Концептуальная модель долгосрочного прогнозирования природной пожарной опасности для зоны тайги и смешанных лесов европейской части России

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

7. Погиба, С.П. Селекционно-генетические основы плантационного разведения карельской березы: дисс. ... канд. с.-х. наук / С.П. Погиба. - М., 1988. - 18 с.

8. Падутов, В.Е. Методы молекулярно-генетического анализа / В.Е. Падутов, О.Ю. Баранов, Е.В. Воропаев. - Мн.: Юнипол, 2007. - 176 с.

9. Роне, В.М. Генетический анализ лесных популяций / В.М Роне. - М.: Наука, 1980. - 160 с.

10. Светланова, Т.Н. Молекулярно-генетический анализ и оценка состояния генофондов популяций Poulus tremula L. в Пермском крае: дисс. ... канд. биол. наук / Т.Н. Светлакова. - Уфа, 2012. - 20 с.

11. Тимофеев-Ресовский, Н.В. О фенотипическом проявлении генотипа / Н.В. Тимофеев-Ресовский // Журн. экс. биология. - 1925. - № 1. - С. 93.

12. Яблоков, А.В. Введение в фенетику популяций / А.В. Яблоков - М.: Высшая школа, 1985. - 157 с.

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДОЛГОСРОЧНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ для зоны тайги и смешанных ЛЕСОВ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

С.И. ЧУМАЧЕНКО, проф., зав. каф. информационных технологий в лесном секторе МГУЛ, д-р биол. наук

Охрана лесов от пожаров является важнейшим направлением государственной политики, обеспечивающим экологическую безопасность страны и сохранение ресурсного потенциала лесов. В последние годы на общий рост количества лесных пожаров и их общей площади определенное влияние оказывают возросшее антропогенное воздействие на лесные территории, участившиеся засухи и другие, так называемые, «объективные причины». Задача борьбы с лесными пожарами и их профилактика со временем становится все более актуальной.

Принято выделять 3 вида лесных пожаров: низовой, верховой и подземный. Вероятность возникновения и скорость распространения лесного пожара зависит от степени пожарной опасности, которая определяется: по характеристикам лесных участков (природная пожарная опасность) и по условиям погоды (пожарная опасность по влажности лесных горючих материалов).

Если на пожарную опасность по условиям погоды человечество еще не научилось эффективно влиять, то на природную пожарную опасность можно и должно влиять с целью минимизации ущерба от лесных пожаров. В процессе лесохозяйственной деятельности природная пожарная опасность может как увеличиваться, так и уменьшаться. При этом

chumachenko@mgul.ac.ru

следует учитывать, что лес - это очень инерционная система и последствия сегодняшних мероприятий могут сказаться через многие десятилетия.

С целью прогнозирования изменения природной пожарной опасности для конкретной лесной территории на длительный период при разных способах ведения лесного хозяйства можно применить методы математического моделирования.

Основой для построения модели будет являться табл. 1, используемая для определения по степени опасности возникновения лесном фонде пожаров согласно классификации [1].

Ранее было показано, что основными параметрами модели должны быть: категория земель, возраст насаждения, тип леса, преобладающая древесная порода, сопутствующие древесные породы, полнота насаждений, наличие пожароопасного подроста и подлеска, наличие сухостоя и захламленности, удаленность от дорог общего пользования [2].

Рассмотрим каждый из них отдельно.

1. Категория земель - необходимо из земель лесного фонда выделять вырубки, гари, расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участники бурелома и ветровала, недору-бы);

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

83

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Таблица 1

Шкала оценки природной пожарной опасности в лесах

Класс пожарной опасности Объект загорания (характерные типы леса и типы вырубок, насаждения, безлесные территории) Наиболее вероятные виды пожаров, условия и продолжительность периода их возможного возникновения и распространения

I Природная пожарная опасность очень высокая Хвойные молодняки. Сплошные вырубки: лишайниковые, вересковые, вейниковые и другие типы вырубок по суходолам (особенно захламленные). Сосняки лишайниковые и верещатники. Расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостой (сухостойники, участники бурелома и ветровала, не-дорубы), участки условно-сплошных и интенсивных выборочных рубок. Захламленные гари. В течение всего пожароопасного сезона возможны низовые пожары, а на участках с наличием древостоя - верховые. На вейниковых и других травяных типах вырубок по суходолу особенно значительна пожарная опасность весной, а в некоторых районах и осенью.

II Природная пожарная опасность высокая Сосняки-брусничники, особенно с наличием соснового подроста или подлеска из можжевельника выше средней густоты. Листвяг и кедровостланиковые. Низовые пожары возможны в течение всего пожароопасного сезона; верховые - в периоды пожарных максимумов.

III Природная пожарная опасность средняя Сосняки - кисличники и черничники. Листвяги-брус-ничники. Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагновых. Ельники-брусничники и кисличники. Низовые и верховые пожары возможны в период летнего пожарного максимума, а в кедровниках, кроме того, в периоды весеннего и, особенно, осеннего максимумов.

