Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы 7
Выводы 26
2. Природно-климатические условия района исследований 29
2.1. Климат и почвы 29
2.2. Рельеф 34
2.3. Лесорастительное и лесохозяйственное районирование 38
2.4. Гидрология 43
Выводы 45
3. Программа, методика и объем выполненных работ 47
3.1. Программа работ 47
3.2. Методика исследований 47
3.3. Объем выполненных работ '. 52
4. Анализ горимости лесов 54
4.1. Общие показатели горимости лесов 54
4.2. Горимость лесов по лесорастительным подзонам 60
4.3. Горимость лесов по лесхозам района исследований 62
Выводы 79
5. Лесной фонд и охрана его от пожаров на исследуемой территории 82
5.1. Характеристика лесного фонда 82
5.2. История становления охраны лесов от пожаров в Тюменской области 93
5.3. Современное состояние охраны лесов от пожаров 94
Выводы 101
6. Оптимизация охраны лесов от пожаров 103
6.1. Лесопожарное районирование 103
6.2. Местная шкала пожарной опасности по условиям погоды 114
6.3. Организация охраны лесов от пожаров в новых экономических условиях 119
Выводы 125
Общие выводы и рекомендации производству 127
Литература 131
- Рельеф
- Горимость лесов по лесорастительным подзонам
- История становления охраны лесов от пожаров в Тюменской области
- Местная шкала пожарной опасности по условиям погоды
Введение к работе
Актуальность темы. Леса России занимают 69 % территории страны. Это основной компонент природной среды, регулятор процессов, протекающих в биосфере, способствующий выживанию человечества. В лесах сконцентрировано 90 % планетарного запаса органического вещества. В связи с этим охрана их от пожаров - важнейшая стратегическая задача любой страны. Во время лесных пожаров погибают или повреждаются ценнейшие насаждения, лесные материалы, коммуникации, населенные пункты, домашние и дикие животные, птицы. Нередки случаи гибели людей при тушении лесных пожаров и в результате авиакатастроф обусловленных плохой видимостью из-за задымленности.
Вышеуказанные обстоятельства обусловливают несомненную актуальность совершенствования мероприятий, касающихся охраны лесов от пожаров и предотвращения, точнее минимизации, наносимого ими ущерба.
Наша страна, как и многие развитые страны, переходит от принципа «борьбы с лесными пожарами» к более широкому - «управлению лесными пожарами». Последнее обстоятельство вызывает необходимость разработки новых подходов к охране лесов от пожаров (Шилер, Сидаренко, 2001).
Цель и задачи исследований. Целью исследований является разработка рекомендаций по оптимизации охраны лесов от пожаров в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области.
В процессе работы по достижению поставленной цели решались следующие задачи:
обобщение и анализ материалов по изучаемой проблеме;
анализ природно-климатических условий района исследований;
анализ горимости лесов в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области за период с 1985 по 2004 гг.;
анализ лесного фонда района исследований;
изучение современного состояния охраны лесов от пожаров;
разработка лесопожарного районирования;
разработка местной шкалы пожарной опасности по условиям погоды;
разработка рекомендаций по оптимизации мероприятий направленных на совершенствование охраны лесов от пожаров по лесопожарным районам в новых экономических условиях.
Научная новизна. Работа представляет собой систематизированное комплексное исследование горимости лесов в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области и современного состояния охраны их от пожаров. Получены новые данные о горимости лесов в зависимости от сезона года, природно-климатических особенностей, продолжительности периода фактической горимости, а также причинах возникновения лесных пожаров. Предложен вариант лесопожарного районирования и местной шкалы пожарной опасности по условиям погоды в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области. Даны рекомендации по оптимизации противопожарных мероприятий для каждого из выделенных лесопожарных районов.
Защищаемые положения. В работе исследованы и обоснованы следующие положения, представляемые к защите:
лесхозы в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области существенно различаются по показателям фактической горимости;
крупные лесные пожары развиваются, как правило, на фоне общей высокой горимости;
оптимизация охраны лесов от пожаров должна базироваться на использовании лесопожарного районирования и местных шкал пожарной опасности по условиям погоды.
Практическая значимость работы. Разработанные в ходе исследований лесопожарное районирование и местная шкала пожарной опасности по
условиям погоды могут служить основой при планировании и организации работ по охране лесов от пожаров в подзонах предлесостепных сосново-березовых лесов и северной лесостепи Тюменской области.
Личный вклад автора. Все работы по теме диссертации, разработке программно-методических положений, сбору экспериментального материала, анализу и обработке полученных результатов осуществлены автором или при его непосредственном участии и руководстве.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на
научно-технической конференции студентов и аспирантов
лесохозяйственного факультета (Екатеринбург, 2004); всероссийской конференции «Устойчивому развитию АПК - научное обеспечение» (Ижевск, 2004); XV Коми республиканской молодежной конференции (Сыктывкар, 2004); V международной научно-технической конференции «Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса (Екатеринбург, 2005); второй всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов (Екатеринбург, 2006); третьей всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Научное творчество молодёжи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2007).
Обоснованность и достоверность материалов исследований подтверждается большим по объему и разнообразию экспериментальным материалом, применением научно-обоснованных методик, использованием современных методов обработки, анализа и оценки достоверности данных.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 8 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, общих выводов и рекомендаций производству. Библиографический список включает 197 наименований, в том числе 14 иностранных. Текст иллюстрирован 22 таблицами и 14 рисунками.
1. Состояние проблемы
Лесной пожар — это стихийное неуправляемое распределение огня по лесной площади (Залесов, 1998). Лесные пожары оказывают глубокое и разностороннее влияние на жизнь леса, нанося огромный ущерб лесному хозяйству и экономике страны. Ущерб, наносимый пожарами лесным насаждениям, заключается не только в разрушении древостоев и отчуждении хозяйственно ценной древесины. Огонь, повреждая взрослые деревья, уничтожая подрост, подлесок, живой напочвенный покров, лесную подстилку и внеярусную растительность, а также органический слой почвы, ведет к уничтожению или ослаблению всего насаждения (Фуряев и др., 2005).
Лесные пожары издавна причиняли большой ущерб. С течением времени и ростом населения они становятся все более нежелательным явлением, а борьба с ними - государственной проблемой не только в России, но и в других многолесных государствах.
Роль пожаров в жизни леса далеко неоднозначна по своим последствиям и экологическому содержанию. С одной стороны, огонь в лесу - это деструктивный фактор разрушительной силы, приобретающий в отдельные периоды характер экологических катастроф, и ведущий к частичной или полной дестабилизации лесной экосистемы. С другой, -лесные пожары оказывают положительное влияние на состояние и развитие лесных насаждений, действуя как фактор обновления в экосистеме и способствуя естественному возобновлению древесных пород. Это особенно относится к лесным формациям, которые формируются древесными породами с пирогенной жизненной стратегией (Санников, 1981).
Общеизвестно, что лесные пожары являются исторически постоянным фактором формирования лесов Северного полушарья (Rol, Berufait, 1971; Frissel, 1973; Taylor, 1973; Junan, Habeck,1973; Day, 1973; Viereck,1973). Отсутствие естественных пожаров часто приводит к отрицательным последствиям (Habeck, Mutch, 1973). Другими словами, можно сказать, что
исследования, выполненные в области лесоведения, геоботаники, почвоведения, биогеографии и физиологии растений позволяют рассматривать лесные пожары и вообще горение в лесу как важный экологический непериодический фактор формирования растительности и среды обитания (Davis, 1959; Uggla, 1960; Spurr, 1964, Одум, 1968, 1975; Viro, 1969, Санников, 1973, 1992, 1998; Фуряев, 1977, 1996; Иванова, 1985; Матвеев, 1995; Буряк, 1999; Бакшеева, 2001).
