свежих, ельниках брусничниках) снижена вследствие большей сомкнутости крон, наличия относительно огнестойких представителей живого напочвенного покрова и отсутствия лишайников. В то же время пожарная опасность в сосняках- зеленомошниках выше, чем в ельниках, в связи с меньшей затенённостью напочвенного покрова и подстилки. Поэтому примесь ели в сосняках уменьшает опасность возникновения пожара. Но, если пожар возник, ель создает угрозу образования верхового пожара – из-за наличия густых сухих сучьев в нижней части ствола и низкоопущенной кроны, которая быстро охватывается пламенем. Примесь лиственных пород к хвойным в средние по горимости годы уменьшает пожарную опасность, что надо учитывать при уходе за лесом. В то же время безлиственное состояние березняков и осинников травяных типов леса способствует возгоранию весной прошлогодней травы. В условиях длительной засухи (1972 и 2010 гг.) наряду с хвойными древостоями в верховых пожарах Средней России погибло немало березняков, осинников, дубрав, даже зарослей черной ольхи. Опасность возникновения пожара в хвойных и мягколиственных древостоях с прогрессирующим заболачиванием (начиная с черничника влажного) заметно уменьшается из-за накопления влаги в почве и появления огнестойких мхов (сфагнумы, кукушкин лен). Однако в крайне засушливые годы разреженность древесного полога способствует возникновению пожаров и в этих условиях. Даже сфагновые сосняки и болота с редкой растительностью, являющиеся преградой огню в обычных условиях, в длительную засуху также не являются абсолютно негоримыми. Используя данную классификацию, составляют карты горимости лесов по природным условиям. Каждому таксационному выделу в пределах квартала присваивается класс пожарной опасности. Затем находится средневзвешенный (по площади) класс пожарной опасности всего квартала Пкв: Пкв = (П1S1 + П2S2 + П3S3 + … + ПnSn) / S, где П1, П2 , П3 , … Пn – классы пожарной опасности выделов; S1, S2 , S3 , … Sn – площади соответствующих выделов, га; S – площадь квартала, га. После этого кварталы окрашивают в определённые цвета: I класс расцвечивается красным цветом, II – оранжевым, III – жёлтым, IV – зелёным и V – синим. При составлении лесопожарной карты-схемы таксационные выдела с одинаковым или соседним классом пожарной опасности объединяются в лесопожарные выдела. Последние, в свою очередь, являются объектом проектирования противопожарных мероприятий в лесном фонде. В тех регионах России, где действуют системы космического мониторинга лесных пожаров, лесопожарные карты-схемы преобразуются в электронный вид и привязываются к единой системе координат. Классификация насаждений по природной горимости имеет свои недостатки. Она более или менее адекватно характеризует потенциальную горимость конкретных участков леса при близких к норме погодных условиях. При других условиях ситуация может существенно меняться: весной весьма пожароопасными являются сосняки травяные (IV класс) – объект беглых низовых пожаров, в конце лета и в начале осени из-за засухи возникают торфяные пожары в заболоченных лесах и на верховых болотах (V класс). При обработке материалов по пожарам в насаждениях разной пожарной опасности оказалось, что независимо от категории лесов и интенсивности ведения лесного хозяйства, в насаждениях I класса природной пожарной опасности возникает в среднем около 50% общего числа пожаров, II класса – 25, III – 15, IV – 7, V – 3%. Следовательно, в каждом последующем классе возникает в среднем примерно вдвое меньше пожаров, чем в предыдущем. 4.3. Прогнозирование пожарной опасности в лесах по условиям погоды Важнейшим фактором пожарной опасности являются погодные условия. В засуху горят насаждения практически всех типов леса в различных географических и климатических условиях, при этом возгорание происходит от самых маломощных источников. Погодные условия являются в то же время и наиболее динамичным фактором пожарной опасности в лесу. Высыхание лесных горючих материалов при отсутствии осадков обусловлено дневной температурой воздуха и недостатком насыщения его влагой, который может быть выражен дефицитом влажности воздуха или температурой точки росы. Увлажнение ЛГМ определяется осадками и относительной влажностью воздуха. Совместное влияние всех означенных факторов отражает уровень пожарной опасности по условиям погоды. Комплексный показатель горимости (КПГ), предложенный проф. В.