CC BY
175ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
Оригинальная статья / Original article УДК 614.841.42
ОБЗОР ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ТОРФЯНЫХ ПОЖАРОВ
1 9 Я
© Т.А. Белькова1, В.А. Перминов2, Н.А. Алексеев3
Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30.
РЕЗЮМЕ. ВВЕДЕНИЕ. Ежегодно сотни тысяч кубометров торфяных месторождений оказываются охвачены пожарами. Являясь длительными по времени, горящие торфяники выбрасывают в атмосферу огромное количество ядовитых веществ. Цель исследования - совершенствование методики расчета пожарной опасности торфяных пожаров. МЕТОДЫ. Систематизированы сведения о негативных экологических последствиях торфяных пожаров, изучено влияние послепожарных процессов болотной экосистемы на атмосферу, литосферу, объекты гидросферы, флору и фауну. РЕЗУЛЬТАТЫ. Исследован удельный запас древесины для хвойных и лиственных пород деревьев Томской области. Рассчитан эколого-экономический ущерб от различных видов пожаров применительно к площади в 1 га. Произведен обзор современных методов мониторинга и прогнозирования горения торфяников. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Эффективным способом борьбы с торфяными пожарами может служить своевременный мониторинг и прогнозирование с использованием данных геоинформационных систем (ГИС) и космических спутников. Этот метод является достаточно точным и охватывает подавляющее большинство торфяных пожаров. Рекомендовано усовершенствование методик расчета и оценки экологического и экономического ущербов. Ключевые слова: торфяные пожары, экологические последствия пожаров, эколого-экономический ущерб, мониторинг и прогнозирование торфяных пожаров, геоинформационные системы, уровень пожарной опасности.
Формат цитирования: Белькова Т.А., Перминов В.А., Алексеев Н.А. Обзор эколого-экономических последствий торфяных пожаров // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 3. С. 35-44.
REVIEW OF EOOLOGICAL AND ECONOMIC IMPACTS OF PEAT FIRES T.A. Belkova, V.A. Perminov, N.A. Alekseev
National Research Tomsk Polytechnic University, 30 Lenina Ave., 634050, Tomsk, Russia.
ABSRTACT. INTRODUCTION. Annually hundreds of thousands of cubic meters of peat bogs are on fire. As a result of long-duration peat fires poisonous substances are emitted in the atmosphere. The research aims to improve calculation methods for hazards of peat fires. METHODS. The data on negative ecological effects of peat fires were systematized, the impacts of after-fire processes of the march ecosystem on the atmosphere, lithosphere, hydrosphere objects, flora and fauna were studied. RESULTS. The specific volume of soft and hard wood in Tomsk region was analyzed. Ecological and economic fire losses for 1 hectare were calculated. Modern peat fire monitoring and forecasting methods were reviewed. CONCLUSION. The efficient methods to prevent peat fires are monitoring and forecasting using geo-information systems (GISs) and space satellites. These methods are rather precise and can be applied to the majority of peat fires. The authors suggest developing methods of calculation and assessment of ecological and economic losses. Keywords: peat fires, ecological consequences of fires, ecological and economic damage, monitoring and forecasting of peat fires, geographic information systems, fire hazard level
1Белькова Татьяна Анатольевна, аспирант кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Института неразрушающего контроля, e-mail: t-belkova@list.ru
Belkova Tatyana, a graduate student of Ecology and Life BSafety Department, Institute of Non-Destructive Testing, e-mail: t-belkova@list.ru
2Перминов Валерий Афанасьевич, доктор физико-математических наук, профессор кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Института неразрушающего контроля, e-mail: perminov@tpu.ru Perminov Valeriy, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor of Ecology and Life Safety Department, Institute of Non-Destructive Testing, e-mail: perminov@tpu.ru
3Алексеев Николай Архипович, старший преподаватель кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Института неразрушающего контроля, e-mail: alnikar@mail.ru
Alekseev Nikolay, Senior Teacher of Ecology and Life Safety Department, Institute of Non-Destructive Testing, e-mail: alnikar@mail.ru
