Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Устойчивость хвойных пород к воздействию лесных пожаров
ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Устойчивость хвойных пород к воздействию лесных пожаров"

На правах рукописи

Косое Иван Владимирович

УСТОЙЧИВОСТЬ ХВОЙНЫХ ПОРОД К ВОЗДЕЙСТВИЮ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ

06.03.03 - Лесоведение и лесоводство; лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск 2006

Работа выполнена в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Валендик Эрик Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Доррер Георгий Алексеевич кандидат сельскохозяйственных наук Михалев Юрий Акимович

Ведущая организация - Сибирский филиал ФГУ ВНИИПО МЧС России

Защита состоится 27 апреля 2006 г. в 10 часов на заседании

диссертационного совета Д 212.253.03 при Сибирском государственном

технологическом университете по адресу:

660049, Россия, г.Красноярск, Мира 82.

Факс: (3912) 660390. E-mail: pavlov@sibstu.kts.ru

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан 24 марта

Ученый секретарь диссертационного совета, к.с.-х.н., доцент

2DOgA

6733 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Лесной пожар - это процесс горения, стихийно распространяющийся по лесной территории. Влияние его на окружающую среду огромно и может происходить на глобальном, региональном и местном уровнях. Непосредственно в зоне пожара, на древостой воздействуют тепловые потоки, которые повреждают деревья или приводят их к гибели в зависимости от вида пожара.

Существующие в природе виды теплопереноса при горении лесного пожара (конвекция, тепловое излучение и теплопроводность) оказывают различное влияние на деревья. Конвективный теплоперенос выносит в атмосферу продукты горения и нагревает полог древостоя, стимулируя переход низового пожара в верховой. Поток теплового излучения непосредственно воздействует на камбиальный слой дерева, что приводит его к гибели. Передача тепла теплопроводностью в почву изменяет её химический состав и структуру, влияя на микрофлору и фауну почвы, и повреждает поверхностные корни деревьев, приводя их к гибели.

Очень немного работ (Davis et al., 1959; Vines, 1968; Санников, 1973; Евдо-кименко, 1975; Фуряев с соав., 1976; Гире, 1982), посвященных исследованию прямого воздействия тепловых потоков пожара на жизнедеятельность древесных растений. Они содержат мало данных о температурах нагрева, которые могут вынести живые ткани ствола, хвоя, почки, а также корни. Но эти данные имеют первостепенное значение для прогнозирования степени повреждения вегетативных органов деревьев при лесных пожарах. Что говорит об актуальности этих исследований, которые направлены на выявление устойчивости хвойных деревьев к воздействию лесных пожаров.

Цель и задачи. Целью настоящей работы является количественная и качественная оценка воздействий тепловых потоков лесных пожаров на вегетативные органы: лиственницы сибирской (Larix sibirica), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), кедра сибирского (Pinus sibirica), пихты сибирской (Abies sibirica), ели сибирской (Picea sibirica) и выявление условия их гибели при пожарах разного вида и интенсивности.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. определить влияние конвективного теплового потока пожара на кроны деревьев;

2. оценить действие радиационно-конвективного потока на камбиальный слой стволов деревьев;

3. а) выявить уровень передачи тепла в почву при лесных пожарах;

б) оценить воздействие теплопроводности на корни деревьев при подсти-лочно-гумусовых пожарах;

4. измерить плотность потока теплового излучениялаложарах разного вида.

рос. национальн .

БИБЛИОТЕКА С.Петербург 08 Ю» «вт

■ /0

Ш

. • »

Научная новизна. Впервые дифференцированно рассматривается воздействие низового пожара на вегетативные органы: лиственницы сибирской, сосны обыкновенной, кедра сибирского, пихты сибирской, ели сибирской в зависимости от вида теплопередачи. Определены временные параметры гибели вегетативных органов деревьев при воздействии на них тепловых потоков пожара и разработаны критерии для прогнозирования гибели деревьев по параметрам пожара.

Практическая значимость. Результаты исследования воздействия тепловых потоков на крону, ствол, корни дерева позволяют предвидеть возможные их повреждения и гибель в зависимости от вида пожара и его интенсивности.

Разработанная классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам дополняет существующие классификации лесных пожаров и позволяет прогнозировать воздействие пожара на деревья.

Разработаны критерии, по которым возможно прогнозировать гибель деревьев непосредственно по параметрам пожара.

Объекты исследования. Вегетативные органы хвойных пород и тепловые потоки пожаров разного вида.

Защищаемые положения.

1. Тепловая устойчивость вегетативных органов деревьев определяется их

структурой, видом пожара и интенсивностью теплопередачи.

2. Индикатором повреждения вегетативных органов является вид теплопередачи, который дифференцированно воздействует на определенные органы

дерева.

Апробация работы. Результаты исследований представлялись и докладывались на койференциях: 5-я международная конференция «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (Томск, 2003); международная конференция «Proceedings, Society of American Foresters 2003 National Convention» (Buffalo, 2003); конференция молодых ученых «Исследование компонентов лесных экосистем Сибири» (Красноярск, 2003,2004).

Личный вклад автора.

Все работы по теме диссертации (разработка и освоение методик, проведение экспериментов, обработка и анализ полученных результатов) осуществлены автором или при его участии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем рукописи составляет 134 страницы и включает 21 таблицу, 34 рисунка и список использованной литературы, содержащий 133 источника, в том числе 36 иностранных.

Содержание работы

1 Состояние вопроса

Приведенный обзор работ по исследованию процессов протекающих при лесных пожарах и влияющих на жизнедеятельность лесных экосистем имеет достаточно длительную историю (Show, 1919; Hawley, 1926; Сипу, 1940; Мелехов, 1947; Vehrencamp, 1955; Вонский, 1957; Вугаш, 1959; Амосов, 1959; Кур-батский, 1964; Thomas, 1965; Коровин, 1967; Софронов, 1967; Van Wagner, 1968; Шешуков, 1970; Thomas, 1971; Steward, 1971; Сухинин, Конев, 1972; Гире, 1973; Гундар, 1974; Фуряев, 1975; Курбатский, Телицын, 1977; Валендик, Исаков, 1977; Конев, 1977; Воробьев, Валендик, 1978; Валендик, Матвеев, Софронов, 1979; Гришин, 1979; Шешуков, Соловьев, Найкруг, 1979; Гостинцев, Суханов, 1984; Доррер, 1984; Борисов с соав., 1984; Исаков, 1985; Stocks et. al, 1995; Брюханов с соав., 2002).

Большинство исследований было посвящено процессам горения, протекающим при лесных пожарах, теплофизическим свойствам лесных горючих материалов, механизму возникновения горения и распространения пламени по горючим материалам, а также выявлению роли конвекции и теплового излучения при горении горючего материала, физическому и математическому моделированию этих процессов. Однако вопросы исследования процесса теплопередачи и массообмена при лесных пожарах, которые прямо влияют на устойчивость лесных экосистем ещё недостаточно изучены (Fons, 1946; Davis et al., 1959; Byram et al.., 1957; Thomas, 1965; Hare, 1965; Van Wagner, 1967; Fang, 1969; Гундар, 1974; Сухинин, 1975; Фуряев с соав.., 1976; Исаков, 1976; Грузин, 1983; Гришин, 1985). В основном это экспериментальные работы в лабораториях и на моделях пожаров, а также математическое моделирование процессов распространения горения.

Вопросы влияния тепловых потоков пожара на вегетативные органы деревьев почти не изучены. Очень немного работ, которые посвящены воздействию тепловых потоков пожара на жизнедеятельность древесных растений. Но эти сведения имеют первостепенное значение для прогнозирования предельно допустимой степени повреждения для отдельных органов деревьев при лесных пожарах (Vines, 1968; Санников, 1973; Евдокименко, 1975; Фуряев с соав. 1976; Гире, 1982). Таким образом, несмотря на значительное количество исследований, вопрос о влиянии тепловых потоков на элементы дерева остаётся открытым.

2 Объекты и методика исследований

2.1 Объекты исследований

Район исследований охватывает территорию сред нетаежных и южнотаежных лесов в административных границах Красноярского края. Он располагается на территории Енисейского, Тасеевского, Больше-Муртинского и Емельянов-ского районов.

Исследования воздействия тепловйх потоков на вегетативные органы деревьев проводили на низовых пожарах: в сосняках лишайниково-зеленомошных Нижне-Енисейского лесхоза; в сосняках разнотравно-зеленомошных Больше-Муртинского лесхоза, в пихтарниках мелкотравно-зеленомошных Емельяновского лесхоза; в пихтарниках, повреждённых сибирским шелкопрядом, Усольского лесхоза; на захламленной вырубке Предивин-ского лесхоза.

Районы исследований отличаются разнообразием исследуемых древостоев. Их обобщенная характеристика представлена в таблице 1.

В этих лесорастительных условиях могут возникать и распространяться низовые пожары разного вида и интенсивности, где есть возможность исследовать тепловые потоки разного механизма воздействия на вегетативные органы дерева. В некоторых случаях, когда эксперименты на пожарах проводить было невозможно по технике безопасности, опыты проводили на модельных пожарах. В этом случае в качестве объектов горения брали участки леса в несколько десятков квадратных метров и даже просто естественные слои напочвенных горючих материалов площадью 0,5 м2. Такие эксперименты проводились при исследовании влияния кондуктивных потоков на прогрев корневых лап хвойных пород в пихтарнике мелкотравно-зеленомошном на щебнистых почвах," где у деревьев формируется поверхностная корневая система.

