​Красноярские и канадские ученые провели сравнительный анализ горимости таежных лесов и предложили рекомендации по борьбе с пожарами в условиях меняющегося климата. Специалисты пришли к выводу, что в условиях возрастающей пожарной опасности необходимо сосредоточить усилия на тушении лесов с высоким экологическим, социальным и экономическим статусом. Результаты работы опубликованы в журнале Ambio

Потепление климата привело к увеличению количества пожаров и площади гарей в Сибири. Однако тайга в некотором смысле не может жить без огня. Природные пожары поддерживают биоразнообразие в лесах, а также способствуют сохранению определенных типов леса, приспособленных к воздействию огня, например, лиственничников в зоне вечной мерзлоты. Более того, периодические возгорания снижают вероятность возникновения катастрофических пожаров. Это означает, что борьба с пожарами должна осуществляться с учетом последствий влияния огня на состояние лесов, а также с учетом невозможности, а в ряде случаев и нецелесообразности тушения всех пожаров в условиях возрастающей горимости лесов. 

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с канадскими коллегами проанализировали характер и динамику пожаров в сибирских и канадских лесах за последние двадцать пять лет, роль пожаров в различных типах леса, и предложили свои рекомендации по мониторингу и борьбе с пожарами. 

Частота и география лесных пожаров 

В последние десятилетия происходит возрастание частоты и площади лесных пожаров в лесах России, при этом более 70% возгораний происходит в Сибири. В отдельные годы, размер пройденных огнем территорий достигает 12 миллионов га. Граница горимости растительности продвигается на север, достигая побережья Арктики в Восточной Сибири. Возрастание пожарной опасности связано с повышением температуры воздуха, «волнами тепла» и с увеличением частоты экстремальных засух. 

Наибольшая горимость отмечена в Эвенкии, южной части Якутии и Забайкалье. В средних широтах пик пожаров наблюдается весной и в начале лета; в августе – сентябре горимость также возрастает. На севере частота поздних и ранних пожаров ограничена недостатком тепла, необходимого для «созревания» горючих материалов, поэтому наибольшая горимость приходится на середину лета.
 
С продвижением на север уменьшается число пожаров и возрастает межпожарный интервал. Так, если на широте Подкаменной Тунгуски промежуток между пожарами составляет 50-80 лет, то в Заполярье, на северном пределе произрастания лиственницы он достигает 300 лет. Вместе с тем с продвижением в высокие широты площади гарей увеличиваются – запасы горючих материалов там больше, а пожары практически не тушатся. 

Причины и последствия лесных пожаров 

Для возникновения пожара необходима «триада»: горючие материалы, их «зрелость», готовность к возгоранию, а также источник огня. Горючих материалов в тайге всегда хватает. На их готовность к воспламенению влияют осадки, температура и влажность воздуха, тип растительности и рельеф местности. Основной источник огня в средних широтах — «человеческий фактор», на который приходится более 80% возгораний. Но чем дальше на север и чем меньше плотность населения, тем ниже вероятность пожаров от неосторожности с огнем. На севере до 90% возгораний происходит из-за ударов молний, особенно опасных во время «сухих гроз». Согласно недавним исследованиям, частота молний в Арктике с потеплением на один градус увеличивается на 40%. 

Лишь каждый десятый пожар можно отнести к крупным, однако они ответственны за 90% всех гарей. Но не все пройденные огнем леса погибают, поскольку последствия зависят как от интенсивности и вида пожара, так и типа древостоя. При верховом пожаре, когда огонь распространяется по кронам, гибель древостоя неизбежна. Низовые малоинтенсивные пожары обычно не вызывают значительных повреждений леса, особенно в сосняках и лиственничниках, адаптированных к воздействию огня. Однако в случае устойчивого низового пожара, при котором прогорает напочвенный покров и лесная подстилка, деревья гибнут от теплового ожога корней. Такие пожары типичны в северных лиственничниках, корни которых стиснуты в узком поверхностном слое, подпираемом снизу мерзлотой. 

Как горят различные леса 

Более половины сибирских пожаров возникают в лиственничниках, большая часть которых произрастает в условиях малого количества осадков и периодических засух. Этому способствует формирующийся каждое лето мощный сибирский антициклон, в зоне которого осадки могут не выпадать более месяца. Большинство пожаров в лиственничниках низовые, ведь эти северные леса преимущественно разрежены вследствие суровых условий произрастания.

