CC BY
31
_СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ / AGRICULTURAL SCIENCES_
DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2020.99.9.008
ДИНАМИКА ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ И ЗАПАС НАПОЧВЕННЫХ ГОРЮЧИХ МАТЕРИАЛОВ
В ЛЕСАХ ГНПП «БУРАБАЙ»
Научная статья
Новокшонов И.В.1, Залесов С.В.2' *
1 ORCID: 0000-0003-0839-3710;
2 ORCID: 0000-0003-3779-410X;
1 Государственный национальный природный парк «Бурабай», Бурабай, Республика Казахстан;
2 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия
* Корреспондирующий автор (Zalesov[at]usfeu.ru)
Аннотация
За 10-летний период проанализированы основные показатели фактической горимости лесов на территории государственного национального природного парка «Бурабай», а также запасы напочвенных горючих материалов в насаждениях наиболее опасных в пожарном отношении типов леса. Установлено, что за исследуемый период максимальной пожарной опасностью характеризовался 2010 г., когда было зафиксировано 79 лесных пожаров, а их общая площадь составила 338,4 га. В остальные годы пожарная обстановка была более способной, однако, пожары возникали ежегодно. Причиной абсолютного большинства лесных пожаров был человек. На долю пожаров от молний приходилось 6,4% от их общего количества. В надземной фитомассе очень сухих сосняков доминируют хвоя и шишки, а в сухих сосняках фракция «прочие», представляющая собой разложившуюся часть лесной подстилки. Поэтому для очень сухих сосняков характерны беглые, а для сухих - устойчивые лесные пожары. На основе полученных данных разработаны предложения по снижению пожарной опасности.
Ключевые слова: лесные пожары, пожарная профилактика, противопожарное устройство, причины возникновения лесных пожаров.
DYNAMICS OF FOREST FIRES AND THE SUPPLY OF GROUND-BASED COMBUSTIBLE MATERIALS
IN THE BURABAY NATIONAL PARK FORESTS
Research article
Novokshonov I.V.1, Zalesov S.V.2, *
1 ORCID: 0000-0003-0839-3710;
2 ORCID: 0000-0003-3779-410X;
1 The Burabay National Park, Burabay, the Republic of Kazakhstan;
2 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia
* Corresponding author (Zalesov[at]usfeu.ru)
Abstract
Over ten years, the authors analyzed the leading indicators of forest fires statistics on the territory of Burabay National Park, as well as the amount of surface fuel in the plantings of the most dangerous on fire forest types. It was determined that during the researched period, the maximum fire danger was noted in 2010 when 79 forest fires were recorded, and their total area was 338.4 hectares. In other years, the fire situation was more capable; however, fires occurred annually. Humans caused the absolute majority of forest fires. Lightning fires amounted to 6.4% of the total. In the aboveground phytomass of very dry pine trees, needles and cones dominate, and in dry pine trees, the "other" fraction, which makes for the decayed forest floor. Therefore, very dry pine forests are characterized by running and dry by independent forest fires. Based on the obtained data, the authors developed proposals on reducing the fire danger.
Keywords: forest fires, fire prevention, fire extinguisher, forest fire causes.
Лесные пожары ежегодно приводят к гибели или повреждению тысячи гектар лесных насаждений; выбросам в атмосферу тонн продуктов горения; снижению водоохранных, почвозащитных и других полезных функций леса; уничтожению полезной фауны; нарушению планового ведения лесного хозяйства и использования лесных ресурсов [1], [2]. На тушение лесных пожаров, которые не удалось ликвидировать в начальной стадии их развития, ежегодно привлекается большое количество населения, рабочих и служащих, а также техники [3].
В настоящее время проблема лесных пожаров затронула многие страны. Последнее объясняется тем, что наряду с огромным экономическим ущербом лесные пожары создают угрозу жизни и здоровью населения [4]. При этом из-за глобального изменения климата на нашей планете количество лесных пожаров и пройденная ими площадь имеют тенденцию к увеличению [5].
В Казахстане лесные пожары в отдельные годы наносят значительный ущерб лесному хозяйству республики, а увеличение их количества в последние годы, прежде всего, связано с увеличением посещаемости лесов в рекреационных целях, небрежным и халатным обращением с огнем в лесу [1], [6], [7].