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
For citation: Belkova Tatyana, Perminov Valeriy, Alekseev Nikolay. Review of ecological and economic impacts of peat fires. XXI century. Technosphere safety. 2016, vol. 1, no. 3, pp. 35-44. (In Russian)
Введение
Согласно статистическим данным Международного торфяного общества (International Peat Society, IPS), мировые запасы торфа составляют более 400 млн га, из которых более 305 млн га находится в разработке [1]. Торф для энергетических и сельскохозяйственных нужд добывают на протяжении длительного времени в ряде стран мира. Наибольшими запасами торфа располагают две страны: Канада - 170 млн га и Россия - 162.7 млн га. Однако ежегодно сотни тысяч кубометров торфяных месторождений оказываются охвачены пожарами. Статистика торфяных пожаров в мире в последнее время остается неутешительной. Торфяным пожарам подвержены Северная Америка, Канада, Великобрита-
ния, Финляндия, Сингапур, Таиланд, Малайзия и др. Крупнейшие торфяные пожары были зафиксированы в 1997 году в Индонезии. В атмосферу попало 0.81-2.57109 т углерода. Сотни торфяников в Калимантане и Восточной Суматре продолжают гореть с 1997 года, ежегодно являясь причиной многочисленных лесных и степных пожаров. В России критического уровня ситуация с торфяными пожарами достигла летом 2010 года, когда необычно высокая температура (до 40°С) стала причиной возгорания крупных месторождений торфа в центральной части страны. Город Москва был охвачен ядовитым дымом (смогом), ситуация оставалась чрезвычайной до конца августа.
Материалы и методы исследования
Торфяным является пожар, при котором происходит горение остатков нераз-ложившегося мха. Торф беспламенно горит (тлеет) с выделением большого количества дыма и оставляя большое количество золы. Распространяется торфяной пожар медленно. Нередко низовой пожар или травяной пал инициируют процесс горения торфяника. Горение торфа происходит на глубине 30-50 сантиметров, однако площадь торфяного пожара может достигать нескольких гектаров. Процесс горения может продолжаться зимой (под слоем снега) [2]. Весной из-за таяния снегов верхние слои торфа напитываются влагой, однако горение продолжается на глубине и может с течением времени вызывать новые очаги возгораний.
Негативные экологические последствия горения торфа делятся на краткосрочные (действующие непосредственно во фронте пожара) и отдаленные (проявляющиеся спустя некоторое время, значи-
тельно превышающее время воздействия пожара). Негативный характер присущ именно краткосрочным последствиям горения торфа, тогда как отдаленные экологические последствия могут носить позитивный характер. Среди негативных краткосрочных последствий горения торфяников можно выделить последствия для атмосферы, литосферы, гидросферы, флоры и почвенного биоразнообразия.
Одним из главных негативных факторов торфяного пожара является выделение большого количества вредных веществ в атмосферу. Экспериментально установлено, что среди продуктов горения торфа присутствуют предельные и непредельные углеводороды, бензол, толуол и другие ядовитые вещества в концентрациях, в тысячи раз превышающих значение предельно допустимых концентраций (ПДК). С учетом того, что торфяной пожар может длиться месяцами, то объем выбросов ядовитых веществ принимает значитель-
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
ные масштабы.
Самым опасным негативным фактором подземных пожаров является загрязнение приземного слоя атмосферы. Лесные и низовые пожары, которые нередко являются причиной возникновения торфяных пожаров, создают мощные восходящие потоки воздуха, которые распространяют продукты горения торфа на десятки километров. При отсутствии таких потоков происходит загрязнение лишь приземного слоя атмосферы. Дым от этих пожаров крайне опасен для людей с заболеваниями органов дыхания и сердечнососудистой системы и может вызывать летальный исход.
Являясь длительными по времени, горящие торфяники выбрасывают в атмосферу огромное количество ядовитых веществ. Специалисты Департамента внутренних дел и окружающей среды США совместно с независимыми специалистами в области экологии утверждают, что выбросы углерода от пожаров в США и близлежащих стран к 2050 году увеличатся на 50%, а к 2100 году - удвоятся [3].
