Лесные горючие материалы

5.3. Лесные горючие материалы Лесные горючие материалы по своей роли в распространении горения разделены на 3 категории: а) проводники горения; б) поддерживающие горение; в) задерживающие горение. Проводники горения – это непрерывный слой быстро воспламеняющихся материалов. При низовых пожарах проводниками пламенного горения служат зелёные мхи, лишайники, опад, прошлогодняя отмершая трава. Именно с их возгорания чаще всего начинаются пожары. Причем сухая трава и лишайники способны высыхать весной до горимого состояния, находясь на влажной подстилке, а сухая осока, тростник – даже над водой. При верховых пожарах проводниками горения являются хвоя и мелкие ветви в пологе древостоя – при наличии горящих нижних ярусов и сильном ветре. Проводники беспламенного горения – нижние горизонты лесной подстилки, перегнойные горизонты, торф. К ЛГМ, поддерживающим горение, относится всё, что может гореть в конкретных погодных условиях, но не создаёт сплошного слоя: валежник, сухостой, хвойный подрост и подлесок (можжевельник), кустарнички (вереск, багульник и др.), куртины подсохших лесных злаков и иван-чая, пни, мёртвые сухие корни, а также сухие ветви и вершинки деревьев, лежащие на земле. Активно задерживают горение лесные травы с высоким влагосодержанием (таволга, сныть, осоки – с абсолютной влажностью 200-500%), кукушкин лён, сфагнум (в микропонижениях), листва деревьев и кустарников. Установлено, что если запас живых трав (в абсолютно сухом состоянии) больше запаса трав сухих, горение прекращается. Приведённая классификация ЛГМ применима исключительно к среднему по погодным условиям пожароопасному периоду. Некоторые ЛГМ могут изменять свою категорию в зависимости от конкретных условий горения. Например, рыхлый непрерывный слой высохших хвойных порубочных остатков, уложенных на трелёвочных волоках после окончания рубки, может быть проводником горения. Кроме рассмотренных категорий, лесные горючие материалы по их горимости разделены на 7 групп: I – зелёные мхи, лишайники и мелкие растительные остатки (опад, травяная ветошь); II – лесная подстилка, перегнойные и торфяные горизонты; III – вегетирующие травы и кустарнички; IV – крупные древесные остатки (валежник, сухостой, пни, сухие сучья, порубочные остатки); V– подрост и подлесок; VI – хвоя и листва растущих деревьев (вместе с мелкими веточками до 7 мм толщиной); VII – стволы растущих деревьев и живые ветви толщиной более 7 мм. Первая группа ЛГМ – это основные проводники горения. Их наличие и состояние (запас, влажность и т.п.) предопределяют возможность возгорания и дальнейшего горения в лесу, особенно при низовых пожарах. Вторая группа – проводники беспламенного горения, т.е. тления. Третья группа – их роль в горении существенно различается. Живые травы отличаются высоким абсолютным влагосодержанием, которое обычно превышает 200% . Весной, в начале вегетации, влагосодержание в травах может достигать 700%. Все виды вегетирующих трав тормозят распространение огня. После отмирания сплошные заросли трав становятся основным проводником горения (переходят в первую группу). Среди кустарничков имеется такой вид, как вереск, густые заросли которого чрезвычайно пожароопасны в плане возникновения пожаров. В то же время самостоятельное распространение горения по ярусу кустарничков (багульник болотный, черника, брусника) затруднено, они лишь поддерживают горение опада, подстилки, зеленых мхов, лишайников. Четвертая группа ЛГМ представляет собой растительные остатки крупных размеров, совокупность которых представляет собой захламлённость в лесу. Она может усиливать интенсивность горения (увеличивать длину пламени) при низовых пожарах. Так, в сосняках с захламлённостью 80 м3/га послепожарный отпад деревьев сосны в 4 раза выше, чем при захламлённости 20 м3/га. Спиленные ветви смолистых хвойных деревьев при относительно равномерном распределении их по площади вырубки, в подсохшем состоянии могут быть даже проводниками горения. Следует отметить, что такой характер распределения порубочных остатков характерен, в частности, для сплошных вырубок в Финляндии, но лесные пожары там практически полностью отсутствуют даже в самые засушливые годы. В триаде возгорания отсутствует источник огня. Мелкие порубочные остатки лиственных пород смол не содержат, поэтому не увеличивают пожарную опасность на вырубках. Напротив, притеняя поверхность почвы, они способствуют