Пути снижения пожарной опасности лесов

Пути снижения пожарной опасности лесов

Бокадаров С. А., Поляков Р. Ю.,

Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Пожарная опасность леса определяется вероятностью возникновения и распространения пожаров. Она включает в себя антропогенную и природную пожарную опасность, а также пожарную опасность по условиям погоды. Таким образом, чтобы изменить пожарную опасность лесов необходимо воздействовать на какую-либо из ее составляющих. Так как пожарная опасность по условиям погоды — фактор нерегулируемый, то воздействие возможно только на первые два фактора. Леса в регионах со значительной плотностью населения и интенсивной хозяйственной деятельностью человека испытывают большую антропогенную нагрузку, выполняя рекреационные функции, поэтому здесь велика вероятность наличия источника высокой температуры. Такие леса в первую очередь нуждаются в противопожарном устройстве, под которым понимается система организационных, технических и лесоводческих мероприятий, направленных на предупреждение лесных пожаров, снижение степени пожарной опасности, повышение пожарной устойчивости лесов, обнаружение пожаров в начале их развития и их ликвидацию.

Для повышения пожарной устойчивости лесов и снижения степени пожарной опасности предусматриваются: очистка лесов от захламленности; регулирование состава древостоев; санитарные рубки.

Кроме этих мероприятий создаются противопожарные барьеры в лесах, то есть участки территории, препятствующие распространению и развитию лесных пожаров. К специально создаваемым на территории лесного фонда противопожарным барьерам, относят: минерализованные полосы; противопожарные разрывы; заслоны; опушки; канавы. Кроме того, учитываются все естественные барьеры, то есть реки, озера, каменистые россыпи, болота. В качестве противопожарных барьеров используются также дороги, тропы, трелевочные волоки, очищенные просеки, трассы ЛЭП.

Пожароопасные массивы в лесах I и II групп, а также в освоенных лесах III группы делятся на блоки первого порядка площадью от 2 до 12 тыс. га. Противопожарные заслоны являются границами этих блоков. Хвойные массивы внутри блоков делятся в свою очередь на блоки второго порядка площадью от 400 до 1600 га, отграничиваются дополнительными или внутренними заслонами. При этом ширина внутреннего заслона из лиственных пород — 60-100 м, из хвойных — 200 м, без учета ширины разрыва. В заслонах из хвойных пород производится уборка хлама, хвойного подроста, обрубка ветвей на высоту 1,52,0 м, прокладываются минерализованные полосы через каждые 20-30 м.

Крупные участки хвойных культур и молодняков в лесах зеленых зон и лесах I группы в районах интенсивного ведения хозяйства также рекомендуется разделить на блоки площадью 25 га. Ширина заслона с дорогой по центру составляет 30 м.

Для защиты от возможных подземных пожаров по границам торфяников и в насаждениях на заторфованных почвах устраиваются противопожарные канавы. Глубина канав — до минерального слоя или до уровня грунтовых вод. Ширина по дну канавы — 0,2-0,4 м, ширина по верху — 1,5-2,8м.

В целом, подход к противопожарному устройству лесных массивов определен «Указаниями по противопожарной профилактике в лесах и регламентации работы лесопожарных служб». Однако основополагающие вопросы, касающиеся порядка проектирования этих мероприятий, методов анализа и принятия управляющих решений в них не рассмотрены. Многообразие лесных территорий, отличающихся чрезвычайным различием природных, лесорастительных, лесопирологических условий, не позволяет использовать одинаковые подходы к защите их от огня лесного пожара.

В исследованиях В. В. Фуряева, Л. П. Злобиной определены принципы и методы повышения пожароустойчивости как отдельных насаждений, так и крупных лесных массивов, заключающиеся в регулировании факторов, определяющих степень повреждаемости древостоев огнем. К ним относятся: запасы горючих материалов, состав древесного полога, подроста, подлеска, их строение и структура, характер кустарничкового покрова. Предложены шкалы оценки пожарной устойчивости насаждений с использованием компьютерной технологии на основе шести факторов: состава пород с учетом примеси лиственных (осина, береза), среднего диаметра древостоя, примеси лиственных в подросте и подлеске, высоты подроста, количества подроста и степени захламленности.