Опыт зарубежных государств показывает, что по мере роста численности населения и его мобильности количество лесных пожаров с каждым годом увеличивается. Высокая вероятность гибели лесов от пожаров присуща странам как северного, так и южного полушария земного шара. На примере лесов США, Канады, России, Франции, Испании и других стран, проблема лесных пожаров, как и десятки лет назад, по-прежнему остается актуальной [1], [5].
Поиск путей и способов формирования устойчивых к огню насаждений - одно из направлений в лесной пирологии и крупная лесоводственная проблема, решение которой позволит повысить пожароустойчивость лесов и сохранить их от полной гибели при пожарах [8].
Известно, что слабые лесные пожары, возникающие в лесу, не причиняют сильного вреда насаждениям, а в некоторых случаях даже приносят пользу, очищая древостои от валежника, сучьев и лесной подстилки, не повреждая при этом деревья. Тем самым, слабые лесные пожары снижают пожарную опасность в лесу и способствуют естественному возобновлению под пологом древостоев [5].
Подчёркивая экологическую роль пожаров Е. Одум [9] отмечает, что в сухих районах пожар действует как своеобразный катализатор, приводящий к освобождению минеральных веществ из лесной подстилки, которая во многих условиях настолько высыхает, что становится недоступной для переработки бактериями и грибами. В этих случаях пожар фактически увеличивает продуктивность экосистемы, ускоряя цикличность круговорота веществ.
Лесная подстилка - напочвенный покров из мертвой органической массы, формируемой за счет лесного опада [10]. Именно на лесную подстилку приходится основная доля напочвенных горючих материалов, которые, в конечном счете, определяют интенсивность лесных пожаров.
Цель, задача, методика и объекты исследования
Целью исследований являлось изучение динамики лесных пожаров в сосняках Государственного национального природного парка «Бурабай» (ГНПП «Бурабай») пройденных низовыми пожарами и на этой основе разработка предложений по улучшению охраны лесов и минимизации послепожарного ущерба.
В соответствии с поставленной целью, задачи исследований включали:
1. Анализ фактической горимости сосновых лесов ГНПП «Бурабай»;
2. Установление запасов лесных горючих материалов в наиболее пожароопасных типах леса;
3. Рекомендации основных принципов и направлений совершенствования охраны лесов от пожаров.
В основу исследований положен анализ статистических материалов о фактической горимости лесов и причинах их возникновения на территории ГНПП «Бурабай». Исследования запасов напочвенных горючих материалов проводились по методике предложенной Н.П. Курбатским [11].
Объект исследования ГНПП «Бурабай» является природоохранным государственным учреждением, входящим в систему особо охраняемых природных территорий республиканского значения и находится в ведении Управления делами Президента Республики Казахстан. Центральная усадьба парка находится в Акмолинской области. Парк занимает часть территории Бурабайского и Енбекшильдерского районов.
Результаты исследования и их обсуждение
По проведенным исследованиям на территории ГНПП «Бурабай» было установлено, что наибольшая часть лесных пожаров приходится на 2 функциональные зоны: зона туристической и рекреационной деятельности; зона ограниченной хозяйственной деятельности.
Данные функциональные зоны довольно часто подвергаются лесным пожарам, которые в большинстве случаев имеют антропогенное происхождение. Доля таких пожаров в среднем составляют примерно 94% от общего их количества (рис. 1).
Проведенный анализ данных учета лесных пожаров на территории лесного фонда ГНПП «Бурабай» за 10-летний период (2010-2019 гг.) показал, что общее количество случаев лесных пожаров составило 234 шт., из них по вине человека (антропогенные) возникло 219 лесных пожаров (94%) и лишь 15 пожаров (6%) возникло от природных факторов (молнии).
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Лесная площадь 338,4 1,913 109,49 0,415 15,398 5,285 0,652 58,3 3,2 39,231
Не лесная площадь 237,1 1,913 92,81 0,415 8,6 5,283 0,293 12,0815 > 3,2 21,64
^^-Антропогенные 74 12 25 12 22 11 14 22 9 20
Природные 5 1 3 2 2 0 0 0 0 2
Рис. 1 - Распределение площади и количества лесных пожаров в ГНПП «Бурабай» по годам
42
На графике отчётливо видно, что наиболее горимым пожароопасным периодом был 2010 год, когда общее количество зарегистрированных пожаров составило 79 случаев, а пройденная ими площадь - 338,4 га, в том числе покрытой лесом - 237,1 га. Указанный год по своим атмосферным показателям был засушливым и ветреным, что и повлияло на количество случаев возникновения лесных пожаров. Значительными показателями горимости характеризовался также 2012 г., когда было зафиксировано 28 лесных пожаров, а пройденная огнем площадь составила 109,49 га.
