Полная версия

Главная arrow БЖД arrow Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций -

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Мониторинг воздействия пожаров на лесные экосистемы Забайкальского края

Е.А. Кукавская1, Е.Г. Швецов1, Л.В. Буряк2, О.П. Каленская2

3ФГБУН Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 2ФГБОУ ВО Сибирский государственный технологический университет

Пожары являются природным постоянно действующим фактором, под воздействием которого формируются бореальные леса Евразии, их морфоструктура, устойчивость и биоразнообразие (Фуряев 1996). Каждая лесорастительная формация характеризуется определенным пожарным режимом, который определяется видом и силой пожара, размером, сезонностью и периодом повторяемости (Agee 1993; Crutzen, Goldammer 1993). Однако, в последние десятилетия под влиянием комплекса антропогенных и климатических факторов отмечается рост горимости лесов (Kasishke, Turetsky 2006). В настоящее время в России ежегодно возникают десятки тысяч лесных пожаров. В обычные годы пожары, как правило, своевременно локализуют, в то время как в отдельные пожароопасные сезоны в периоды длительной засухи площадь, пройденная пожарами, может достигать несколько миллионов гектар (Sukhinin et al. 2004; Vivchar 2011; Kukavskaya et al. 2013). В такие сезоны пожары растительности превращаются в стихийное бедствие, против которого еще не имеется радикальных средств борьбы. События 1996,2003,2006,2012 и 2015 годов в Сибири и 2010 года в европейской части России это убедительно подтвердили. При дальнейшем изменении климата ожидается увеличение частоты пожаров, площади, пройденной огнем, продолжительности пожароопасного сезона, интенсивности горения, а также количества экстремальных пожаров и пожаров от молний (Flannigan et al. 2009).Уже сейчас в ряде регионов России наблюдается увеличение продолжительности пожароопасного сезона и частоты возникновения пожаров (Soja et al. 2006; Groisman et al. 2007), при этом наиболее чувствительными к изменениям являются территории юга Сибири (Malevsky-Malevich et al. 2008; Gustafson et al. 2010). Появляется все больше площадей, многократно пройденных пожарами, с нехарактерно коротким для данных регионов межпожарным интервалом (Куприянов 2009; Буряк и др. 2011). В этих условиях состояние отдельных компонентов природных комплексов регионов становится нестабильным и требуется постоянный экологический мониторинг.

Лесные экосистемы Забайкальского края характеризуются самой высокой степенью горимости на территории Российской Федерации (Kukavskaya et al. 2013). Территория Забайкалья рассматривается как область критического изменения земельного покрова под воздействием пожаров (Achard et al. 2006). Согласно данным дистанционного зондирования за период с 1996 по 2014 гг. ежегодная площадь пожаров в регионе варьировала от 0,2 до 6,0 млн. га (рисунок 1), в то время как оценки официальных данных по пожарам составили 0,02-0,9 млн. га за тот же самый период.

Распределение пожаров по территории Забайкальского края за период с 1996 по 2014 гг

Рис.1. Распределение пожаров по территории Забайкальского края за период с 1996 по 2014 гг.

Самая высокая горимость в регионе наблюдается в центральных и южных районах края. В связи с засушливыми климатическими условиями, обусловленными недостаточным количеством осадков в зимний и летний периоды и аномально высокой температурой, продолжительность пожароопасного сезона нередко составляет 7-8 месяцев. В последнее время для Забайкальского края стали все более характерны повторные пожары с периодичностью значительно ниже срока прохождения полного цикла развития коренных фитоценозов после воздействия пожара и достижения ими пожарной зрелости. В некоторых районах межпожарный интервал сокращается до 1-2 лет. По данным спутниковых систем за период с 1996 по 2014 гг. площадь, повторно пройденная пожарами, в Забайкальском крае составила 11,9 млн. га, при этом нередко пожары распространялись по одной и той же территории 3 и более раз за рассматриваемый период (рисунок 2).

