Под лесными пожарами понимают горение, стихийно распространяющееся по лесной территории. Они являются разновидностью ландшафтных пожаров, к которым относятся также степные, тундровые, луговые, лесоболотные и др.

Пожарная опасность в лесу, это есть условия, когда при наличии источника высокой температуры или огня может возникнуть лесной пожар, обуславливается типом лесорастительной формации и погодными условиями [32].

Наибольшее практическое значение имеет оценка пожарной опасности по отдельным факторам, которая может служить хорошей основой противопожарного проектирования.

Большое значение имеет разделение пожаров, основанное на воздействии огня на составные части фитоценоза. С использованием этого принципа построена основная классификация лесных пожаров. В лесохозяйственной практике различают 3 вида пожаров: низовые, верховые, почвенные.

1) Низовые пожары характеризуются горением нижних ярусов растительности лесного биоценоза: подстилки, опада, мохового и травяного покрова. В зоне низового пожара сгорают кустарнички, подлесок и подрост.

При низовых пожарах скорость распространения огня по слою ЛГМ может составлять 0,1 - 0,2 м/мин. Такая скорость наблюдается в мертвопокровных типах леса с относительно плотным слоем горючих материалов, при отсутствии ветра и ровном участке. При благоприятном сочетании факторов, скорость поступательного продвижения кромки низового пожара достигает 100 м/мин и более, например, на участках с отмершей травой [20].

2) Верховые пожары отличаются от низовых тем, что наряду с горением напочвенного покрова и лесной подстилки горят кроны деревьев. Верховые пожары возникают чаще всего в засушливую погоду и при ветрах средней и большой скорости.

Полог древостоя подогревается, в основном, за счет тепла от низового пожара; под действием ветра это тепло подогревает кроны впереди на довольно значительном расстоянии. Затем происходит вспышка и огонь быстро охватывает подогретые кроны [28]. Средняя скорость продвижения фронта беглого верхового пожара - до 40 м/мин.

3) Почвенные пожары характеризуются беспламенным горением торфяного слоя почвы. При малой мощности горящего слоя эти пожары называют подстилочно-гумусовыми. Почвенные пожары наносят огромный вред в лесу: уничтожается органика почвы, сгорают корни деревьев и лес полностью погибает.

При борьбе с лесными пожарами, важное значение имеет скорость распространения огня. Для определения силы лесных пожаров, Н.П. Курбатский, предложил следующую классификацию, в которой значение показателей силы пожара разделил на: слабые, средние и сильные [22].

Вопрос о том, что и как может гореть в лесу - немаловажный. Не случайно в лесной пирологии этому вопросу уделяется большое внимание, как и самому процессу горения.

Как известно, процесс горения может протекать только при наличии и определенном соотношении трех элементов: свободного кислорода, горючего материала и источника тепла. Поскольку кислород присутствует повсеместно в атмосферном воздухе, а горючие материалы в виде всевозможных органических соединений в природе распространены широко, то дефицитной частью в этом "тройственном союзе" могут быть только источники огня.

При наличии источника огня возникновение и последующее развитие лесных пожаров будет зависеть от состояния лесных горючих материалов, их структуры количества и размещения.

лесной пожар лесхоз ущерб

Тип лесных горючих материалов связан с определенными типами и группами типов леса. Каждой группе типов леса характерен свой видовой состав древостоя, подлесок, напочвенный покров, опад, лесная подстилка, формирующие конкретный комплекс (тип) горючих материалов. Весьма распространенными являются типы: лишайниковый, травяной, зеленомошный, сфагновый и другие [22].

Поведение огня в лесу зависит от многих факторов и, прежде всего от характера самого леса. В сухих сосновых лесах с покровом из лишайников и зеленых мхов огонь распространяется быстро и почти сплошным фронтом. Чем увлажненнее почва и чем больше в живом напочвенном покрове слабогоримых видов, тем распространение огня происходит медленней. А в некоторых типах леса, например травяных, в период вегетации трав, и в сосняках и ельниках долгомощных, он распределяется очень слабо или не распространяется совсем.

Степень опасности возникновения и распространения пожаров определяют тип леса, структура насаждения, породный состав и возраст, категории лесных площадей, вырубок и другие характеристики лесного фонда [34].