сохранению влаги в подстилке и тем самым уменьшают ее горимость. В пятой группе роль ЛГМ в развитии пожаров различна вследствие разнообразия древесных и кустарниковых пород, характера их распространения под пологом леса и его сомкнутости. При высокой сомкнутости полога подрост ели и подлесок лиственных пород затеняют почву и замедляют высыхание основных проводников горения. Горючие виды подроста и подлеска (ель, сосна, можжевельник) могут усиливать низовые пожары; негорючие (берёза, осина, ива, черёмуха, рябина) – наоборот, препятствуют их распространению. Шестая группа ЛГМ – полог хвойного древостоя служит проводником горения при беглых верховых пожарах. Листва в пологе лиственных насаждений обычно не горит. Но в случае примеси к хвойным древостоям лиственных пород их листва при верховых пожарах успевает подсохнуть и также воспламеняется. У ЛГМ седьмой группы при сильных пожарах обычно обгорает поверхность коры, при этом образуется так называемый нагар. Активно горят засмолённые участки на стволах (смоляные потёки, карры, засмолённые подсушины). Живые древесные стволы, как правило, не горят, за исключением случаев, когда в стволе имеется дупло или сухая трухлявая гниль. Количество ежегодного опада в лесу зависит от породного состава, возраста и полноты древостоя. Наименьшая масса ежегодного опада (в пересчёте на абсолютно сухое вещество) – в хвойных насаждениях (0,15-0,3), несколько большее – в мелколиственных из берёзы и осины (0,25-0,35), максимальное – в широколиственных лесах из дуба, липы и других пород (0,35-0,45 кг/м2). Запас, мощность и характер сложения лесной подстилки связаны с типом леса, породным составом лесов, их возрастом, сомкнутостью полога, развитием живого напочвенного покрова и другими факторами. В сухих типах хвойных лесов (вместе с опадом) масса подстилки составляет 0,5-0,8; в сосняках и ельниках зеленомошной группы типов леса – 0,7-2,8; в сырых (долгомошник) – достигает 10 кг/м2 абсолютно сухого вещества (табл. 5.1). Следует учитывать значительную вариабельность запасов подстилки и других напочвенных ЛГМ в связи с географическим фактором. Так, в типе леса сосняк-брусничник запас напочвенных ЛГМ вместе с подстилкой может варьировать от 0,8 (Брянская область) до 4 кг/м2 (Ленинградская область). Процесс высыхания лесной подстилки идет сверху послойно и заканчивается только в период продолжительной засухи, когда абсолютная влажность всей подстилки уменьшается до минимальных величин. Например, в типе леса сосняк-черничник она может составлять 6-8%. В этом случае подстилка выгорает полностью. В годы средней пожарной опасности по погодным условиям выгорает лишь часть подстилки. Т а б л и ц а 5.1 Запас напочвенных лесных горючих материалов в абсолютно сухом состоянии в хвойных древостоях 80-100 лет (южная тайга) Тип леса Класс бонитета Пол-нота Масса, кг/ м2 опад, под-стилка, торф лишайники, мхи, кустарнички, травы итого Сосняк лишайниковый IV 0,5 0,5 0,5 1,0 Сосняк вересковый III-IV 0,6 0,8 0,8 1,6 Сосняк брусничник II-III 0,7 2,0 1,0 3,0 Сосняк черничник свежий II-III 0,7 2,8 1,4 4,2 Сосняк кисличник I 0,8 0,6 0,8 1,4 Сосняк долгомошник IV 0,7 10,0 2,5 12,5 Сосняк болотный (торф 1 м) Vа 0,4 80,0 2,5 82,5 Ельник кисличник I 0,8 0,7 0,5 1,2 Ельник черничник свежий II-III 0,7 2,4 1,6 4,0 С увеличением относительной полноты соснового древостоя на 0,1 запас ЛГМ в напочвенном покрове возрастает на 15-20%. Зависимость этого запаса от возраста древостоев в высокополнотных сосняках близка к положительной прямолинейной. Запасы вегетирующей хвои варьируют в зависимости от породы, типа леса, возраста и полноты древостоя. Максимальное количество хвои и тонких веточек характерно для молодняков и жердняков. Например, в культурах сосны высотой 2 м масса древесной зелени составляет около 13 т/га в абсолютно сухом состоянии. В культурах высотой 10 м – 14 т/га, а высотой 18 м – лишь 10 т/га. Для сомкнувшихся сосновых молодняков и жердняков высотой до 10 м характерны низовые пожары низкой и средней интенсивности, а также верховые беглые и устойчивые. В средневозрастных и приспевающих сосняках высотой 11-20 м возможны низовые пожары различной интенсивности, а также верховые беглые, устойчивые и прерывистые (с переходами в низовой и обратно). В спелых и перестойных сосняках высотой более 21 м наиболее вероятны низовые пожары. При этом возможно факельное сгорание отдельных сухостойных деревьев или их групп.