Лесоводы определяют лиственницу и сосну как пирофитные, «любящий огонь» виды, поскольку пожары в целом способствуют сохранению сосняков и лиственничников. Оба этих вида эволюционировали в условиях периодических пожаров, адаптируясь к ним и извлекая конкурентные преимущества перед другими породами. Например, сосна в отсутствие пожаров вытесняется другими породами (например, елью) на бедные почвы и заболоченные территории. 

Харук.jpg 

«Периодические лесные пожары – естественный и важнейший природный фактор, способствующий поддержанию состояния целого ряда лесных экосистем и сохранению в них биоразнообразия. Например, преобладание лиственничников в зоне вечной мерзлоты обусловлено периодическими пожарами», – рассказывает доктор биологических наук, заведующий лабораторией мониторинга леса Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, профессор СФУ, Вячеслав Харук. ​

Особо значима роль пожаров для лиственницы, произрастающей в условиях вечной мерзлоты, где на лиственничники приходится до 80% всех лесов. Если взглянуть на северные лиственничники сверху,с самолета или со спутника, то видна мозаика древостоев, обусловленная воздействием пожаров. Важнейшее последствие пожаров –  улучшение условий для возобновления лиственницы на гарях. Этому способствует обогащение почвы азотом, фосфором и другими биогенными элементами. На гарях улучшается дренаж и аэрация почвы, возрастает глубина сезонного оттаивания. Однако со временем глубина оттаивания уменьшается и корни деревьев сжимаются в постепенно сужающемся слое. Причиной тому – разрастание «подушки» из мхов и лишайников, прекрасного теплоизолятора. По мере подъема мерзлоты снижается приток питательных веществ, падает прирост деревьев. Наряду с этим резко уменьшается количество подроста в древостоях. Легкие семена лиственницы, зависая на напочвенном покрове, при прорастании не способны дотянуться до почвы. А на минерализованной огнем почве семена, как правило, дают обильный, быстро растущий подрост. 

Если в лиственничниках большинство пожаров – низовые и малоинтенсивные, то в темнохвойных лесах, сформированных пихтой, кедром и елью, преобладают опустошительные верховые пожары. Гари в темнохвойниках возобновляются обычно через смену пород. Вначале на них появляются преимущественно осина и береза, под пологом которых селятся темнохвойные породы. Пихта, кедр и ель способны расти вусловиях затенения, постепенно продвигаясь в верхний полог и сменяя «пионеров». Однако часть территории может быть надолго захвачена травами и кустарниками, а так же осиной и березой. 

Проблема в том, что разрастание травы и кустарников провоцирует пожары, во время которых выгорает подрост темнохвойных. Между тем, береза и осина, способные размножаться корневыми отпрысками, вновь возобновляются. В таких местах особенно необходима помощь человека в восстановлении темнохвойных лесов. Однако полное подавление пожаров приводит к формированию ослабленных «перестойных» древостоев, превращающихся в «кормовую базу» для жуков-короедов и других вредителей. К примеру, сбереженные от огня леса западного побережья Америки погубили жуки-короеды, превратившие их в сухостои. 

Борьба с пожарами в условиях возрастающей горимости 

В условиях потепления климата и усиливающейся горимости лесов ущерб от пожаров будет возрастать, а возможности борьбы с ними — снижаться. Вместе с тем среди экологов растёт понимание важной роли пожаров в поддержании северных экосистем и сохранении в них биоразнообразия. В связи с этим предложена стратегия тушения пожаров на основе оценки приемлемых рисков возможного ущерба. 

Вместо стратегии полного подавления и предотвращения возгораний допускается возможность лесных пожаров (когда и где это целесообразно), тем самым сохраняется природная динамика пожаров и экологических процессов в лесных ландшафтах. Предлагается сфокусироваться на борьбе с пожарами в зонах риска возникновения ущерба населению, инфраструктуре, лесам с высокой экологической и экономической ценностью. 

Такой адаптивный подход к борьбе с пожарами в условиях возрастающей горимости лесов пока не находит должного понимания как у политиков, так и у общественности. Вместе с тем стратегия тушения пожаров на основе приемлемых рисков возможного ущерба уже реализована в ряде провинций Канады. Основы такой стратегии были заложены и в системе борьбы с лесными пожарами, разработанной ещё в советские времена. 