Сравнительная оценка площади и количества лесных пожаров, произошедших в засушливые 2010 и 2012 гг., показывала, что средняя площадь одного пожара в 2010 г. составила 4,28 га, а в 2012 г. - 3,91 га. После 2012 года началось сокращение количества и площадей пожаров, но оно весьма незначительное.
В ходе исследований были изучены запасы напочвенных горючих материалов в насаждениях наиболее пожароопасных типов леса: очень сухой сосняк (С1) и сухой сосняк (С2). При учете напочвенные горючие материалы распределялись по фракциям: трава, листья, шишки, сучья, кора, хвоя и прочие. Во фракцию прочно входила полуразложившаяся часть лесной подстилки.
Исследования проводились на четыре постоянных пробных площадях (ППП). Таксационная характеристика древостоев пробных площадей приведена в таблице 1.
Таблица 1 - Таксационная характеристика древостоев постоянных пробных площадей
№ ППП Состав древостоя Средние Тип леса Класс бонитета Полнота Запас, м3/га
Возраст, лет Высота, м Диаметр, см
1 10С 120 15 17 С1 Va 0,5 71
2 10С 100 13 16 С1 Va 0,6 80
3 10С 100 16 19 С2 V 0,5 102
4 10С+Б 110 22 28 С2 III 0,7 160
Материалы таблицы 1 свидетельствуют, что древостои всех ППП представлены сосной обыкновенной и лишь на ППП-4 имеется примесь березы повислой 3,5% по запасу. Подлесок под пологом отсутствует, а живой напочвенный покров представлен кустистыми лишайниками. Травянистые растения представлены единичными экземплярами, что объясняется сухостью и низким плодородием почв.
Материалы, приведенные на рисунке 2, наглядно свидетельствуют, что масса напочвенных горючих материалов существенно варьируется по фракциям, как по типам леса, так и по пробным площадям. Так, в сосняках очень сухих в массе напочвенных горючих материалов доминируют фракции хвоя - 8,68 т/га (ППП-1) и шишки - 5,52 т/га (IIIII1-2). В сосняках сухих на ППП-3 и ППП-4 доминирует фракция прочие - 8,92 и 11,72 т/га, соответственно.
Максимальный запас напочвенных горючих материалов зафиксирован на ППП-4 в сосняке сухом - 33,14 т/га. В сосняках очень сухих масса напочвенных горючих материалов значительно меньше 23,84 (ППП-1) и 24,48 (ППП-2) т/га, соответственно.
Наличие значительных запасов напочвенных лесных горючих материалов, как в сосняках очень сухих, так и в сосняках сухих объясняет интенсивное горение в случае возникновения лесного пожара. При этом в сосняках очень сухих расположение на поверхности значительной массы хвои и шишек способствует развитию беглых низовых пожаров. В сосняках сухих, напротив, доминирование фракции «прочие» способствует развитию устойчивых лесных пожаров.
ППП - 1 ППП - 2 ППП -3 ППП - 4
С -1 С -1 С-2 С -2
^■прочее 2,56 4,96 8,92 11,72
трава 2,36 0,52 3,36 0
^■листья 0,28 0,36 0,28 0,02
шишки 3,6 5,52 2,92 5,84
^■сучья 3,16 2,32 1,68 2,16
кора 3,2 4,8 1,08 6,56
^■хвоя 8,68 6 3,24 6,84
мощность лесной _ , , _ „„ , „
2 1,6 3,09 1,9
подстилки, см
Рис. 2 - Запас лесных горючих материалов в особо пожароопасных типах леса
Проведенный анализ причин возникновения лесных пожаров на территории ГНПП «Бурабай» свидетельствует, что по вине людей и несоблюдения элементарных правил пожарной безопасности во время пожароопасного сезона происходит 94% лесных пожаров. Отсюда следует, что необходимо обратить особое внимание на проведение всех профилактических противопожарных мероприятий в полном объёме. Необходимо проводить обучение местного населения и отдыхающих правилам пожарной безопасности через средства массовой информации, проведение бесед в школах, колледжах, санаториях, домах отдыха и т. д.
Также следует увеличить распространение листовок, памяток и красочных аншлагов в лесу, на природоохранные темы.
Хорошо налаженная массово-разъяснительная и воспитательная работа по безопасному отношению к лесу и его богатствам позволит уменьшить количество, площадь и ущерб лесных пожаров до 20-30%.
