Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга

Ковалев, Николай Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга
ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга"

На правах рукописи

Ковалев Николай Алексеевич

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОГНЕМ В ЛЕСАХ РАЙОНОВ ПРИМЕНЕНИЯ СИЛ И СРЕДСТВ АВИАЛЕСООХРАНЫ И ЛЕСОПОЖАРНОГО КОСМОМОНИТОРИНГА

Специальность 06. 03. 03 - Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пушкино - 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства (ФГУ ВНИИЛМ)

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Душа-Гудым Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Обыденников Виктор Иванович

кандидат сельскохозяйственных наук Желдак Владимир Иванович

Ведущая организация: Государственное образовательное учрежде-

ние «Всероссийский институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов лесного хозяйства» (ГОУ ВИПКЛХ)

Защита состоится 4 октября 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.146.02 при Государственном образовательном учреждении высшего и профессионального образования «Московский государственный университет леса» по адресу: 141005, Московская обл., г. Мытшци-5, МГУЛ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «МГУЛ»

Автореферат разослан 4 сентября 200бг,

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

•А. Никитин

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы привело к резкому уменьшению количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, что закономерно привело к резкому уменьшению кратности авиапатрулирования лесов, увеличению доли крупных лесных пожаров и росту пройденной пожарами площади лесного фонда. Невозможность выделения из бюджета средств в размерах, требующихся для выполнения авиалесоохранных работ на всей охраняемой территории в соответствии с техническими нормативами, требует пересмотра некоторых положений действовавшей лесопожарной концепции. В последнее десятилетие в практическом плане стал рассматриваться вопрос о переходе от системы тушения всех возникающих на охраняемой территории лесного фонда пожаров к системе управления огнем в лесах (часто употребляется англоязычный термин «управление лесными пожарами»). Управление огнем должно предусматривать дифференцированное отношение к огню в лесах, выделение территорий лесного фонда с определенными лесорасти-тельпыми условиями, где лесные пожары могут быть допустимы.

Всё более широкое применение в лесопожарном мониторинге с середины девяностых годов получает использование информации с космических летательных аппаратов. Появились реальные возможности использования спутниковой радиосвязи в интересах охраны лесов.

Данная работа является частью исследований, выполненных в инициативном порядке в рамках научно-исследовательской тематики МПР России и Рослесхоза по разработке методик лесопожарного космомониторинга, деления территории лесного фонда РФ на зоны с разными видами лесопожарного мониторинга.

Цель и задачи работы. Цель работы - снизить горимость наиболее ценных лесов Российской Федерации, имеющих высокую экономическую оценку и практически доступных для эксплуатации, достичь более эффективного распределения и использования средств, выделяемых на авиационную охрану лесов от пожаров.

Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать распределения лесных пожаров в разрезе регионов и лесо-экономических зон и динамику результатов работы Авиалесоохраны в связи с резкими изменениями в социально-экономической жизни страны, происходящими в течение последнего десятилетия XX века и в первые годы XXI века.

2. Выявить районы и лесные формации, где влияние огня лесных пожаров на состояние биогеоценозов минимальное и лесные пожары могут быть допустимы.

3. Выявить районы и лесные формации, а также иные категории лесного фонда, где огонь пожаров наносит катастрофические разрушения и свободное распространение лесных пожаров недопустимо.

4. Обосновать систему охраны лесов в районах применения сил и средств авиалесоохраны и авиакосмического лесопожарного мониторинга на принципах управления огнем в лесу, допустимого уровня горимости лесов в различных природно-экономических условиях.

Объект и предмет исследований. Лесные пожары в лесном фонде Российской Федерации; пространственно-временное распределение лесных пожаров. Динамика эффективности работы лесопожарных служб в районах приме-

нения авиалесоохраны. Предпосылки для модернизации системы управления огнем в лесу.

Результаты исследований. Установлены тенденции в распределении лесных пожаров по лесоэкономическим зонам и регионам. Определены обширные районы концентрации групп типов леса, в которых допустимо бесконтрольное распространение лесных пожаров без ущерба для сохранения коренных типов леса и в которых достаточно проведение только лесопожарного мониторинга с космических летательных аппаратов. Выделены районы концентрации особо пожароопасных групп типов леса, которые практически полностью уничтожаются лесными пожарами и восстановление которых может произойти только через десятки лет или не произойти вообще. Обосновано создание сети региональных лесопо-жарных центров по федеральным округам. Разработаны и внедряются структура информационного взаимодействия регионального лесопожарного центра и структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное исследование в масштабе Российской Федерации степени пожарной опасности лесного фонда с точки зрения управления огнем в лесу, определены районы концентрации наиболее пожароопасных лесных формаций и лесных формаций, устойчивых к воздействию огня лесных пожаров.

Исследована динамика распределения лесных пожаров по лесоэкономическим зонам Российской Федерации в шестидесятые-семидесятые и девяностые годы XX века и в первое пятилетие XXI века, установлены тенденции, существенно влияющие на горимость лесов целых регионов, и состояние их охраны.

Обоснованы в экономическом и социальном аспектах вопросы замены авиапатрулирования лесов космическим лесопожарным мониторингом и введения активной охраны лесов от пожаров в отдельных районах зон космомоштгоринга.

Впервые обоснована необходимость и целесообразность создания лесопо-жарных региональных центров по федеральным округам, исходя из присущих тем или иным регионам специфических опасных факторов лесных пожаров, наличия объектов и территорий повышенного пожарного риска различных категорий и, исходя из разницы и/или совпадении времени периодов лесопожарных пиков, по регионам.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных, всероссийских, региональных конференциях, семинарах, совещаниях: Международном семинаре по проблеме «Леса, пожары и глобальные изменения» (Красноярский край, пос. Шушенское, 1996); 2-й Международной конференции по лесным пожарам (Ванкувер, Канада, 1997); Всероссийской научно-практической конференции «О мерах по совершенствованию борьбы с лесными и торфяными пожарами» (Вологда, 2002); Международном научно-практическом семинаре «Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне» (Хабаровск, 2003); 3-й Международной конференции по лесным пожарам (Сидней, Австралия, 2003); 5-й Международной конференции «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (Томск, 2004); Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности» (Архангельск, 2005).

Личный вклад автора. Выбор направления исследований, постановка задач, сбор и анализ данных по горимости лесов Российской Федерации, обобщение результатов исследования, разработка предложений по созданию региональных лесопожарных центров и модернизации системы лесопожарного мониторинга и их внедрение.