«Необходимо осознать, что с потеплением климата горимость лесов может увеличиться более чем вдвое, что повлечет возрастание ущерба, включая усиление задымленности атмосферы и, соответственно, воздействия на здоровье людей. В то же время наши возможности борьбы с огнем будут снижаться. Поэтому вместо полного подавления пожаров необходима концентрация усилий на приоритетной охране территорий с высокой социальной, природной и экономической ценностью. При этом должна учитываться значимость подверженных опасности лесов, их внерыночная стоимость, наличие индустриальной инфраструктуры, угрозы здоровью и жизни людей. Важно совершенствовать методы борьбы с пожарами, повышать техническую оснащенность огнеборцев, включая создание парка «самолетов-цистерн» и постройку авиабаз лесной охраны», — приходит к заключению Вячеслав Харук.  

Источник: www.ksc.krasn.ru​

Источники

Красноярский ученый рассказал о стратегиях борьбы с таежными пожарами в меняющемся климате
Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ksc.krasn.ru), 03/06/2021
Красноярский ученый рассказал о стратегиях борьбы с таежными пожарами в меняющемся климате
Научная Россия (scientificrussia.ru), 03/06/2021
Красноярский ученый рассказал о стратегиях борьбы с таежными пожарами в меняющемся климате
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 04/06/2021

Похожие новости

  • 25/02/2021

    Иркутские учёные примут участие в научном сопровождении проектирования, строительства и эксплуатации Ленского моста

    И. о. первого заместителя председателя правительства Республики Саха (Якутия) Дмитрий Викторович Бердников посетил Иркутск, где прошли рабочие встречи и совещания, посвященные участию иркутского научно-образовательного сообщества  в научном сопровождении проектирования, строительства и эксплуатации моста через реку Лена.
    489
  • 01/02/2021

    ИК СО РАН запустил еженедельный онлайн-семинар для будущих пользователей ЦКП «СКИФ»

    Лаборатория перспективных синхротронных методов исследования (ЛПСМИ) Института катализа СО РАН провела первую серию семинаров для объединения потенциальных отечественных пользователей ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» и обмена опытом по использованию синхротронного излучения (СИ) в различных областях науки.
    802
  • 25/05/2021

    Ученые КНЦ СО РАН изучат выбросы метана в Арктике и Антарктике

    Тема реакции северных экосистем на глобальное изменение климата является одной из приоритетных для ученых ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН». Новый грант Российского научного фонда поддержит проведение фундаментальных научных исследований отдельной научной группой красноярских ученых по теме «Отклик эмиссионных потоков метана из тундровых ландшафтов на увеличение количества осадков: полевые биполярные исследования в Арктике и Антарктике».
    338
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    371
  • 24/12/2020

    Экологически чистые. Красноярские учёные разработали новые буровые растворы

    Специалисты «Роснефти» и Сибирского федерального университета разработали технологию производства экологически безопасных буровых растворов. Для этого применяются биоразлагаемые компоненты и растительные масла.
    824
  • 17/06/2021

    Речные беспозвоночные отказались есть опавшие листья

    ​Опавшие листья, попадающие в ручей, оказались недостаточно «вкусными и питательными» для донных беспозвоночных. Они представляют малоценный корм по своему биохимическому и элементному составу. Поэтому животные предпочитают листьям водоросли.
    298
  • 24/05/2021

    Подписано соглашение о создании единой системы мониторинга качества воздуха в Красноярске

     21 мая в Красноярске состоялось подписание четырехстороннего соглашения о создании единой системы мониторинга состояния атмосферного воздуха в краевом центре. Документ подписали министр экологии и рационального природопользования края Павел Борзых, директор Института вычислительного моделирования СО РАН Владимир Садовский, основатель экологического проекта «Красноярск.
    462
  • 23/08/2018

    Международная Летняя Полевая Школа в ИМКЭС СО РАН

    ​10-15 сентября 2018 г. на базе Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск) состоится Международная Летняя Полевая Школа, посвященная вопросам применения новых полевых, лабораторных и информационно-статистических методов исследования, направленных на сбор, анализ, синтез и представление данных об экологических изменениях природной среды Сибири и Дальнего Востока России.
    2392
  • 26/10/2020

    Годичные кольца деревьев показали, как влияли вулканы на рост деревьев в последние два тысячелетия

    Ученые из Института экологии и географии и Гуманитарного института СФУ, а также Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН совместно с зарубежными коллегами показали, что извержения вулканов приводили к похолоданию и засухе в течение последних 2000 лет, а потому повлияли на рост древесных растений.
    557
  • 27/07/2020

    Чего боится лес? В Красноярске состоялся лесопромышленный форум

    ​Лесопромышленный форум — уже традиционное для Красноярска осеннее мероприятие. Формат его устоялся: открывается мероприятие пленарным заседанием, после которого участники расходятся по «круглым столам» для обсуждения отдельных тем более подробно.
    1317