Предлагаемые мероприятия по снижению количества лесных пожаров и пройденной ими площади на территории лесного фонда ГНПП «Бурабай»:
1. Проводить противопожарную пропаганду со всеми категориями граждан с учетом их возраста и менталитета.
2. Повышать пожароустойчивость насаждений путем проведения рубок ухода и обрезки сучьев у сосны на высоту 2,0-2,5 м в полосах шириной 3 км и более вокруг населенных пунктов, санаториев, домов отдыха и т.п.
3. Ограничить въезд на территорию лесного фонда автотранспорта, установив шлагбаумы на лесных дорогах.
4. Провести противопожарное устройство лесов вокруг лесных посёлков и других объектов с созданием круговых противопожарных заслонов;
5. Своевременно проводить (не реже двух раз за сезон) скашивание травы на территории объектов расположенных в лесу и на всей территории противопожарных барьеров вокруг объектов. Кроме того, крыши строений и дворовых построек должны быть очищены от горючих материалов (хвоя, листья, и т. д.).
6. Практиковать стравливание скотом травы вокруг лесных насаждений, а также регулированный выпас скота под пологом сосновых древостоев при развитом живом напочвенном покрове.
Указанные мероприятия рекомендуются в качестве дополнительных к ранее опубликованным и широко используемым на территории Республики Казахстан рекомендациям по совершенствованию охраны лесов от пожаров и противопожарному устройству [12], [13].
Выводы
1. Лесной фонд ГНПП «Бурабай» характеризуется высокими показателями фактической горимости, что связано, прежде всего, с интенсивным рекреационным использованием лесов.
2. Основной причиной лесных пожаров является неосторожное обращение с огнем отдыхающих и местного населения. Доля пожаров от природных причин (молнии) не превышает 6%.
3. Повышению пожарной опасности способствует накопление напочвенных горючих материалов и, прежде всего, лесной подстилки.
4. В целях минимизации ущерба от лесных пожаров рекомендуется усилить противопожарную пропаганду, а также реализовать перечень мероприятий, ограничивающих распространение лесных пожаров и повышающих пожароустойчивость древостоев.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Архипов Е.В. Динамика лесных пожаров в Республике Казахстан и их экологические последствия / Е.В. Архипов, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2017. № 4 (158). С. 10-15.
2. Шубин Д.А. Последствия лесных пожаров в сосняках Приобского водоохранного сосново-березового лесохозяйственного района Алтайского края / Д.А. Шубин, С.В. Залесов. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2016. 127 с.
3. Щетинский Е.А. Охрана лесов / Е.А. Щетинский. - М.: ВНИИЛМ, 2001. 360 с.
4. Кректунов А.А. Охрана населенных пунктов от природных пожаров / А.А. Кректунов, С.В. Залесов. -Екатеринбург: Урал. ин-т ГПС МЧС России, 2017. 162 с.
5. Залесов С.В. Лесная пирология. / С.В. Залесов. - Екатеринбург: Изд-во «Баско», 2006. 312 с.
6. Архипов Е.В. Горимость сосновых лесов Казахского мелкосопочника / Е.В. Архипов, С.В. Залесов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2016. № 9 (143). С. 64-69.
7. Марченко В.П. Горимость ленточных боров Прииртышья и пути ее минимизации на примере ГУ ГЛПР «Ертыс орманы» / В.П. Марченко, С.В. Залесов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2013. № 10 (108). С. 55-59.
8. Данчева А.В. Влияние рубок ухода на биологическую и пожарную устойчивость сосновых древостоев / А.В. Данчева, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2016. № 3 (145). С. 56-61.
9. Архипов Е.В. Анализ горимости и система мероприятий по минимизации послепожарного ущерба в сосновых лесах Казахстана: Дис. ... канд. с. - х. наук: 06.03.03. защищена 30.06.16: утв. 25.11.16 / Архипов Евгений Владимирович. - Екатеринбург, 2016. - 179 с.
10. Луганский Н.А. Лесоведение и лесоводство. Термины, понятия, определения / Н.А. Луганский, С.В. Залесов. -Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. акад., 1997. 101 с.
11. Курбатский Н.П. Исследование количества и состава лесных горючих материалов / Н.П. Курбатский // Вопросы лесной пирологии. - Красноярск, 1970. - С. 5-58.
12. Залесов С.В. Рекомендации по совершенствованию охраны лесов от пожаров в ленточных борах Прииртышья / С.В. Залесов, Е.С. Залесова, А.С. Оплетаев. - Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2014. 67 с.