Таблица 1 - Характеристика типов леса

Тип леса Состав древостоя Возраст, лет Запас ЛГМ

опад, мхи, лишайники, подстилка, кг/м2 валеж, м3/га сухостой, м3/га

Сосняк лишайниково-зеленомошный ЮС+Лц 180 4,0 2,0 —

Сосняк разнотравно-зеленомошный ЮСед.Лц+Б 90 2,5 — —

Пихтарник мелкотравно-зеленомошный 7П2С1Лц+Е ед.К,Б 110 3,6 — —

Пихтарник мелкотравно-зеленомошный (вырубка) 10П 40 2,5 120 —

Пихтарник мелкотравно-зеленомошный (шелко-прядник) 4П2Е2К1Лц1Б+С 120 3,0 40 180

ЛГМ - лесные горючие материалы

В опытах по имитации конвективного потока в лаборатории определяли теплостойкость почек хвойных деревьев. В данном случае конвективный поток исходил от пламени газовой горелки. Благодаря такому разнообразию объектов для исследования удалось изучить воздействия на деревья всех видов теплопередачи - конвекции, теплового излучения и кондукции (теплопроводности).

Всего было проведено более 500 опытов, из них 200 в лаборатории.

2.2 Методика исследований .

Для оценки структуры и запасов напочвенных JITM на участках применяли методики (Van Wagner, 1968; Курбатский, 1970; McRae et. al., 1979; Braun et. al., 1981).

Во время экспериментов определяли высоту пламени, скорость распространения горящей кромки и время пламенного горения. MeteoHaönKWHHR проводили перед каждым опытом.

При проведении опытов за основу были взяты уже существующие методики термопарных и калориметрических измерений, которые были дополнены и улучшены (Hare, 1965; Михеев с соав., 1968; Конев, 1974; Сухинин, 1975; Фу-ряев с соав., 1976; Борисов с соав., 1984; Исаков, 1985; Stocks et. al, 1995; Брюханов с соав., 2002).

Для измерения температурного режима в живых тканях деревьев и в почве использовали мультиметр М-838, с хромель-алюмелевой термопарой заводского изготовления, диаметром 0,3 мм.

Диапазон летальных температур для живых тканей различных растений широк - 52-60°С (Devis, 1959; Александров, 1964; Levitt, 1972; Гире, 1982), При измерении температуры вегетативных органов за летальную принята максимальная температура 60°С. '

Для определения температурного режима в почках хвойных деревьев в лаборатории нами была создана специальная установка. В качестве образца брали побег с почкой, в которую вставляли термопару. Рядом с почкой размещали термопару для измерения температуры конвективного потока.

Воздействие на камбиальный слой деревьев хвойных пород проводили путём нагрева ствола радиационно-конвективным потоком от газовой горелки, с температурой потока 600°С. Термопару вставляли под кору в камбиальную зону, а температуру газового потока измеряли на поверхности коры дерева непосредственно над термопарой, которая находилась под корой.

Температурный режим в почве измеряли с помощью батареи из четырех хромель-алюмелевых термопар, которые размещались по одной в слое опада, подстилки и минеральном слое почвы на глубине 5 и 10 см. Измерения проводили с момента прохождения кромки над термопарами до начала понижения температуры во всех слоях.

Наблюдения за воздействием кондуктивного теплового потока на корни деревьев проводили на модели подстилочно-гумусового пожара в пихтарнике мелкотравно-зеленомошном, на щебнистых почвах. Подстилочно-гумусовый пожар имитировало горение естественного слоя напочвенного покрова из опада, зеленых мхов и подстилки на площадке 50x50 см, размещавшегося непосредственно на поверхности корневых лап деревьев. Температуру измеряли на поверхности коры корневых лап и под корой в камбиальной зоне.

Плотность потока теплового излучения определяли при низовых пожарах: напочвенном в сосняке лишайниково-зеленомошном, валежных на вырубках и валежно-стволовых пожарах в пихтарнике мелкотравно-зеленомошном, погибшем от повреждения сибирского шелкопряда. Плотность потока теплового из-

лучения определяли по темпу нагрева медного калориметра, который размеща-. ли в щите на высоте 0,5; 1,0; 1,5 метра.

Для анализа и обработки информации, получаемой в ходе работ, использовались следующие пакеты программ: STATISTICA Version 6; Microsoft Excel 2003; Adobe Photoshop CS 8.

3 Повреждение крон хвойных деревьев конвективным потоком

Известно, что в зависимости от вида пожара и его интенсивности конвективный поток может различаться как по температуре, так и по продолжительности воздействия на крону. В зависимости от этих параметров может происходить ожог всей кроны (почек и хвои), что приводит к гибели дерева, либо крона будет повреждена частично и останется жизнеспособной.

Измерения температуры почек хвойных в конвективном потоке показало, что их реакция на воздействие высоких температур для различных пород неодинакова. По теплостойкости почек деревья располагаются в следующем порядке: кедр сибирский, сосна обыкновенная и пихта сибирская (рисунок 1).

140 120 100 80

I 60

0

40 20 0

50 70 90 110 130 150 170

температура, "С

Рисунок 1 - Время нагрева почек сосны обыкновенной, кедра сибирского и пихты сибирской в зависимости от температуры конвективного потока при диаметре почек 3 мм

Почки сосны обыкновенной менее теплостойки, чем почки кедра сибирского. Одной из причин этого является особенность их морфоструктуры: при нагревании почки сосны, её жесткие, короткие и более сухие чешуйки раскрываются, обнажая стебель. Открытый стебель нагревается значительно быстрее, чем стебель почки кедра, защищенный более влажными, длинными и плотно сложенными чешуйками. Теплостойкость почки пихты очень низкая и это объясняется тем, что её чешуйки плотно прилегают к стеблю и покрыты тонким слоем смолы, что способствует её быстрому нагреву. Таким образом, теплостойкость почек зависит от их морфологических особенностей.

Скорость прогрева почки зависит не только от температуры конвективного потока, но и от диаметра почки. На примере сосны обыкновенной эта зависимость представлена на рисунке 2.

50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 температура, °С

Рисунок 2 - Время нагрева почки сосны обыкновенной до 60°С в зависимости от температуры конвективного потока

Существенную роль в защите почки от высоких температур играет охвое-ние ветки. Установлено, что почки защищённые хвоей нагреваются в полтора-два раза медленней, чем незащищенные.

Кроме того, теплостойкость почек зависит от их физиологического состояния. Теплостойкость повышается от периода покоя (апрель-май) к периоду развития (июль-август) на 10-50%, что объясняется повышением влагосодержания почек летом, в период развития.

Время прогрева почек до летальных температур даже при температуре потока 60°С не превышает 120-160 секунд. Продолжительность нагрева почек кедра сибирского до летальной температуры 60°С, при температуре конвективного потока 60-80°С происходит через 70-100 секунд, почек сосны обыкновенной через 40-80 и пихты сибирской - 32-55 секунд.

Основываясь на экспериментальных данных о распределении температуры по высоте при низовых пожарах в сосняках (Иванова, 2005), в зависимости от их интенсивности была составлена таблица 2, в которой экспериментальные данные были усреднены по интенсивности и дополнены расчетными.

Таблица 2 - Максимальная температура в конвекционном потоке низовых пожаров разной интенсивности

Температура конвективного потока, ° С

Интенсивность экспериментальные данные расчётные данные

горения, кВт/м высота, м

0 1 2,5 5 7,5 10 10 12 14 16 18 20

500-1999 800 329 231 158 132 100 83 58 41 29 20 14

2000-3999 828 415 261 193 182 163 129 97 74 56 42 32

4000-9999 983 930 733 678 493 456 434 370 315 269 229 195

Сопоставляя данные табл.2 и результаты опытов по измерению времени нагрева почек до 60°С в разных температурных потоках, можно утверждать, что почки деревьев могут погибнуть от сильного низового пожара.

4 Устойчивость разных видов хвойных к конвективно-радиационному потоку лесного пожара при его воздействии на стволы деревьев

Известно, что основным защитным слоем дерева является его кора. Теплоизолирующие свойства слоя коры зависят от её толщины, структуры, плотности и влажности. Эти характеристики коры широко варьируют по породам, условиям роста и, возможно, по фенофазам. Поэтому строить классификацию огнестойкости деревьев по физическим свойствам коры очень сложно (Chang, 1954).

Таблица 3 - Средние значения толщины коры в зависимости от диаметра ствола для хвойных пород Средней Сибири

Диаметр Порода

ствола на лиственница сосна кедр пихта ель

h=l,3 ш, возраст, ^-чюр» возраст, Lltop, возраст, L-Kop, возраст. возраст, ькор,

см лет ММ лет ММ лет ММ лет ММ лет мм

4,0 11 3 16 3 20 3 18 3 15 2

8,0 12 4 27 5 44 4 39 4 16 3

12,0 15 6 60 6 46 4 48 6 40 5

16,0 144 7 74 6 37 6 38 6 80 6

20,0 141 9 100 6 63 7 82 7 59 7

24,0 126 9 98 8 58 6 81 9 69 8

28,0 147 10 108 9 92 6 - - - -

Одинаковая толщина коры у различных пород при равном диаметре не обеспечивает одно и то же время нагрева камбиальной зоны до 60°С. Различия в структуре коры сказываются на её защитных свойствах.