ДальНИИЛХом для условий севера Дальнего Востока выделено 16 типов лесных горючих материалов, отличающихся по плотности, влажности, теплоте сгорания, запасу и т.д. Каждому типу горючего материала присущи свои особенности, определяющие быстроту пожарного созревания участка, режим и интенсивность горения, а, следовательно, вид и форму пожара. В связи с этим дальневосточными исследователями разработана схема распределения типов лесных горючих материалов по классам пожарной опасности, срокам наступления пожарной зрелости и характерным видам пожаров [29]. Так, к I классу пожарной опасности отнесены травяной, лишайниковый, травяно-кустарничковый, кедрово-стланиково-лишайниковый и другие типы. Это редкостойные насаждения и не покрытые лесом площади, заросли кедрового стланика и лесных культур. Лесные участки отличаются наибольшей горимостью. При возрастании класса природной пожарной опасности скорость пожарного созревания уменьшается. Среднее положение в схеме занимают такие типы лесных горючих материалов, как лиственично-лишайниковый, мелко-лиственный, хвощево-зеленомошный и другие. И, наконец, к V классу отнесены насаждения, гари и болота со сфагновым и сфагново-кустарничковым покровом, где возникают преимущественно торфяные пожары в периоды длительного антициклона [22].

В последние годы внимание многих зарубежных исследователей привлечено к выявлению связи между состояниями атмосферы и поведением лесных пожаров. Состояние атмосферы в данное время - погода, а также суточные и периодические изменения состояния атмосферы определяют характер действия лесного пожара в каждый конкретный момент суток, суточный цикл его развития и повторяемости циклического развития в течение однородных по состоянию атмосферы периодов.

Погодные условия имеют решающее значение для распространения пожара. Дожди и высокая влажность ограничивают и прекращают горение, сильные ветра способствуют распространению огня. Тихая погода и пониженная температура воздуха особенно в ночное время стабилизируют горение и снижают его интенсивность. Сухая жаркая погода создает самые благоприятные условия для возникновения и распространения огня. В практике работ основными учитываемыми погодными факторами, влияющими на распространение пожара, является: ветер, влажность и температура воздуха.

Ветер: чем сильнее ветер, тем быстрее распространяется пожар. Это обуславливается тем, что ветер способствует дополнительному притоку кислорода, переносу пламени на расположенные впереди горючие материалы и вызывает возникновение новых очагов пожара, перебрасывая искры, горящую золу за кромку основного огня.

Температура воздуха при тушении пожаров должна учитываться как один из основных факторов. Известно, что нагретый на солнце горючий материал теряет влагу и горит быстрее, чем при отсутствии прогрева. Температура поверхности почвы влияет также на движение воздушных потоков [34].

Влажность: в воздухе всегда присутствует влага в виде водных паров. Количество влаги содержащейся в воздухе, отражается на влагосодержании горючих материалов. Влажность горючего материала - важный фактор, влияющий на ход тушения пожаров, поскольку сырой горючий материал не горит.

Известно, что основным показателем, определяющим способность горючего материала загораться, является его влагосодержание, которое зависит от лесорастительных условий и метеорологических факторов. Поэтому придается большое значение определению степени пожарной опасности в зависимости от влагосодержания горючих материалов.

На процесс увлажнения и высыхания горючих материалов влияет ряд метеорологических факторов: осадки, влажность и температура воздуха, ветер и т.д. После выпадения осадков с установлением ясной погоды влажность горючих материалов постепенно снижается, достигая равновесной влажности, величина которой в дальнейшем изменяется в зависимости от различных сочетаний температуры и влажности воздуха. Это обусловлено тем, что горючие материалы обладая гигроскопичностью, непрерывно изменяют свою влажность под воздействием окружающей среды. Если фактическая влажность горючих материалов больше равновесной, то происходит процесс их высыхания. Процесс увлажнения горючих материалов имеет место, если их фактическая влажность станет меньше равновесной.

Наблюдение за изменением влажности мхов и лишайников в природных условиях проводили И.С. Мелехов [23], В.Г. Нестеров [24], Н.П. Курбатский [21] и др. Эти исследования дают определенное представление о скорости высыхания мхов и лишайников при различных значениях относительной влажности воздуха.

При созревании горючих материалов возникает следующая картина: весной и осенью первыми созревают горючие материалы на непокрытых лесом площадях и в березнике разнотравном. Третье место в весенний период занимают активные горючие материалы в осиннике разнотравном, в то время как осенью созревание его горючих материалов находится почти в конце ряда.