Публикации и внедрение. По теме диссертации автором опубликовано 8 научных работ. В 2005 г. на основании проведенных исследований в Российской Федерации введено приказом Рослесхоза от 25.05.2005 новое разделение лесного фонда на зоны наземной охраны, авиационной охраны и космического мониторинга. Внедряется разработанная на базе современных информационных технологий система мониторинга и управления силами и средствами предупреждения и ликвидации лесных пожаров, структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 7 глав, заключения, списка литературы. Объем рукописи составляет 144 страницы, включая 21 таблицу и 49 рисунков. Список литературы включает 198 наименований.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Обоснование перевода в зону космического мониторинга лесов лесоэко-номических зон промышленного значения, резервных и защитных лесов. Эпизодические патрульные полеты над значительной частью территории этих зон приводят к неэффективному расходованию выделяемых ассигнований.

2. В зонах космического мониторинга необходимо выделить районы концентрации наиболее пожароопасных и ценных лесных формаций, а также объекты и территории высокого пожарного риска и осуществлять их активную охрану от пожаров.

3. Затраты на охрану лесов от пожаров необходимо сопоставлять с размером фактического и предотвращаемого ущерба, определяемых исходя из экономической оценки площадей лесного фонда. Допустимые площади лесных пожаров должны быть меньше в районах с более ценным лесным фондом и меньшими скоростями распространения пожаров.

4. Разработанная система региональных лесопожарных центров — главная составляющая системы управления огнем в лесах в районах применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров - это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

5. Структура информационного взаимодействия регионального центра по предупреждению и ликвидации лесных пожаров в федеральном округе. Структура системы связи при тушении крупного лесного пожара.

Глава 1. Состояние вопроса

Проведен обзор работ, касающихся выделения на территории лесного фонда районов с разными видами охраны лесов от пожаров оценки степени пожарной опасности лесов, развития авиационный охраны лесов от пожаров, горимости лесов в различных лесоэкономических зонах и районах, организации охраны лесов от пожаров и лесопожарного мониторинга, оценки эффективно-

сти противопожарной охраны лесов, нормативных материалов, создания предпосылок к управлению огнем в лесах Российской Федерации.

Одной из первых работ по авиационной охране лесов была работа В.И. Головина (1965). Обнаружению лесных пожаров с помощью телевидения посвящена работа Е.С. Арцыбашева (1964), его работы посвящены общим вопросам охраны лесов от пожаров (1974), тушению лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков (1973), районированию зоны тайги по ресурсной облачности (1977), тушению лесных пожаров с воздуха в Канаде и США (1977). Применение вертолетов в лесном хозяйстве рассмотрено в книге У.А. Кармазина и Н.К. Таланцева (1974). Вопросы практической деятельности авиалесоохра-ны рассмотрены в книгах М.Г. Червонного (1971, 1973, 1974, 1977). Возможности и перспективы автоматизации управления охраной лесов от пожаров (с применением ЭВМ) анализировались в работе Г.Н. Коровина (1977). В семидесятые годы разрабатывались вопросы оценки пожарной опасности в лесу и расчета параметров лесных пожаров на ЭВМ (Коровин Г.Н. и др., 1977). Использование спутниковой информации в охране лесов от пожаров (спутники «Метеор», «Ландсат») проанализировано в книге И.Д. Дмитриева, Е.С. Мурахтано-ва, В.И. Сухих (1981). В эти годы появились фундаментальные работы по математическому моделированию лесных пожаров (Доррер Г.А.,1979, Гришин A.M., 1981, 1992).

Работами Г.Н. Коровина и др. (1974, 1977, 1978) заложены основы нормативной базы и научной организации авиационной охраны лесов, применения математических методов в противопожарной охране лесов. Широкий круг вопросов, касающихся авиационной охраны лесов, представлен в книге Г.Н. Коровина и H.A. Андреева (1988). В диссертации Г.Н. Коровина (1998) рассмотрены закономерности временной и пространственной структуры горимосга лесов, оценка масштабов воздействия пожаров на ресурсно-экологический потенциал лесов, концептуальная схема интегрированной системы мониторинга лесных пожаров и другие вопросы.

Профилактические мероприятия по снижению пожарной опасности в лесах, технология лесопожарных работ на основе новых средств пожаротушения, совершенствование охраны труда и безопасности лесных пожаров разработаны Г.Д. Главацким (2002). Пирогенным свойствам лиственницы Гмелина в Северной тайге Сибири посвящена работа П.А. Цветкова (2005).

Вопросам лесных пожаров от грозовых разрядов, районированию территории по степени пожарной опасности от гроз посвящены работы ряда исследователей (Арцыбашев Е.С., 1974, 1978; Иванов В.А, Иванова Г.А, Матвеев П.М., 1997, 2004, 2005 и др.).

Серьезную проблему в природоохранной области представляют радиоактивные лесные пожары. Создано новое научное направление в лесной пирологии: радиационная пирология леса (Душа-Гудым, 1998).

Уровень охраны лесов от пожаров в девяностые годы XX века в районах применения сил и средств авиалесоохраны резко снизился, увеличилось количество крупных лесных пожаров, главным образом в зоне лесов промышленного значения — в районах обеспечивающих основные потребности страны в дре-

весине и дающих основные объемы поступлений в бюджет от экспорта древесного сырья. Для управления огнем в лесах регионов, где сосредоточены основные лесосырьевые ресурсы страны, в лесах регионов, имеющих специфические лесопирологические особенности и существенно разный уровень экономического развития, необходимо создание системы региональных лесопожарных центров по федеральным округам с новыми структурными связями по вертикали и горизонтали и принципиально новыми схемами и средствами связи и ле-сопожарного мониторинга.

Глава 2. Программа и методика исследований

2.1. Программа исследований

1) Исследовать динамику горимости лесов в Российской Федерации в восьмидесятые-девяностые годы XX века и первые годы XXI века:

- общие тенденции в динамике количества и площади лесных пожаров;

- горимость лесов по лесоэкономическим зонам.

2) Оценить краткую лесопожарную характеристику лесного фонда:

- степень пожарной опасности лесного фонда по экономическим зонам;

- концентрация групп типов леса по лесорастительным зонам;

- характеристика природных факторов таежной зоны, влияющих на степень пожарной опасности и горимость лесов.