Рисунок 3 - Время прогрева камбиальной зоны до 60°С в зависимости от толщины коры у светлохвойных пород

Наиболее теплостойкими являются светлохвойные породы: лиственница сибирская и сосна обыкновенная, имеющие толстый корковый слой. Менее теплостойки темнохвойные породы - ель сибирская, кедр сибирский и пихта сибирская (рисунок 4). Высокая теплостойкость ствола лиственницы и сосны определяется толщиной коркового-слоя в комлевой части дерева, где соотношение луба и корки почти не зависит от диаметра ствола, при диаметре 18-56 см -соотношение составляет от 12% до 15% (Сосунов, 1967).

толщина коры, мм

Рисунок 4 - Время прогрева камбиальной зоны ствола до 60°С в зависимости от толщины коры у тёмнохвойных пород

«

Отсутствие толстого коркового слоя объясняет слабую устойчивость тёмнохвойных пород к воздействию высоких температур. Хотя ствол ели покрыт чешуйками, которые с возрастом образуют незначительный корковый слой, делая ель более теплоустойчивой.

Разброс данных по времени прогрева коры одной породы дерева при одинаковой её толщине объясняется нестабильностью конвективно-радиационного потока под действием внешних факторов.

Таким образом, если взять лиственницу сибирскую как самый огнестойкий вид по времени нагрева камбия до 60°С, независимо от её возраста и диаметра, и принять её теплостойкость за 100%, то по отношению к ней теплостойкость сосны обыкновенной составит - 80%, ели сибирской -65%, кедра сибирского -55%, пихты сибирской -53%.

4.1 Особенности воздействия тепловых потоков пожара на стволы деревьев в зависимости от их диаметра

Повреждение стволов деревьев и их гибель при пожарах зависит не только от толщины коры и времени воздействия высоких температур, но и от диаметра ствола (Мелехов, 1948; Молчанов, 1954; Романов, 1965; Евдокименко, 1975; Войнов, Софронов, 1976; Бычков, 2001; Фуряев, 2005).

Наибольший о-Гпад деревьев сосны обыкновенной после нйзовых пожаров происходит при диаметре ствола до 8-10 см, при больших диаметрах сосновые деревья уже более устойчивы к воздействию пожаров (Мелехов, 1948; Евдоки-менко, 1975; Бычков, 2001).

Исследователи, занимающиеся вопросами последствий пожаров в древо-стоях, описывают отпад деревьев как случившийся факт. Вместе с тем, нет ответа на вопрос, почему деревья небольших диаметров гибнут даже при слабых низовых пожарах, а деревья больших диаметров лишь повреждаются, но не погибают и при сильных пожарах.

Гибель дерева при низовом пожаре вызвана также поражением камбия при нагревании ствола дерева потоком горячих газов и излучением пламени и углей. При этом, конвективный теплообмен протекает в ламинарном или турбулентном режимах, в зависимости от скорости ветра и диаметра ствола (рисунок 5).

а) ламинарное обтекание б) турбулентное обтекание

Рисунок 5 - Наклонное и наклонно-вертикальное положение пламенной зоны в зависимости от ламинарного и турбулентного режима обтекания ствола.

Ламинарный режим обтекания обусловлен малыми значениями размеров ствола и скорости ветра. В случае турбулентного режима обтекания ствола на его подветренной стороне возникает вертикальное пламя.

Резкое увеличение высоты пламени и интенсивности горения в этой зоне зависит от соотношения скорости потока энергии в поле ветра со скоростью, при которой тепловая энергия пламени превращается в кинетическую энергию конвекционного потока над пламенем.

В уравнении критерия энергии для существования вертикального конвекционного потока пожара, предложенное Байрамом, необходимым является условие, при котором отношение скорости превращения тепловой энергии пожара в кинетическую энергию газового потока (Pf) к скорости кинетической энергии в поле ветра (Р„) должно быть больше Рг/Ри >1 (Davis a.t., 1959).

Л»---=> -!'2g ,>' (1)

где Pf - скорость превращения тепловой энергии пожара в кинетическою энергию газового потока, кгм/с м2; I - интенсивность пожара, Вт/м; Ср - удельная теплоёмкость воздуха при постоянном давлении, ккал/м °С; То - температура наружного (относительного потока) воздуха, °С; 237 - температурный коэффициент для шкалы Цельсия; Р„ - скорость потока кинетической энергии в поле ветра, кгм/с-м2; g - ускорение сил тяжести, м/с2; р - плотность воздуха, кг/м3; v - скорость ветра, м/с; г - поступательная скорость кромки пожара, м/с.

Данный расчёт экспериментально проверен Э.Н. Валендиком (1979) на моделях пожаров разной интенсивности. Было подтверждено, что при Р|/Р«>1 образуется вертикальный конвективный поток пожара.

Подставляя в формулу значения слабого низового пожара получим:

_300-2-9.81_=2 5

1.005 ■ (20+237) 1.205 • (2 - 0.025)3 '

В этом случае отношение Pf/Pw=2,5, вследствие малых значений горизонтальной составляющей поля ветра, не превышающей по скорости 2 м/с, пламя становится вертикальным с подветренной части ствола, увеличивая температуру и сокращая время нагрева ствола. Но при скорости ветра 3 м/с прочих равных условиях отношение становится Pf/Pw < 1. В этом случае, при слабой интенсивности горения и сильном ветре конвективная составляющая слабее поля ветра. При этом надо учитывать, что с подветренной стороны ствола со скоростью ветра возрастает турбулентность, образующая обратное течение в этой области. Действие энергии ветра в этой области ослабевает (Pw—>0), создавая поток газов вдоль ствола.

Таким образом, на подветренной части ствола возникает увеличение ра-диационно-конвективного теплового потока. При этом высота нагара не отражает общей интенсивности пожара, так как обусловлена локальным вертикальным пламенем и временем пламенного горения растительного материала в около комлевой зоне.

Итак, гибель деревьев с малым диаметром ствола обусловлена равномерным нагревом по всему периметру, а также малой толщиной коры и высокой её теплопроводностью. Теплоустойчивость деревьев большого диаметра, при том же времени горения лесных горючих материалов на кромке пожара, объясняется большей толщиной коры и меньшей её теплопроводностью вследствие образования корки.

Усиленный теплообмен на подветренной стороне ствола и возникновение вертикального пламени вызывает не только усиленный прогрев коры, но и её выгорание, что приводит к образованию пожарных подсушин.

Выявленная зависимость между временем прогрева камбия и толщиной коры, и полученные временные параметры, дают основание говорить о гибели

деревьев лиственницы сибирской и сосны обыкновенной сдиаметром до 6 см и деревьев кедра сибирского, пихты сибирской и ели сибирской до диаметра 8 см от слабых низовых пожаров. При пожарах средней силы будет происходить гибель деревьев лиственницы сибирской и сосны обыкновенной диаметром до 12 см меньшей мере - до 16 см, а деревьев кедра сибирского, пихты сибирской и ели сибирской - до диаметра 18 см. Деревья большего диаметра получают ожоги с образованием подсушин.

Время достижения летальной температуры в камбиальной зоне ствола определяется, главным образом, толщиной коры и её теплопроводностью и в меньшей степени интенсивностью пожара. Результаты расчётов показывают, что если время пламенного горения слоя лесных горючих материалов составляет в среднем 120 секунд для большого диапазона условий (Конев и др., 1978), то можно оценить критическую толщину коры для низовых пожаров средней силы. Она составляет ориентировочно 6-8 мм для светлохвойных, 8-10 мм для тёмнохвойных и зависит от морфоструктуры и влагосодержания коры.

5 Влияние кондуктивного теплового потока на температурный режим почвы и корни деревьев при низовых пожарах

5.1 Влияние кондуктивного теплового потока на почву

Проведенные исследования показали, что температурный режим почвы при пожаре зависит от интенсивности горения и его продолжительности.

Характеристики горения и температура почвы при пожарах в сосняке тра-вяно-зеленомошном приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Влияние интенсивности горения на температуру почвы при низовом пожаре

Интенсивность, кВт/м Время пламенного горения, мин Высота пламени, м Средняя температура пламени, °С Температура, °С

под слоем опада в подстилке в почве на глубине, см

0-5 5-10

40 4,5 0,75 650 14/71* 16/24 11/14 11/11

260 17 1,0 800 24 / 639 23/28 22/33 20/25

630 10 1,5 900 20/471 16/34 11/14 11/11

1170 20 2,0 1000 7/559 8/380 5/59 5/41

* - (начальная температура / максимальная температура)

Заметное изменение температуры почвы на глубине от 5 до 10 см происходит в условиях соответствующих пожарам средней силы, при интенсивности горения =260 кВт/м. Продблжительность пламенного горения при этом достигала 17 минут, а температура под слоем опада равнялась 639°С. Изменение температуры слоя почвы на глубине 0-5 см до 60°С происходит при сильных низовых пожарах интенсивностью «1170 кВт/м, при температуре в подстилке 380°С.

Полученные результаты дают возможность оценить динамику температурного режима почвы при низовых пожарах. При этом нагрев почвы до 60°С при низовых пожарах средней силы происходит лишь в слое 0-5 см.

5.2. Влияние кондуктивного теплового потока на корни деревьев при подстилочно-гумусовых пожарах

* Подстилочно-гумусовые пожары являются наиболее губительными для на-

саждений, так как поражают корневую систему всей растительности. Хотя эти пожары (по высоте пламени и скорости распространения) можно отнести к слабым низовым пожарам, и они повреждают корни деревьев, что приводит к гибели как хвойных, так и лиственных пород независимо от их возраста.