Успешность последующего возобновления на пройденных лесными пожарами площадях определяется глубиной прогорания лесной подстилки. Выгорание грубогумусовой подстилки создает условия для прорастания семян хвойных пород (Тюрин, 1925; Новосельцев, 1932; Декатов, 1936, 1961; Тимофеев, 1951; Попов, 1954; Побединский, 1965; Санников, 1992). Устойчивый низовой пожар в сосняке изреживает древостой огнем, что приводит к увеличению освещенности под пологом до уровня, достаточного для выживания подроста не только ели, но и сосны (Колесников и др., 1973). В процессе сгорания лесной подстилки снижается кислотность почвы (Письмеров, Усманов, 1965; Титов, 1969), повышается и стабилизируется режим увлажнения субстрата (Санников, 1965, 1973, 1992), улучшается теплообеспеченность минеральных горизонтов почвы (Бузыкин, Попова, 1978), ускоряется разложение органического вещества и улучшаются условия минерального питания растений (Творогова, 1959; Рунов, Жданникова, 1962; Хренова, 1963), снижается конкуренция со стороны нижних ярусов растительности (Мелехов, 1948, 1962; Корчагин, 1954; Санников, Санникова, 1985; Санников, 1992), уменьшается количество мышевидных грызунов (Нейфельд и др., 1976), полностью раскрываются шишки прошлых лет, высвобождая сохраняющийся в них запас семян (Подшивалов, 2000). Положительное влияние огня на возобновление сосны и лиственницы на Урале и в Западной Сибири отмечали П.И. Чудников (1931), С.Н. Санников (1961 а, б, 1963, 1964, 1965, 1970 а, б, в, г, 1973, 1976, 1981, 1982, 1983, 1992,
1998), Н.А. Коновалов, В.Д. Луганская (1962), A.M. Бойченко'(1968, 1970 а, б, 1980), В.В. Фуряев (1970 а, б, 1978 а, б) и др.
В то же время отрицательные последствия пожаров огромны: уничтожаются запасы древесного сырья, нарушаются водоохранные, рекреационные и многие другие функции леса. Лесными пожарами не только повреждается и уничтожается древесная растительность, Но и создаются благоприятные условия для расселения вредных насекомых и появления грибных заболеваний. Совместно с «подсушинами» и другими термическими поранениями это приводит к окончательной потере технических качеств древесины (Мелехов, 1978, 1983; Залесов; 1998): Торфяные и устойчивые низовые пожары нередко сопровождаются ветровалами, особенно в древостоях с поверхностной, корневой системой. Образовавшиеся в результате вывала деревьев прогалины открывают доступ ветру внутрь, насаждений- и способствуют ветровалу на соседних не тронутых огнем площадях. Уничтожение пожарами лесной растительности в горных условиях является причиной обвалов, оползней, смыва верхнего плодородного слоя почвы, а в ряде случаев полной потери плодородного слоя. В таежной зоне нередким последствием пожаров является заболачиваемость-территории. По данным СП. Анцышкина (1957, 1956), на севере европейской' части Российской Федерации и в Сибири во многих случаях болота образовались в результате неоднократно повторяющихся пожаров. Пожары наносят значительный урон охотничьему хозяйству из-за гибели животных и невозможности пользоваться лесным фондом для нужд охотничьего ' хозяйства, одновременно происходит уничтожение запасов пищевых и лекарственных растений (Щетинский, 20016). Особо следует отметить, что лесные пожары не только уничтожают насаждения, населенные пункты, материальные ценности, но и нередко сопровождаются гибелью людей.
Лесные пожары имели место, на нашей планете задолго до появления человека как экологического вида, основной причиной лесных пожаров в то
время были природные источники огня молнии вулканы, метеориты. С лесными пожарами человечество столкнулось на заре своего существования. Когда-то, вероятно, именно лесные пожары способствовали тому, чтобы люди начали использовать огонь для обогрева жилищ, приготовления пищи, подготовки площадей для выращивания сельскохозяйственных культур.
Первую информацию о лесных пожарах содержит Никоновская патриаршая летопись в 1094, 1364 и 1371 гг. А первый на Руси известный нам закон, предусматривающий наказание за возникшие по вине человека лесные пожары, утвержден в XI в. Ярославом Мудрым (Диченков, 1998).
В ряде регионов земного шара доля пожаров, возникающих от природных источников огня, довольно велика. Летом 1987 г. сильные лесные пожары бушевали в четырех штатах США, при этом выгорело свыше 189 тыс. акров ценных лесов. Пожары были вызваны многочисленными грозовыми разрядами (более 7 тыс. молний) (Гиряев, 1989), а в Скалистых горах на Тихоокеанском побережье США ежегодно регистрируется около 6500 пожаров от молний (Davis, 1959). В Канаде число пожаров от молний достигает 26 % от общего количества (Арцыбашев, 1974).
Нередки лесные пожары от молний и на территории Российской Федерации. По многолетним данным, в лесах России от молний возникает около 6 % всех пожаров, а в отдельные годы до 16 %, однако в некоторых регионах страны доля лесных пожаров от гроз значительно больше. Так, в ленточных борах Западной Сибири и Казахстана в отдельные годы от молний возникает более 80% всех лесных пожаров. Часюе возникновение пожаров от гроз наблюдается в Архангельской области, Пермском и Алтайском краях, в отдельных районах Томской и Тюменской областей, Тувы, Якутии и Забайкалья (Столярчук, 1982). Так на территории Томской области по данным за 19 лет наблюдений от молний возникло 10 % лесных пожаров от общего количества по стране, и 48 % от общего количества в области (Столярчук и др., 1989). В 1951 г. на территории Ключевского лесхоза (Алтайский край) 83% всех пожаров возникло от молний (Житенев, 1969). В
июле 1970 г. на территории Алданского лесхоза (республика Якутия Саха) от гроз за один день возникло 11, а в 1971 г. в Приангарье (Красноярский край) за тот же период - 20 лесных пожаров. В 1984 г. на территории Северо-Енисейского лесхоза за пожароопасный сезон возникло 58 лесных пожаров, причем причиной 52 из них (90%) явились сухие грозы (Михайлов, 1986; Белая, Столярчук, 1986). А по данным Е.С. Арцибашева (1973, 1974), в условиях Сибири и Дальнего Востока грозовые разряды являются основной причиной массовых вспышек лесных пожаров.
Известны случаи возникновения пожаров, вызванных падением метеоритов, в частности Тунгусским (Курбатский, 1964; Вронский, 1969, Васильев, 1973), а также самовозгоранием торфа и каменного угля (Нестеров, 1945; Бибиков, 1966; Горшенин и др. 1981).
В своей практической деятельности в лесу человек часто сталкивается с явлением горения в виде костров, сплошных палов на сельскохозяйственных угодьях, при очистке мест рубок. Данная хозяйственная деятельность нередко приводит к возникновению лесных пожаров, и, как следствие этого, подавляющее количество лесных пожаров в последние десятилетия возникает по вине человека (Мелехов, 1939; Нестеров, 1945; Таланцев, 1958; Романов, 1969; Диченков, 1976, 1977, 1978, 1988, 1993; Овсянников, 1978; Арцибашев, 1974, 1979; Валендик, 1979; Душа-Гудым, 1984; Львов, Орлов, 1984; Гиряев, 1989; Залесов, 1998, 2006; и др.). Анализ причин возникновения лесных пожаров в лесах гослесфонда РФ показал (Щетинский 1996а), что их основное количество происходит из-за неосторожного обращения с огнем местного населения (более 76 % всех пожаров). Причиной более 4 % пожаров явились сельхозпалы.
Особо следует отметить, что доля лесных пожаров, возникших из-за нарушения "Правил пожарной безопасности..." (1995) населением, имеет ярко выраженную тенденцию роста. На территории страны в 1966 г. из-за неосторожного обращения с огнем местного населения возникло 44 % лесных пожаров, в 1981г. - 71 % (Лесная..., 1986). В районах авиалесоохраны
в 1960 г по вине местного населения возникло 28 % от общего числа лесных пожаров, в 1966 г. - 48 %, за период с 1981 по 1986 гг. уже 83 %. В 1993 г. в лесах европейской части России по вине населения возникло 92 % пожаров (Сергеенко, 1994). Однако до настоящего времени около 10 % всех лесных пожаров возникает по неустановленным причинам, что требует от работников лесной охраны дальнейшего усиления работы в направлении установления причин пожаров (Залесов, 1998).