3) Исследовать динамику активно охраняемой площади лесного фонда и результаты работы Авиалесоохраны:

- динамика активно охраняемой площади лесного фонда;

- анализ результатов работы Авиалесоохраны в восьмидесятые-девяностые годы XX века и первые годы XXI века;

- развитие средств лесопожарного мониторинга.

4) Определить экологические и экономические аспекты управления огнем в лесах

5) Обосновать систему охраны лесов в районах применения сил и средств авиалесоохраны и авиакосмического лесопожарного мониторинга.

2.2. Методика исследований

Исследование распределения лесных пожаров в пространстве и во времени проведено по принятым в лесном хозяйстве методикам анализа горимости лесов (Указания по проектированию противопожарных мероприятий в лесах СССР./Душа-Гудым С.И. - Гослесхоз СССР, 1982; Анализ и моделирование статистической структуры поля горимости лесов./Коровин Г.Н. и др. - ЛенНИИЛХ, 1984). Аналитическое исследование рядов распределения выполнено методами математической статистики с использованием современной компьютерной техники и соответствующих пакетов программ. Использовались табличные, графические и картографические методы анализа и синтеза материалов исследований. Для анализа горимосги лесов по лесоэкономическим зонам использовано лесо-экономическое районирование А.А. Цымека (1975 г.) с внесенными изменениями (Душа-Гудым С.И. 1978, 1982).

Для оценки степени пожарной опасности лесного фонда различных лесо-растительных и природно-экономических зон использованы литературные ис-

точники и материалы государственного учета лесного фонда. Степень соответствия материалов литературных источников натуре оценивалась автором при выполнении авиалесоохранных работ в течение трех пятилетий в районах Забайкалья, Красноярского края и других регионов.

Расчет площадей лесных пожаров при разной кратности авиапатрулирования лесов и разных скоростях распространения лесных пожаров проводился по принятым методикам.

Глава 3. Горимость лесов Российской Федерации в восьмидесятые-девяностые годы XX века и первые годы XXI века

3.1. Общие тенденции в динамике количества и площади лесных пожаров

В последние 15 лет XX века в Российской Федерации четко прослеживалась тенденция роста числа и площади лесных пожаров (табл. 3.1).

В 1990-1994 гг. несколько снизилась площадь пожаров, но в следующем пятилетии (1995-1999) она увеличилась почти в 2 раза.

Таблица 3.1 - Динамика горимости лесов Российской Федерации за 20 лет

Пятилетний период Среднегодовое число пожаров, тыс. случаев Среднегодовая площадь пожаров, тыс. га

1980-1984 15,8 250,8

1985-1989 16,4 835,7

1990-1994 20,0 805,0

1995-1999 28,9 1569,3

Число и площадь лесных пожаров в РФ по каждому году последнего двадцатилетия XX века показаны на рисунке 3.1

Чиепа П.ж.рои, ТЫ«, «пум», -*— Г »г ц . ■ ППОЩИД..ТЫВ- ГШ |

Рисунок 3.1 — Горимость лесов Российской Федерации в 1980-2000 годы

Резкое увеличение площади пожаров в 1995-1999 гг. произошло в значительной степени за счет массовых лесных пожаров 1998 г. в Хабаровском крае, площадь которых составила 3,5 млн га из общей площади по Российской Федерации 4,3 млн га. В первом году XXI века количество лесных пожаров снизилось как по сравнению со средним за предшествующее пятилетие, так и по сравнению с каждым годом прошедшего пятилетия, но в 2002 г. увеличилось до 35 тыс. случаев, пройденная огнем площадь лесов также не уменьшилась.

Пожароопасный сезон 2002 года в Российской Федерации выдался особым. Лесные пожары в этом году сконцентрировались в европейской части России на территории Центрального федерального округа. Количество пожаров по состоянию на 30 сентября 2002 года в целом по Российской Федерации составило 35066 случаев, из них 11251 пожар приходился на долю Центрального федерального округа.

2002 год отличался массовыми пожарами на торфяниках, в лесах на затор-фованных почвах. Лесоторфяные пожары стали источником многодневного задымления территории многих областей Центрального региона.

В Брянской области, наиболее загрязненной в России радионуклидами в результате Чернобыльской катастрофы, количество лесных пожаров было максимальным за последние годы - 1015 случаев, огнем пройдено 1986 га лесов. На загрязненной радионуклидами территории Брянской обл. крупных лесных пожаров (на площади 25 га и больше) не допустили. Горели леса и торфяники в зонах радиоактивного загрязнения Беларуси и Украины (Душа-Гудым, Ковалев, 2004).

Площадь лесных пожаров увеличилась главным образом за счет районов, где для обнаружения и тушения лесных пожаров применялись авиационные силы и средства. Тенденцию увеличения и числа и площади пожаров четко показывают линии тренда (рис. 3.2).

Число пожаровдыс.случ -о-Площадь пожаров, тыс. га

Линейный (Площадь пожаров, тыс. га)-----Линейный (Число пожаров,тыс.случ)

Рисунок 3.2 - Динамика количества и площади лесных пожаров в районах применения авиационных сил и средств (1992-2004 гг.)

Из-за существенного уменьшения ассигнований на авиационную охрану лесов в годы перестройки (1991-1999), резко сократились затраты на аренду воздушных судов, из-за этого сократилось количество арендуемых воздушных судов, количество вылетов и налет часов на обнаружение и обслуживание лесных пожаров (рис. 3.3).

В 2002 г. массовые лесные пожары были и в азиатской части Российской Федерации, где наибольшая концентрация крупных лесных пожаров наблюдалась в августе, т.е. в тот же период, что и в Центральном федеральном округе европейской части РФ. Районы концентрации крупных лесных пожаров в восточной части России четко выделяются на космическом снимке, и приходились они на Республику Саха (Якутия), Амурскую область, Республику Тыва (Kovalev N.A., Goldammer J.G., и др. 2004).

Рисунок 3.3 - Сокращение количества воздушных судов на авиационной охране лесов, количества вылетов и налета часов для обнаружения и обслуживания лесных пожаров в 1990-2003 год

Рассмотренные материалы позволяют сделать вывод, что массовые вспышки лесных пожаров, в том числе образование крупных пожаров, происходили практически в один и тот же период пожароопасного сезона в европейской и азиатской частях России. Чрезвычайные лесопожарные ситуации (4JIC) создавались одновременно на значительных территориях в нескольких регионах. Возможность маневрирования силами и средствами авиалесоохраны в этот период резко ограничивается. В связи с чем необходимо иметь мощные региональные лесопожарные центры.