Исследовался прогрев корней при моделировании подстилочно-гумусового пожара в пихтарнике мелкотравно-зеленомошном у пяти хвойных пород: лиственницы сибирской, сосны обыкновенной, кедра сибирского, пихты сибирской, ели сибирской. Состав древостоев - 7П2С1 Лц, ед.Б, Е, К, возраст - 58-142 года, полнота - 0.6-0.7, диаметр деревьев варьировал от 20 до 28 см. Корневая система деревьев поверхностная. Верхняя часть корневых лап деревьев была покрыта слоем из опада, мха и подстилки. Толщина этого слоя на разных участках колебалась от 4 до 10 см.

Установлено, что в пламенном режиме сгорают опад и верхняя часть зеленых мхов. В беспламенном режиме происходит горение нижней части мха (очёса) и подстилки. При этом, в пламенном режиме горение продолжается до 1,5 минут, в беспламенном - до 30 минут (таблица 5).

Таблица 5 - Характеристика горения слоя горючих материалов

Характеристики процесса горения

g продолжитель- температура Влагосодержание, %

â высота ность горения, мин на поверхности

пламени см пламенного беспламенного корневой лапы, "С (при температуре камбия 60°С) мха и опада подстилки коры корня

1 23 1,5 27,0 155 10 16 69

2 25 1,3 30,3 166 10 17 62

3 15 1,0 16,9 167 6 11 66

4 38 1,0 16,3 221 5 9 31

5 27 1,1 24,1 238 6 14 41

6 12 0,5 20,0 238 5 9 31

7 20 0,7 12,0 142 6 10 37

g 25 0,5 19,3 222 7 16 49

9 20 0,5 16,3 225 8 14 38

10 30 0,7 18,5 271 6 14 44

Пик температуры на поверхности корневых лап возникает раньше, чем температура в слое камбия достигает летальной температуры 60°С (рисунок 6).

и

Рисунок 6 -. Температура камбиальной зоны и поверхности корневой лапы

"-" - на поверхности коры,"—" - в камбиальной зоне.

Выявлено, что прогрев камбиального слоя корневых лап до летальной температуры зависит, прежде всего, от длительности горения подстилки. При этом время беспламенного горения составляло 95-98% от общего времени горения слоя горючих материалов.

Это объясняет гибель темнохвойных древостоев даже при слабых подсти-лочно-гумусовых пожарах.

6 Плотность теплового излучения при низовых лесных пожарах

Поток теплового излучения в определенных условиях влияет на развитие пожара и скорость его движения. Он преобладает при продвижении повальных верховых пожаров, а также при низовых пожарах, распространяющихся вверх по склону. Однако, наибольшее влияние он оказывает на пожарных и технические средства пожаротушения.

Анализ наблюдений за динамикой потока теплового излучения на лесных пожарах показал, что его мощность зависит от вида пожара и параметров горения. Известно, что мощность теплового излучения зависит, прежде всего, от высоты пламени. Это подтверждается и нашими данными (рисунок 7).

160

140

I

у = 16,638х +29,772 -0,67

60

I

40

2

3

4

5

6

высота пламени, м

Рисунок 7 - Плотность теплового излучения в зависимости от высоты пламени

Выявлена зависимость плотности теплового излучения от расстояния до кромки пожара при валёжниковых пожарах на вырубках и валёжниково-стволовых пожарах в шёлкопрядниках (рисунок 8).

140

120

100

&

X 80

S

и г, 60

5

X

40

20

0

"у = 326,37еог7"" R1 - 0,90

I

23456789 10

расстояние, м

Рисунок 8 - Плотность теплового излучения в зависимости от расстояния до горящей кромки пожара

Установлено, что на этих пожарах плотность теплового излучения близка к излучению при верховых пожарах и на расстоянии 10 м от кромки горения превышает безопасную норму в два раза.

Поэтому исследования теплового излучения на пожарах разного вида актуально, так как знание его силы дает возможность предвидеть его воздействие на пожарных.

7 Классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам

Классификация лесных пожаров постоянно уточнялась и развивалась (Яш-нов, 1930; Мелехов, 1947; Hawley и Stiket, 1948; Davis, 1959). В 1962 году Н.П. Курбатский предложил разделение низовых, верховых и подземных пожаров по силе: слабой, средней силы и сильные. Критериями послужили высота пламени и скорость распространения. Эта дополнительная классификация пожаров оказалась очень удобной для визуальной оценки тепловых параметров пожара, в том числе, она дает возможность расчета его интенсивности. Однако, известно, что воздействие пожара на древостой осуществляется передачей тепла от пожара конвекцией, радиацией и кондукцией. Эти виды теплопереноса и воздействуют на структурные элементы деревьев и зависят, прежде всего, от вида и интенсивности пожара.

На основе анализа литературных данных, собственных экспериментальных наблюдений на лесных пожарах разного вида и интенсивности, анализа фотоснимков и видеосъемки пожаров разработана классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам, воздействующим на компоненты древо-

стоя (таблица 6). В основу этой классификации положены классификации лесных пожаров И.С. Мелехова (1947) и Н.П. Курбатского (1970).

Таблица 6 - Классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам

Вид теплового потока Вид пожара От общего количества тепла выделившегося при пожаре, %

Конвективный • верховой вершинный • подлесно-кустарниковый беглый • напочвенный 70-80

Конвективно-радиационный • напочвенный • верховой повальный 40-60

Радиационно-конвективный • валежно-стволовой • валежный • подлесно-кустарниковый устойчивый 80-90

Кондуктивный • подстилочно-гумусовый •торфяной 60-90

Основную роль конвективный поток играет при переходе низовых пожаров в верховые при наличии ступенчатой морфоструктуры древостоя, когда имеются большие запасы напочвенных горючих материалов, густого подроста, кроны которого смыкаются с нижней частью крон основного полога. В этом случае весь процесс горения от сильного низового пожара переходит в подлесно-кустарниковый, а позднее - в верховой. Весь этот процесс определяет конвективный перенос тепла.

Часто на пожарах, при определенных условиях среды и положения горящей кромки, трудно выделить отдельные виды теплопереноса, так как они воздействуют на древостой совместно в разных соотношениях. Такой конвективно-радиационный перенос тепла имеет место при сильных низовых пожарах, при ветре, при распространении пожара вверх по склону и при верховых повальных пожарах.

Поток теплового излучения, воздействующий на компоненты древостоя, преобладает при валежно-стволовых пожарах, когда горение древостоя происходит по всей его высоте и пламя направлено вверх. Также тепловое излучение воздействует на стволы деревьев при горении «куртин» подроста и подлеска в окнах полога древостоя. При высоко поднятых кронах подлесно-кустарниковый пожар не переходит в кроны, а только поражает стволы деревьев излучением. Такой же механизм воздействия на древостой происходит и при валежных пожарах.

Кондуктивный перенос тепла имеет место при всех видах пожаров, но наиболее сильное воздействие его на древостой проявляется при подстилочно-гумусовых и торфяных пожарах с поверхностной корневой системой древостоя. Несмотря на низкую интенсивность горения на этих пожарах, длительное горение в беспламенном режиме мха и подстилки поражает корневую систему деревьев.

Предлагаемая классификация дает представление о лесном пожаре как о тепловом источнике, воздействующем тепловыми потоками на компоненты насаждения, и она является дополнением к имеющимся классификациям лесных пожаров. Она не совершенна и не бесспорна, но по мере дополнения её новыми экспериментальными данными на пожарах, она поможет понять механизмы воздействия пожаров разного вида и интенсивности на компоненты лесных экосистем и их отклик на воздействия. Это в дальнейшем позволит моделировать и прогнозировать данные процессы.

Результаты исследований, а также анализ экспертных оценок по отпаду деревьев при пожарах, дали возможность разработать критерии для прогнозирования вероятности гибели деревьев по параметрам горения.

Предлагается девять критериев, по которым можно приближенно оценить отпад деревьев непосредственно на пожаре. К ним относятся: вид пожара, скорость движения горящей кромки, вид теплового потока, температура теплового потока, время действия теплового потока на вегетативные органы дерева, диаметр ствола и высота дерева. Предлагаемые критерии приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Критерии для прогнозирования гибели деревьев при лесных пожарах

Вид пожара Высота пламени, м \ Скорость движения кромки, м/мин Вид теплового потока Температура потока, °С Высота дерева, м Диаметр дерева, см Время воздействия, мин Вероятность гибели вегетативных органов, %

Верховой >10.0 >10.0 конвективно-радиационный 1000 не ограничена не ограничен <20 с 100 (почки, хвоя)

Подлесно-кустарниковый >2.0 <4.0 конвективный >60 <20 > 1.2 100 (почки, хвоя)

Напочвенный <1.5 <2.0 конвективно-радиационный >600 не ограничена <10 > 16 <4.0 >6.0 > 80 (стволы) < 4 (стволы)

Валежный >1.5 <1.5 радиационно-конвективный >800 <10 > 18 > 10.0 100 (стволы) < 20 (стволы)

Подстилочно-гумусовый <0.5 <1.0 кондуктивный >160 не ограничен <27.0 100 (корни)

Все предлагаемые параметры горения легко можно определить при распространении пожара и спрогнозировать возможный отпад деревьев в древостое. Это даст возможность специалистам лесного хозяйства уже при тушении пожара оценить его воздействие на древостой.

Выводы ■»

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Установлено, что повреждение конвективным потоком пожара крон хвойных деревьев до полного отмирания происходит не только при верховых, но и при сильных низовых пожарах, когда отмирают вегетативные органы дерева (почки). При этом почки, в зависимости от их диаметра, погибают при температуре конвективного потока в кроне 60°С не более чем за 150 секунд.