Около 99% лесных пожаров возникает по вине человека на территории Турции (Ozyigit, Wilson, 1976) и до 90% в густонаселенных районах США (Арцибашев, 1979) и Канады (Statistics, 1975). Доля пожаров по вине населения в лесах Белоруссии-достигает 94,5% (Усеня, 2002).
Пожары чаще всего возникают вблизи населенных пунктов, дорог, в местах лесозаготовок, сельхозпалов (Горшенин и др 1981; Гиряев, 1989;. Щетинский, 1993), работ различных экспедиций, в рекреационных лесах. Выполненный Н.П. Курбатским* (1962) анализ показал, что на 5-километровую зону вокруг городов и поселков европейского Севера и Сибири приходится до 60%, а на 10-километровую - 93% общего числа лесных пожаров. Аналогичные данные получены при» анализе показателей-горимости лесов в одном из районов России Е.А. Щетинским (1993, 1994). Им отмечается, что в радиусе до 5 км от населенных пунктов возникает 37,3% всех лесных пожаров, от 5 до 10 км - 29,2 %, от 10 до 20 км - 18,1 %, от 20 до 30 км - 8,2 %, от 30 до 50 км - 3,7 % и более 50 км - 3,5 %. С увеличением сети дорог и единиц автотранспорта, тенденция к увеличению лесных пожаров вдали от населенных пунктов будет возрастать.
Повышение эффективности охраны лесов от пожаров во многом определяется оперативностью их обнаружения (Груманс, Стельмахович, 1991). Своевременно обнаруженный пожар может быть потушен с минимальными затратами сил и средств. В практике охраны лесов от пожаров используются три основных способа обнаружения лесных пожаров: наземное маршрутное патрулирование, стационарная служба обнаружения
(наблюдательные пункты, мачты, вышки) и обнаружение лесных пожаров с использованием аэрокосмических средств (Анцышкин, 1952, 1957; Арцыбашев, 1974; Указания..., 1995; Охрана..., 1996; Залесов, 1998; Щетинский, 2001а и др.).
Наземное патрулирование осуществляется группами из 2-3 человек на мотоциклах, автомашинах, лодках. Патрульные снабжаются ручным противопожарным инвентарем, ранцевыми огнетушителями, средствами связи и т.д. Патрулирование проводят на особо опасных в пожарном отношении участках, интенсивно посещаемых населением, с учетом классов пожарной опасности, при наличии развитой дорожной сети. Способ хорошо зарекомендовал себя в зонах отдыха, особенно при небольшой площади участков. Помимо патрулирования по постоянным маршрутам, в некоторых случаях выполняются эпизодические осмотры отдельных участков леса, например, для проверки выполнения правил пожарной безопасности1 в лесу, в частности, при работе изыскательских партий и экспедиций или после прохождения сухих гроз (Мозолевская и др., 1980; Овсянников, 1982; Щетинский, 20016; и др.).
К достоинствам данного способа обнаружения следует отнести-возможность проведения разъяснительно-профилактической работы в процессе патрулирования и организацию тушения пожара сразу после обнаружения. Работа патрульных групп практически не зависит от условий погоды и времени суток, особенно в северных районах страны.
Главным недостатком наземного маршрутного патрулирования являются высокая себестоимость работ по обнаружению из-за ограниченной площади патрулируемого участка; малый обзор и, следовательно, трудность обнаружения очагов загорания, особенно при развитых нижних ярусах растительности; невозможность осуществления патрулирования на участках со слабо развитой транспортной сетью (Залесов, 1998).
Стационарная служба обнаружения лесных пожаров осуществляется с постоянных наблюдательных пунктов (ПНП), которыми могут быть
специальные пожарные вышки и мачты, наблюдательные павильоны на вершинах гор или иные сооружения, обеспечивающие максимальный радиус осматриваемой территории. Сеть стационарных пунктов должна обеспечивать полный осмотр всей охраняемой территории. Дальность определения места пожара зависит от высоты поднятия наблюдателя над пологом леса, состояния погоды, высоты дыма и расположения пожара относительно солнца (Указания..., 1995; Охрана..., 1996; Залесов, 1998; Щетинский, 2001 а, 2002; и др.). ПНП могут быть организованы в зонах как наземной охраны лесов, так и авиалесоохраны. В последнем случае применяется комбинированная система обнаружения, сочетающая авиационное патрулирование на основной части охраняемой территории и наземное наблюдение за наиболее горимыми и ценными насаждениями (Главацкий, Груманс, 2001).
Главными достоинствами стационарного обнаружения лесных пожаров является слабая зависимость от условий погоды и быстрота обнаружения. Основные недостатки способа — невозможность определить вид, направление, скорость продвижения лесных пожаров, а также высокая стоимость работ по обнаружению, связанная с созданием и поддержанием в безопасным для работы состоянии сети пожарных наблюдательных пунктов (Залесов, 1998).
При кажущейся простоте труд пожарных сторожей на пожарном наблюдательном пункте, является весьма утомительным, из-за ограниченности движений. В связи с этим примерно половина из имеющихся на территории России свыше 2,5 тысяч пожарных наблюдательных пунктов не используется (Арцыбашев и др., 1996). Для облегчения работы пожарных сторожей в 1956 году в США проведены испытания использования телекамеры на пожарном наблюдательном пункте, которые дали положительные результаты (Hastings, 1956). В России аналогичные работы были произведены в 1963 г сотрудниками ЛенНИИЛХ (Арцыбашев, Штучков, 1965). С развитием прикладного телевидения стало возможным
рассмотреть и проверить целесообразность и эффективность замены наблюдателя на мачте передающей телевизионной камерой, а наблюдение за лесом вести по экрану видеоконтрольного устройства (ВКУ), размещенного в любом закрытом помещении, удаленном от вышки (мачты) на некотором (до 1 км) расстоянии (Арцыбашев, Орлов, 1968; Орлов, 1986). В 1994 году разработана прикладная телевизионная установка цветного изображения, (Арцыбашев и др., 1996) дающая более четкое изображение, по сравнению с применяемой, до этого, черно-белой.
К аэрокосмическим средствам относят авиационное патрулирование и космические средства наблюдений за лесными пожарами. Обнаружение лесных пожаров аэрокосмическими средствами осуществляется, прежде всего, в районах авиационной охраны лесов, а также наземной охраны, не обеспеченных сетью стационарных наблюдательных пунктов.
Авиационное патрулирование лесов заключается в систематическом наблюдении с воздуха за лесной территорией с целью своевременного обнаружения пожаров и нарушений правил пожарной безопасности. Авиапатрулирование проводится на самолетах и вертолетах авиаотделениями авиационной базы охраны лесов (наземное патрулирование в этих районах не отменяется). Площадная нагрузка на один самолет (вертолет) устанавливается по специальным нормативам в расчете на однократное патрулирование. Патрульные полеты в зависимости от условий района полетов и видимости проводятся, как правило, при нормальной видимости на высотах от 600 до 800, а при хорошей видимости - от 800 до 2000 м по установленным маршрутам. Патрульные маршруты прокладываются с учетом обеспечения осмотра всей территории и наиболее опасных участков леса, а также обеспечения требований безопасности полетов (Червонный, 1973, 1974, 1979; Указания..., 1995, Инструкция..., 1997; Щетинский, 2001а, 20016).
Авиапатрулирование наиболее распространенный способ обнаружения лесных пожаров в России. Главным достоинством этого способа является
возможность контроля за пожарной ситуацией даже на удаленных, не освоенных в транспортном отношении участках лесной территории или оленьих пастбищах. Охват большой площади каждым летательным аппаратом (1,5-2,0 млн. га), делает данный способ обнаружения относительно дешевым по сравнению с наземным маршрутным патрулированием и стационарной службой обнаружения даже при современной высокой стоимости аренды воздушных судов. Расчеты показывают, что для организации обнаружения лесных пожаров стационарными службами на территории, обслуживаемой одним патрульным самолетом, необходимо построить около 100 пожарно-наблюдательных пунктов, а, следовательно, содержать не менее 100 пожарных сторожей. При обнаружении пожара при авиапатрулировании, возможно, составить план тушения, т.е. выполнить задачи разведки, а также одновременно с обнаружением лесных пожаров проводить контроль за соблюдением правил пожарной безопасности и общий надзор за санитарным состоянием лесов (Залесов, 1998).