3.2. Сезонная динамика горимости лесов

Распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона за различные многолетние периоды и отдельные годы в целом по Российской Федерации близко к нормальному распределению (Душа-Гудым, 1984). Эти выводы были сделаны по результатам исследования распределения лесных пожаров за период, охватывающий шесть десятилетий (двадцатые-восьмидесятые годы). Однако в последние годы наблюдается некоторое удаление этого распределения от теоретического нормального, особенно резко это проявилось в 2002 г.

Причиной резкого изменения формы кривой распределения пожаров в 2002 году стало резкое увеличения числа пожаров в августе 2002 г. в областях Центрального федерального округа и некоторых граничных областях СевероЗападного ФО. Количество пожаров по ЦФО в августе увеличилось на 3150 случаев, по Северо-Западному ФО - на 2131 случай (табл. 3.2). Количество пожаров, составило в сентябре 2002 года в целом по Российской Федерации 35066 случаев, из них 11251 пожар приходился на долю Центрального федерального округа. В августе и сентябре пожары здесь составляли соответственно 30,4% и 32,1% от общего их количества по стране (Ковалев, Душа-Гудым, 2004).

Таблица 3.2 - Количество пожаров по федеральным округам РФ нарастающим итогом по месяцам пожароопасного сезона 2002 г.

Федеральный округ Месяц

май июнь июль август сентябрь

Дальневосточный 1340 1900 2373 2617 2804

Сибирский 3595 4781 5222 6326 7169

Уральский 1346 1595 1839 2038 2114

Приволжский 1502 2113 2841 3419 4009

Южный 109 161 294 379 455

Северо-Западный 871 2166 3044 5175 7264

Центральный 2399 3595 5546 8696 11251

Итого 11162 16311 21159 28650 35066

Количество пожаров в областях ЦФО в 2002 г. увеличилось настолько, что кривая распределения пожаров за этот год в целом по России резко отличается по форме как от средних многолетних распределений за пятилетние периоды, так и от распределений за отдельно взятые годы.

Основная предпосылка массовых лесных пожаров - засушливый пожароопасный сезон. Но засушливые пожароопасные сезоны наблюдались в этих областях и ранее, но таких резких скачков в горимости лесов не наблюдалось. Основные причины пожаров - резкое увеличение количества источников огня в лесном фонде ЦФО, безответственное обращение с огнем в лесах.

Распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона за многолетний период (1990-2003 гг.) в целом по Российской Федерации в районах применения авиационных сил и средств имеет два пика: большой пик в мае и малый в июле (табл. 3.3).

Таблица 3.3 - Распределение лесных пожаров по месяцам пожароопасного сезона за 1990-2003 гг. в целом по РФ в районах применения авиационных сил и средств

Количество лесных пожаров, случаев

Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь

1718 5604 3333 3760 2720 1098 329

Второй пожарный пик на этих территориях обусловлен тем, что в составе районов применения авиационных сил и средств значительную долю составляют территории с пожарным пиком в июле. В семидесятые годы установлено, что на территории РФ выделяются широтные пояса и отдельные районы, для которых характерны определенные сроки пожарных максимумов, а в них — пожарные пики или пики горимости лесов, приуроченные к определенному времени пожароопасного сезона (Душа-Гудым, 1978, 1984). На обширной территории, обслуживаемой Северо-Восточной, Якутской, Сыктывкарской, Северной авиабазами, пожарный пик - в июле. Следовательно, установленное ранее время лесопожарного пика на этих территориях остается стабильным и в июле месяце здесь должна быть высшая готовность лесопожарных служб, переброска в другие регионы сил и средств авиалесоохраны не должна допускаться.

3.3. Горимость лесов по лесоэкономическим зонам

3.3.1. Общие положения и методическая основа

Для выявления уровня и характера горимости лесов в районах разной освоенности и с разной интенсивностью лесопромышленной и лесохозяйственной деятельности необходим анализ горимости лесов по лесоэкономическим зонам. Анализ горимости лесов по лесоэкономическим зонам до семидесятых годов XX ст. не проводился. Сделан такой анализ во второй половине семидесятых годов (Ду-ша-Гудым С.И., 1978). В лесоэкономическое районирование А.А. Цымека (1975 г.) были внесены (Душа-Гудым С.И. 1978, 1984 гг.) изменения: дополнительно выделена зона резервных и защитных лесов (Якутия, Магаданская и Камчатская области); зона малолесных районов (интенсивного лесного хозяйства) и зона безлесных районов объединены в одну - зону интенсивного лесного хозяйства. В соответствии с этим районированием территория России разделена на 4 лесоэконо-мические зоны: 1) лесов промышленного значения, 2) лесов промышленно-лесохозяйственного значения, 3) интенсивного лесного хозяйства, 4) резервных и защитных лесов. Зоны подразделяются на региональные подзоны и лесоэкономи-ческие районы. В нашей работе используется это районирование.

3.3.2. Динамика горимости лесов по лесоэкономическим зонам

Распределение лесных пожаров в течение 15 лет (1964-1978) по лесоэкономическим зонам (Душа-Гудым, 1978) показало, что более 60% лесных пожаров и пройденной огнем площади лесов приходилось на зону лесов промышленного значения. Частота лесных пожаров (случаев/млн га) была здесь ниже средней частоты пожаров по России, а так же в зонах лесов промышленно-лесохозяйственного значения и интенсивного лесного хозяйства. Максимальная частота лесных пожаров была в зоне интенсивного лесного хозяйства. Минимальная частота пожаров — в зоне резервных и защитных лесов, на эту зону приходится и минимальное число пожаров при относительно большой пройденной пожарами площади лесов.

Период 1980-1995 гг. включает десятилетие до распада СССР (1980-1989) и первые годы (1990-1995) резких политических и социально-экономических изменений в нашей стране. В следующее за 1995 годом десятилетие в лесном хозяйстве и в народном хозяйстве в целом происходили еще более кардинальные изменения. В 1998 г. чрезвычайная лесопожарная обстановка сложилась в Дальневосточном регионе Российской Федерации, максимальное количество пожаров и максимальная площадь лесного фонда, пройденная пожарами, пришлись на зону лесов промышленного значения.

