Лекции для студентов

Мерзлотное лесоводство: лесные пожары и их влияние на природу леса

ЛЕСНЫЕ ПОЖАРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ

НА ПРИРОДУ ЛЕСА

Особенности лесных пожаров в криолитозоне

Особенности пожаров в каждом регионе складываются из специфики их возникновения, распространения и развития, которая, в свою очередь, определяется природными характеристиками территории и интенсивностью антропогенной нагрузки.

В мерзлотной зоне, помимо общих закономерностей, характеризующих лесные пожары и достаточно полно выявленных к настоящему времени (Мелехов, 1947; Курбатский, 1964 и др.), действуют и другие, обусловленные наличием многолетней мерзлоты грунтов.

Природные особенности территории криолитозоны, прежде всего, проявляются в относительно невысоком типологическом разнообразии насаждений и формационном составе древесных пород, что существенно снижает дифференциацию сроков пожарного созревания лесных массивов.

Несмотря на достаточные запасы отмершего органического вещества, вследствие замедленности процессов его трансформации, постоянное присутствие у поверхности почвы в жидком или твердом состоянии воды, более низкие, чем в районах без наличия мерзлоты, температуры воздуха и почвы замедляют пожарное созревание лесных горючих материалов (ЛГМ) и ограничивают интенсивность горения. В свою очередь, это оказывает влияние на условия распространения пожаров и их развития.

На степень пирогенного прессинга и его последствия несомненно влияют такие факторы, как низкая продуктивность и редкостойность лесов, доминирование в их структуре спелых и перестойных древостоев при свойственной им разновозрастности, значительные запасы горючих кустарничков, мхов, лишайников и подстилки, слабая пирологическая расчлененность отдельных лесных массивов, низкая плотность населения, очаговый характер освоения территории и недостаточно развитая транспортная сеть.

Очередность пожарного созревания лесных участков в криолитозоне сохраняет, в основном, те же закономерности, что и выявленные Н.П. Курбатским (1964) для равнинных и М.А. Софроновым (1967) для горных лесов.

Общей особенностью возникновения лесных пожаров в зоне многолетней мерзлоты является более позднее на основной части территории начало пожароопасного сезона и сравнительно небольшая его продолжительность. Так, например, в Красноярском крае на территории, обслуживаемой Хатангским и Дудинским отделениями авиационной охраны лесов пожароопасный сезон длится всего лишь 30-45 дней.

Основными причинами возникновения лесных пожаров являются неосторожное обращение с огнем в лесу и молниевые разряды. В соответствии с этим и распределение пожаров по территории носит вполне определенный характер. Большая их часть тяготеет к районам с высокой молниевой активностью и к местам нахождения людей — основного источника огня. Это — населенные пункты и немногочисленные пути транспорта.

Основным видом лесных пожаров на территории мерзлотной зоны являются низовые, характеризующиеся низкой, средней и высокой интенсивностью горения (Корнильев, 1959; Исаев, Уткин, 1963; Матвеев, Мачернис, 1978).

Беглые низовые пожары низкой интенсивности возникают обычно в начале пожароопасного сезона, хотя во влажных условиях произрастания они могут наблюдаться на всем его протяжении. В результате таких пожаров выгорает лишь высохший верхний слой мохово-лишайникового покрова и подстилки. Средняя скорость распространения фронтальной кромки пожара редко превышает 2 м/мин и волна огня движется в полном соответствии с изменением скорости ветра. На участке, пройденном кромкой пожара, тление быстро прекращается и опасности в отношении возобновления горения он не представляет. При таких пожарах распространение пламени в кроны древостоев полностью исключается, вследствие малого количества выделяющегося тепла и кратковременности его воздействия на нижние части крон деревьев.

Пожары средней интенсивности обычно носят устойчивый характер и возникают при условии длительного отсутствия осадков. При этом горят напочвенный покров и значительная часть лесной подстилки. Кромка пожара характеризуется гораздо большей глубиной, чем в случае беглого пожара низкой интенсивности. На передней части кромки фронта пожара преобладает пламенное горение, а в тыловой ее части — беспламенное. При таком пожаре возможно заглубление горения в нижний слой подстилки или торфа. После прохождения кромки пламенного горения на пройденной площади длительное время продолжается тление. Высота пламени такого пожара, как правило, превышает 1 м. При прохождении под низкоопущенными кронами деревьев пламя пожара может охватывать их нижние части, однако полное сгорание крон деревьев наблюдается крайне редко. При усилении ветра впереди, т.е. перед кромкой пожара, могут выпадать небольшие горящие частицы, способные зажечь сухие горючие материалы. Удаление загораний, возникающих от таких частиц, обычно редко превышает 3-5 м от кромки фронта пожара.

Высокоинтенсивные устойчивые низовые пожары обычно возникают при сильных засухах. Они характеризуются тем, что в этом случае выгорает весь слой напочвенных горючих материалов. При этом глубина кромки фронта пожара может достигать 10 и более метров, разделяясь на пламенную и беспламенную зоны. На территории, пройденной огнем, длительное время горят валежник и пни. Высота фронтальной кромки пламени обычно превышает 2,0 м. При прохождении под низкоопущенными кронами пламя может сжигать на них почти всю хвою. При усилении ветра и значительной сомкнутости крон возможно развитие низового пожара в верховой.

Однако такие условия создаются весьма редко вследствие плохой загораемости крон лиственницы. Причиной этому является меньшее содержание летучих частиц в хвое лиственницы по сравнению с другими светлохвойными породами, на что указывают некоторые исследователи (Степень и др., 1985). При наличии достаточного слоя органики высокоинтенсивный низовой пожар может перейти в почвенно-подстилочно-гумусовый или торфяной.

Распространение пожара характеризуется переносом горящих частиц при усилении ветра на расстояние до 10-15 метров перед его фронтальной кромкой.

Верховые пожары в районах распространения многолетней мерзлоты — явление сравнительно редкое. Как правило, они происходят вследствие перехода огня высокоинтенсивных низовых пожаров в кроны перегущенных послепожарных молодняков при сильном ветре. Площади, охватываемые верховыми пожарами, невелики и составляют не более 0,5% от площади, пройденной низовыми пожарами. По силе огня и скорости распространения их можно отнести к слабым и средней силы верховым пожарам. Механизм их распространения обычный, характерный для беглых и устойчивых верховых пожаров (Курбатский, 1962).

Возможность конвективного переноса частиц горючего при любом виде пожара маловероятна, так как для того, чтобы низовой пожар мог носить характер пятнистого, скорость распространения его кромки фронта должна быть в лиственничниках кустарничково-зеленомошной группы типов леса не менее 6 м/мин (Матвеев, 1992). В древостоях, сформировавшихся в сухих условий произрастания, с меньшими запасами горючих материалов, она для этого должна быть еще большей.

Как показывает практика, при низовых пожарах такие условия создаются чрезвычайно редко и конвективный перенос горящих частиц возможен лишь при верховых пожарах и также крайне редко.

Развитие низовых пожаров в почвенные возможно, и оно происходит при любом устойчивом низовом пожаре, действующем на местности, почвы которой характеризуются наличием хорошо выраженного торфянистого горизонта.