2. Выявлена относительная теплостойкость стволов деревьев хвойных пород разного возраста и диаметра, при действии на них конвективно-радиационного потока низового пожара средней силы. При этом наиболее теплостойкой является лиственница, менее - сосна, ель, кедр и пихта при диаметре ствола от 16 см и более. Определяющую роль в теплостойкости дерева играет толщина коры.

3. Рассмотрен механизм воздействия тепловых потоков пожара на стволы деревьев, который представляет собой сложный процесс теплообмена при обтекании дерева тепловым потоком и соотношением энергии газового потока пламени и поля ветра, определяющими резкое увеличение высоты пламени с тыловой стороны ствола. Экспериментально установлено время, необходимое для нагрева камбиальной зоны стволов деревьев хвойных пород до летальной температуры.

4. Выявлена динамика температуры почвы при напочвенных пожарах, которая зависит от интенсивности пожара и длительности горения. При этом нагрев почвы до 60°С при таких пожарах происходит лишь в слое 0-5 см.

5. Определен механизм воздействия кондуктивного теплового потока на корневую систему деревьев хвойных пород при подстилочно-гумусовых пожарах и установлены временные параметры нагрева камбиальной зоны корневых лап до летальной температуры. Летальная температура камбия наступает при средней температуре на поверхности коры - 210°С.

6. Выявлено, что при низовых пожарах средней силы и сильных (по классификации Н.П. Курбатского) плотность потока теплового излучения изменяется от 4 до 207 кВт/м2, при этом максимальный поток излучения зафиксирован на валежных и валежно-стволовых пожарах, где существенный вклад в излучение вносят горящие угли и сухостойные горящие деревья.

7. Разработаны критерии для прогнозирования вероятности гибели деревьев по параметрам горения пожара.

8. Разработана классификация лесных пожаров по тепловым потокам в зависимости от вида и интенсивности пожара.

Результаты проведенных исследований существенно пополняют сведения о природе лесных пожаров, вскрывают механизмы воздействия тепловых потоков на вегетативные органы дерева и могут быть использованы в математическом моделировании воздействия пожаров на древостой. Кроме того, они дают возможность по параметрам пожара прогнозировать влияние его на древостой и оценить условия работы на пожарах разного вида и интенсивности.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Косов И.В. Изменение температур в слое порубочных остатков и почве при контролируемых выжиганиях на вырубках в тёмнохвойных лесах Восточного Саяна / А.В.Брюханов, И.В.Косов // Ботан. исслед. в Сибири, вып. 10. -Красноярск, £002. - С. 32-41.

2. Косов И.В. Огневая очистка вырубок в сосновых лесах Нижнего Приан-гарья/ С.В.Верховец, Е.К.Кисиляхов, И.В.Косов // Ботан. исслед. в Сибири, вып. 10. - Красноярск, 2002. - С. 46-53.

3. Косов И.В. Лучистый тепловой поток лесного пожара / И.В.Косов, Е.К.Кисиляхов, С.В.Верховец // Ботан. исслед. в Сибири, вып. 11,- Красноярск, 2003. - С. 66-68.

4. Косов И.В. Исследование лучистого теплового протока лесного пожара/ И.В.Косов //Исследования компонентов лесных экосистем Сибири; материалы конференции молодых ученых, 2003, Красноярск, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, С.29-30

5. Косов И.В. Горимость лесов, поврежденных сибирским шелкопрядом/ С.В.Верховец, Е.К.Кисиляхов, И.В.Косов, А.Ю.Лантух //Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия: Материалы 5-й Международной конференции. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. - С. 63-64.

6. Косов И.В. Поток теплового излучения лесного пожара/ И.В.Косов, Е.К.Кисиляхов, С.В.Верховец //Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия: Материалы 5-й Международной конференции. - Томск: Изд-во Tqm. ун-та, 2003. - С. 129.

7. I.V. Kosov. Combining mechanical treatment and prescribed fire to restore boréal conifer stands killed by Siberian Moth./ E.N.Valendik,; S.V.Verkhovets, J.C.Brissette, Ye.K.Kisilyakhov, I.V.Kosov, ST.Eubanks, and R.J. Lasko. // In: Proceedings, Society of American Foresters 2003 National Convention, October 2529,2003; Buffalo, NY. Society of American Foresters, Bethesda, 2004. MD: 53-59.

8. Косов И.В. Подготовка шелкопрядников к лесовостановлению с помощью огня / Э.Н.Валендик, С.В.Верховец, Е.К.Кисиляхов, И.В.Косов, Н.А.Тюльпанов // Лесное хозяйство, №3, - Москва, 2004. - С. 41-42.

9. Косов И.В. Динамика температуры почвы при низовых пожарах/ И.В.Косов, Э.Н.Валендик, Е.К.Кисиляхов // Ботан. исслед. в Сибири, вып. 12. -Красноярск, 2004. - С. 76-81.

Ю.Косов И.В. Огнестойкость сосны обыкновенной/ И.В.Косов, Е.К.Кисиляхов // Ботан. исслед. в Сибири, вып. 12. - Красноярск, 2004. - С. 8188.

11 .Косов И.В. Методы оценки огнестойкости сосны обыкновенной/ И.В.Косов // Исследования компонентов лесных экосистем Сибири; Материалы конференции молодых ученых, Красноярск, Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2004. -С.35-38.

12. Косов И.В. Механизм повреждения древостоя при подстилочно-гумусовых пожарах/ И.В.Косов, Е.К.Кисиляхов, В.Ю.Рыбников // Ботан. ис-след. в Сибири, вып. 13. - Красноярск, 2005. - С. 97-101.

УОЛ ИЛ СО РАН Заказ № 102, тираж 100 экз.

L

6 7 3 3

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Косов, Иван Владимирович

Введение

1 Состояние вопроса

2 Объекты и методика исследований

2.1 Объекты исследований

2.2 Программа исследований

2.3 Методика исследований

3 Повреждение крон хвойных деревьев конвективным потоком

3.1 Временные параметры устойчивости почек к конвективному потоку

3.2 Влияние интенсивности низового пожара на повреждение кроны

3.3 Выводы

4 Устойчивость разных видов хвойных к конвективно-радиационному потоку лесного пожара при его воздействии на стволы деревьев

4.1 Особенности воздействия тепловых потоков пожара на стволы деревьев в зависимости от их диаметра

4.2 Определение параметров поражения дерева расчетным методом

4.3 Влияние толщины коры на теплоустойчивость

4.4 Зависимость теплоустойчивости дерева от породы

4.5 Выводы

5 Влияние кондуктивного теплового потока на температурный режим почвы и корни деревьев при низовых пожарах

5.1 Влияние кондуктивного теплового потока на почву

5.2 Влияние кондуктивного теплового потока на корни деревьев при подстилочно-гумусовых пожарах

5.3 Выводы

6 Плотность теплового излучения при низовых пожарах

6.1 Поток теплового излучения при различных условиях горения

6.2 Воздействие теплового излучения

6.3 Выводы

7 Классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам 101 7.1 Критерии для прогнозирования гибели деревьев на пожарах 105 Список литературы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Устойчивость хвойных пород к воздействию лесных пожаров"

Актуальность проблемы

Лесной пожар - это процесс горения, стихийно распространяющийся по лесной территории. Влияние его на окружающую среду огромно и может происходить на глобальном, региональном и местном уровнях. Непосредственно в зоне пожара на древостой воздействуют тепловые потоки, которые повреждают деревья или приводят их к гибели в зависимости от вида пожара.

Известно, что существуют три механизма переноса тепла от пожара: конвекция, тепловое излучение и теплопроводность. Конвективный теплоперенос, прежде всего, выносит в атмосферу продукты горения и нагревает полог древостоя, стимулируя переход низового пожара в верховой. Поток теплового излучения непосредственно воздействует на камбиальный слой дерева, что приводит к его гибели. Передача тепла теплопроводностью в почву изменяет её химический состав и структуру, влияя на микрофлору и фауну почвы, и повреждает поверхностные корни деревьев.

Немного работ (Davis et al., 1959; Vines, 1968; Санников, 1973; Евдокимен-ко, 1975; Фуряев и др., 1976; Гире, 1982), посвящено исследованию прямого воздействия тепловых потоков пожара на жизнедеятельность древесных растений. Они содержат мало данных о температурах нагрева, которые могут вынести живые ткани ствола, хвоя, почки, а также корни. Но эти данные имеют первостепенное значение для прогнозирования степени повреждения вегетативных органов деревьев при лесных пожарах. Что говорит об актуальности этих исследований, которые направлены на выявление устойчивости хвойных деревьев к воздействию лесных пожаров.

Цель работы. Целью настоящей работы является количественная и качественная оценка воздействий тепловых потоков лесных пожаров на вегетативные органы: лиственницы сибирской (Larix sibirica), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), кедра сибирского (Pinus sibirica), пихты сибирской (Abies sibirica), ели сибирской (Picea sibirica) и выявление условия их гибели при пожарах разного вида и интенсивности. Задачи исследований.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. определить влияние конвективного теплового потока пожара на кроны деревьев;

2. оценить действие радиационно-конвективного потока на камбиальный слой стволов деревьев;

3. а) выявить уровень передачи тепла в почву при лесных пожарах; б) оценить воздействие теплопроводности на корни деревьев при подстилоч-но-гумусовых пожарах;

4. измерить плотность потока теплового излучения на пожарах разного вида.

Научная новизна: Впервые дифференцированно рассматривается воздействие низового пожара на вегетативные органы: лиственницы сибирской, сосны обыкновенной, кедра сибирского, пихты сибирской, ели сибирской в зависимости от вида теплопередачи. Определены временные параметры гибели вегетативных органов деревьев при воздействии на них тепловых потоков пожара и разработаны критерии для прогнозирования гибели деревьев по параметрам пожара.