Проблема защиты населенных пунктов и объектов экономики от лесных пожаров достаточно остро стоит и за рубежом. Прирост городского населения в США в ранее недоступных районах вызывает необходимость разработки средств и методов защиты от воздействия стихийных лесных пожаров. Здесь для защиты от лесного пожара вокруг домовладений предусматривают три зоны (линии защиты). Между зонами прокладываются линии разрыва, затрудняющие продвижение пламени. В пределах зоны формируется пожароустойчивая структура насаждений путем подбора древесных пород с оптимальной высотой кроны и расстоянием между деревьями и предусматривается проведение следующих противопожарных профилактических мероприятий: уборка накоплений напочвенных горючих материалов; уборка веток; снижение запасов древесных горючих материалов; снижение суммарного количества растительности; и повышение влагосодержания в листьях.

Иной подход к данной проблеме наблюдается во Франции. Заключается он в выделении «зон риска», вокруг которых должны концентрироваться средства активной и предупредительной борьбы, и их картографирование. Анализ пространственного распределения пожаров в зависимости от причин их возникновения и выделение «зон риска» по-требовало создания методики, позволяющей использовать уже имеющихся в картографии источников информации в виде автоматизированной картографической информационной системы. Такая система во Франции создана и использует математически обработанные данные по лесным пожарам.

Применение возможностей географической информационной системы

(ГИС) для построения карт пожарной опасности лесных районов рассматривается в работе. При этом пожарная опасность оценивается с учетом карт, характеризующих тип горючих материалов, топографии, доступности района и метеорологических данных. Представлены регрессионные зависимости для расчета индексов, характеризующих воспламеняемость растительных горючих материалов, опасность человеческой деятельности. При проведении расчетов топографическая карта данной местности условно разбивается на ячейки размером 50 х50 м.

На практике часто для предупреждения лесных пожаров проводят только отдельные мероприятия (например, прокладка минерализованных полос). По данным В. В. Фуряева и Н. П. Курбатского, минерализованные полосы шириной 1,4 м при низовых пожарах малой и средней интенсивности имеют эффективность 62 %; 2.8 м — 88 %; 4,2 м — 100 %.

Как видно, минерализованная полоса шириной 1,4 м в 62 % случаев предупреждает распространение огня низового пожара с высотой пламени 0,5 — 1,0 м. Однако для гарантированной защиты леса и хозяйственных объектов этого недостаточно, поэтому требуется проведение комплекса мероприятий, направленных на предупреждение распространения и развития напочвенных лесных пожаров в другие их формы.

В соответствии с Указаниями по проектированию противопожарных мероприятий в лесах по пирологическим свойствам барьеры разделяются на 4 группы: практически негоримые противопожарные барьеры; противопожарные барьеры с ограниченным количеством горючих материалов, недостаточным для поддержания интенсивного горения; противопожарные барьеры с наличием горючих материалов низкой пожарной опасности; комбинированные противопожарные барьеры.

Подобная классификация позволяет ранжировать уже имеющиеся линейные образования, однако не позволяет выбрать оптимальные лесорастительные условия и технологии для создания новых барьеров.

Как уже отмечалось, барьеры самостоятельно не могут обеспечивать предупреждение распространения низового пожара и тем более развитие его в верховой. Для этого необходимо провести дополнительные мероприятия: увеличение ширины барьеров, снижение густоты и состава хвойных пород, подроста, молодняка, регулирование примеси лиственных пород и др. Естественные и искусственные противопожарные барьеры, могут служить опорной полосой для пуска встречного пала в случае возникновения лесного пожара, тем самым содействовать его локализации.

Дополнительно к минерализованным полосам, рекомендуется создавать противопожарные заслоны, то есть широкие полосы леса, с помощью специальных мероприятий приведенных в негоримое состояние.