13. Архипов В.А. Рекомендации по противопожарному обустройству вокруг лесных поселков / В.А. Архипов, Е.В. Архипов. - Щучинск, 2014. - 20 с.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Arkhipov E.V. Dinamika lesnyh pozharov v Respublike Kazahstan i ih ekologicheskie posledstviya [Dynamics of forest fires in the Republic of Kazakhstan and their ecological consequences] / E.V. Arkhipov, S.V. Zalesov // Agrarian Bulletin of the Urals, 2017. No. 4 (158). P. 10-15. [in Russian]
2. Shubin D.A. Posledstviya lesnyh pozharov v sosnyakah Priobskogo vodoohrannogo sosnovo-berezovogo lesohozyajstvennogo rajona Altajskogo kraya [Consequences of forest fires in the pine forests of the Priobsky water protection pine-birch forestry area of the Altai Territory]. Shubin, S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t, 2016.127 p. [in Russian]
3. Shchetinsky E.A. Ohrana lesov [Forest protection] / E.A. Shchetinsky. - M .: VNIILM, 2001.360 p. [in Russian]
4. Krektunov A.A. Ohrana naselennyh punktov ot prirodnyh pozharov [Protection of settlements from natural fires] / A.A. Krektunov, S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. Institute of State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia, 2017.162 p. [in Russian]
5. Zalesov S.V. Lesnaya pirologiya [Forest pyrology]. / S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Publishing house "Basko", 2006. 312 p. [in Russian]
6. Arkhipov E.V. Gorimost' sosnovyh lesov Kazahskogo melkosopochnika [Burning of pine forests of the Kazakh melkosopochnik] / E.V. Arkhipov, S.V. Zalesov // Bulletin of the Altai State Agrarian University, 2016. No. 9 (143). P. 64-69. [in Russian]
7. Marchenko V.P. Gorimost' lentochnyh borov Priirtysh'ya i puti ee minimizacii na primere GU GLPR «Ertys ormany» [The fire rate of the Irtysh zone pine forests and the ways of its minimization on the example of GU GLPR "Ertys Ormans"] / V.P. Marchenko, S.V. Zalesov // Bulletin of the Altai State Agrarian University, 2013. No. 10 (108). P. 55-59. [in Russian]
8. Dancheva A.V. Vliyanie rubok uhoda na biologicheskuyu i pozharnuyu ustojchivost' sosnovyh drevostoev [Influence of care cuttings on biological and fire resistance of pine forest stands / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov // Agrarian Bulletin of the Urals, 2016. No. 3 (145). P. 56-61. [in Russian]
9. Arkhipov E.V. Analiz gorimosti i sistema meropriyatij po minimizacii poslepozharnogo ushcherba v sosnovyh lesah Kazahstana [Analysis of flammability and a system of measures to minimize post-fire damage in pine forests of Kazakhstan]: Dis. ... сand. from. - x. Sciences: 06.03.03. protected 06/30/16: approved 11/25/16 / Arkhipov Evgeny Vladimirovich. -Yekaterinburg, 2016 .-- 179 p. [in Russian]
10. Lugansky N.A. Lesovedenie i lesovodstvo. Terminy, ponyatiya, opredeleniya [Forestry and forestry. Terms, concepts, definitions] / N.A. Lugansky, S.V. Zalesov. - Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. Acad., 1997.101 p. [in Russian]
11. Kurbatsky N.P. Issledovanie kolichestva i sostava lesnyh goryuchih materialov [Study of the amount and composition of forest fuel materials] / N.P. Kurbatsky // Questions of forest pyrology. - Krasno-Yarsk, 1970 .-- P. 5-58. [in Russian]
12. Zalesov S.V. Rekomendacii po sovershenstvovaniyu ohrany lesov ot pozharov v lentochnyh borah Priirtysh'ya [Recommendations for improving the protection of forests from fires in the belt pine forests of the Irtysh region] / S.V. Zalesov, E.S. Zalesova, A.S. Opletayev. - Yekaterinburg: Ural. state forestry engineering. un-t, 2014.67 p. [in Russian]
13. Arkhipov V.A. Rekomendacii po protivopozharnomu obustrojstvu vokrug lesnyh poselkov [Recommendations for fire-prevention arrangement around forest settlements] / V.A. Arkhipov, E.V. Arkhipov. - Shchuchinsk, 2014 .-- 20 p. [in Russian]