Авиапатрулирование, в результате которого перемещение патрульного самолета над охраняемой территорией происходит на высокой скорости, а также обладающее большим радиусом обзора и возможностью полного осмотра местности независимо то ее рельефа, в отдаленных районах представляет единственную реальную возможность своевременного обнаружения пожаров (Главацский, Овчинников, 2002).
В районах авиационной охраны при надлежащей кратности полетов на обнаруженые авиацией приходиться 98 % возникающих пожаров, а в районах наземной охраны с авиапатрулированием 72 % (Коровин, Андреев, 1988).
Также при авиапатрулировании осуществляется агитационно-разъяснительная работа при помощи звуковещательной станции (ЗСВС) (Арцыбашев и др., 1969).
Главным недостатком авиационного способа обнаружения лесных пожаров является периодичность облетов охраняемой территории. Если с пожарно-наблюдательных вышек (мачт, пунктов) лесной пожар может быть
обнаружен через 15-30 минут после его возникновения, то при авиапатрулировании между моментом возникновения и обнаружения пожара нередко проходит несколько часов. Возможность авиапатрулирования во многом зависит и от условий погоды, состояния экипажа и техники (Залесов, 1998).
Расчеты скорости обнаружения лесных пожаров показали, что при трехкратном авиапатрулировании можно обнаружить в течение двух часов с момента возникновения около 55% пожаров и даже при четырехкратном лишь немногим свыше 70 % (Червонный, 1976). Иными словами, даже при четырехкратном патрулировании может создаться ситуация, когда пожар будет обнаружен со значительным опозданием и для ликвидации потребуются значительные силы.
Организационная готовность и правильное регулирование взаимодействия служб противопожарной охраны лесов (авиационной и наземной) важнейшее условие предотвращения лесных пожаров, их своевременного обнаружения и ликвидации. Авиационная и наземная охрана постоянно совершенствует методы и средства охраны лесов (Щетинский, 1975).
В последнее десятилетие ведутся космовизуальные наблюдения за состоянием пожарной обстановки. При обнаружении лесного пожара определяются его координаты и площадь. Наименьшая площадь обнаруженного из космоса очага лесного пожара 100 м" и погрешность координат обнаруженного очага пожара 0,5 - 1,0 км. Период повторного контроля обнаруженных очагов не более одного часа в дневное время. В настоящее время и в США действует спутниковая система NOAA, позволяющая оценить погодные условия, обнаружить крупные пожары и, кроме того, осуществлять мониторинг территории четыре раза в сутки (Валендик, 1996). Отмечая возрастающую роль космических средств лесопожарного мониторинга, следует отметить, что они не заменяют, а дополняют авиапатрулирование, существенно расширяя его возможности в
плане своевременного обнаружения лесных пожаров. Анализируя возможности различных способов обнаружения лесных пожаров, следует отметить, что до настоящего времени значительная часть их обнаруживается местным населением (Залесов, 1992).
В разных экономических, лесорастительных, природно-климатических условиях необходимо свое планирование мероприятий по обнаружению лесных пожаров на основе комплексного подхода учитывая специфику района.
В период длительной засухи число возникающих пожаров достигает такой величины, что силы наземной и авиационной охраны не могут своевременно локализовать все очаги, и некоторая часть пожаров выходит из-под контроля и достигает крупных размеров. Крупный лесной пожар, это пожар, охвативший площадь не менее ландшафтного урочища, носящий смешанный характер распространения, способный к саморазвитию и требующей специальной организации для тушения (Валендик, 1990). В зонах авиационной охраны к крупным относят пожары площадью более 200 га, а наземной 25 га и более (Червонный, 1973). В США критерием разделения лесных пожаров по крупности является объем выполненной работы при тушении площадь более 120 га и продолжительность действия не менее суток (Davis и др., 1959). Крупные вспышки пожаров отмечались в Средней Сибири (1915 г.), Марийской АССР (1921 г.), Центральном районе России (1972 г.), Читинской области и Хабаровском крае (1976 г.) (Валендик и др. 1979).
Э.Н. Валендик (1979) выделяет четыре типа атмосферных процессов вызывающих интенсивное развитие крупных пожаров, это обширный антициклон с проходящим по периферии теплым фронтом; глубокий циклон с фронтом акклюзии в теплом секторе; прохождением теплых фронтов при малоградиентных полях пониженного давления; прохождение холодных фронтов при малоградиентных полях повышенного давления. Крупные пожары возникают как в удаленных, труднодоступных районах Сибири так и
в ухоженных насаждениях Западной Европы, сухих эвкалиптовых лесах Австралии и джунглях Южной Америки (Валендик, 1990).
Анализ многочисленных статистических материалов по комплексу
показателей, характеризующих горимость лесов, свидетельствует о
значительной пирологической неоднородности территорий. Для правильной
организации противопожарной профилактики и эффективной борьбы с
лесными пожарами необходимо расчленение обширных территорий на части,
однородные по целому комплексу климатических, типологических,
лесопирологических, лесохозяйственных, лесопромышленных,
экономических и ряду других факторов, которые по своей совокупности определяют примерно одинаковые виды противопожарных мероприятий с одинаковыми затратами сил и средств на их реализацию (Львов, Орлов, 1984).
Лесопожарное районирование это разделение территории лесного фонда в целях обеспечения лучшей охраны лесов от пожаров (Курбатский, 1972). Лесопожарное районирование необходимо рассматривать как отраслевое и специализированное, которое осуществляется на основе и в дополнении лесохозяйственному, путем его детализации. Поэтому задачей ' первостепенной важности является лесопожарное районирование территорий. Применительно к каждому лесопожарному району должен быть разработан весь комплекс мероприятий по противопожарной профилактике, обнаружению и тушению лесных пожаров (Залесов, 1998, 2006).
Лесопожарное районирование впервые в нашей стране было осуществлено по совокупности признаков, при разработке генеральной схемы противопожарного устройства лесов Хабаровского края (Стародумов, 1956). До этого времени специального лесопожарного районирования всей территории гослесфонда не было, за исключением разделения ее территории на лесопожарные пояса (Мелехов, 1946, Мокеев, 1961) и лесопожарных районировании Западной Сибири В.И. Скворецкого (1955) и Н.К. Таланцева (1958), в основу которых положено деление на лесорастительные зоны и
подзоны. Г. А. Мокеевым (1962) предложен принцип лесопожарного районирования областей, краев, республик по сходным признакам, учитывающий не только уровень горимости, но и экономические факторы, что было реализовано в 1966 г. Союзгипролесхозом при противопожарном устройстве лесов Читинской области. В 1963 г. осуществлено лесопожарное районирование Средней Сибири и Забайкалья под руководством профессора Н.П. Курбатского (Курбатский, 1963 а).
Противопожарное (лесопожарное) районирование разрабатывалось для Свердловской (Иванов, 1984; Залесов, 2000), Архангельской (Львов, Орлов 1984), Челябинской (Григорьев, 2007) областей, Центрального района БАМ (Евдокименко, 1970), Европейского севера (Вялых, 1979), Дальнего Востока (Шешуков, 1982) и территории КАТЭКа (Курбатский, Цветков, 1986), а также Казахстана (Архипов 1976, 1985).
Для Тюменской области лесопожарное районирование разрабатывалось В.Н. Монокиным (1968). Но границы лесопожарных районов должны периодически уточняться, так как экономическая ситуация и состояние лесного фонда в отдельных районах может сильно меняться (Залесов, 1998). Таким образом, одной из целей нашей работы является детализация и усовершенствование лесопожарного районирования выполненного В.Н. Монокиным. Использование лесопожарного районирования не только облегчает планирование лесопожарных мероприятий, но и позволяет более объективно подойти к вопросам финансирования охраны лесов от пожаров (Залесов, 1998).