Летом картина несколько иная. На непокрытых лесом площадях, при наличии сухого вейника среди растительности текущего года, для загорания его необходимо 2-3 сухих дня. Затем следует кедровник кленово-лещинный и лиственничник вейниковый.

На юге Западной Сибири пожарное созревание исследовалось только в связи с низовым пожарами.

В Кеть-Чулымском междуречье, В.В. Фуряев [28] составил шкалу скорости пожарного созревания заболоченных лесов и болот.

Развитие почвенно-торфяных пожаров исследовано Н.П. Курбатским и другими [21] в Ленинградской области на осушенном и неосушенном участках сфагнового болота.

Крупные почвенно-торфяные пожары приурочены к подзоне южной тайги (включая подтайгу), то есть к южному пределу существования таежных лесов. В этой подзоне, в таких районах как север Новосибирской области и юго-запад Томской области, по причине плоского рельефа в сочетании с лессовидными суглинками создаются условия для временно-избыточного и длительно-избыточного увлажнения, что способствует образованию органического горизонта в почве в виде торфа или перегноя почти во всех типах леса.

Возможность распространения горения при низовом пожаре зависит от наличия лесных горючих материалов первой группы (мхов, лишайников, мелких растительных остатков), которые являются основными проводниками горения, от их запаса и влажности (Курбатский, [21], Волокитина, 1985).

Устойчивые низовые пожары происходят в условиях длительной засухи, когда высыхает не только опад, но и лесная подстилка и моховой покров. В зеленомошниковых группах типов леса такие пожары возникают в летний период при антициклоническом типе погоды [22].

Повышенная пожарная опасность обуславливается природными и хозяйственными факторами, которые взаимосвязаны и действуют совместно.

К природным факторам относятся ход погоды, особенности леса, рельеф местности. В насаждениях разных типов леса и на вырубках с разными условиями местопроизрастания комплексы горючих материалов отличаются друг от друга составом и структурой, и высыхают в засушливую летнюю погоду с разной скоростью и в разные сроки достигают пожарной опасности [21].

Весной после схода снега, или летом, после продолжительных обложных дождей, пожарная опасность лесной территории возрастает постепенно и весьма неравномерно: сначала горючие материалы из первой группы проводников горения (лишайники, зеленые мхи и опад) подсыхают на открытых участках и в сухих борах; затем пожароопасными становятся леса на свежих и влажных дренированных почвах и лишь через 3-4 недели засушливой погоды происходит пожарное созревание практически всех участков [18].

Лесопирологическое значение природных особенностей насаждений обстоятельно осветил в своих работах академик ВАСХНИИЛ Мелехов И.С. [23]. Он отметил повышенную пожароопасность светлохвойных лесов. Темнохвойные леса, занимающие более влажные местопроизрастания, менее пожароопасны. Но характерная для них вертикальная сомкнутость полога способствует возникновению верховых пожаров. Лиственные леса Европейского Севера по их пожароопасности заняли в общем промежуточное положение [21].

Лесные пожары, по единодушному признанию всех исследователей, - постоянный исторический спутник таежных лесов и своеобразный экологический фактор их существования. Девственных таежных лесов, не подверженных влиянию огня в процессе формирования, сукцессий пород и поколений, вероятно, не существует, довольно редки взрослые древостои, поколения которых не испытали бы на протяжении своей жизни воздействия огня.

По мере развития цивилизации, роста населения и освоения лесных территорий, с появлением промышленности и транспорта число источников огня резко увеличилось. Многие районы Северного полушария с присущим им континентальным климатом и хвойными лесами особенно благоприятны для возникновения пожаров. В результате этого ежегодное количество пожаров в лесах в течение многих веков агрикультурной эпохи увеличилось в десятки раз по сравнению с доисторическим периодом [28]. В связи с продолжающимся хозяйственным освоением таежных территорий, ростом плотности населения, возрастанием рекреационного значения лесов увеличивается частота лесных пожаров. Эта тенденция будет усиливаться [21], [18].

Существует вполне объективное мнение, что на территории тайги практически невозможно встретить участок леса, который когда-либо не был пройден пожаром, а во многих случаях не подвергался бы его неоднократному воздействию.

