4. Состояние вопроса

Анализ сезонной динамики горимости лесов

Пожарная опасность в природных условиях являются понятием очень сложным и многогранным содержащим много компонентов. Большинство участков растительности способны гореть при определенном фенологичес-ком состоянии и соответствующих погодных условий. Поэтому они периодически подвергаются воздействую огня , то есть пожаров [1].

Для анализа сезонной динамики горимости лесов по каждому пожару необходимы следующие данные:

• Субъект РФ, лес. хоз., лесничество, квартал, выдел;

• Принадлежность лесов, их категории;

• Источник, дата и время получения информации о пожаре;

• Дата, день недели, время и способ обнаружения пожара;

• Площадь пожара, га;

• Класс пожарной опасности по погоде в этот день;

• Причина пожара;

• Дата время начало тушения, локализации и ликвидации пожара;

• Расстояние до населенного пункта и транспортным путем, км;

• Площадь пройденная пожаром, га;

• Преобладающая порода;

• Характеристика напочвенного покрова;

• Класс пожарной опасности по природным условиям;

• Кто ликвидировал пожар, применение средств тушения;

• Стоимость тушения, тыс. руб.;

• Общий ущерб.

В соответствии с концепцией развития лесного хозяйства в РФ на 2003-2010, утвержденной постановлением правительства РФ от 18.01.2003г.

№69 «Охрана лесов от пожаров» должна стать самой важной задачей гос. Политики, обеспечивающей экологическую безопасность страны и сохранение лесных ресурсов [8,9].

Причины и условия возникновения лесных пожаров.

Лесной пожар - стихийное неуправляемое распространение огня по лесной территории. Пожары считаются лесными не зависимо от того, покрыта территория лесного хозяйства лесом или не покрыта (несомкнувшиеся хвойные молодняки, лесные болота и т. п.).

Возникновения пожара возможно лишь при сочетании определенных условий:

1) наличие лесных горючих материалов;

2) погодные условия, способствующие возгоранию горючих материалов;

3)источник огня.

Это называется триадой, при отсутствии одного из условий пожар не возможен.

Главный антропогенный источник загорания:

1. Костры-36%;

2. Окурки и спички-7%;

3. Искры от работающих машин и механизмов -2%;

4. Неумелое пользование огнём (сжигание порубочных остатков, весеннее выжигание сухой травы, сжигание стерни и соломы на полях)- 42%;

5. Умышленные поджоги (хулиганство, баловство детей и т. д.)- 7%;

6. Прочие.

Чаще всего пожары возникают во- второй половине дня, когда воздух хорошо прогрет и его влажность минимальная . 70% пожаров возникает между 12 и 17 ч. Активное подсушивание лесной подстилки, сухой травы и мха делают их воспламенение наиболее вероятными именно в это время.

Пожароопасность в лесу возрастает по мере накопления отмирающего органического вещества (хвое - листный опад, древесный опад - сучья, кора, опад деревьев, увеличение толщины лесной подстилки, ее оторфованность), при атмосферной и почвенной засухе.

Своевременная уборка захламленности, регулирование состава и структуры насаждении, специально противопожарные меры и лесозащитные мероприятия - снижают опасность возникновения и распространения пожаров.

При прочих равных условиях, чем меньше влажность лесных горючих материалов (ЛГМ), тем слабее может быть источник огня, вызывающий возгорание. Поэтому запрещено посещение лесов людьми во время сильной засухи, когда любая искра может стать источником загорания.

Грозы обычно сочетаются с дождями поэтому не всякий удар молнии в почву вызывает загорание. Редко, но бывают «сухие» грозы, пожары от которых возникают во время грозы или сразу после её окончания [5].

Классификация лесных пожаров

Лесные пожары классифицируют по типу и интенсивности горения. В связи с этим выделяют:

1. Низовые пожары - горят подстилка и нижние ярусы растительности (2-2.5м, скорость распространения огня 3-5 км в час), подразделяют на беглые и устойчивые;

2. Верховые пожары - огнем охвачены стволы и кроны деревьев;

(скорость достигает 30км в час), подразделяют ураганные и повальные;

3. подземные пожары (торфяные или почвенные) - огонь распространяется в слое органического почвенного вещества, повреждая корни деревьев и нижней части стволов (скорость распространения не превышает нескольких десятков метров в сутки).