Г. Нестеровым в 1949 г., официально использовался в практике отечественной лесопожарной охраны до 1968 г. Показатель горимости рассчитывался путем ежедневного суммирования (нарастающим итогом) произведения температуры воздуха в 14 часов (по сухому термометру) на дефицит влажности воздуха. Последний определялся по психрометрическим таблицам на основе показаний сухого и смоченного термометров. Время измерения (14 часов) – это астрономический полдень (12 часов) плюс 1 час декретного времени, плюс 1 час летнего времени. При использовании показателя КПГ накопленный результат (сумма) обращался в нуль при выпадении осадков в количестве не менее 3 мм, и расчёт начинался снова. Практика борьбы с лесными пожарами показала, однако, что дождя в 3-5 и даже 10 мм не всегда оказывается достаточно для полной ликвидации пожарной опасности. Поэтому в 1968 г. был предложен показатель влажности (ПВ), разработанный совместно специалистами ЛенНИИЛХа и Центрального института прогнозов (ныне Гидрометеоцентр). Показатель ПВ определяется путём ежедневного суммирования (нарастающим итогом) произведения температуры воздуха t (в 14 ч) на разность между температурой воздуха и точкой росы td с учётом количества выпавших осадков: ПВn = ПВn-1 × K + t × (t – td), где ПВn – показатель на сегодняшний день; ПВn-1 – показатель на вчерашний день; K – коэффициент, учитывающий выпадение осадков за прошедшие cутки; t – температура воздуха (на 14 ч), оС; td – точка росы (на 14 ч), оС. Точка росы находится по психрометрическим таблицам. Коэффициент К определяется по количеству выпавших за последние сутки осадков: Осадки, мм 0 0,1…0,9 1…2,9 3…5,9 6…15,9 16 и более К 1 0,9 0,6 0,4 0,2 0 Таким образом, для полной ликвидации пожарной опасности количество выпавших в течение суток осадков должно быть не менее 16 мм. При меньшем количестве осадков пожарная опасность снижается, но не устраняется полностью. Показатели пожарной опасности являются безразмерными. Выделяют 5 классов пожарной опасности (горимости) по погодным условиям (табл. 4.2). Длительная летняя засуха (3-4 недели и более) способна резко повысить пожарную опасность в лесу. При этом переход пожарной опасности из класса в класс происходит с интервалом в несколько дней. При высокой и чрезвычайной горимости приходится принимать экстренные меры противопожарной профилактики, вплоть до запрещения посещения лесов населением. Т а б л и ц а 4.2 Показатели и классы пожарной опасности по погодным условиям КПГ (В.Г. Нестеров) ПВ (ЛенНИИЛХ- Гидрометеоцентр) Класс пожарной опасности Горимость лесов 1-300 1-250 I полная негоримость 301-500 251-400 II горимость слабая, неустойчивая 501-1000 401-980 III горимость средняя 1001-4000 981-3000 IV горимость высокая более 4000 более 3000 V горимость чрезвычайная Помимо стандартных приборов, имеющихся на метеостанциях, для определения показателей горимости лесов используют специальное оборудование. Простейшим вариантом такого оборудования являются индикаторные деревянные бруски, применяемые для оценки пожарной опасности в Австралии, Канаде, США, Японии. Бруски стандартного размера делают из липовой древесины. Их высушивают до воздушно-сухого состояния и взвешивают. Затем бруски укладывают на подставку из проволоки на высоте 10-25 см над поверхностью почвы (под навесом) и ежесуточно взвешивают (в 16 ч). По разнице в массе брусков определяют влажность древесины. Соотнося эти данные со статистикой возгорания лесов, получают шкалу, которую впоследствии используют для прогнозирования пожарной опасности: Влажность брусков, % > 25 19-25 14-18 11-13 8-10 5-7 Вероятность отсут- весьма малая средняя высокая очень возгорания ствует малая высокая Срок службы брусков – 1 год. Несмотря на простоту, данный метод дает неплохие результаты. Недостаток точности прогноза компенсируется возможностью вести измерения в условиях практически любого хозяйства. В современной практике по мере активного развития информационных технологий все чаще обращаются к разработке сложных системных устройств прогнозирования пожарной опасности. Первые электронные системы (электронные вычислители пожарной опасности) начали применяться в США. Приборы имеют шкалы, на которых выставляются показатели погодных условий на текущий день (относительная влажность и температура воздуха, скорость ветра и количество выпавших осадков), а также указывается вегетативная фаза растительности. С помощью таких приборов определяют показатель засухи, степень влажности горючих материалов и индекс скорости распространения огня. Использование сложных методов и расчётов при значительной неопределённости характеристик себя не всегда оправдывает. Для практики необходима оценка пожарной опасности пусть даже относительно грубая (например, отечественная, по пяти классам), но достаточно надёжная, проверенная временем.