По сравнению с семидесятыми годами число пожаров в зоне лесов промышленного значения снизилось с 60,2 до 42,3%, а площадь пожаров увеличилась с 66,1 до 75,3%. В зоне лесов промышленно-лесохозяй-ственного значения число пожаров увеличилось с 15,2 до 22,5%, площадь пожаров увеличилась с 2,6 до 3,2%. В зоне интенсивного лесного хозяйства число пожаров возросло наиболее существенно: с 20,5 до 31,6%, но одновременно площадь пожаров резко снизилась: с 11,8 до 3,6%. Эти данные свидетельствуют, что в

этой зоне при значительном росте числа пожаров лесопожарные службы сработали эффективно.

Доля пожаров, приходящихся на зону резервных и защитных лесов, увеличилась незначительно - с 3,4 до 3,6%, но процент пройденной пожарами площади увеличился очень резко — с 5 до 17,9%. Это говорит о том, что площади лесных пожаров в зоне резервных и защитных лесов остаются большими и в абсолютных и относительных показателях.

Частота лесных пожаров в общем по РФ в 1966-1970 гг. составляла пож./млн га: 29, в 1971-1975 гг. - 31, т.е. рост частоты пожаров был незначительный.

Частота лесных пожаров по лесоэкономическим зонам в эти пятилетние периоды была резко дифференцирована. В зоне лесов промышленного значения частота пожаров в оба пятилетия была 24, т.е. ниже среднего показателя по РФ. Минимальной была частота пожаров в зоне лесов резервных и защитных лесов: 6 пож./млн га. В зоне лесов промышленно-лесохозяйственного значения частота пожаров существенно выше и наблюдался значительный рост этого показателя: 1966-1970 гг. - 90, 1971-1975 гг. - 111. Максимальной была частота пожаров в зоне интенсивного лесного хозяйства, рост показателя был также значительный: 1966-1970 гг. - 148,1971-1975 гг. - 168. В восьмидесятые годы принципиальных изменений показателей частоты пожаров по зонам не произошло. Следовательно, в первоочередном порядке требовалось усиление сил и средств в районах лесоэкономической зоны лесов промышленно-лесохозяйственного значения, где применялась как наземная, так и авиационная охрана лесов (Курганская, Оренбургская, Челябинская обл. и др.). Эту гипотезу подтвердили чрезвычайные лесопожарные ситуации в указанных регионах в последующие годы.

3.3.3. Динамика распределения пожаров по лесоэкономическим зонам в районах применения авиационных сил и средств

Анализ распределения лесных пожаров по лесоэкономическим зонам по состоянию на конец XX века (1981-2000 гг.) и первые годы XXI века по районам применения авиационных сил и средств показал существенное снижение числа пожаров в зоне, где ранее велись основные лесозаготовки - зоне лесов промышленного значения (табл. 3.4).

Таблица 3.4 - Распределение лесных пожаров (% %) по лесоэкономическим зонам в районах применения авиационных сил и средств

Лесоэкономическая зона 19811985 19861990 19911995 19962000 20012003

Лесов промышленного значения 69,9 73,2 56,9 49,8 50,5

Лесов промышленно-лесохозяйственного значения 11,2 10,4 14,7 19,8 17,5

Интенсивного лесного хозяйства 11,2 8,7 22,1 27,7 28,5

Резервных и защитных лесов 7.7 7,7 6,3 2,7 3,5

Российская Федерация 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

В девяностые годы произошло резкое уменьшение доли пожаров в зоне лесов промышленного значения: с 73,2% в 1986-1990 гг. до 49,8% в 1996-2000 гг.

Примерно на этом же уровне сохранилась доля пожаров этой зоны и в первые годы нового века. Одновременно резко возросла доля лесных пожаров, приходящихся на зону интенсивного лесного хозяйства: в первые два пятилетия доля пожаров составляла здесь 11,2-8,7%, а в следующие два пятилетия увеличилась, соответственно, до 22,1% и 27,7%. В 2001-2003 гг. наметившаяся тенденция сохранилась. По зоне лесов промышленно-лесохозяйсгвенного значения динамика доли пожаров имеет практически аналогичный характер: в 1981-1990 гг. рост этого показателя не наблюдался (11,2% и 10,4%), а в следующие два пятилетия произошел существенный рост доли пожаров: до 14,7% и 19,8% (рис. 3.4).

Частота лесных пожаров в районах применения авиационных сил и средств в 1981-1990 гг. составляла 19,5 пож./млн га, в 1991-2000 гг. увеличилась до 25,0. В первый год нового века наметилось некоторое снижение этого показателя: 2001 г. - 21,1; в последующие два года произошел существенный рост: 2002 г. - 27,6; 2003 г. - 31,4.

—проммипииге значения — * -Пе*в» пр-*~ »нпшгл- л*сохе>1*стр«и. тч»чеш>я

Иикиошаго хвмвсга р—рчм! и дмцитш я»ве»

Рисунок 3.4 - Распределение пожаров по лесоэкономическим зонам РФ в районах применения авиационных сил и средств

По динамике горимости лесов в районах деятельности авиалесоохраны и по производственным показателям в последнем десятилетии XX века и в первые годы XXI наблюдалось резкое снижение практически всех производственных показателей авиалесоохраны (табл. 3.5).

Таблица 3.5 - Динамика горимости лесов и производственные показатели

Авиалесоохраны

Среднее в год 80-ые к 90-ым

Показатели 1981- 1991- + рост - паде- 2001 2002 2003

1990 2000 ние, раз

Охраняемая площадь, млн га 701,1 685,9 -1,02 690,76 690,57 691,51

Количество лесных пожаров 13699 17131 + 1,25 14561 19066 21699

Площадь пожаров, тыс. га 617,2 896,8 + 1,45 792,36 1204,2 2071,06

Налет часов на авиалесоохрану 116350 52801 -2,2 29395 30999 46510

Количество крупных пожаров 324 750 + 2,31 583 1111 2483

Продолжение табл. 3.5

Площадь крупных пожаров, тыс. га 423,0 751,0 + 1,77 703,37 1008,0 1860,9

Численность ПДПС, чел 7878 4320 -1,6 3873 3802 4067

Ликвидировано пожаров с применением авиации 7510 5708 -1,32 5287 6318 10719

Ликвидировано пожаров самостоятельно ПДПС 5415 3058 -1,77 2107 2138 3028

Количество перебросок по межбазовому маневрированию 89 39 -2,28 24 58 40

Количество переброшенных человек 2532 1036 -2,44 557 1388 951

Глава 4. Краткая лесопожарная характеристика лесного фонда 4.1. Пожарная опасность лесного фонда

Степень пожарной опасности лесной территории обуславливается характером преобладающих на ней типов леса и лесных участков, их природными и другими особенностями (Мелехов И.С.).