Реальные масштабы горимости лесов России и размеры наносимого огнем ущерба до настоящего времени не установлены. Регулярные наблюдения за лесными пожарами ведутся только в зоне активной охраны лесов, охватывающей 2/3 общей площади лесного фонда. В северных районах Сибири и Дальнего Востока, охватывающих 1/3 лесного фонда, активная борьба с огнем и учет пожаров практически отсутствует. В зоне активной охраны лесов ежегодно регистрируется от 10 до 30 тысяч лесных пожаров, охватывающих площадь от 0.5 до 2,1 млн. га. Число пожаров, приходящихся на 1 млн. га лесного фонда России в несколько раз меньше, а средняя площадь одного пожара в несколько раз больше, чем в Европе и Северной Америке. Указанное обстоятельство, а также наличие больших неохраняемых территорий свидетельствует о сравнительно низком уровне противопожарной защиты лесов в нашей стране.

Горимость лесов на неохраняемой территории и в целом по России может оцениваться косвенным путем, через накопленную площадь гарей и погибших насаждений. По данным государственного учета лесов по состоянию на 01.01.93 г. она составляет 28.4 млн. га. На активно охраняемую территорию приходится при этом около 16,0 млн. га, а на неохраняемую - 12,4 млн. га. Такое же или близкое к нему соотношение должно иметь место и для площадей лесных пожаров на охраняемой и неохраняемой территории. При ежегодной площади лесных пожаров в зоне активной охраны лесов около 1,2 млн. га, охватываемая огнем площадь на неохраняемой территории лесного фонда должна составлять около 0.8 млн. га в год, а в целом по России - около 2,0 млн. га в год.

При отсутствии инструментальных методов контроля площадей пожаров и существовавшей длительное время практике занижения наносимого огнем ущерба полученные оценки горимости лесов следует рассматривать как минимальные. Известно, что на долю лесных пожаров приходится около 60% всех древостоев, ежегодно погибающих от негативного воздействия всего комплекса антропогенных и природных факторов. Это означает, что из 28.4 млн. га гарей и погибших насаждений в лесном фонде России около 17 млн. га должны составлять гари. Их площадь вдвое превышает накопленную площадь необлесившихся вырубок на территории лесного фонда России, равную 8,5 млн. га.

При ежегодной площади сплошных рубок от 1,5 до 2,0 млн. га и одинаковых темпах лесообразовательных процессов на гарях и вырубках ежегодные площади погибающих от огня древостоев должны составлять 3,0-4,0 млн. га. С учетом проводимых на вырубках лесокультурных работ и мероприятий по содействию естественному возобновлению, а также наличия значительных площадей гарей в северных районах страны с худшими условиями лесовосстановления, фактические темпы лесообразовательных процессов на них могут быть в 2-3 раза ниже, чем па вырубках. Даже в этом случае ежегодные площади погибающих от огня древостоев должны составлять не менее 1,0 млн. га.

По данным статистической отчетности о лесных пожарах в категорию гарей переходит от 10 до 20% ежегодно охватываемой огнем площади, а на остальной части этой площади фиксируются повреждения древостоев разной интенсивности. При таком соотношении площадей пройденных огнем и погибших от огня древостоев ежегодная площадь лесных пожаров должна составлять в среднем не менее 5-6 млн. га. в том числе на активно охраняемой территории от 2,8 до 3,4 млн. га.

Характерными особенностями пространственно-временной структуры горимости лесов имеющими принципиальное значение для организации их охраны является резкое варьирование числа и площади лесных пожаров по регионам страны и периодам пожароопасных сезонов. От 50 до 90% ежегодно охватываемой огнем площади лесов приходится на 3-4 региона страны с экстремальными погодными условиями. Площадь зон чрезвычайной горимости где значительная часть пожаров выходит из под контроля системы охраны и принимает характер стихийного бедствия, составляет ежегодно всего несколько процентов территории лесного фонда. Более того до 95% всей охватываемой огнем площади приходится на крупные лесные пожары, число которых не превышает 5% от общего количества загораний в лесу.

Насаждений Баунтовского района до сих пор недостаточно изучена и изучение горимости территории данного района, в том числе насаждений Витимского лесхоза, является актуальным, особенно в последнее десятилетия в связи с потеплением климата.

2. Программа и методика исследований