В лабораторных условиях был исследован состав летучих и полулетучих органических веществ, выделяемых в процессе горения торфа [4]. Образцы были взяты из двух национальных парков в Северной Каролине, США. Горение производилось в специальной установке с возможностью анализа летучих соединений в течение 7 часов. Установлено, что наибольшая фракция (60%) представляет собой летучие органические аэрозоли (ацеталь-дегид, формальдегид, бензол, толуол и хлорметан). В составе твердых частиц обнаружены алкановые, алкеновые органические кислоты и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Общая концентрация ПАУ (свыше 12 мг/кг) оказалась выше, чем аналогичные показатели горения биомассы, что, однако, является аналогичным с точки зрения уровня токсичности.
Торфяные пожары влияют на про-
цессы круговорота воды в зависимости от интенсивности пожара. Они способны оказывать существенное воздействие на режим русла ручьев и рек, влиять на годовые и сезонные стоки, вызывать наводнения. Уровень водостока поддерживает существование популяций многих диких животных, а также имеет большое значение для лесов, кустарниковой и степной растительности.
После пожаров уменьшение количества стоковых вод влечет за собой потери растительного покрова, в том числе опавших листьев на поверхности почвы [5]. Исследования показали, что после пожара гидрологическое поведение характеризуется низким уровнем инфильтрации и усиленным уровнем стока [6]. Кроме того, пожары могут влиять на водоотталкивающие свойства воды или гидрофобность, что приводит к снижению инфильтрации. Изменения стока более выражены на больших пространственных территориях (Россия, Австралия, Канада, США и др.), поскольку торфяные пожары часто охватывают огромные территории.
Учитывая связь и взаимодействие между поверхностными и грунтовыми водными системами, можно говорить о влиянии пожаров на ресурсы подземных вод. Тем не менее, ряд исследований [7] позволили установить реакцию послепожарных систем подземных вод, которые являются более сложными по сравнению с поверхностными гидрологическими процессами. Например, текстура почвы, геологическое формирование систем подземных вод, а также реакции определенных видов растительности на огонь могут влиять на общую реакцию подземных вод в процессе воздействия огня.
Помимо воздействия на поверхностные и подземные потоки, пожары также оказывают глубокое влияние на качество воды, особенно поверхностных ресурсов. Например, повышенные концентрации питательных веществ (нитратов и фосфатов)
VTK
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
были зарегистрированы в воде именно после лесных пожаров [8]. Интересно, что исследования, основанные на анализе последствий пожаров, показали относительно незначительное воздействие на качество воды, вероятно, из-за небольшого масштаба, в котором проводятся данные исследования.
Особое внимание вызывают после-пожарные наводнения, разрушительная сила и ущерб которых зачастую превышают ущерб от торфяных пожаров. После пожаров и сопутствующих им наводнений резко увеличивается объем водостока, что изменяет режим существования лесной и болотной флоры и фауны. Нередко увеличение водяного потока оказывается до 100 раз выше по сравнению с предсказанными специалистами цифрами [9].
Почва, как главный компонент биогеоценоза, наиболее чувствительна к воздействию пожаров. Помимо прямого (пиролиз), пожары оказывают огромное косвенное влияние на природные биогеоценозы. При пожарах происходит сильный прогрев почв (температура может достигать 900-1500оС; стандартной температурой пожара считается температура 200-300оС) [10]. Это влияет на изменение растительного и животного послепожарного разнообразия, на водопроницаемость почвы и образование эрозии. Выгорание лесной подстилки влечет за собой гибель почвенных животных и микроорганизмов, усиление воздействия ветровой и почвенной эрозии. Несмотря на то, что происходит повышение плодородия почв за счет ее удобрения золой, говорить о положительном влиянии пожара на почву не приходится, поскольку такое повышение плодородия носит временный характер и через 2-3 года почвы вновь истощаются.
Физические процессы, происходящие во время пожаров, включают в себя передачу тепла и связанное с этим изменение физических характеристик почвы.