Концентрация лесных формаций по лссорастительным зонам исследована по Карте растительности (СССР; Энциклопедический справочник, 1982). На карте хорошо представлено распределение лесной и кустарниковой растительности в разрезе преобладающих пород, среди них многие очень разные и по степени пожарной опасности и по экономической ценности. Серьезную лесопожарную проблему представляют районы горных территорий с преобладанием кедрового стланика на Северо-Востоке и Севере. Лесные пожары практически полностью уничтожают заросли кедрового стланика. Кедровый стланик является практически единственным древесным растением, защищающим от смыва и разрушения очень уязвимые склоны и плато на территориях, представляющих особую ценность, например, Долина гейзеров в Кроноцком заповеднике.

Площадь лиственничников самая большая в лесном фонде (порядка 250 млн га), и распространены они во всех подзонах тайги, в предтундровых редколесьях. Таксационные характеристики древостоев лиственницы, их производительность существенно разные по подзонам тайги - максимальные в подзонах южной и средней тайги, минимальные в северной подзоне и предтундровых редколесьях.

Распределение площади лесного фонда Российской Федерации по степени пожарной опасности в разрезе экономических районов (Душа-Гудым С.И., 1980) показало, что на территории РФ преобладают леса I-Ш классов пожарной опасности, 707, 9 млн га или 64 %. Особенно пожароопасны леса Восточно-Сибирского и Дальневосточного регионов, имеющие общую площадь 786,1 млн га

Глава 5. Виды охраны лесов и лесопожарного мониторинга

5.1. Принципы лесоохранного мониторинга лесного фонда (1965-2004 гг.)

5.1.1. Деление лесного фонда на районы по видам охраны

Начиная с 1965 г., охрана лесов от пожаров осуществлялась в таких трех сочетаниях:

а) наземная охрана - обнаружение и тушение пожаров проводится наземными силами и средствами; б) наземная охрана с авиапатрулированием - обнаружение пожаров с помощью авиации, тушение наземными силами и средствами; в) авиационная охрана — обнаружение пожаров с помощью авиации, доставка сил и средств пожаротушения также с помощью авиации, тушение, основном, наземными силам и и средствами, частично - вертолетами с водосливными устройствами и самолетами-амфибиями (в семидесятые годы применяли для тушения пожаров осадки, искусственно вызванные из облаков).

Территории, на которых тушение пожаров проводится наземными силами, а обнаружение - авиационными, относились к районам наземной охраны.

Во второй половине XX века осуществлялось планомерное увеличение площади активно охраняемых лесов Российской Федерации. Определение активно охраняемых и не охраняемых лесов приведено в принятом в конце 90-х годов государственном стандарте (ГОСТ Р 22.1.09-99).

Не охранялись в основном территории, где не было инфраструктуры для обнаружения и тушения лесных пожаров. Прирост активно охраняемых территорий лесного фонда происходил за счет увеличения площади районов авиационной охраны лесов. В начале девяностых годов прирост площади активно охраняемых лесов прекратился.

5.2. Развитие средств лесопожарного мониторинга и подходов к лесопо-жарному районированию лесного фонда

5.2.1. Мониторинг лесных пожаров, его структура, объекты и средства Лесопожарный мониторинг является частью системы информационного

обеспечения службы охраны лесов от пожаров и обеспечивает слежение за возникновением пожаров, регистрацию их последствий, анализ данных и прогнозирование пожарной опасности (Положение о лесном мониторинге. Рослесхоз, 1995 г. Пункт 3.4).

Более расширенное определение мониторинга лесных пожаров, лесопожарного мониторинга принято ГОСТ Р 22.1.09-99: Система наблюдений и контроля за пожарной опасностью в лесу по условиям погоды, состоянием лесных горючих материалов, источниками огня и лесными пожарами с целью своевременной разработки и проведения мероприятий по предупреждению лесных пожаров и (или) снижению ущерба от них.

Общая модель системы мониторинга лесных пожаров включает разделы:

1) Предпожарная обстановка. Объектом наблюдения и контроля является территория всего лесного фонда России.

2) Прогнозирование лесных пожаров и ЧЛС.

3) Пожар. Объект наблюдения и контроля - лесной пожар, являющийся источником поражающих факторов и вероятным источником ЧЛС.

4) Послепожарная обстановка. Объект наблюдения и контроля - площадь лесного фонда, пройденная лесным пожаром. Наблюдение и контроль ведут на всей пройденной огнем площади.

5.2.2. Развитие средств лесопожарного мониторинга и подходов к лесопожар-ному районированию лесного фонда

В восьмидесятые годы широко развернулись работы по дистанционному зондированию лесов в интересах изучения природных ресурсов с космических летательных аппаратов США. В девяностые годы работы по дистанционному зондированию лесов, в том числе и в интересах охраны лесов от пожаров, продолжались, но неоднократные реорганизации отрасли и сокращение финансирования работ по охране лесов не позволяли в полной мере использовать потенциал средств космического мониторинга.

Прошедшие в девяностые годы изменения в финансировании авиационной охраны лесов повлекли за собой резкое сокращение количества арендуемых для нужд охраны лесов от пожаров самолетов и вертолетов, численности десантников и парашютистов пожарных; резко увеличились площади пожаров. Авиапатрулирование лесов при его кратности один раз в световой день или один раз в три дня, не отвечающее даже минимальным техническим требованиям по продолжительности бесконтрольного распространения пожара до обнаружения, теряет смысл, так как горимость лесов в рассматриваемых районах будет примерно такой же и без авиапатрулирования, т.е. без затраты средств.

Следовательно, целесообразно снять авиапатрулирование в таких районах, средства направить в более освоенные районы, где и ценность лесных ресурсов значительно выше и будет реальная отдача от вложенных средств.

5.3. Разработка и эксплуатация информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза (1995-2005 гг.)

Информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза (ИСДМ Рослесхоз) создавалась на базе службы авиационной охраны лесов России «Авиалесоохрана», начиная с 1995 года, в рамках различных проектов: Рослесхоза, Минприроды России, Минпромнауки России, РАН, региональных министерств, при поддержке программы ТАС1Б Евросоюза. С 1996 года элементы системы поэтапно вводились в опытную эксплуатацию. В настоящее время система позволяет решать задачи регионального и федерального уровней и охватывает практически всю территорию Российской Федерации. В 2004 году продолжилась доработка и опытная эксплуатация ИСДМ Рослесхоз. Элементы информационной системы успешно функционируют уже несколько пожароопасных сезонов в рамках службы авиационной охраны лесов. Работы проводились ФГУ «Авиалесоохрана», Институтом космических исследований (ИКИ РАН), Центром по проблемам экологии и продуктивности лесов (ЦЭПЛ РАН), Санкт-Петербургским институтом лесного хозяйства (СПбНИИЛХ), Институтом солнечно-земной физики (ИСЗФ СО РАН) и другими организациями, которые осуществляли разработку и эксплуатацию различных элементов системы. Обширный круг задач выполнен в 2005 г.

Глава 6. Экологические и экономические аспекты управления огнем в лесах Российской Федерации

6.1. Экологические аспекты управления огнем в лесах

6.1.1. Лесные формации, требующие обязательной охраны от пожаров

Заросли кедрового стланика. В зоне резервных и защитных лесов высшую степень пожарной опасности имеют заросли кедрового стланика. Лесные пожары практически полностью уничтожают кедровый стланик. В Магаданской области кедровый стланик занимает 54,6% лесопокрытой территории. Заросли кедрового стланика занимают предгольцовый пояс. Это в основном склоны различной крутизны и плоские вершины сопок.

Уничтожение лесной растительности, нарушение строения верхних горизонтов почвы, особенно в результате лесных пожаров, благоприятствует проявлению ускоренной водной эрозии лесных вулканических почв Камчатки. Интенсивность смыва может быть значительной даже при малых (1-2°) уклонах и достигать 100 мэ/га или 65 т/га почвы в год (Гавва О.И, Грибков И.Г., 1972). 6.1.2. Леса и иные растительные формации, где пожары допустимы

Лиственничники севера Сибири и Дальнего Востока, представленные лиственницей Гмелина, составляющей примерно 35% лиственничных лесов России (по Цветкову П.А.), имеют существенные лесопожарные отличия от лиственничников средних и южных широт. Результаты многолетних исследований (Цветков П.А., 1994, 2002, 2005; Софронов М.А., Волокитина А.В., 1996 и др.) показали, что лиственница Гмелина в северных широтах имеет низкую пожароустойчивость из-за тонкой слоистой коры, невысоко расположенной кроны, небольшого диаметра и малой высоты деревьев. Для этих лиственничников характерны только низовые пожары, насаждения лиственницы Гмелина пирогенные, возникли они в результате пожаров и без пожаров практически не восстанавливаются. Следовательно, в северной подзоне тайги и предтундровых редколесьях, где преобладает лиственница Гмелина, следует допускать лесные пожары.

6.2. Экономические аспекты управления огнем в лесах

6.2.1. Ущерб от лесных пожаров и затраты на их тушение

При определении эффективности систем противопожарной охраны лесов нужны данные о количестве пожаров, их площади, величине затрат на охрану лесов от пожаров и величине ущерба. Экономическую эффективность системы охраны лесов от пожаров определяет соотношение величины затрат и величины предотвращенного ущерба.

Задача определения оптимального уровня затрат на профилактику и тушение лесных пожаров может быть решена путем деления территории лесного фонда на районы или зоны с похожими условиями горимости лесов, их ценности и технологии противопожарной охраны. В основе такого деления должно лежать лесоэкономическое районирование, в процессе которого выделяются территории с одинаковым уровнем экономической ценности лесов. Территория лесного фонда страны должна быть разделена на достаточно большое число ценовых зон (районов). Оценивать размеры предотвращаемого ущерба от лесных пожаров следует на основе объемных показателей, используемых для расчета уровня охраны лесов и имеющихся оценок леса, отпускаемого на корню. Такая методика применяется более 20 лет при проектировании противопожарного устройства лесов.

В целом по районам применения авиации ущерб на 1 га пройденной огнем площади лесного фонда в 2003 г. составил 2,8 тыс. руб. (сумма ущерба включа-

ет стоимость сгоревшей древесины, затраты на расчистку площади и затраты на лесовосстановление). Ставка платы за древесину, отпускаемую на корню, в среднем по России в 2003 г. составила 38,4 руб./м3. При запасе на 1 га лесного фонда 100 м3 древесины, стоимость ее по этим минимальным ценам составит более 3,8 тыс. руб.

Следовательно, общий размер ущерба на 1 га пройденной огнем площади лесов, определяемый по принятой методике, оценивают ниже стоимости древесины, отпускаемой на корню. По многим регионам размер платы за древесину с 1 га, отпускаемую на корню, существенно больше, чем показываемый ущерб с 1 га пройденной огнем площади такого леса.

Затраты на тушение одного пожара были максимальными в лесоэкономиче-ской зоне резервных и защитных лесов и составляли по авиабазам, тыс. руб.: Камчатской - 2006,4; Северо-Восточной - 923,5; Якутской - 685,9; Чукотской - 160,1.

Глава 7. Совершенствование системы охраны лесов от пожаров в регионах с различными природно-экономическими условиями

7.1. Система региональных лесопожарных центров

Важнейшее практическое значение имеют прошедшие изменения в федеративном устройстве Российской Федерации — создание семи федеральных округов. Объективно назрела необходимость организации Региональных центров по предупреждению и ликвидации лесных пожаров, создания системы таких центров. Обоснование необходимости организации новой системы охраны лесов от пожаров сделано нами в 2004 г. В 2005 г. произошло фактическое перераспределение функций по охране лесов от пожаров между федеральным центром и субъектами Российской Федерации. Целесообразно создать региональные лесопожарные центры в Дальневосточном, Сибирском, Уральском, Центральном и Северо-Западном федеральных округах. На базе современных информационных технологий разработана иерархическая структура мониторинга и управления силами и средствами предупреждения и ликвидации лесных пожаров на территории страны.

7.2. Общая модель системы управления огнем в лесах

Сущность общей модели управления огнем в лесах рассматривается в системном плане (рис. 7.1). При разработке нашей модели управления огнем в лесах использованы принципы, заложенные в макромодели противопожарного устройства лесов РФ (Душа-Гудым, 1998).