По статистическим данным РФ соотношение (в % количества пожаров) низовые/ верховые/торфяные - 97/2/1[5].

Лесные горючие материалы (ЛГМ)

По роли в распространении горения они разделяются на три категории (Курбатский 1970):

А) проводники горения;

Б) поддерживающее горение;

В) задерживающее горение.

Данная классификация применена с условием пожароопасного периода. Проводник горения - это всегда непрерывный слой ЛГМ с запасом больше минимального. При низовых пожарах - это слои из мхов, лишайников, опада, травяной ветоши. При верховых - хвоя и мелкие ветви в пологе древостоя – при наличии горящих нижних ярусов и сильном ветре. Беспламенное горение - лесная подстилка. Перегнойные горизонты, торф.

К ЛГМ поддерживающим горение относятся: валежник, сухостой, кустарнички (багульник, вереск, брусника, и т.д.), хвойный подрост, подлесок( можжевельник), пни, мертвые корни, сучья и вершинки деревьев лежащие на земле.

Задерживают горение травы с высоким влагосодержанием, листва деревьев и кустарников. Низовые пожары не могут распространяться. Когда запас зеленых трав превышает запас отмерших трав, (в абсолютно сухом весе).

Количество опада зависит от породного состава древостоя, возраста и густоты деревьев. Наименьшее количество опада в хвойных насаждениях, несколько больше - в мелколиственных (береза, осина), максимальное – в широколиственных (дуб, липа).

Процесс высыхания лесной подстилки идет сверху послойно и заканчивается только в период сильной продолжительной засухи, когда влажность подстилки достигает минимальной величины. Например: в типе леса сосняк черничник она снижается до 6%. В этом случае подстилка выгорает полностью. В годы средней пожарной опасности по погодным условиям сгорает лишь часть подстилки [6].

Условия развития лесных пожаров

Те участки зеленых мхов, лишайников и подстилки, которые освещаются солнцем в просветы полога, нагреваются в несколько раз сильнее и быстрее чем участки в тени. Особенно сильно нагреваются мертвые материалы, лишайники и зеленые мхи. Трава и хвоя нагревается мало. С увеличением температуры ЛГМ они быстрее загораются (при наличии источника огня). С уменьшением влажности ЛГМ возрастает не только опасность его воспламенения, но и скорость горения, поскольку уменьшаются затраты тепла на испарение влаги. Чем суше воздух, тем быстрее воспламеняется органическое вещество и тем быстрее распространяется пламя.

В условиях одинакового температурного режима при относительной влажности воздуха около 40% , пламя распространяется в 4-5раз быстрее. Чем при влажности 80%. На распространение лесных пожаров большое влияние оказывает ветер. По сравнению с безветрием, даже слабый ветер порядка 1м/с увеличивает скорость распространения огня почти в 3 раза, при ветре 2м/с - в 5 раз.

Выпадающие осадки снижают пожарную опасность.

Скорость распространения огня в лесу пропорционально связана с количеством ЛГМ на участке. Чем толще слой сухой подстилки, чем выше захламленность, тем быстрее распространяется огонь. Вместе с тем, интенсивность огня во многом зависит от вида и характеристик горящего органического вещества [5].

Темп высыхания смоченных дождем до полной влагоёмкости лишайников и зелённых мхов, освещенных солнцем под пологом леса показано в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Темп высыхания лишайников и зеленных мхов

	абсолютная влажность,%
	дождь	После дождя	Через 12 ч	Через 24 ч	Через 48 ч
Лишайники Зеленные мхи	475 1500-2000	360 900-1600	15 250-300	14 20-35	14 20-30

Анализ горимости лесов и прогнозирование пожарной

Для лесных пожаров, как и для лесной растительности характерна известная географическая зональность. В пределах определенной лесоклиматической зоны вероятность возникновения и развития лесного пожара тесно связана с типом ландшафта, почвенными и гидрологическими условиями местности, и характером лесной растительности, её составом и структурными особенностями. По мере удаления от морей и крупных озер, в районах с более континентальным климатом изменяется динамика горимости лесов. Как правило, в приморских районах из-за повышенной влажности воздуха опасность летних пожаров заметно меньше, чем на удаленных от акваторий территориях [4].