Действие высоких температур увеличивает объемную плотность почвы и снижает ее пористость, тем самым уменьшая производительность и делая почву более уязвимой для послепожарного водяного стока и эрозии. В результате переноса тепла и повышения температуры изменяются физические, химические и биологические свойства почвы. Органические вещества перемещаются глубже в грунт. Величина изменения физических свойств почвы зависит от пороговой температуры и интенсивности пожара. Самые серьезные изменения происходят при длительном горении торфяных пожаров.
Одновременно с повышением температуры происходит сгорание почвенного органического вещества (гумуса). Гумус играет ключевую роль в круговороте питательных веществ, обмене катионов и удержании воды в почвах. Когда органическое вещество сгорает, питательные вещества испаряются или трансформируются в сложные формы. Оставшиеся питательные вещества легко теряются в результате выщелачивания или поверхностного стока и эрозии. Азот является наиболее питательным веществом, которое улетучивается даже при относительно низких температурах. Пожары средней и высокой интенсивности вызывают наибольшие потери.
Пожары являются негативным фактором для формирования биологического разнообразия. В связи с изменением состава и свойств почв, полностью меняется состав растений и животных после пожара. Заселение послепожарных площадей происходит зачастую растениями-пионерами (береза, осина, лиственница), в то время как для восстановления дубовых лесов потребуется большое количество времени. Пожары способны оказывать негативное воздействие на биоразнообразие на породном, экосистемном и ландшафтном уровнях.
Наиболее сильное воздействие на
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
лесные экосистемы оказывают пожары самой высокой интенсивности, к каким в первую очередь относятся верховые повальные. В связи с выгоранием всей почвенной органики корни больше не могут удерживать деревья, и они вываливаются, как и при ветровале. Такие пожары приводят к полной смене насаждения на очень длительный период, необходимый для восстановления почвенной органики. В итоге сукцессионный процесс восстановления первоначальной экосистемы будет начинаться буквально с нуля [11].
Почвенные микроорганизмы являются членами сообщества, которые обеспечивают биохимические реакции, механизм действия до сих пор до конца не изучен. Реакция их на пожар будет зависеть от многочисленных факторов, в том числе интенсивности огня, характеристики участка и состава почвенного сообщества. До сих пор точно не установлен процесс восстановле-
Эколого-экономический ущерб от торфяных пожаров складывается из потерь древесины (в м3) и потерь ее стоимости (в рублях). Потери древесины определяются с учетом вида и интенсивности пожара, породы дерева и среднего диаметра его ствола. В ходе работы был проанализирован породный состав лесов региона, а также их распространенность. Самым распространенным деревом в регионе считается береза, на нее приходится 36%, на сосну -29%, кедр - 19%, осину - 10.5%; наименее малочисленными являются ель и пихта (4.5%), а также лиственница (1%).
Согласно [12], был рассчитан эколо-го-экономический ущерб от воздействия лесных пожаров на 1 га лесной растительности на примере лесов Томской области.
Были приняты следующие исходные данные для расчетов:
- удельный запас древесины (на 1 га) принят: 153 м3 для хвойных пород
ния почвенных микроорганизмов в после-пожарный период, однако существуют исследования, доказывающие, что восстановление гумуса, почвы и подстилки происходит в течение 2-3 лет после пожара.
Отдаленные (долгосрочные) негативные последствия пожаров носят гораздо более серьезный характер. Выгорание почвы и растительности влечет за собой изменение условий обитания животных и микроорганизмов. Большинство из них не могут адаптироваться в новых условиях жизни (к примеру, в удобренной золой почве), некоторые животные покидают свои привычные условия обитания навсегда. Таким образом, происходит разрушение сложившихся лесных и болотных экосистем. Пожары способны оказывать непрямое воздействие на изменение углеродного цикла, изменять концентрацию в атмосфере, влиять на процесс глобального потепления («парниковый эффект»).
о
и 145 м3 - для лиственных;
- интенсивность пожаров принята средней;
- средний диаметр ствола деревьев составляет 25-32 см.