Площади повторных пожаров в Забайкальском крае за период с 1996 по 2014 гг

Рис. 2. Площади повторных пожаров в Забайкальском крае за период с 1996 по 2014 гг.

Огромные площади лесных земель пройдены высокоинтенсивными пожарами, уничтожившими полностью древостой и нижние яруса растительности. Пожары существенно изменили структуру и запасы напочвенных горючих материалов. При пожарах низкой интенсивности наблюдается снижение запасов на 8-20%, высокой интенсивности - 30-62%, в то время как на площадях, неоднократно пройденных пожарами за последнюю декаду, запасы органического вещества на поверхности почвы не превышают 5-10% от допожарных величин (рисунок 3). На повторно прогоревших участках крупных гарей наблюдается ветровая и водная эрозия почв. Эмиссии углерода при пожарах в светлохвойных насаждениях Забайкальского края варьируют от 2 до 12 тС/га. Нелегальные вырубки, широко распространенные в регионе, увеличивают пожароопасность территории и выход углерода при пожарах, который достигает 19 тС/га.

На крупных гарях Забайкальского края, заросших по вейниковому типу, процессы лесовосстановления затруднены, вплоть до полного отсутствия возобновления. Кроме того, установлено, что повторные пожары способствуют трансформации лесных земель в нелесные, в том числе остепнению участков гарей в южных лесоСекция 2. «Мониторинг и моделирование опасных природных процессов»

степных регионах и в нижних частях склонов южной экспозиции, а также опустыниванию в центральных районах Забайкальского края.

Влияние пожаров на запасы напочвенных горючих материалов

Рис.З. Влияние пожаров на запасы напочвенных горючих материалов

В сложившейся ситуации необходима разработка методики оценки степени нарушенное™ лесных экосистем Забайкальского края. Проведенный анализ восстановления после воздействия пожаров вегетационных индексов (NDVI, NBR, SWVI), полученных по результатам обработки спутниковых изображений, показал существенные различия для участков с различной степенью нарушенное™ (рисунок 4).

Послепожарное восстановление вегетационных индексов в (а) сильнонарушенном насаждении с отсутствием возобновления; (Ь) малонарушенном насаждении

Рис. 4. Послепожарное восстановление вегетационных индексов в (а) сильнонарушенном насаждении с отсутствием возобновления; (Ь) малонарушенном насаждении.

Таким образом, лесные экосистемы Забайкальского края в последние десятилетия претерпевают существенные изменения под влиянием комплекса антропогенных и климатических факторов. Многократное воздействие огня на лесные экосистемы вызывает постпирогенные сукцессии по дигрессионному типу и приводит к переходу земель покрытых лесной растительностью в не покрытые (гари) или в нелесные (пустыри, степи) земли. Выявление наиболее уязвимых регионов Забайкальского края необходимо для организации охраны лесов от пожаров и внедрения системы устойчивого лесоуправления и лесопользования.

Исследования выполнены при поддержке проекта РФФИ № 15-04-06567 и гранта Президента РФ № МК-4646.2015.5.

Литература

  • 1. Achard F. Areas of rapid forest-cover change in boreal / F. Achard, D., Mollicone, H.-J. Stibig, L. Laestadius, A. Yaroshenko, P. Potapov, D. Aksenov, N. Lashchinsky, D. Smirnov, Z. Li // Eurasia For. Ecol. Manag. 2006. - Vol. 237. - P. 322-234.
  • 2. Agee J.K. Fire ecology of Pacific Northwest forests / J.K. Agee, Washington, D.C.: Island Press. - 1993,- 493 p.
  • 3. Crutzen PJ. Fire in the environment the ecological, atmospheric, and climatic importance of vegetation fires / PJ. Crutzen, J.G. Goldammer, New York: John Wiley and Sons. - 1993. - 456 p.
  • 4. Flannigan M. Impacts of climate change on fire activity and fire management in the circumboreal forest / M. Flannigan, B. Stocks, M. Turetsky, M. Wotton // Glob. Change Biol. - 2009. - Vol. 15. - P. 549-560.
  • 5. Groisman P.Y. Potential forest fire danger over Northern Eurasia-Changes during the 20th century / P.Y. Groisman, B.G. Sherstyukov.V.N. Razuvaev, R.W. Knight,J.G. Enloe,