Пожароопасный сезон в нашей стране устанавливается с началом схода снежного покрова и наступлением положительных среднесуточных температур воздуха. Заканчивается сезон осенью с наступлением устойчивой дождливой погоды. Интенсивное подсушивание напочвенных ЛГМ происходит после устойчивого перехода среднесуточных температур через +5С при отсутствии осадков. Начало массовых возгораний приходится на дни перехода среднесуточной температуры воздуха через +10С при длительном отсутствии дождей.

В рамках пожароопасного сезона выделяют пожароопасные и не пожароопасные периоды. Последние связаны с различными фазами вегетации растительности или активным выпадением осадков, препятствующих возгоранию и распространению огня. Распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона часто не равномерное. Для характеристики его особенностей употребляют термин «пожароопасный максимум»- это период пожароопасного сезона , в течении которого количество лесных пожаров превышает среднее за сезон. Выделяют также «пожароопасный пик»- месяц или близкий по продолжительности отрезок времени в течении которого наблюдается наибольшее количество пожаров в сезон.

Длительный пожароопасный сезона зависит от географической широты местности и особенностей климата: на севере лесной зоны его продолжительность в среднем 8 дней, на юге до 185 дней. В связи с этим продолжительность сезона выделяют пожароопасные пояса [5]:

1. Пояс апрельских пожаров, 50˚-55,5˚ с. ш., пожары сначала апреля до конца октября;

2. Пояс майских пожаров, 55,5˚-59˚ с. ш., сначала мая до середины сентября;

3. Пояс майских пожаров, 59˚ с.ш., с середины мая до сентября;

4. Пояс майско - июньских пожаров, севернее 59˚с.ш., с июня до конца августа. В свою очередь, он может быть разбит на две части: южная, где пожароопасный сезон начинается в мае; северную, пожарный сезон начинается в конце мая и июнь.

Оценка природной пожарной опасности для целей противопожарного устройства лесов

При разработке профилактических мероприятий и противопожарного устройства в лесхозах необходима оценка природной пожарной опасности причем не только для территории лесхоза в целом, но и по отдельным его частям (лесничеством, кварталам). Такая оценка выполняется в настоящее время при лесоустройстве (таблица 4.2)[5].

Таблица 4.2 - Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров (для северо – запада РФ)

Класс по-жарной опасности	Объект загорания	Наиболее вероятные виды пожаров, условия и про-должительность, возникновение
I (горимо-сть очень высокая) II (гори мость высокая III (горимость средняя) IV (горимость понижен-ная) V (гори-мость низкая)	Хвойные молодняки. Сплошные вырубки: лишайниковые, вейниковые (особенно захламленные), СЛИШ, вересковые, лишайниково - мшистые. Отмирающие и сильно поврежденные хвойные древостои (сухостой, уч. бурелома, ветровала, недорубы). Захламленные гари. СБР, особенно с наличием хвойного подроста или подлеска можжевельника. Сосняки на осушенных торфяниках. СКИС, ЕКИС, ЕЧРСВ, СЧРСВ, ЕБР Сплошные вырубки: таволговые и долгомош-никовые (особенно захламленные). Сосняки и ельники смешанные по составу, сложные черничники влажные. Чистые по составу ЕЧР влажные, СТР, ЕТР. Березняки и осинниквсех типов лес. Сосняки и березняки кустарни-ковые, осокосфагновые, долго-мошниковые, ЕСФ, ЕДМ, ельники приручейные и таволговые. Лесные сфагновые болота. Черно- ольшайники.	В течение всего пожаро-опасного сезона возможны низовые пожары, в древостоях - верховые. На травянных типах вырубок по суходолу велика пожарная опасность весной, иногда осенью. Низовые (торфяные) пожары - весь сезон, верховые – в периоды пожарных максимумов. Низовые и верховые пожары возможны в период летнего максимума. Низовые пожары возможны травяных типах леса и та-волговых вырубках в весен-нии и осеннии пожарные максимумы, в остальных типах леса в период летнего максимума. Возможны пожары при дли-тельной засухе.