о
Потери древесины в м3 приведены в табл. 1.
Стоимость потерь древесины рассчитывается с учетом поправочного коэффициента к ставке лесных податей при расстоянии вывозки, который при среднем диаметре насаждений, равном 24 см, составляет 0.72. Действующая ставка лесных податей за деловую древесину средней категории крупности по второму разряду такс принята равной 23 руб. за 1 м3. Ущерб от потерь древесины представлен в табл. 2. Если сбыт древесины после пожара остается возможным, то от величины ущерба вычитается стоимость древесины, пригодной для сбыта.
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
Таблица 1
Потери древесины на 1 га
Table 1
Fire losses of wood for 1 hectare
Порода дерева/ Wood species 3 3 Потери древесины, м / Loss of wood, m
низовой беглый пожар / local fluent fire низовой устойчивый пожар / local steady fire подземный (торфяной) пожар/ underground (peat) fire верховой пожар/ crown fire
Лиственница/ Larch 7.25 36.25 101.5 21.75
Сосна / Pine 15.3 53.55 114.75 137.7
Кедр / Cedar 22.95 7.65 122.4 114.75
Ель / Fir-tree 30.6 91.8 145.35 145.35
Пихта / Fir 45.9 130.05 153.0 145.35
Береза / Birch 29.0 79.75 137.75 79.75
Осина/Aspen 10.15 43.5 137.75 43.5
Суммарный ущерб от пожара / Total fire loss 161.15 442.55 912.5 688.15
Таблица 2
Ущерб от потерь древесины на 1 га
Table 2
Fire loss of wood for 1 hectare
Порода дерева / Wood species Поправочный коэфф. / Correction factor Такса, руб. / Quotatio ns, rub. Стоимость потерь древесины, руб. / Cost of lost wood, rub.
низовой беглый пожар/ local fluent fire низовой устойчивый пожар/ local steady fire подземный (торфяной) пожар/ underground (peat) fire верховой пожар/ crown fire
Лиственница / Larch 0.72 3.0 120.06 600.3 1680.84 360.18
Сосна / Pine 253.37 886.79 1900.26 2280.31
Кедр / Cedar 380.05 126,68 2026,94 1900.26
Ель / Fir-tree 506.74 1520.21 2406.99 2406.99
Пихта / Fir 760.10 2153.63 2533.68 2406.99
Береза / Birch 480.24 1320.66 2281.14 1320.66
Осина / Aspen 168.08 720.36 2281.14 720.36
Суммарный ущерб от пожара / Total fire loss 2668.64 7328.62 15111.00 11395.76
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Обсуждение результатов
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
В целом эколого-экономический ущерб от пожаров на территории Томской области можно охарактеризовать как значительный. Ежегодно регион входит в рейтинг самых пожароопасных регионов России. Лесными пожарами уничтожается (в среднем) до 300 тыс. га лесных насаждений, что приводит к экономическому ущербу в 60 миллиардов рублей. Наибольший эколого-экономический ущерб причиняют торфяные (подземные) пожары и верховые пожары. Торфяные пожары, нередко распространяющиеся из низовых пожаров, уничтожают деревья на корню, что ведет к их гибели; происходит выгорание почвы и чрезмерное удобрение ее золой, что приводит к изменению режима жизнедеятельности деревьев, при котором большинство деревьев находятся в угнетенном состоянии и нередко погибают.
Верховые пожары являются самыми опасными, стихийными и мощными. Распространяясь из низовых лесных пожаров, они охватывают кроны деревьев и благодаря крайне высокой скорости распространяются на огромные территории. В результате верховых пожаров существенным образом теряется ценная деловая древесина, поскольку дерево выгорает целиком и не подлежит продаже.
Стоит отметить, что горению наиболее подвержены хвойные породы деревьев (сосна, кедр), которые являются одними из самых распространенных в Томской области. Это также влияет на скорость распространения пожаров, степень потери древесины и, как следствие, на увеличение эко-лого-экономического ущерба.