Эффективность функционирования системы охраны леса в значительной степени определяется ее способностью оценивать и прогнозировать условия внешней среды, регулировать свою структуру, параметры и режимы работ в соответствии с изменением этих условий. Основой идентификации условий функционирования этой системы является оценка и прогноз пожарной опасности в лесу, характеризующей потенциальную угрозу возникновения лесных пожаров, их развития и
нанесения ущерба лесным ресурсам. Полнота оценки и прогноза пожарной опасности определяется составом и структурой рассчитываемых компонентов и показателей пожарной опасности (Коровин и др., 1986). В какой то мере проблема прогнозов пожарной опасности решается путем распределения территории по классам природной пожарной опасности. Однако данное распределение дает представление о потенциальной горимости без учета реальных метеорологических условий (Залесов 1998).
Возможность возникновения пожара в лесу при данном состоянии погоды можно установить путем непосредственного зажигания лесной подстилки и по скорости загорания судить о степени пожарной опасности. Для эталона использовался покров из зеленых мхов в сосняках на дренированных почвах (Нестеров, 1949; Вонский, Жданко, 1976). Так В.Г. Нестеров (1949) разработал для этого способа шкалу. Более просто пожарная опасность по условиям погоды определяется способом деревянных цилиндров, путем измерения их влажности, но данный способ не дает надежных результатов для всех видов насаждений (Анцышкин, 1952, 1957).
Практически более удобно использовать в целях установления
возможности возникновения пожара не результат измерения влажности
горючих материалов, а учет метеорологических факторов, от которых она
зависит. Ни один из элементов погоды, взятый в отдельности, не может
достаточно точно характеризовать способность к загоранию лесных горючих
материалов (Червонный, 1974). Для более объективной оценки состояния
пожарной опасности в лесу В.Г. Нестеров (1945) предложил использовать
комплексный показатель, который учитывает совокупность
метеорологических элементов, влияющих на изменение влажности лесных горючих материалов.
Шкала В.Г Нестерова получила широкую известность в России и за границей. В 1946 году она была введена в действие во всех лесхозах и авиабазах. За прошедшее время в шкалу были внесены уточнения, вытекающих из опыта ее практического применения.
На всей территории Российской Федерации действует единая шкала пожарной опасности В.Г. Нестерова в лесу по условиям погоды (Охрана..., 1996).
Особенности природно-экономических условий отдельных регионов определяют специфику горимости лесов и формирования пожароопасного сезона в них. Например, в заболоченных и болотных лесах Западной Сибири высыхание и увлажнение напочвенных горючих материалов зависит не от атмосферных осадков, а, прежде всего от уровня грунтовых вод, снижение которого ниже отметки 30-60 см является критическим и сигнализирует о чрезвычайной пожарной опасности (Фуряев, 1970 в; Софронов и др., 1985). Между экстремальными отклонениями уровня грунтовых вод в январе и июне существует тесная связь (коэффициент корреляции 0,6-0,9). Учет этой взаимосвязи позволяет обеспечить заблаговременное прогнозирование высокой пожарной опасности предстоящего пожароопасного сезона.
То, что шкала В.Г. Нестерова является единой (генерализированной) для всей территории страны, не только достоинство, но и недостаток. Единая шкала не позволяет учитывать особенности возникновения и распространения лесных пожаров, обусловленных рельефом местности, породным составом и строением насаждений, фазами вегетации растительности в конкретном регионе и в конкретный период года. Не вызывает сомнения, что в середине лета формируется разная степень пожарной опасности в сосняках лишайниковом и разнотравном. В сосняке разнотравном весной после таяния снега и в середине лета даже при одинаковой величине комплексного показателя вероятность возникновения пожаров неодинакова. Другими словами, использование единой шкалы может привести к необъективной оценке пожарной опасности (Червонный, 1981).
В европейской части лесной зоны пожарный максимум (максимум по количеству возникших пожаров или пик горимости) приходиться обычно на июнь, а затем спадает и достигает минимума в сентябре-начале октября.
Например, в южной части Восточной Сибири и Дальнего Востока пожароопасный сезон имеет два максимума количества возникающих пожаров, один в конце мая — начале июня и второй, несколько меньший, в конце августа начале сентября. Если для этих районов применять стандартную шкалу, то в летний период, когда пожаров практически не бывает, пожарная опасность по шкале будет высокой. В то же время весной, когда возникает большое количество пожаров, по шкале опасность будет низкой (Щетинский, 20016).
Для сглаживания вероятных ошибок на основании анализа фактической горимости лесов за последние 10-15 лет рассчитываются поправочные коэффициенты для шкалы В.Г. Нестерова или составляются местные шкалы пожарной опасности.
Установленная связь загораемости лесного напочвенного покрова с метеорологическим комплексным показателем имеет коэффициенты корреляции лишь 0,40—0,63, но Н.П. Курбатский (1962) считает, что такой связи вполне достаточно для того, чтобы на основе комплексного показателя были построены местные шкалы. Не придавая большого значения методу расчета, он считает, что применение шкал построенных по статистическим сведениям о пожарах, устранит существующие недостатки определения пожарной опасности в лесах России и при условии сохранения старого метода его расчета (Курбатский, 1957, 1962, 1963 а, б).
В настоящее время местные шкалы разработаны для большинства регионов страны, в частности, для лесов Западной Сибири (Скворецкий, 1955), Дальнего Востока (Стародумов, 1961), Средней Сибири и Забайкалья (Курбатский, 1963а, б), Архангельской области (Львов, Орлов, 1984), Центральной Эвенкии (Цикалов, 1991). Лесхозы и авиабаза Тюменской области пользуются шкалой пожарной опасности по условиям погоды В.Г. Нестерова. Но в летний период пожарная опасность по шкале В.Г. Нестерова характеризуется как высокая, в то время как пожаров практически не бывает. В то же время весной, когда возникает наибольшее количество пожаров, по
шкале пожарная опасность будет низкой. Таким образом, целью нашей работы является также разработка местной шкалы пожарной опасности по условиям погоды применительно к исследуемой территории на основе 20-летних наблюдений.
Комплекс работ по составлению местных шкал состоит из нескольких стадий. На стадии лесопожарного районирования вычленяются однородные в пожарном отношении участки с учетом лесорастительной зоны, рельефа, климата, растительности и т. п. (Залесов, 1998). Н.П. Курбатский (1954) предложил при составлении местных шкал ограничиваться четырьмя классами пожарной опасности, так как излишняя детализация затрудняет применение шкал на практике. В пределах лесопожарного района величина комплексного показателя каждого класса пожарной опасности, рассчитывается обычно для весеннего, летнего и осеннего периодов. Количество и продолжительность периодов определяются в зависимости от местных условий. Границы классов устанавливаются для каждого пожароопасного периода с таким расчетом, чтобы при I классе лесные пожары были исключением и их количество не превышало 5% от общего количества, а при II, III и IV - соответственно 15-20, 35-40 и 40-45%. Допускается составление местных шкал и с меньшим числом классов пожарной опасности. Хотя Е.А. Щетинский (20016) приводит другое соотношение для выделения классов пожарной опасности. При первом классе может возникать (допускается) до 3 % случаев лесных пожаров, при втором до 20, при третьем до 45, при четвертом до 75 и при пятом 100 % всех лесных пожаров.
Г.Н. Коровин и др. (1986) отмечают, что шкала В.Г. Нестерова обладает рядом недостатков, в частности, что расчеты производятся с периодичностью только раз в сутки и по данным единичной (базовой) метеостанции, т.е. измеренные в одной точке значения метеоэлементов распространяются затем на всю территорию авиаотделения. И предлагают вариант расчета класса пожарной опасности по условиям погоды основанный
на математической модели целого ряда природных процессов, а также процессов возникновения и развития лесных пожаров.