В последнее время руководителями районов и лесохозяйственных предприятий предлагается использовать противопожарные разрывы для защиты населенных пунктов от лесных пожаров. Это полосы с вырубленным древостоем и устроенной на них дорогой. Данное мероприятие рекомендуется проводить для разделения крупных однородных пожароопасных лесных массивов на

отдельные. Однако полоса вырубленного леса усиливает турбулентность воздушных потоков, и в случае возникновения пожара может увеличивать его интенсивность и дальность переноса горящих частиц.

В настоящее время известна система мероприятий по повышению пожарной устойчивости сосновых молодняков. Она включает в себя: очистку вырубок, расчистку и подновление лесовозных дорог, создание защитных минерализованных полос, устройство пожарных водоемов и подъездов к ним, создание пожароустойчивых полос, формирование пожароустойчивых опушек, регулирование примеси лиственных пород, регулирование густоты древостоев, подроста и подлеска, регулирование запасов горючих материалов под пологом насаждений, формирование противопожарных барьеров и заслонов. Эти мероприятия могут использоваться и в лесах старших возрастов.

В качестве профилактического мероприятия в средиземноморских районах Франции предлагается использовать вырубку кустарника, что может уменьшить массу горючего материала и предупредить распространение огня до вершин деревьев. Однако этот способ дорогостоящий, его следует повторять каждые 3 года. Дополнительно предлагается оборудовать пожарные водоемы. Предусмотрено деление массивов на зоны и создание лесных насаждений в формах, имеющих наилучшую огнестойкость.

В последнее время все большее значение у нас и за рубежом приобретает такое мероприятие, как искусственное целевое выжигание лесных горючих материалов. Исследования показали, что воздействие огня в значительной степени влияет на непрерывность и продолжительность многих природных процессов. Диченков Н. А. указывает, что одним из эффективных противопожарных мероприятий является использование контролируемого огня на лесной территории. С развитием хозяйственной деятельности человека естественные пожарные режимы значительно изменились и в настоящее время восстановление первоначальных режимов и соответствующих им комплексов растительности и фауны достаточно проблематично. Однако, если система целенаправленного, стратегически продуманного управления пожарами будет развиваться, то она может постепенно выполнять в экосистемах ту же роль, что и естественные пожарные режимы. В связи с этим будущее многих видов лесной фауны зависит от успешного развития именно таких систем управления пожарами. Противопожарные профилактические выжигания можно использовать не только для снижения запасов лесных горючих материалов, но и как средство управления пожарами в лесах. Однако для их осуществления требуется тщательный учет большого объема метеорологических, лесопирологических, топографических и других данных.

С усилением роли антропогенного фактора горимость лесов значительно увеличилась. В результате все интенсивней стали проявляться увеличение непокрытых лесом площадей, доли лиственных насаждений производных типов леса, ухудшение условий для восстановления хвойных..

В 1963 году в докладе Комитета по дикой фауне США впервые были сформулированы принципы отношения к пожарам как к естественному эволюционному фактору поддержания природного биоразнообразия и в целом экосистем. В национальном парке Эверглейдс в 1953 г. было обнаружено, что охра-

няемые сосновые насаждения в условиях отсутствия пожаров постепенно превращаются в лиственный лес и теряют связанные с ними эндемичные виды растений и птиц. В 1958 году было предпринято первое искусственное выжигание растительности в Эверглейдсе для сохранения определенных типов природных сообществ. Аналогичные процессы наблюдаются и в условиях бореальных лесов Финляндии. Здесь в последние десятилетия резко сократилось количество лесных пожаров. В результате ель постепенно становится доминирующей породой, что ведет к негативным микроэкологическим изме-нениям, уменьшению численности и видового многообразия животных, сни-жается продуктивность лесных экосистем.

Служба национальных парков США отказалась от политики безоговорочной борьбы с пожарами в 1967 г. Была принята концепция охра-ны экосистем. Пожар, как природное явление, может быть допущен на тер-ритории национального парка, если он проходит под контролем, в пределах предназначенного выдела и имеет значение для целей управления экосисте-мами и видами. Основные принципы новой политики были изложены в Руководстве по управлению пожарами.