Ситуация с пожарами ухудшена изменениями в лесном хозяйстве. В последнее время уменьшено количество работ по мониторингу и авиапатрулированию лесов и торфяников, истощена материально-техническая база и сокращен кадровый состав лесопожарных служб. Все это ведет к
невозможности своевременного и эффективного прогнозирования, локализации и тушения пожаров, что, как следствие, влияет на увеличение наносимого пожарами ущерба.
В связи со сложностями в тушении торфяных пожаров альтернативным способом борьбы может стать мониторинг и своевременное их прогнозирование. Однако осуществление мониторинга необходимо производить на сложных и труднодоступных местах, которые простираются на сотни тысяч гектаров [13].
Очаги горения торфа сложнее выявляются дистанционными методами по сравнению с лесными пожарами и травяными палами. Стандартные системы дистанционного мониторинга торфяных пожаров, основанные на космических снимках, выявляют торфяные пожары, когда те уже приобрели катастрофические масштабы. В пожароопасный сезон (с мая по сентябрь) системы определяют ложные «термоточки» в местах прогревания почвы и на торфяных гарях. Однако такие системы позволяют с высокой долей вероятности определять места возникновения горения торфа. Зарубежные системы типа FIRMS, SFMS и отечественная система ИСДМ-Рослесхоз позволяют выявлять подавляющее большинство пожаров. Но в любом случае остается какая-то часть торфяных пожаров, которую невозможно выявить стандартными дистанционными методами, и которые можно обнаружить только при использовании космических снимков высокого разрешения (позволяющих обнаружить дым или термоточки очень малой площади), при авиационном или наземном обследовании осушенных торфяников и заброшенных торфяных месторождений.
Уровень пожарной опасности в лесах на территории России определяется в соответствии с критерием В.Г. Нестерова, который реализован и основан на метеоро-
VTK
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
4
логических условиях4.
К сожалению, определение влажности напочвенного покрова подобным образом допустимо лишь с большими погрешностями, а установить уровень влажности торфа и лесной подстилки вообще не получится. С помощью указанного критерия возможно лишь оценить и спрогнозировать
критические уровни пожарной опасности (высокий и чрезвычайно высокий), поскольку в данном случае огонь не только распространяется по поверхности, но начинает гореть «вглубь». Помимо этого, необходимо учитывать неравномерность высыхания торфа и лесной подстилки [14].
Выводы
1. Торфяные пожары могут выступать как негативный экологический фактор, воздействуя на атмосферу, литосферу, а также на животное и растительное биоразнообразие. Изменяя состав и температуру почв, торфяные пожары приводят к тому, что болотная экосистема претерпевает изменения. Однако негативные последствия от торфяных пожаров во много раз превышают позитивные последствия, что говорит о том, что противопожарная защита торфяных месторождений является целесообразной.
2. В большинстве случаев послепо-жарное восстановление лесных и болотных экосистем занимает длительный период времени и происходит не полностью. Восстановление болотной экосистемы начинается заново, первыми заселяют гари растения-пионеры. То есть восстановление спелых лесов и болотных экосистем может занимать от 20 до 50 лет. Мигрирующие животные также редко возвращаются к прежним местам обитания. Однако среди положительных факторов торфяных пожаров можно отметить увеличение плодородности почв и количества всходов семян в почве.
3. Показатель удельного эколого-экономического ущерба для торфяных по-
о
жаров составил 912.5 м3 древесины и 15 111.00 рублей. Ущерб от торфяных пожаров является значительным и превышает ущерб от верховых и низовых пожаров. Это объясняется тем, что торфяной пожар инициируется низовым лесным или степным пожаром, таким образом, лесная и травяная растительность выгорает на корню, деревья в удобренной золой почве чувствуют себя угнетенно и погибают. В выгоревшей рыхлой почве деревья вываливаются с корнем и тоже гибнут. Заселение послепо-жарных территорий начинается деревьями-пионерами (береза, осина, сосна), то есть растительное сообщество восстанавливается с нуля.