Сотрудниками ЛенНИЛХа предложена (Составление..., 1975; Определение..., 1981) методика оценки пожарной опасности в лесу по условиям погоды, которая предусматривает установление границ классов пожарной опасности по величине показателя влажности напочвенного покрова (ПВ- 1) и подстилки (ПВ- 2) и рассчитываемая на основе тех же метеорологических элементов, что и комплексный показатель В.Г. Нестерова. Местные шкалы, построенные на основе данных ПВ- 1 и ПВ-2, дают возможность определить вероятность возникновения лесных пожаров в насаждениях различных классов природной пожарной опасности, а также регламентировать весь комплекс лесоохранных работ.
В.А. Жданко (1965), СМ. Вонский, В.А. Жданко (1969) вместо комплексного показателя предлагает пользоваться показателем засухи, который рассчитывается из среднесуточного дефицита влажности и коэффициента осадков, замеряемого на метеостанциях в 19 часов предшествующего и 7 часов текущего дня. Показатель засухи характеризует состояние влажности лесных горючих материалов на утро предшествующего дня.
Однако и местные шкалы не лишены недостатков. Основным из них является несопоставимость фактической пожарной напряженности и условий борьбы с огнем при конкретном классе пожарной опасности, определенном по различным шкалам, что затрудняет работу лесопожарных служб. М.А. Софронов (1985) предложил методику составления шкал с сопоставимыми классами пожарной опасности. Критерием для составления таких шкал является плотность действующих пожаров. Шкалу составляют с таким расчетом, чтобы плотность действующих пожаров возрастала от класса к классу приблизительно в два раза.
Для регламентации лесопожарных служб выделяют пять классов пожарной опасности (КПО) со следующими градациями средней плотности
действующих пожаров (Матвеев, Матвеев, 1994): І КПО - менее 0,1; II - 0.1 -0.4; III — 0,4-1,6; IV — 1,6 — 6,4; V - более 6,4 пож./млн га. Унифицирование границ классов пожарной опасности по величинам комплексного показателя пожарной опасности и плотности действующих пожаров облегчает использование типовых шкал при разработке автоматических систем управления пожарной охраны.
Рельеф
Современный рельеф Западной Сибири (в частности Тюменской области) сформировался (и продолжает формироваться) под влиянием геологических структур, эпейрогенических движений и длительных процессов аккумуляции и денудации, происходивших под влиянием вышеназванных ведущих факторов, в результате действия текучих вод, атмосферных осадков, эоловых процессов, температурных влияний, лесной растительности и отчасти животного мира, находящихся в сложном взаимоотношении (Крылов, Крылов, 1969).
По современным представлениям, Западно-Сибирская равнина - это первичная аккумулятивная равнина. Общая выравненность современного рельефа обязана главным образом аккумуляции, в результате которой все прогибы древнего фундамента оказались заполненными мощной толщей наносов, представленных с поверхности молодыми четвертичными отложениями морского, водно- ледникового, аллювиально- речного и озерного происхождения.
Большая часть рассматриваемой территории относится к области древних приледниковых бассейнов. Хотя ледник никогда не заходил на эту территорию, но благодаря подпору вод ледником в послеледниковый период образовались обширные мелководные водоемы. Кроме того сказалась нивелирующая деятельность дельтовых участков речных систем, впадавших в приледниковый бассейн (Воскресенский 1962). На прилегающих к водоемам участках континентальные наносы неогена с отступлением моря подверглись размыванию и перераспределению, в результате чего третичные засоленные отложения оказались близко у дневной поверхности, а местами вскрыты и выходят на поверхность (Введенский, 1933). В настоящее время район проведения исследований характеризуется плоским равнинным рельефом. Максимальная разница высот достигает всего 124 м при колебании абсолютных отметок от 33 до 157 м. Слабая расчлененность поверхности, разреженная гидрографическая сеть, ослабленная эрозионная деятельность, незначительные колебания высот, преобладание западинных форм рельефа, сглаженные и плавные переходы от положительных к отрицательным элементам - таковы характерные особенности этой части территории. Только вблизи современных русел рек наблюдаются отложения песчаных наносов и встречаются полосы с дюнным характером всхолмлений.
Между тем, благодаря обширности территории, малейшие изменения гипсометрического положения и географического расположения участка вносят существенные различия в общий облик строения поверхности. Поэтому даже при незначительных колебаниях высот и общем плоском и равнинном характере зон, рельеф на всей территории нельзя считать однородным. В целях систематизации характеристики рельефа введено расчленение всей ее территорий на районы более или менее однородные, но сравнительно четко отличающиеся между собой. Такое деление показано на рис. 2.2.
По западной границе области с юга до р. Туры выделяется район (1) отрогов Зауральской повышенной сухой равнины. Пространство между р. Исетыо и верховьями р. Ница представляет собой самый возвышенный участок в этом районе. Абсолютные отметки достигают здесь 140 м, причем основная площадь имеет отметки свыше 125 м. Крутым и высоким в 30-50 м увалом поднимаясь от долины Исети, этот отрог возвышенной равнины уходит в Курганскую область. Восточный склон его к долине Тобола также круто снижается, теряя на протяжении 10 км более 50 м высоты. Вся центральная часть этого района, характеризующаяся плосковолнистым рельефом, занята сосновыми борами и березовыми насаждениями на песчаных почвах, являясь северной оконечностью крупного Боровлянского бора, заходящего из Курганской области. Пространство между Исетью и Пышмой имеет максимальные абсолютные отметки 120-121 м. Полого спускаясь в сторону Исети и Тобола, оно сравнительно резко снижается к р. Пышме.
Левобережье Тобола, сливаясь с долинами его притоков, образует обширную плоскую мало заболоченную озерную долину (2). Абсолютные отметки ее 60-70 м. С правого берега аналогичная полоса лентой шириной в 15-20 км начинается от г. Ялуторовска (болото Заманное) и значительно расширяется на широте пос. Карбаны, постепенно сливаясь и переходя к Вагайской озерно-болотной низменности. Поймы рек здесь пестрят сетью проток, староречий и озер. Крупные площади песков с дюнным мезорельефом в этом районе больше всего сосредоточены вдоль рек Пышмы, Туры, Иски, Тапа и Юрги. Песчаных почв сравнительно мало, крупный участок имеется только в устье р. Исеть южнее г. Ялуторовска. Выше по Тоболу боровые пески мелкими площадями спорадически рассеяны по речной долине. Поэтому южнее железной дороги речные долины в основном осваиваются под сельскохозяйственное пользование, а севернее преобладание получают сосновые леса. Крупные лесные массивы Тюменского и Ярковского лесхозов, отличающиеся высокой производительностью, как раз и расположены на песчаных дюнных всхолмлениях этого района.
Начинаясь несколько южнее железной дороги и далее на север в междуречьи Вагая и Ишима располагается обширная плоская равнина (3), наклоненная на север и восток. Вся она лежит в пределах 100-140 м над уровнем моря. Рельеф здесь спокойный. Неглубокие понижения плавно и постепенно переходят к положительным формам рельефа, почти нигде не обнаруживая резких изломов. Крупные по площади неглубокие западины и прогибы заняты осоковыми болотами. Некоторые из них, соединяясь друг с другом, создают целые системы достигающие значительных площадей. Близкое залегание грунтовых вод, особенно верховодки и замкнутый поверхностный сток создают избыточность увлажнения, особенно весной во влажные годы. Однако в засушливые годы и к концу лета значительная часть болот хорошо подсыхает и используется в качестве сенокосных и пастбищных угодий. Некоторое изменение в рельефе проявляется вблизи р. Вагай и ее притоков, однако эта речная система врезана неглубоко, переходы к реке сглажены. По окраинам и на слабо заметных повышениях среди болот располагаются заросли ив и березовые насаждения. Распространение болот в этом районе колеблется в пределах 20-30 %.
Правобережная приречная полоса Тобола в современный геологический период испытала поднятие. От Тобола до Ишима указанная часть выделяется как район повышенной сухой мелкозападинной равнины (4). Она является не только наиболее повышенной из всего юга (наивысшая абсолютная отметка 157 м), но и наиболее расчлененной. Крутой спуск к Тоболу изрезан сетью лугов и притоков, наиболее крупные из которых р.Емуртла с притоками Кизак, Ук, Коктюль, Юрга обеспечивают хороший дренаж. Сравнительно узкие и глубокие поймы расчленяют рельеф плосковолнистой равнины. Крупные и высокопроизводительные сосновые массивы на глубоких песчаных почвах Емуртлинский, Заводоуковский и Комиссаровский боры, располагаются здесь выше 100-130 м по гипсометрической шкале.