IV Природная пожарная опасность слабая Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные). Сосняки, листвяги и насаждения лиственных пород травяных типов. Сосняки и ельники сложные, липняковые, лещиновые, дубняковые. Ельники-черничники. Сосняки - сфагновые и долгомошниковые. Кедровники - прирученные и сфагновые. Березняки - брусничники, кисличники, черничники и сфагновые. Осинники - кисличники и черничники. Возникновение пожаров (в первую очередь низовых) возможно в травяных типах леса и на таволговых вырубках в периоды весеннего и осеннего пожарных максимумов, в остальных типах леса и на долго-мошниковых вырубках - в период летнего максимума.

V Природная пожарная опасность отсутствует Ельники, березняки и осинники-долгомошники. Ельники сфагновые и прирученные. Ольшаники всех типов. Возникновение пожара возможно только при особо неблагоприятных условиях (длительная засуха).

Примечание: 1. Пожарная опасность устанавливается на класс выше: а) для хвойных насаждений, строение или другие особенности которых способствуют переходу низового пожара в верховой (густой высокий подрост хвойных, вертикальная сомкнутость крон деревьев и кустарников, значительная захламленность и т.п.); б) для небольших участков леса на суходолах, окруженных площадями с повышенной горимостью; в) для лесных участков, примыкающих к дорогам общего пользования, железным дорогам. 2. Кедровники с наличием густого подроста или разновозрастные с вертикальной сомкнутостью полога относятся ко II классу пожарной опасности

2. Возраст насаждения - в первую очередь выделяются хвойные молодняки.

3. Тип леса - один из основных показателей при определении класса пожарной опасности. Известно, что тип леса - это динамическая переменная. И в настоящее время нет полноценной методики определения типов леса при прогнозировании динамики насаждений на длительный период при разных сценариях лесопользования. В данной реализации модели предлагается упростить задачу

и заменить тип леса на тип лесорастительных условий. В результате такого упрощения можно переосмыслить табл. 1 и на ее основе сделать табл. 2, которой и пользоваться в модели.

В дальнейшем, на наш взгляд, необходимо использовать модели динамики типов леса на основе модели динамики напочвенного покрова в зависимости от типов лесорастительных условий, состава пород, полноты насаждений и др. факторов [3].

84

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Таблица 2

Распределение классов пожарной опасности в зависимости от ТЛУ

Порода Тип лесорастительных условий

A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 C5 D1 D2 D3 D4 D5

Сосна 1 2 3 4 4 1 2 3 4 5 2 4 4 4 5 3 4 4 5 5

Ель 2 3 4 5 5 3 3 4 5 5 3 3 4 5 5 3 4 5 5 5

Лиственница 3 3 4 4 4 3 3 4 4 4 3 3 4 4 4 3 3 4 4 4

Дуб 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Липа 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Ясень 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Береза 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Ольха серая 2 3 4 4 5 3 4 4 5 4 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Осина 2 3 4 4 5 3 4 4 5 4 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Лещина 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Подлесковые породы 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Ольха черная 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Ива 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Вяз 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Клен 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5 4 4 4 5 5

Пихта 2 3 4 5 5 3 3 4 5 5 3 3 4 5 5 3 4 5 5 5

Кедр 2 3 3 3 4 2 3 3 3 4 2 3 3 3 4 2 3 3 3 4

4. Преобладающая древесная порода - один из основных показателей при определении класса пожарной опасности, который наряду с характеристиками напочвенного покрова определяет тип леса.

5. Сопутствующие древесные породы - практически никак не отражены в табл. 1. Однако всеми авторами признается факт, что смешение хвойных пород с лиственными приводит к уменьшению природной пожарной опасности. В предлагаемой модели предлагается учитывать смешение пород путем расчета средневзвешенного класса пожарной опасности с учетом доли участия пород в насаждении.

6. Полнота насаждений - необходимо выделять участки условно-сплошных и интенсивных выборочных рубок и вообще участков с полнотой 0,3-0,5.

7. Наличие пожароопасного подроста и подлеска - выделяются насаждения, имеющие подрост и подлесок хвойных пород со средней густотой и выше.

8. Наличие сухостоя и захламленности - результат как естественных процессов в лесу, так отсутствия в должной мере ухода за лесными насаждениями. Необходимо прогно-

зировать изменение естественного уровня сухостоя и валежа в зависимости от интенсивности рубок ухода и уборки захламленности.

9. Удаленность от дорог общего пользования - единственный параметр модели, зависящий от пространственного размещения выдела. Для определения расстояния от дорог необходимо использовать одну из известных геоинформационных систем. Определяются выделы, которые непосредственно примыкают к железным дорогам и дорогам общего пользования или находятся на расстоянии не более 30 м от них.

Анализ перечисленных факторов показывает, что большая их часть зависит от лесохозяйственной деятельности. Так, например, большинство насаждений из лиственных пород отнесено к низшим классам пожарной опасности. Примесь лиственных пород в хвойных насаждениях также значительно снижает степень пожарной опасности. Проведение рубок ухода с сохранением в составе лиственных пород, посадка смешанных лесных культур позволяет существенно снизить природную пожарную опасность. При этом следует учитывать, что выращивание смешанных насаждений, с экономической точки

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

85