В Канаде пожары всегда играли важную роль в возобновлении леса. Они сформировали растительные сообщества современных канадских ландшафтов. Подавление пожаров было приурочено к южным наиболее заселенным районам провинций, в то время как в Юконе и на севере Канады борьба с пожарами была ограниченной. Территории бореальных лесов с их ровным рельефом, не препятствующим распространению огня, подвергались воздействию крупных и многочисленных верховых пожаров.

Допущение пожаров на «нетронутых» территориях (wilderness) в Канаде, также как и в США, вытекает из законодательного обеспечения режима «нетронутых» территорий. Однако только некоторые провинции Канады официально выделили такие территории. Природа большей части северной Канады, хотя и является ненарушенной по установленным признакам wilderness, не имеет соответствующего законодательного статуса.

Вопрос о практическом использовании огня относится к области прикладной экологии. Сейчас очевидно, что на заповедных территориях сохранение сосновых лесов в первозданном состоянии возможно только в случае поддержания естественного пожарного режима, что означает периодическое воздействие низовых пожаров на эти сообщества. Например, на ряде охраняемых территорий происходит смена коренных сосновых лесов производными еловыми древостоями. Процесс этот длится многие десятилетия. Однако, в этом случае, альтернативы управляемому палу нет. Либо мы сохраняем лесные экосистемы в естественном состоянии с периодическим воздействием пожаров, либо произойдет постепенная деградация биоценозов. Сохранение лесов различных типов возможно только при поддержании определенного пожарного режима.

Идея профилактического выжигания получила признание и в России, однако применение профилактических палов широкого использования пока не получило. Профилактические выжигания лесных горючих материалов под по-

логом леса — это сложное лесоводственное мероприятие, направленное на использование положительной роли огня в лесу.

Обоснование целесообразности профилактических выжиганий базируется на наблюдениях за влиянием пожаров на лес указывают, что после выжиганий при комплексном показателе 1000 мбар\град. отпад не превышает 20 % по числу стволов. П. М. Матвеев установил, что выжигание слабой интенсивности в листвягах не вызы-вает массового заражения стволовыми вредителями, при этом деревья повреждаются меньше при проведении выжиганий в конце лета. Этим же автором при изучении влияния пожаров различной интенсивности на отпад в древостоях основных типов леса Красноярского Приангарья определены значения безопасной высоты пламени для деревьев различной толщины: 4 см — 0,2 м, 8 см-0,35 м, 20 см-0,55 м, 40 см- 1,0 м, 56 см-1,35 м.

Профилактические выжигания напочвенных горючих материалов должны проводить специально обученные работники, на тщательно разработанной нормативной основе, с выполнением гарантированных мер противопожарной безопасности. Периодические палы предотвращают смену пород и способствуют формированию чистых насаждений. Критерием результатов выжигания является степень снижения запасы горючих материалов.

За последние годы география стран, использующих огонь в лесохозяй-ственных целях, значительно расширилась. Широко применяют палы США, Австралия, Испания, Италия, ФРГ. Наметилась тенденция к более глубокому изучению экологических последствий применения огня профилактических выжиганий. Для создания безопасных условий выжигания применяются специ-аль-ные контрольные полосы без нарушения грунта и защитные полосы, лишённые растительности, путём контролируемых выжиганий. Этот метод достаточно эффективен, прост и экономичен. Разработаны рекомендации по снижению пожарной опасности палов и вреда от дыма. Рекомендации предусматривают предварительный контроль качества воздуха; сбор древесных остатков в кучи, просушку и их рыхление с целью максимальной утилизации; соблюдение пожарной безопасности; предупреждение об изменении направления и скорости ветра, задымления территории; заблаговременное оповещение о предписанных палах.

Большое значение при профилактических палах имеет сезон проведе-ния и промежуток времени между выжиганиями. Весенние выжигания при поверхностном прогорании напочвенного покрова приводят к уничтожению надземной усохшей части растений, и способствует их мощному вегетатив-ному размножению отпрысками. Осенние выжигания на сравнительно сухих почвах приводят к большему отпаду растений и значительно ослабляют веге-тативное размножение.