Практическая значимость. Результаты исследования воздействия тепловых потоков на крону, ствол, корни дерева позволяют предвидеть возможные их повреждения и гибель в зависимости от вида пожара и его интенсивности.

Разработанная классификация лесных пожаров по преобладающим тепловым потокам дополняет существующие классификации лесных пожаров и позволяет прогнозировать воздействие пожара на деревья.

Разработаны критерии, по которым возможно прогнозировать гибель деревьев непосредственно по параметрам пожара. Защищаемые положения:

1. Тепловая устойчивость вегетативных органов деревьев определяется их структурой, видом пожара и интенсивностью теплопередачи.

2. Индикатором повреждения вегетативных органов является вид теплопередачи, который дифференцированно воздействует на определенные органы дерева.

Результаты исследований представлялись и докладывались на конференциях: 5-я международная конференция «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (Томск, 2003); международная конференция «Proceedings, Society of American Foresters 2003 National Convention» (Buffalo, 2003); конференция молодых ученых «Исследование компонентов лесных экосистем Сибири» (Красноярск, 2003,2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем рукописи составляет 134 страницы и включает 21 таблицу, 34 рисунка и список использованной литературы, содержащий 133 источника, в том числе 36 иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Косов, Иван Владимирович

выводы:

1. Установлено, что повреждение конвективным потоком пожара крон хвойных деревьев до полного отмирания происходит не только при верховых, но и при сильных низовых пожарах, когда отмирают вегетативные органы дерева (почки). При этом почки, в зависимости от их диаметра, погибают при температуре конвективного потока в кроне 60°С не более чем за 150 секунд.

2. Выявлена относительная теплостойкость стволов деревьев хвойных пород разного возраста и диаметра, при действии на них конвективно-радиационного потока низового пожара средней силы. При этом наиболее теплостойкой является лиственница, менее - сосна, ель, кедр и пихта при диаметре ствола от 16 см и более. Определяющую роль в теплостойкости дерева играет толщина коры.

3. Рассмотрен механизм воздействия тепловых потоков пожара на стволы деревьев, который представляет собой сложный процесс теплообмена при обтекании дерева тепловым потоком и соотношением энергии газового потока пламени и поля ветра, определяющими резкое увеличение высоты пламени с тыловой стороны ствола. Экспериментально установлено время, необходимое для нагрева камбиальной зоны стволов деревьев хвойных пород до летальной температуры.

4. Выявлена динамика температуры почвы при напочвенных пожарах, которая зависит от интенсивности пожара и длительности горения. При этом нагрев почвы до 60°С при таких пожарах происходит лишь в слое 0-5 см.

5. Определен механизм воздействия кондуктивного теплового потока на корневую систему деревьев хвойных пород при подстилочно-гумусовых пожарах, и установлены временные параметры нагрева камбиальной зоны корневых лап до летальной температуры. Летальная температура камбия наступает при средней температуре на поверхности коры - 210°С.

6. Выявлено, что при низовых пожарах средней силы и сильных (по классификации Н.П. Курбатского) плотность потока теплового излучения изменяется от 4 до 207 кВт/м , при этом максимальный поток излучения зафиксирован на валежных и валежно-стволовых пожарах, где существенный вклад в излучение вносят горящие угли и сухостойные горящие деревья.

7. Разработаны критерии для прогнозирования вероятности гибели деревьев по параметрам горения пожара.

8. Разработана классификация лесных пожаров по тепловым потокам в зависимости от вида и интенсивности пожара

Результаты проведенных исследований существенно пополняют сведения о природе лесных пожаров, вскрывают механизмы воздействия тепловых потоков на вегетативные органы дерева и могут быть использованы в математическом моделировании воздействия пожаров на древостой. Кроме того, они дают возможность по параметрам пожара прогнозировать влияние его на древостой и оценить условия работы на пожарах разного вида и интенсивности.

Поток теплового излучения в определенных условиях влияет на развитие пожара и скорость его движения. Он преобладает при продвижении повальных верховых пожаров, а также при низовых пожарах, распространяющихся вверх по склону. Однако наибольшее влияние он оказывает на пожарных и технические средства пожаротушения.

В этих условиях тушение пожаров возможно лишь с помощью отжига от опорных полос, дорог и других препятствий для распространения огня.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Косов, Иван Владимирович, Красноярск

1. Абаимов А.П. Особенности послепожарных повреждений лиственничныхлесов мерзлотной зоны Средней Сибири. / Абаимов А.П., Прокушкин С.Г., Зырянова О.А. // Сиб. Экологический журнал, 1998. № 3-4. -С. 315-323.

2. Амосов Г.А. Некоторые особенности горения при лесных пожарах./ Амосов Г.А. // Л., ЛенНИИЛХ, 1958.- 29 с.

3. Амосов Г.А. Пламенное и беспламенное горение в лесу./ Амосов Г.А. // Сборник работ по лесному хозяйству. -Л., ЛенНИИЛХ, 1959. Вып. 3. -С. 157169.

4. Анцышкин С.П. Противопожарная охрана леса./ Анцышкин С.П. // М. -Л., Гослесбумиздат, 1957. 124 с.

5. Балбышев И.Н. Сравнительная пожароустойчивость древесных пород таежной зоны. / Балбышев И.Н. // Лесные пожары и борьба с ними. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-С.114-127.

6. Баранов Н.М. Послепожарная эрозия почв в сосняках большого Хамар-Дабана./ Баранов Н.М., Стефин В.В. // Прогнозирование лесных пожаров. -Красноярск, 1978.-С. 146-153.

7. Борисов А.А. Экспериментальное исследование и математическое моделирование торфяных пожаров./ Борисов А.А., Борисов Ал.А., Горелик Р.С., Жан В.Д., Феклистов В.Н., Хабахпашев Г.А. //Теплофизика лесных пожаров. ИТФ СО АН СССР, Новосибирск, 1984. -С. 5-22:

8. Борисов А.А. Кинетические характеристики низкотемпературного горения торфа./ Борисов А.А., Кисилев Я.С., Удилов В.П. // Теплофизика лесных пожаров. ИТФ СО АН СССР, Новосибирск, 1984. -С. 23-30.

9. Ю.Буряк JI.B. Пожароустойчивость сосны и лиственницы в условиях Нижнего Приангарья / Буряк JI.B., Бычков В.А., Москальченко С.А., Орешенко С.А, Сухинин А.И. // Ботанические исследования в Сибири, вып. 12. Красноярск, 2004. - С. 23-28.

10. П.Бычков В.А. Влияние контролируемых выжиганий под пологом припосел-ковых боров на морфоструктуру древостоев/ Бычков В.А. // Ботанические исследования в Сибири, Красноярск, 2001. -С.

11. Валендик Э.Н. Об интенсивности лесного пожара./ Валендик Э.Н., Исаков Р.В. // Прогнозирование лесных пожаров. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977.-С. 40-55.

12. Валендик Э.Н. Крупные лесные пожары./ Валендик Э.Н., Матвеев П.М., Софронов М.А. // Москва., Наука, 1979.- 200 с.

13. Валендик Э. Н. Управляемый огонь на вырубках в темнохвойных лесах/ Валендик Э. Н., Векшин В.Н., Верховец С.В., Забелин А.И., Иванова Г.А., Ки-силяхов Е.К. // Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 209 с.

14. Валендик Э. Н. Контролируемые выжигания на вырубках в горных лесах / Валендик Э. Н., Векшин В. Н.5 Иванова Г. А., Кисиляхов Е. К., Перевознико-ва В.Д., Брюханов А.В., Бычков В.А., Верховец С. В.// Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001.-209 с.

15. Войнов Г.С. Прогнозирование отпада в древостое после низовых пожаров/ Войнов Г.С., Софронов М.А. // Современные исследования типологии и пирологии леса. Архангельск: АИЛиЛХ, 1976.- С. 115-121.

16. Вонский С.М. Интенсивность огня низовых лесных пожаров и её практическое значение / Вонский С.М. // Л.: ЛенНИИЛХ, 1957. 53 с.

17. Воробьёв О.Ю. Вероятностное множественное моделирование распространения лесных пожаров./ Воробьёв О.Ю., Валендик Э.Н. // Новосибирск., Наука, 1978. -160 с.

18. Гире Г.И. Проблема устойчивости хвойных растений к воздействию высокой температуры / Гире Г.И. // Горение и пожары в лесу. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1973. - С. 197-206.

19. Гире Г.И. Физиология ослабленного дерева./ Гире Г.И. // Новосибирск, Наука. СО АН СССР, 1982. -255 с.

20. ГОСТ Р 8.563-96. Методики выполнения измерений.

21. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

22. Гостинцев Ю.А. О забросе горящих элементов ветром из очага лесных пожаров. / Гостинцев Ю.А., Суханов Л.А., Лазарев В.В., Тимаков В.Н. // Тезисы докладов межреспубликанской конференции 9-11 октября «Горение и пожары в лесу». Красноярск, 1984.- С. 64-67.

23. Гришин A.M. Математическая модель тепло- и массопереноса при лесных пожарах / Гришин A.M. // Горение и пожары в лесу. Часть 2. Новые разработки в проблеме лесных пожаров, Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1979,-С. 5-25.

24. Гришин М.А. Математическая теория верховых лесных пожаров./ Гришин М.А., Грузин А.Д., Зверев В.Г. // Теплофизика лесных пожаров. ИТФ СО АН СССР, Новосибирск, 1984, с. 38-75.