N.S. Stroumentova, P.H. Whitfield, E. Fortland, I. Hannsen-Bauer, H. Tuomenvirta, H. Aleksandersson, A.V. Mescherskaya, T.R. Karl // Global and Planetary Change. - 2007.-Vol. 56,- P.371-386.

  • 6. Gustafson E.J. Predicting global change effects on forest biomass and composition in south-central Siberia / EJ. Gustafson, A.D. Shvidenko, B. Sturtevant, R.M. Scheller // Ecological Applications. - 2010. - Vol. 20. - P. 700-715.
  • 7. Kasischke E.S. Recent changes in the fire regime across the North American boreal region-Spetial and temporal patterns of burning across Canada and Alaska / E.S. Kasischke, M.R.Turetsky// Geophysical research letters. - 2006,-Vol. 33.-L09703, doi:10.1029/2006GL025677.
  • 8. Kukavskaya E.A. Fire emissions estimates in Siberia: Evaluation of uncertainties in area burned, land cover, and fuel consumption / E.A. Kukavskaya, AJ. Soja, A.P. Petkov, E.l. Ponomarev, G.A. Ivanova, S.G. Conard // Canadian Journal of Forest Research. - 2013. - №43(5). - P 493-506. doi: 10.1139/cjfr-2012-0367
  • 9. Malevsky-Malevich S.P. An assessment of potential change in wildfire activity in the Russian boreal forest zone induced by climate warming during the twenty-first century / S.P. Malevsky-Malevich, E.K. Molkentin, E.D. Nadyozhina, O.B. Shklyarevich // Climatic Change. - 2008. - Vol. 86. - P463-474. DOI 10.1007/sl0584-007-9295-7.
  • 10. Soja AJ. Satellite-derived mean fire return intervals as indicators of change in Siberia (1995-2002) / AJ. Soja, H.H. Shugart, A.I. Sukhinin, S.G. Conard, Jr. P.W.

Stackhouse // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. -2006. - Vol.ll.- P.75-96.

  • 11. Sukhinin A.I. AVHRR-based mapping of fires in Russia: New products for fire management and carbon cycle studies / A.I. Sukhinin, N.H. French, E.S. Kasischke, J.H. Hewson, AJ.Soja, I.A. Csiszar, EJ. Hayer.T. Loboda, S.G. Conard, V.l. Romasko, E.A. Pavlichenko, S.l. Miskiv, O.A. Slinkina // Remote Sensing of Environment. - 2004. - Vol.93.- P.546-564.
  • 12. Vivchar A. Wildfires in Russia in 2000-2008: Estimates of burnt areas using the satellite MODIS. MCD45 data / A. Vivchar//Remote Sensing Letters. - 2011.-Vol. 2(1).- P.81-90.
  • 13. Буряк Л.В. Последствия пожаров в ленточных борах юга Сибири / Л.В. Буряк,

О.П Каленская, А.И. Сухинин, Е.И. Пономарев // Сибирский экологический журнал,-2011,-№3.-С.135-140.

  • 14. Куприянов А.Н. Влияние повторных пожаров на восстановление сосновых насаждений в равнинной части Алтайского края / А.Н. Куприянов // Эколого-географические аспекты лесообразовательного процесса-Красноярск: СО РАН. - 2009,- С. 102-104.
  • 15. Фуряев В. В. Роль пожаров в процессе лесообразования / В. В. Фуряев. - Новосибирск: Наука. - 1996.- 252 с.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>