Для снижения пожарной опасности территории можно ограничиться достаточно широкими полосами выжигания, разделяющими легкогорючий материал на небольшие участки. При этом выжигаемые полосы должны занимать 20 — 30 % площади леса, считается необходимым проведение вдоль дорог и вокруг пожароопасных объектов в лесу профилактические противопожарные выжигания.

Библиографический список

1 Акимов В. А. Основы анализа и управления риском в природной и техногенной сферах / М.: В. А. Акимов, В. В. Лесных, Н. Н. Радаев. М.: Деловой экспресс, 2004. 352 с.

2 Бережной А. В. Склоновая микрозональность ландшафтов среднерусской лесостепи / А. В. Бережной. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1983. - 140 с.

3 Валендик Э. Н., Матвеев П. М., Софронов М. А. Крупные лесные пожары. — М: Наука., 1979. — 198 с.

4 ГОСТ Р 22.1.09-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг прогнозирования лесных пожаров. Общие требования. М.: Госстандарт России, 1999.

5 ГОСТ Р 22.0.03-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1995. С. 82-90.

6 Гусев В. Г., Подрезов Ю. В. Новые технологии борьбы с лесными пожарами Технологии гражданской безопасности № 4 (10), 2006 с22-26

7 Доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых, водных, лесных ресурсов, состоянии и охране окружающей среды Воронежской области в 2003 году / В. С. Маликов и др. Воронеж: ВГУ, 2004.192 с.

8. Инструкция по определению ущерба, причиненного лесными пожарами. — М.: Федеральная служба лесного хозяйства России, 1998. — 30 с.

9 Кудрин А. Ю., Подрезов Ю. В. Анализ современных средств и способов борьбы с природными пожарами Технологии гражданской безопасности № 4 (10), 2006 с27-32

10 Кудрин А. Ю., Резников В. М. Аэрокосмическая система мониторинга пожарной обстановки. Технологии гражданской безопасности № 4 (10),

2006 с.56-58

11 Кудрин А. Ю., Запорожец А. И., Подрезов Ю. В. Современные методы обнаружения и мониторинга лесных пожаровТехнологии гражданской

безопасности № 4 (10), 2006 с..66 - 67

12 Ларионов В. И. Теоретические основы реагирования на чрезвычайные ситуации: учеб. пособие для слушателей и курсантов ВИУ / В. И. Ларионов. М.: ВИУ, 1999. 428 с.

13 Лесное хозяйство. Терминологический словарь /Под общ. ред.

A. Н. Филипчука. М: ВНИИЛМ, 2002. — 480 с.

14 Овчинникова Т. В. Методические указания по составлению карт «Антропогенной нарушенности земель» на основе использования данных ДЗЗ. / Т. В. Овчинникова, П. С. Русинов // Российский комитет по земельным ресурсам ЧИМЗЭ/ Воронеж: ВГАУ, 1996. 64 с.

15 Овчинникова Т. В. Дистанционные методы исследования опасных природных процессов: учеб. пособие / Т. В. Овчинникова, С. М. Пасмурнов,

B. И. Федянин. Воронеж: ВГТУ. 2005. 269 с.

16 Овчинникова Т. В. Экология: учеб. пособие / Т. В. Овчинникова,

B. И. Федянин. Воронеж: ВГТУ, 2004. 188 с.

17 А. В. Пантелеев Основныце требования к созданию ГИС (Географических информационных систем) для решения задач жизнеобеспечения и безопасности критически - важных и потенциально опасных объектов, зданий и сооружений.

18 Паньшин И. В. Новые подходы к проблеме оперативного обнаружения лесных и торфяных пожаров Технологии гражданской безопасности № 4 (10), 2006.....84-89

19 Ряполов В. Я. Дистанционные методы лесоэнтомологического мониторинга. — Красноярск: Изд-во Краснояр. гос. аграр. ун-та, 2003. — 194 с.