25. Грузин А.Д. Аэродинамика и сопряжённый тепломассоперенос в приземном слое атмосферы при распространении лесных пожаров. Автореф. дисс. канд. ф-м. наук. Томск, ТГУ, 1983.

26. Гундар С.В. О газообмене при почвенных пожарах./ Гундар С.В. // «Проблемы лесной пирологии». ИЛиД им. В.Н. Сукачёва СО АН СССР, Красноярск, 1975. -С. 137-146.

27. Гундар С.В. Об энергетическом балансе беспламенного горения органической части почвы./ Гундар С.В. // «Вопросы лесной пирологии». Институт леса и древесины им. В.Н. Сукачёва СО АН СССР, Красноярск, 1974.- с. 7482.

28. Гусев В.Г. Оценка облученности пожарных перед кромкой низового и верхового лесных пожаров./ Гусев В.Г. // Труды ЛенНИИЛХ. Лесные пожары и борьба с ними. Л., 1989. - 136 с.

29. Демидов П.Г. Горение и свойства горючих веществ./ Демидов П.Г. // -М.: Минкомиздат РСФСР, 1962. 264 с.

30. Доррер Г.А. Модель распространения фронта лесного пожара./ Доррер Г.А. // Теплофизика лесных пожаров. ИТФ СО АН СССР, Новосибирск, 1984. -С. 86-98.

31. Евдокименко М.Д. Огневые повреждения сосняков рододендроновых в Забайкалье./ Евдокименко М.Д. // «Проблемы лесной пирологии». Институт леса и древесины им. В.Н. Сукачёва СО АН СССР, Красноярск, 1975. С. 207-220.

32. Евдокименко М.Д. Жизнеспособность деревьев после низового пожара./ Евдокименко М.Д. // Вопросы лесной пирологии. Институт леса и древесины им. В.Н. Сукачёва СО АН СССР, Красноярск, 1974. -С. 149-166.

33. Иванова Г.А. Зонально-экологические особенности лесных пожаров в сосняках средней Сибири // Дисс. д.б. наук. Институт леса им. В.Н. Сукачева ИЛ СО РАН. Красноярск, 2006. - 405 с.

34. Исаев А.С. Лиственничные горельники в Амурской области как очаги массового размножения стволовых вредителей. / Исаев А.С.// Материалы планово-методического совещания по защите растений зоны Сибири и Урала. Новосибирск, 1961. С.207-221.

35. Исаев А.С. Стволовые вредители лиственницы даурской./ Исаев А.С. // М., 1966. 148 с.

36. Исаев А.С. Взаимодействие дерева и насекомых ксилофагов./ Исаев А.С., Гире Г.И. // Новосибирск, 1975. 346 с.

37. Исаев А.С. Биоценотические особенности динамики численности стволовых вредителей./ Исаев А.С., Петренко Е.С. // Лесоведение, №3, 1968. -С. 56-65.

38. Исаев А.С. Низовые пожары в лиственничных лесах Восточной Сибири и значение стволовых вредителей в послепожарном состоянии древостоев. / Исаев А.С., Уткин А.И.// Защита лесов Сибири от насекомых-вредителей. М, 1963.-С. 118-182.

39. Исаков Р.В. Об условиях возникновения верхового пожара/ Исаков Р.В. // Прогнозирование лесных пожаров. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977.- С.100-107.

40. Исаков Р.В. Расчёт тепловых условий развития низовых пожаров в верховые в сосняках./ Исаков Р.В. //Лесные пожары и их последствия. Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1985. С.13-22.

41. Исаченко В.П. Теплопередача./ Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. //М., «Энергия», 1969. 440 с.

42. Конев Э.В. Измерение и расчеты лучистых тепловых потоков модельного пламени лесного горючего./ Конев Э.В. // «Вопросы лесной пирологии». Институт леса и древесины им. В.Н. Сукачёва СО АН СССР, Красноярск, 1974. -С. 65-73.

43. Конев Э.В. Коэффициенты теплообмена некоторых лесных растений./ Конев Э.В. // Характеристика процессов горения в лесу, Красноярск, 19977. -С. 104-111.

44. Конев Э.В. Математическая модель горения лишайникового напочвенного покрова. / Конев Э.В.// «Вопросы лесной пирологии». Красноярск, 1972. -С. 52-76.

45. Конев Э.В. Физические основы горения растительных материалов. / Конев Э.В. // Новосибирск: Наука. 1977,- 239 с.

46. Конев Э.В. Дистанционный способ определения скорости распространения кромки пожара. / Конев Э.В., Сухинин А.И., Валендик Э.Н., Фуряев В.В. //Лесное хозяйство, 1978.-№4. - С. 83-86.

47. Коровин Г.Н. Особенности расчета параметров низовых лесных пожаров./ Коровин Г.Н. // Сборник научно-исслед. работ по лесному хозяйству, вып. 9.-1967.-С. 330-345.

48. Косов И.В. Динамика температуры почвы при низовых пожарах / Косов И.В., Валендик Э.Н., Кисиляхов Е.К. // Ботанические исследования в Сибири, вып. 12. Красноярск, 2004. - С. 76-81.

49. Косов И.В. Методы оценки огнестойкости сосны обыкновенной. / Косов И.В.// Исследования компонентов лесных экосистем Сибири; Материалы конференции молодых ученых, 2004, Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, -С.35-38.

50. Косов И.В. Механизм повреждения древостоя при подстилочно-гумусовых пожарах. / Косов И.В., Кисиляхов Е.К., Рыбников В.Ю.// Ботан. исслед. в Сибири, вып. 13. Красноярск, 2005. - С. 97-101

51. Краснощёкое Ю.Н. Изменение свойств почв в очагах размножения сибирского шелкопряда / Краснощёкое Ю.Н., Вишнякова З.В.// Почвоведение, 2003.-№ 12.-С. 1453-1462.

52. Курбатский Н.П. Вопросы лесной пирологии. / Курбатский Н.П.// «Обнаружение и анализ лесных пожаров». Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1972. -С. 171-231.

53. Курбатский Н.П. Техника и тактика тушения лесных пожаров./ Курбатский Н.П. // Москва, Гослесбумиздат, 1962. -154 с.

54. Курбатский Н.П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов / Курбатский Н.П.// Вопросы лесной пирологии, Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1970. с. 5-58.

55. Курбатский Н.П. Терминология лесной пирологии / Курбатский Н.П.// Вопросы лесной пирологии. Красноярск: ИЛиД, 1972. с. 171-231.

56. Курбатский Н.П. Теоретический и экспериментальный анализ распространения лесных пожаров. /Курбатский Н.П., Телицин Г.П.// «Характеристикапроцессов горения в лесу». -Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977. -С. 426.

57. Кутателадзе С.С. Основы теории тепло-массообмена./ Кутателадзе С.С.Н Новосибирск, «Наука», 1970. -660 с.

58. Лавров Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива. / Лавров Н.В. //М.: Наука, 1971. -275 с.

59. Лесные пожары в Якутии и их влияние на природу леса. Новосибирск, 1979. 226 с.

60. Лыков А.В. Теория теплопрооводности. /Лыков А.В. // М.: Энергия, 1967. -600 с.

61. Лыков А.В. Тепломассобмен. / Лыков А.В. // М.: Энергия, 1972. -560 с.

62. Матвеев П.А. Горение частиц лесного горючего в условиях конвективного переноса / Матвеев П.А., Валендик Э.Н.// Вопросы лесной пирологии. Красноярск, 1974. -С.135-149.

63. Мелехов И.С. Влияние пожара на лес./ Мелехов И.С. // М.: Л., 1948. -126 с.

64. Мелехов И.С. Лесная пирология и её задачи. / Мелехов И.С. // Москва, 1965, с. 5-25.

65. Мелехов И.С. Лесная пирология./ Мелехов И.С. // Уч. пособие. М.: Московский лесотехнический институт, 1983, -60 с.

66. Мелехов И.С. Природа леса и лесные пожары./Мелехов И.С. // Архангельск, 1947.- 113 с.

67. Михеев В.Ф. Зажигание баллистического пороха световым излучением. / Михеев В.Ф., Ковальский А.А., Хлевной С.С. // ФГВ, 1968. -№ 1. -С. 3-10.

68. Михеев М.А. Основы теплопередачи. / Михеев М.А., Михеева И.М. // М.: Энергия, 1973.-320 с.

69. Молчанов А.А. Влияние лесных пожаров на древостой. / Молчанов АЛЛ М.: изд-во АН СССР, 1954. Т.16. - С. 314-335.72.0лейник Б.Н. Точная калориметрия./ Олейник Б.Н.// М., Издательство стандартов, 1973.-208 с.

70. Определитель растений юга Красноярского края. Новосибирск: Наука, СО, 1979. -670 с.

71. Померанцев В.В. Основы практической теории горения./ Померанцев В.В.// -Л.: Энергия, 1973, -264 с.

72. Романов В.Е. Текущий прирост насаждений, пройденных низовыми пожарами. / Романов В.Е.// Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьба с ними. -М.: Лесная промышленность, 1965. С. 153-167.

73. Сосунов П.П. Исследование тепловых свойств коры./ Сосунов П.П. // Сборник трудов СвердНИИПДрев, вып. 2.1967. -С. 25-35.

74. Сборник нормативных актов пожарной безопасности в лесах Российской федерации. М., 1995. 84 с.

75. Сосунов П.П. Тепловой расчёт гидротермической подготовки мёрзлых брёвен к окорке при интенсивном нагреве./ Сосунов П.П. // Сборник трудов СвердНИИПДрев, 1968, вып. 3. -С. 141-156.