Используя данную классификацию, составляют карты горимости лесов лесхозов по природным условиям. При этом каждому таксационному выделу в приделах квартала присваивается определенный класс пожарной опасности. Затем находится средневзвешенный (по площади) класс пожарной опасности всего квартала Пкв :

Пкв =( П1S1 + П2 S2 + П3 S3 + ….. + Пn Sn )/S

П1, П2, П3, Пn – классы пожарной опасности выделов.

S1,S2,S3,Sn – площадь выделов, га,

S – площадь квартала, га.

После этого квартала окрашиваются в определенные цвета:

1. Класс - красный

2. Класс - оранжевый

3. Класс – желтый

4. Класс – зеленый

V.Класс – синий.

При составлении лесопожарной карты таксационные выдела с одинаковыми или сходными классами пожарной опасности объеденяются в лесопожарные выдела.

Другие условия могут изменить ситуацию: весной весьма пожаро-опасными являются сосняки травяные (IV класс) – объект беглых низовых пожаров, в конце лета и в начале осени из-за засухи возникают торфяные пожары на участках заболоченных лесов и верховых болотах (V класс).

На карту – схему лесхоза наносят условными значками места пожаров за последние 10 – 15 лет. Выделяют места крупных лесных пожаров. В районах наземной охраны – в категории крупности относятся пожары площадью более 25 га, в районах авиа охраны – более200 га. Определяют среднегодовое число пожаров и их среднегодовую площадь. Затем находят частоту пожаров в перечете на 100 тыс. га площадь лесного фонда лесхоза в год. Оценку горимости определяем по таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Оценка фактической горимости .

Фактическая горимость (классы)	Частота пожаров /100тыс. га	Относительная площадь за сезон
		Га /100 тыс. га	%
Низкая Пониженная Среняя Повышенная Высокая чрезвычайная	Менее 0,5 0,6 – 2,0 2,1 - 7,0 7,0 – 20,0 20,1 – 60,0 Более 60,0	Менее 10 11 – 30 31 – 100 101 – 300 301 – 1000 Более 1000	Менее 0,01 0,01 – 0,03 0,03 – 0,1 0,11 - 0,3 0,31 – 1 Более 1

На основании полученных данных о среднегодовом количестве лесных пожаров и их частоте и отметок мест пожаров на карте – схеме лесхоза выделяют места концентрации пожаров – центры горимости лесов [4].

Прогнозирование пожарной опасности в лесу по условиям погоды

Самым динамичным фактором пожарной опасности является погодные условия. Высыхание ЛГМ обусловлено дневной температурой воздуха и недостатком насыщения его влагой. Увлажнение ЛГМ определяется осадками и высокой относительной влажностью воздуха. Совместное влияние этих факторов выражается в виде их ежедневного баланса, отражающего уровень пожарной опасности по условиям погоды.

Таблица 4.4 - Классы пожарной опасности по погодным условиям

Класс пожарной опасности	Интенсивность горения лесных материалов
I II III IV V	Не горят (полная не горимость) Горимость слабая, неустойчивая Горимость средняя Горимость высокая Горимость чрезвычайная

Последствия лесных пожаров.

Площади пройденные лесными пожарами называют горельниками. Классификация Мелехова И. С. (1948г.) выделяют:

1)горельники с уничтоженными древостоями ( св. горельники);

2)горельники сухостойные и влажные (старые горельники);

3)горельники с поврежденным, но жизнедеятельном древостоем;

А) с незначительным повреждением древостоя (до 10% от общего числа деревьев) и полным (реже частичным) отмиранием нижних ярусов растительности.

Б) со значительным повреждением древостоя (более 10% деревьев).

В 1 и 2 случае – полная смена растительности происходит.

В 3 – частичная [5].