20 Ряполова Л. М., Михалёв Ю. А., Золотухина Л. П. Противопожарное обустройство лесов, примыкающих к населенным пунктам и другим объектам в лесу // Охрана лесов от пожаров лесовосстановление и лесопользование. Сб. науч. ст., ФГУ ВНИИПОМлесхоз». Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. — С. 94-101.

21 Софронов М. А., Волокитина А. В. О противопожарном устройстве лесной территории //Лесн. хоз-во, № 5. — 2002. — С. 45-47.

22 Статистические данные по лесным пожарам с 1958 по 1993 годы. М: Рослесхоз, 1997. 420 с.

23 Стратегические риски России: оценка и прогноз / под ред. Ю. Л. Воробьева. М.: Деловой экспресс, 2005. С.17-197.

24 Указания по обнаружению и тушению лесных пожаров. М.: ВНИИЦле-сресурс, 1995. С. 126-130.

25 Ушатин Н. П. Лесная пирология: Учеб. пособие / Н. П. Ушатин. — Во-ро-неж: ВГЛТА, 2001. — 282 с.

26 Федоров Е. Н., Ряполова Л. М. Геоинформационные системы и техно-ло-гии в практике борьбы с лесными пожарами и их последствиями. //Лесные и степные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия. — Томск-Иркутск, 2001. — С. 154.

27 Фуряев В. В., Злобина Л. П. Влияние лесоводственных мероприятий на пожароустойчивость насаждений. //Лесное хозяйство. — № 5. — 1995 а. —

C. 44-46.

28 Фуряев В. В. Роль пожаров в процессе лесообразования. — Новосибирск: Наука, 1996. — 253 с.

29 Фуряев В. В., Злобина Л. П. Динамика запасов горючих материалов на минерализованных полосах в лиственно-сосновых молодняках. //Лесное хозяйство. — № 6. — 1995 б. — С. 42-44.

30 Фуряев В. В., Курбатский Н. П. Эффективность защитных минерализованных полос в сосновых молодняках //Вопросы лесной пирологии. — Красноярск: ИЛиД, 1972. С.121-123.

31 Червонный М. Г. Охрана лесов от пожаров / М. Г. Червонный. М.: Лесная промышленность, 1973. С. 51-60.

32 Число грозовых разрядов на землю (на 1 кв. км в год): карта // Справочник по опасным природным явлениям в республиках, краях и областях Российской Федерации. СПб.: Гидрометиздат,1997. С. 566.

33 Шешуков М. А. К вопросу составления лесопожарных карт //Сб. трудов

ДальНИИЛХ. — Хабаровск: ДальНИИЛХ, 1966. — С. 407-415.

34 Шешуков М. А. Принципиальная основа составления лесных пожарных планов //Лесные пожары и борьба с ними. — М.: ВНИЛМ, 1987. — С 116-119.

35 Ширяев Е. Е. Картографическое отображение, преобразование и анализ геоинформации. — М.: Недра, 1984. — 248 с.

36 Щетинский Е. А. Тушение лесных пожаров: Пособие для лесных пожарных / Щетинский Е. А. — М.: ВНИИЛМ, 2002. — 104 с.

37 Хмелев К. Ф. Растительные ресурсы и их охрана / К. Ф. Хмелев // Природные ресурсы Воронежской области, их воспроизводство, мониторинг и охрана. - Воронеж: Петровский сквер, 1995 - С. 102-104.

38 Чрезвычайные ситуации в Центрально-Черноземном регионе / Т. В. Овчинникова, В. М. Смольянинов, В. И. Федянин, Н. Н. Фролова // Актуальные проблемы обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях при техногенных катастрофах: материалы науч.-практ. конф. Воронеж: Научная книга, 2006. 263 с.

39 Эколого-географические районы Воронежской области / Ф. Н. Мильков [и др.]. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1996. - 216 с.

40. Горбунов С. В. Средства индивидуальной и коллективной защиты в чрезвычайных ситуациях. — Учебное пособие. Новогорск: АГЗ, 2009.

41. Спенсер Л. В. Защита от гамма-излучения радиоактивных выпадений. Москва, Атомиздат, 2006.