76. Софронов М.А. Лесные пожары в горах южной Сибири./ Софронов М.А. // -М.: Наука, 1967.-147 с.

77. Софронов М.А. Теплозащитные свойства коры у деревьев. /Софронов М.А., Волокитина А.В. // «Характеристика процессов горения в лесу». Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977. -С. 143-162.

78. Софронов М.А. Лучистая энергия как фактор высыхания горючих материалов под пологом древостоев / Софронов М.А., Волокитина А.В.// Лесоведение. 1985. - №4. - С. С9-16.

79. Софронов М.А. Еще раз о классификации лесных пожаров / Софронов М.А. // Лесное хозяйство. 1971. - №2. - С. 62-66.

80. Судачкова Н.Е. Метаболизм хвойных и формирование древесины. / Судач-кова Н.Е. // Новосибирск, Наука. СО, 1977. — 230 с.

81. Сухинин А.И. Исследование температурного поля при распространении пламени по хвое. / Сухинин А.И. // Проблемы лесной пирологии. Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1975. -С. 100-127.

82. Сухинин А.И. О влиянии ветра на распространение пламени по хвое. / Сухинин А.И. // Тез. докл. и сообщ. Первого всесоюзного научно-технического совещания 22-24 ноября 1978 года. Красноярск, 1978. -С. 96-97.

83. Сухинин А.И. Экспериментальное исследование механизма распространения пламени по хвое. / Сухинин А.И, // Автореферат дисс. канд. ф.-м. наук. Челябинск, 1975.- 22 с.

84. Сухинин А.И. О механизме горения сосновой хвои. / Сухинин А.И., Конев Э.В. // Вопросы лесной пирологии. Красноярск, 1972. -С. 7-51.

85. Фуряев В.В. Пожароустойчивость сосновых лесов./ Фуряев В.В. Заболоцкий В.И., Черных ВАЛ Новосибирск: Наука, 2005. -259 с.

86. Фуряев В.В. Интенсивность низовых пожаров в сосновых насаждениях юго-западного Приангарья. / Фуряев В.В. // «Проблемы лесной пирологии». -Красноярск, 1975.-С. 185-206.

87. Фуряев В.В. Интенсивность прогрева прикамбиальных тканей сосны обыкновенной при низовых пожарах / Фуряев В.В., Гире Г.И., Фуряев Е.В. // Лесоведение. -1976. -№1. -С. 82-86.

88. Хлебникова И.А. Огнестойкость растений. / Хлебникова И.А.// Известия АН СССР, 1934, вып. 3.-С. 59-83.

89. Шешуков М.А. Исследование природы низовых пожаров в основных лесных формациях Нижнего Приамурья./ Шешуков М.А.// Дис. канд. с.-х. наук, (рукопись). Красноярск, Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1970. -204 с.

90. Шешуков М.А. Оценка скорости распространения пожаров./ Шешуков М.А. // Лесное хозяйство, 1983, №4. С. 52-54.

91. Шешуков М.А. О классификации лесных пожаров по величине выгоревшей площади / Шешуков М.А.// Лесное хозяйство. 1967. - №1. - С. 53-57.

92. Эккерт Э.Р. Теория тепло и массообмена. / Эккерт Э.Р., Дрейк P.M.// Пер. с англ. Под ред. А.В. Лыкова. М.-Л., Госэнергоиздат, 1961. -670 с.

93. Anderson Н.Е. Influence of moisture and wind upon the characteristics of free burning fires. / Anderson H.E., Rothermal R.S.// In: Tenth symposium (international) on combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, 1965, p. 1009-1019.

94. Aston A.R. Coupled soil moisture, heat and water vapour transfers under simulated fire conditions / Aston A.R., Gill A.M.// Aus. J. Soil Res. -1976. 14. -P. 56-66.

95. Braun, E. Measurement of the protective value of apparel fabrics in a fire environment./ Braun, E., Cobb, D., Cobble, V.B:, Krasny, J.F. and R.D. Peacock. // Journal of Consumer Product Flammability. 1980.

96. Budd G.M. Bushfire safety and physiological stresses on fire fighters./ Budd G.M., Cheney N.P.// Proceedings of 9th National Conference of Australian Fire Protection Association, Randswick NSW, Paper D, 1983.12 pages.

97. Butler B.W. Firefighter safety zones: a theoretical model based on radiative heating./ Butler B.W., Cohen J.D.// International Journal of Wildland Fire, 1998; 8(2): 73-77.

98. Byram G.M. Some principles of burning and their significance in forest fire behavior. / Byram G.M. // «Fire Control. Notes», 1957, v. 18, № 2.

99. Byram G.M. Thermal properties of forest fuels./ Byram G.M., Fons W.L., Sauer F.M., Arnold R.K. // U.S. Forest service, Div. of fire research, 1952.

100. Byram G. M. Combustion of forest fuels / Byram G. M.// Forest fire: control and use. (K.P. Davis, ed). -New York: McGraw-Hill Book Co. Inc. 1959. -P. 61-89.

101. Chang Y.P. Bark structure of North American conifers. / Chang Y.P.// U.S.Dept. Agric. Tech. Bui. 1095. 1954. 86 p.

102. Corlett R.C. Velocity distributions in fires./ Corlett R.C.// Heat transfer in fires: Thermophysics, social, aspect, economic impact. Washington D.C. 1974, p.239-253.

103. Curry J.R. Forest fire behavior studies. / Curry J.R., Fons W.L. // «Mechan. Eng.», 1940, v. 62, N 3, p. 219-225.

104. Davis K. P. Forest fire: control and use. / Davis K. P., Byram G.M., Krumm W.R.// New York -Toronto London: McGraw-Hill Book Co. Inc., 1959. — 584 p.

105. Fang J.B. Flame spread through randomly packed fuel particles. / Fang J.B., Steward F.R. // «Combustion and flame», 1969, v. 13, № 4, p. 392-398.

106. Fons W.L. Analysis of fire spread in light forest fire fuels. / Fons W.L.// «Journal of agricultural research», 1946, v. 72, № 13, p. 93-121.

107. Hare R.C. Bark surface and cambium temperatures in simulated forest fire./ Hare R.C. //J.Forestry, 1965b, 6, p. 437-440.

108. Hare R.C. Contribution of bark to fire resistance of southern trees./ Hare R.C. // J.Forestry, 1965a, 4, p. 248-251,

109. Hawley L.T. Theoretical considerations regarding Factors which influence forest fire./ Hawley L.T. // «Journal of Forestry», 1926, v. 24, № 7, p. 756-763.

110. Humphreys F.R. Effect of fire on soil chemical, structural and hydrological properties / Humphreys F. R., F. G. Craig.// Fire and Australian biota.(A.M.Gill, R.H.Groves, I.R.Noble, eds.). -Canberra: Australian Academy of Science, 1981. -P. 177-202.

111. Incropera F.P. Introduction to heat transfer./ Incropera F.P., Dewitt D.P. // John Wiley and Sons, New York. 1985. 712 p.

112. King A.R. The efficiency of rural firefighters. /King A.R.// Melbourne: Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization, Chemical Research Laboratories, Technical Paper No.4, 1966. 12 pages.

113. McCarter R.J. Radiative and convective energy from wood crib fires. / McCarter R.J., Broido, A. // «Pyrodynamics», 1965, v. №1, p. 65—85.

114. Packham D.R. Heat transfer above a small ground fire / Packham D.R.// Aust. For. Res.-1970.-5.-P. 18-24.

115. Scotter D.R. Soil temperatures under grass fires / Scotter D.R.// Aust. J. Soil Res. -1970.-8.-P. 273-279.

116. Show S.B. Climate and forest fires in Nothern California. / Show S.B.// «Journal of Forestry», 1919, v. 17, № 8, p. 965-979.

117. Steward F.R. A mechanistic fire spread model. / Steward F.R.// «Combustion science and technology», 1971, v. 4, p. 177-186.

118. Stoll A.M. Relationship between pain and tissue damage due to thermal radiation. / Stoll A.M., Greene L.C.// Journal of Applied Physiology, 1959,14(3): 373-382.

119. Tassios, S. and D. Packham. National Center for Rural Fire Research, technical paper no. 1. For->: Research Institute, Forestry and Timber Bureau: Canberra, ACT, Australia. 1964.3 p.

120. Thomas P.H. Rates of spread of same wind-driven fires. /Thomas P.H.// «Journal of Forestry», 1971, v. 40, № 2, p. 155-173.

121. Thomas P.H. The contribution of flame radiation to fire spread in forest./ Thomas P.H. // Joint fire research org., Fire research note, № 594, Fire res. Station, Boreham Wood, Great Britain, 1965.

122. Tunstall B.R. Temperature distribution around synthetic trees during grass fires / Tunstall B.R., J.Walker, A.M.Gill.//Forest Sci. 1976. V.22, N 3. -P. 269-276.

123. Van Wagner C.E. Calculation on forest fire spread by flame radiation./ Van Wagner C.E.// Forestry branch departmental publication, № 1185, Queen's printer and controller of stationary, Ottawa, 1967, 17 p.

124. Van Wagner C.E. Fire behaviour mechanisms in a Red Pine Plantation:field and laboratory evidence./Van Wagner C.E.//Forestry branch departmental publication, №1229,Queen's printer and controller of stationary, 1968,3Op.

125. Vehrencamp J.E. An investigation of fire behavior in a natural atmospheric environment. / Vehrencamp J.E.// University of California, Dep. of Engineering, Rep. 55-60, Los Angeles, 1955.