4. Борьба с торфяными пожарами является сложным комплексом мер, поскольку горение торфяников происходит в труднодоступных местах. Эффективным способом борьбы с торфяными пожарами может служить своевременный мониторинг и прогнозирование с использованием данных геоинформационных систем (ГИС) и космических спутников. Этот метод является достаточно точным и охватывает подавляющее большинство торфяных пожаров.
5. Существует актуальная проблема совершенствования методики расчета пожарной опасности торфяных месторожде-
4ГОСТ Р 22.1.09-99. Группа Т58. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров.
Bezopasnost v chrezvychajnykh situatsiyakh. Monitoring i prognozirovanie lesnykh pozharov [State Standard 22.1.09-99. Group T58. Safety in emergency situations. Monitoring and forecasting of wildfires]. Moscow, Standartinform Publ., 1999.
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
ний. Используемый для расчета пожарной опасности комплексный показатель В.Г. Нестерова невозможно применить к пожарам на торфяных месторождениях. Однако создание такой методики или усо-
Библиогра
1. Cornish P.M., Vertessy R.A. Forest age - induced changes in ET and water yield in a eucalypt forest. J. Hydrology, 2013, no. 242, pp. 43-63.
2. Kulshreshtha S., Undi M., Zhang J., Ghorbani M., Wittenberg K., Stewart A., Salvano E., Kebreab E., Ominski K. Challenges and opportunities in estimating the value of goods and services in temperate grasslands - a case study of prairie grasslands in Manitoba, Canada. "Agroecology". http://www.intecho-pen.com/books/agroecology/challenges-and-opportunities-in-estimating-the-value-of-goods-and-services-in temperate-grasslands-a (accessed 19. April 2016).
3. George I.J., Black R.R., Geron C.D., Aurell J., Hays M.D., Preston W.T., Gullett B.K. Volatile and semivola-tile organic compounds in laboratory peat fire emissions. Atmospheric Environment, 2016, no. 132, pp. 163-170.
4. Black R.R., Aurell J., Holder A., George I.J., Gullett B.K., Hays M.D., Geron C.D., Tabor D. Characterization of gas and particle emissions from laboratory burns of peat emissions. Atmospheric Environment, 2016, no. 132, pp. 49-57.
5. Landsberg J.D., Tiedemann A.R. In drinking water from forests and grasslands: a synthesis of the scientific literature. Fire management, Idaho, USA, 2012, pp. 124-138.
6. Machilis G.E. Report to the National Wildfire Coordinating Group. In Burning questions: A social science research plan for federal wildland fire management. Idaho, University of Idaho, 2012.
вершенствование прежней даст возможность расчета пожарной опасности торфа, что поможет повысить качество прогноза возникновения пожара, своевременной его локализации и тушения.
кий список
7. Meixner T. Wildfire impacts on water quality. Southwest Hydrology, 2014, vol. 3, no. 5, pp. 24-25.
8. Moody J.A., Martin D.A., Haire S.L., Kinner D.A. Linking runoff response to burn severity after a wildfire. Hy-drological Processes, 2014, no. 22, pp. 2063-2074.
9. Neary D., Ryan K., DeBano L. Wildland fire in ecosystems: effects of fire on soils and water. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. Ogden, USA, 2005, p. 250.
10. Голощапова Ю.Ю., Калиненко Н.А. Влияние пожара на органическое вещество темно-серых лесных почв [Электронный ресурс]. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-pozhara-na-organicheskoe-veschestvo-temno-seryh-lesnyh-pochv (26.05.2016).
11. Evans G., Kantrowitz E. Socioeconomic status and health: The potential role of environmental risk exposure. Annu Rev Public Health, 2014, no. 23, pp. 303-331.
12. Департамент лесного хозяйства Томской области [Электронный ресурс]. URL: http://www.green.tsu.ru/dep/quality%20of%20the%20en vironment/kachestva/, свободный.
13. Costanza R., DArge R., Groot R., Farberk S., Grasso M., Hannon B., Limburg K., Naeem S., O'Neill R.V., Paruelo J., Raskin R.G., Suttonkk P., den Van Belt M. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 2013, no. 387, pp. 253-260.