Горимость лесов по лесорастительным подзонам
Общий анализ по району исследования дает общее представление о горимости лесов. Для более детального исследования необходимо проанализировать более мелкие по площади структурные единицы
При анализе горимости нами было исследовано две лесорастительные подзоны — предлесостепных (подтаежных) сосново-березовых лесов и северной лесостепи. Основные лесопожарные характеристики по лесорастительным подзонам представлены в табл. 4.2.
В среднем по подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов удельная горимость составляет 0,092%, что соответствует средней степени горимости, в подзоне северной лесостепи этот показатель почти в два раза выше и составляет 0,19%. Но показатели горимости неравномерно распределены в подзоне северной лесостепи и варьируют от 0,05 до 0,4 %. Средняя площадь пожара в подзоне северной лесостепи 7,56 га, что в три раза меньше чем в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов. Плотность лесных пожаров в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов составляет 6 шт/100 тыс. га., а в подзоне северной лесостепи - 39 шт/100 тыс.га.
На всей исследуемой территории основной пик горимости приходиться на май. Однако значительное количество лесных пожаров в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов возникает также в июне, июле. В подзоне северной лесостепи после весенней вспышки горимость быстро снижается, за исключением Тюменского лесхоза, где лесные пожары возникают весь пожароопасный период.
Средняя продолжительность периода фактической горимости в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов меньше чем в подзоне северной лесостепи, на 10 дней и составляет 72 дня. Первые пожары в подзоне северной лесостепи возникают в среднем на 5-10 дней раньше, а последние на 8 дней позже, чем в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов. Таблица 4.2 - Лесопожарные характеристики по лесорастительным подзонам за период с 1985 по 2004 гг.
Лесорастительная подзона Относительная горимость,% Средняяплощадьпожара, га Плотность пожаров на 100тыс га, шт Средняя продолжительностьпериодапожарнойопасности, дней Количествопожаровобнаруженныхавиацией, %, Средняя площадьпожара при обнаруженииавиацией, га Класс природной пожарной опасности
Предлесостепныхсосново-березовыхлесов 0,092 21,86 6,2 72 73 2,51 3,6 Северной лесостепи 0,19 7,56 39 82 43 1,0 2,9 Авиалесоохранои в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов обнаружено 73% лесных пожаров от общего количества, а в подзоне северной лесостепи 43 % лесных пожаров. Средняя площадь лесного пожара при обнаружении с использованием авиации составляет в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов 2,51 га, а в подзоне северной лесостепи 1,0 га
Также причина возникновения большего числа пожаров в подзоне северной лесостепи кроется в том, что средний класс природной пожарной опасности на этой территории несколько выше, чем в подзоне предлесостепных сосново-березовых лесов (2,9 против 3,6). 4.3. Горимостъ лесов по лесхозам района исследований
Представленные выше данные обобщенные и дают только поверхностную характеристику горимости. Для более детального исследования горимости выполним анализ по каждому лесхозу в отдельности. Как уже отмечалось, исследуемый район представлен подзоной предлесостепных (подтаежных) сосново-березовых лесов (Нижнетавдинский, Ярковский, Юргинский лесхозы) лесной зоны, и подзоной северной лесостепи зоны лесостепи (Тюменский, Исетский, Упоровский, Ялуторовский, Заводоуковский, Омутинский лесхозы).
Показатели продолжительности периода фактической горимости по лесхозам района исследований представлены в табл. 4.3 и на рис. 4.5. Данные о горимости лесов на территории района исследований представлены в табл. 4.4; рис. 4.6; рис. 4.7. Распределение количества лесных пожаров по месяцам пожароопасного периода и причинам их возникновения приведены в табл. 4.5 и табл. 4.6, соответственно. Распределение площади исследуемой территории по классам природной пожарной опасности представлено в табл. 4.7. По району исследований 5 мая 26 июля 79 характеризуется как слабой, так и сильной степенью горимости. За период наблюдения зафиксированно три вспышки горимости в 1989, 1992 и 2004 гг. В 1989 и 2004 годах за счет большого числа пожаров, а в 1992 г. за счет большей пройденной огнем площади. В остальные годы горимость характеризовалась как умеренная (1985, 1991, 1993, 1994 гг.) и слабая. Уровень горимости по лесхозу за 20 лет 0,09 %, что соответствует показателю средней величины отностиельной горимости. Средняя площадь одного пожара варьирует от 0,3 до 559 га. Большие площади 76, 559 и 60 га зарегистрированы в годы сильной горимости то есть в 1989, 1992 и 2004 гг., соответственно. В годы с умеренной горимостью средняя площадь пожара варьировала от 11 до 29 га, в остальные годы в пределах 5 га.
Основное количество лесных пожаров возникает в мае, в среднем 47%о. На долю июньских и июльских приходиться 20 и 14% от общего количества лесных пожаров, соответственно. В апреле, августе и сентябре доля лесных пожаров не превышает 5-6% , от их общего количества за пожароопасный сезон. Основной причиной возникновения лесных пожаров являлся антропогенный фактор. По вине местного населения возникло 86, сельхозпалов 10, лесозаготовителей 1,6% от общего числа пожаров. На природные причины, в частности молнии, приходится 2,7% лесных пожаров.
История становления охраны лесов от пожаров в Тюменской области
Территория земель лесного фонда исследуемой территории отнесена к району наземной охраны с авиапатрулированием. Патрулирование осуществляется Тюменским авиаотделением Тюменской базы авиационной охраны лесов, расположенной в г. Тюмень, при 3-5 классе пожарной опасности либо при фактическом наличии лесных пожаров.
Наземная охрана лесов производиться силами и средствами лесной охраны лесхозов, на всей площади лесного фонда.
В пожароопасный сезон лесхозы нанимают временных пожарных сторожей. Дежурство организованно при ПХС (пожарно-химические станции), конторах лесхозов и лесничеств. Связь пожарного сторожа с другими лесопожарными службами осуществляется по телефону и с использованием радиостанций KB , а также УКВ диапазона. С патрульным самолетом радиосвязь осуществляется только в УКВ диапазоне. Транспортные средства и лесная охрана оснащены радиостанциями.
Обнаружение лесных пожаров осуществляется наземной лесной охраной, при авиапатрулировании, и местным населением. Тушение пожаров выполняется силами и средствами лесхозов и лесничеств. В необходимых случаях привлекаются силы других организаций согласно оперативному плану. В особо горимые годы привлекаются десантники-пожарные Тюменской авиабазы.
Специализированные противопожарные службы представлены пожарно-химическими станциями. Существуют несколько типов ПХС. В зависимости от условий и степени пожарной опасности различают пожарно-химические станции первого (ПХС-1), второго (ПХС-2), и третьего (ПХС-3) типов (Зинов, 1976; Залесов, 1998; Щетинский, 2001 а, б). ПХС-1 организуют, в основном, при лесничествах, леса которых имеют высокую природную пожарную опасность. Станция первого типа обеспечивает ликвидацию двух одновременно действующих пожаров. ПХС-1 оснащена специализированной лесопожарной техникой, инвентарем, средствами пожаротушения, транспорта и связи. ПХС-2 организуют, в основном, при центральных усадьбах лесхозов, леса которых имеют высокую природную пожарную опасность. Станция второго типа обеспечивает ликвидацию четырех одновременно действующих пожаров. ПХС-2 оснащена более разнообразной и в большем количестве специализированной лесопожарной техникой, средствами пожаротушения, транспорта и связи, инвентарем и прочим имуществом, чем ПХС-1. ПХС-3 организуют в районах, леса которых имеют очень высокую природную пожарную опасность, продолжительный пожароопасный период (более 5 мес.) и являются наиболее горимыми. ПХС-3 формируется как специализированная межрайонная лесопожарная служба при лесных агентствах или при лесхозе, находящихся в центре пожароопасного региона и предназначена для ликвидации крупных лесных пожаров. Оснащаются мощной техникой, транспортом, средствами пожаротушения и связи, инвентарем и прочим имуществом.
Кроме того, в лесхозах имеются средства транспорта и механизмы, привлекаемые с других работ на противопожарный сезон, которые находятся в лесничествах. В пожароопасный период по оперативному плану борьбы с лесными пожарами привлекается автотракторная техника и пожарный инвентарь из других организаций.
Эффективность работы лесопожариых служб характеризуется оперативностью в обнаружении (табл. 5.6), и тушении лесных пожаров по площади (табл. 5.7.) и по времени (табл. 5.8).
В целях профилактики лесных пожаров в лесхозах выполняются такие мероприятия как отжиг, устройство и уход за минерализованными полосами, агиттехпропаганда, но в связи с недостаточностью материальных средств эти работы проводятся не всегда в полном объеме.
Нижнетавдинский лесхоз по состоянию на 01.07.2004 г. имел следующий штат низового звена лесной охраны: мастеров 10 человек, лесников 74 человека. Лесхоз состоит из восьми лесничеств и в них 74 обхода. Средняя площадь лесного обхода составляет 3,7 тыс. га.
Специализированные противопожарные службы представлены ПХС-2 при конторе лесхоза и тремя ПХС-1 в лесничествах, постоянной команды пожарных нет.
При тушении пожаров, по многолетним данным, в тот же день было потушено 41,5 % возникших пожаров. На тушение 53,6 % пожаров затрачено от 1 до 5 суток и 4 ,9 % возникших пожаров было ликвидировано более чем за 6 суток, последнее свидетельствует о нехватке средств пожаротушения и недостаточной оперативности работы служб тушения.
В Ярковском лесхозе по состоянию на 01.07.2004 г. штат низового звена лесной охраны состоял из одного мастера и 35 лесников. Лесхоз состоял из пяти лесничеств и в них 33 обхода. Средняя площадь лесного обхода составляет 10,7 тыс. га.
Специализированные противопожарные службы представлены ПХС-2. При конторе лесхоза есть постоянная команда, которая состоит из начальника ПХС, 3 водителей, 3 трактористов и 2 рабочих лесопожарных бригад.
Распределение по срокам тушения лесных пожаров за 10 летний период таково: в день возникновения было потушено 78,5 % возникших пожаров. На тушение 18,6 % пожаров затрачено от 1 до 5 суток и 2,9 % пожаров было ликвидировано более чем за 6 суток, что свидетельствует о большой разбросанности территории лесхоза и недостаточной оперативности работы служб тушения из-за недостаточной развитости дорожной сети.
Тюменский лесхоз по состоянию на 01.07.2004 г. состоял из 10 лесничеств, в них было 89 обходов. Имелся следующий штат низового звена лесной охраны: мастеров 14 человек, лесников 89 человек. Средняя площадь лесного обхода составляет 1,1 тыс. га.
Специализированные противопожарные службы в этом лесхозе представлены ГГХС-2 при конторе лесхоза и в лесничествах ПХС-1. Есть постоянные команды. Однако ПХС не укомплектованы до полного типового оснащения. В лесхозе имеются две пожарно-наблюдательных вышки.
При тушении лесных пожаров, по многолетним данным, в день возникновения было потушено 64 % пожаров. На тушение 35,0 % пожаров затрачено от 1 до 5 суток и 1 % возникших пожаров был ликвидирован более чем за 6 суток. Последнее свидетельствует о нехватке кадров, средств пожаротушения, изношенности техники и оборудования и недостаточной оперативности работы лесной охраны в периоды вспышек лесных пожаров.
Местная шкала пожарной опасности по условиям погоды
На всей территории Российской Федерации используется единая шкала пожарной опасности В.Г. Нестерова, которая позволяет определить пожарную опасность по условиям погоды, то есть совокупности метеоэлементов, влияющих на изменение влажности лесных горючих материалов. При этом рассчитывается класс пожарной опасности (КПО). КПО характеризует вероятность возникновения лесных пожаров. Шкала В.Г. Нестерова получила широкую известность в России и за границей.
За прошедшее время в шкалу были внесены уточнения, вытекающие из опыта ее практического применения. То, что шкала В.Г. Нестерова является единой (генерализированной) для всей территории страны, не только достоинство, но и не достаток. В частности она не позволяет учитывать особенности возникновения и распространения лесных пожаров, обусловленных рельефом местности, породным составом и строением насаждений, фазами вегетации растительности в конкретном регионе и в конкретный период года. Другими словами, использование единой шкалы может привести к необъективной оценке пожарной опасности.
По проведенным нами исследованиям пожарный максимум (максимум по количеству возникших пожаров или пик горимости) приходиться на май месяц и затем спадает, а второй, несколько меньший (по сравнению с весенним) на сентябрь-октябрь месяцы. В летний период пожарная опасность по шкале В.Г. Нестерова характеризуется как высокая, в то время как пожаров практически не бывает. В то же время весной, когда возникает наибольшее количество пожаров, по шкале пожарная опасность бывает низкой. Вышесказанное свидетельствует о необходимости разработки местной шкалы пожарной опасности по периодам времени года.
Как уже было отмечено ранее, установленная связь загораемости лесного напочвенного покрова с метеорологическим комплексным показателем имеет коэффициенты корреляции лишь 0,40—0,63, но Н.П. Курбатский (1962) считает, что такой связи вполне достаточно для того, чтобы на основе комплексного показателя были построены местные шкалы. Не придавая большого значения методу расчета, он считает, что применение шкал построенных по статистическим сведениям о пожарах, устранит существующие недостатки определения пожарной опасности в лесах России и при условии сохранения старого метода его расчета (Курбатский, 1957, 1962, 1963 а, б).
Таким образом, расчет местной шкалы пожарной опасности по условиям погоды проводился по данным дневников погоды Тюменского авиаотделения Тюменской авиабазы за 20 лет, в которых, на каждый день, по месяцам пожароопасного сезона, рассчитывался комплексный показатель, и отмечалось количество лесных пожаров, возникших за день. Затем на миллиметровке вычерчивали график, на котором по вертикальной оси (у) приводили значения комплексного показателя, а по горизонтальной (х) - дни по месяцам пожароопасного сезона. На график наносили все лесные пожары за 20 лет. КПО рассчитывался централизованно для всей исследуемой территории, исходя из усредненных значений, по данным метеостанций анализируемых районов. Более детальных метеоданных по каждому изученному лесхозу найти не удалось.
Составление местной шкалы производилось исходя из усредненных значений, так как местность имеет равнинный характер, и нет существенной разницы температур по районам в пределах изучаемой территории, а также не учитываются осадки ливневого характера. Вышесказанное дает основание предполагать, что данные комплексного показателя применимы для всей территории района исследований и объективно свидетельствуют о состоянии пожарной опасности.
Границы КПО устанавливали для каждого пожароопасного периода с таким расчетом, чтобы при I классе пожарной опасности лесные пожары были исключением и их количество не превышало 3% от общего количества, а при II, III, IV и V- соответственно 20, 45, 75 и 100%. Определение величины комплексного показателя и установку границ классов пожарной опасности, производили с помощью линейки на миллиметровой бумаге. При этом параллельно горизонтальной оси отсчитывалось число точек, составляющее количеству пожаров, в процентном соотношении (3, 20, 45, 75, 100 %). При наборе точек до заданного процента на графике проводилась параллельная к горизонтальной оси линия до пересечения с вертикальной, по которой определялось значение комплексного показателя верхней границы нужного класса пожарной опасности (Щетинский, 2001 а).
Количество и продолжительность сезонных периодов определялось в зависимости от местных условий. В весенний период мы включили промежуток времени со дня схода снежного покрова и по 10 июня, когда возникает основное количество пожаров (т.е. весенний максимум по количеству возникших пожаров). Расчет количества дней весеннего периода учитывался исходя из количества пожаров возникших за день, с момента возникновения первого лесного пожара и до спада их числа .