14. Вонский С.М., Жданко В.А., Корбут В.И. Определение природной пожарной опасности в лесу. Л.: Знание, 1981. 52 с.
1. Cornish P.M., Vertessy R.A. Forest age - induced changes in ET and water yield in a eucalypt forest. J. Hydrology, 2013, no. 242, pp. 43-63.
2. Kulshreshtha S., Undi M., Zhang J., Ghorbani M., Wittenberg K., Stewart A., Salvano E., Kebreab E., Ominski K. Challenges and opportunities in estimating the value of goods and services in temperate grasslands - a case study of prairie grasslands in Manitoba, Canada. "Agroecology". http://www.intecho-pen.com/books/agroecology/challenges-and-opportunities-in-estimating-the-value-of-goods-and-services-in temperate-grasslands-a (accessed 19. April 2016).
3. George I.J., Black R.R., Geron C.D., Aurell J., Hays M.D., Preston W.T., Gullett B.K. Volatile and semivola-
tile organic compounds in laboratory peat fire emissions. Atmospheric Environment, 2016, no. 132, pp. 163-170.
4. Black R.R., Aurell J., Holder A., George I.J., Gullett B.K., Hays M.D., Geron C.D., Tabor D. Characterization of gas and particle emissions from laboratory burns of peat emissions. Atmospheric Environment, 2016, no. 132, pp. 49-57.
5. Landsberg J.D., Tiedemann A.R. In drinking water from forests and grasslands: a synthesis of the scientific literature. Fire management, Idaho, USA, 2012, pp. 124-138.
6. Machilis G.E. Report to the National Wildfire Coordinating Group. In Burning questions: A social science research plan for federal wildland fire management.
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ENVIRONMENTAL SAFETY AND PROTECTION
Idaho, University of Idaho, 2012.
7. Meixner T. Wildfire impacts on water quality. Southwest Hydrology, 2014, vol. 3, no. 5, pp. 24-25.
8. Moody J.A., Martin D.A., Haire S.L., Kinner D.A. Linking runoff response to burn severity after a wildfire. Hy-drological Processes, 2014, no. 22, pp. 2063-2074.
9. Neary D., Ryan K., DeBano L. Wildland fire in ecosystems: effects of fire on soils and water. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. Ogden, USA, 2005, p. 250.
10. Goloshhapova Yu.Yu., Kalinenko N.A. Vliyanie pozhara na organicheskoe veshhestvo temno-serykh lesnykh pochv [Fire impact on the organic substance of dark grey forest soils]. Available at: http://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-pozhara-na-organicheskoe-veschestvo-temno-seryh-lesnyh-pochv (accessed 26. May 2016).
11. Evans G., Kantrowitz E. Socioeconomic status and
Критерий авторства
Белькова Т.А., Перминов В.А., Алексеев Н.А. имеют равные авторские права и несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 21.08.2016 г.
health: The potential role of environmental risk exposure. Annu Rev Public Health, 2014, no. 23, pp. 303-331.
12. Departament lesnogo khozyajstva Tomskoj oblasti [Department of forestry of Tomsk region]. Available at: http://www.green.tsu.ru/dep/quality%20of%20the%20en vironment/kachestva/, (svobodnyj).
13. Costanza R., DArge R., Groot R., Farberk S., Grasso M., Hannon B., Limburg K., Naeem S., O'Neill R.V., Paruelo J., Raskin R.G., Suttonkk P., den Van Belt M. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature, 2013, no. 387, pp. 253-260.
14. Vonskij S.M., Zhdanko V.A., Korbut V.I. Opredele-nie prirodnoj pozharnoj opasnosti v lesu [Definition of a natural fire danger in the woods]. Leningrad, Znaniye Publ., 1981, 52 p. (In Russian)
Authorship criteria
Belkova T.A., Perminov V.A. and Alekseev N.A. have equal authors' rights and responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests.
The article was received 21 August 2016
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