Управляющие воздействия на ЛФ - модернизированные дифференцированные системы противопожарных мероприятий. Новым в этих системах является разработка и внедрение региональных лесопожарных центров. Принципиально новым в системе управления огнем являются допустимые лесные пожары. В занимающих десятки миллионов гектаров районах северной тайги, покрытых лиственницей Гмелина, лесные пожары допустимы. В других районах северной и средней тайги патрульные полеты проводятся один раз в три дня или неделю. Пройденная пожарами площадь лесного фонда одинакова, если летать с такой кратностью и нести значительные затраты финансовых

средств, горючего и т.д. и если полеты не проводить и не нести таких затрат. Поэтому целесообразно снять авиапатрулирование в таких районах, средства направить в более освоенные районы, где и ценность лесных ресурсов значительно выше и будет реальная отдача от сделанных вложений в охрану лесов.

Рисунок 7.1 — Принципиальная схема системы управления огнем в лесах Российской Федерации в районах авиалесоохраны

Заключение

1. Прирост активно охраняемых территорий лесного фонда в последней трети XX века происходил за счет увеличения площади районов авиационной охраны лесов. В 1981-1990 гг. среднегодовая площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, составила 701,1 млн. га, а в 1991-2000 гг. - уменьшилась до 685,9 млн. га. В начале девяностых годов прирост площади активно охраняемых лесов прекратился.

2. В последние 15 лет XX века в РФ четко прослеживалась тенденция роста числа и площади лесных пожаров. В 1990-1994 гг. несколько снизилась площадь пожаров, но в следующем пятилетии (1995-1999) она увеличилась почти в 2 раза. В 2001 году количество лесных пожаров снизилось как по сравнению со средним за предшествующее пятилетие, так и по сравнению с каждым годом прошедшего пятилетия, но в 2002 г. увеличилось до 35 тыс. случаев, пройденная огнем площадь лесов также не уменьшилась.

3. Снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы привело к резкому уменьшению количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, что закономерно привело к резкому уменьшению кратности авиапатрулирования лесов, увеличению доли крупных лесных пожаров и росту пройденной пожарами площади лесного фонда.

4. Невозможность выделения из бюджета средств в размерах, требующихся для выполнения авиалесоохранных работ на всей охраняемой территории в соответствии с техническими нормативами, требует пересмотра некоторых положений действовавшей лесопожарной концепции. Вместе с тем, даже при увеличении финансовых возможностей, необходимо в большей степени учитывать экономическую составляющую в системе охраны лесов от пожаров и характер воздействия огня на различные типы леса и на практике перейти от системы тушения всех лесных пожаров к системе управления огнем в лесу.

5. Существенное влияние на уровень и организацию охраны лесов от пожаров стал оказывать лесопожарный мониторинг, точнее, существенное изменение качества и количества средств, используемых для проведения лесопожарного мониторинга. Кардинальные изменения относятся к космическому мониторингу. Если в семидесятые-восьмидесятые годы речь шла главным образом о потенциальных возможностях космомониторинга в интересах охраны лесов от пожаров, то в начале нового века речь идет о практическом использовании информации с космических летательных аппаратов в интересах охраны лесов, совершенствовании имеющихся и создании новых программ.

6. Ответственность за тушение лесных пожаров отнесена на региональный уровень, возникают проблемы с размерами и сроками поступления субвенций. Уменьшены ассигнования на авиационную охрану лесов, поэтому снижена кратность авиапатрулирования и падает общий уровень охраны лесов. Требуется экономически и экологически обоснованное сокращение активно охраняемой площади земель лесного фонда. Поэтому крайне актуальной является оценка вероятности возникновения пожаров в том или ином районе, определение характера и размеров возможного ущерба от вероятных лесных пожаров для решения вопроса о целесообразности прекращения активной охраны лесного фонда или снижения уровня охраны в том или ином районе или, наоборот, повышения уровня охраны лесов в этом районе.

7. В результате исследований установлены тенденции в распределении пожаров по лесоэкономическим зонам и регионам. За три десятилетия доля и частота пожаров по отдельным зонам и регионам существенно изменились. Требуется корректировка количества и размещения сил и средства авиационной охраны лесов для обеспечения охраны лесного фонда регионов, где сосредоточена основная часть лесосырьевых ресурсов страны.

8. Определены обширные районы концентрации групп типов леса, в которых допустимо бесконтрольное распространение пожаров. Выделены районы распространения групп типов леса, где бесконтрольное распространение огня недопустимо; выделяются также объекты и территории повышенного пожарного риска.

9. В последние 15 лет увеличились: число лесных пожаров, пройденная огнем площадь лесов, количество и площадь крупных лесных пожаров. Основ-

ные причины и предпосылки такого состояния: резкое снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы, соответствующее уменьшение количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, закономерное адекватное уменьшение кратности авиапатрулирования лесов, обнаружение пожаров на больших площадях, значительное сокращение численности десантников и парашютистов-пожарных,

10. Целесообразно определять и задавать уровень охраны лесов по допустимой площади лесного пожара. Площадь лесного пожара допускается большей на территории лесного фонда с меньшей экономической оценкой и высокой скоростью распространения огня.

11. Экономическую эффективность системы противопожарной охраны лесов следует определять сопоставлением предотвращаемого ущерба, определяемого по экономической оценке единицы площади лесного фонда и размера затрат на обнаружение и тушение пожаров. Вместе с тем, даже при увеличении финансовых возможностей, необходимо в большей степени учитывать экономическую составляющую в системе охраны лесов от пожаров и характер воздействия огня на различные типы леса и на практике перейти от системы тушения всех лесных пожаров к системе управления огнем в лесу.

12. В обширных районах северной тайги и предтундровых редколесий, где сконцентрированы группы типов леса с преобладанием лиственницы Гме-лина (даурской) на общей площади порядка 100 млн. га, в которых допустимо бесконтрольное распространение лесных пожаров без ущерба для сохранения коренных типов леса, достаточно проведение только лесопожарного мониторинга с космических летательных аппаратов.

13. Необходимо в полном объеме внедрить разработанную систему региональных лесопожарных центров — главную составляющую системы управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров — это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

14. Внедряемая структура информационного взаимодействия регионального центра по предупреждению и ликвидации лесных пожаров в федеральном округе и структура системы связи при тушении крупного лесного пожара создадут качественно новый уровень управления в противопожарной службе лесного хозяйства.

Список работ соискателя по теме диссертации

1. Ковалев H.A. Лесопожарный региональный центр Дальневосточного федерального округа по предупреждению и ликвидации лесных пожаров /Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне. Мат. Международного научно-практического семинара (Хабаровск, 2003). М.: Изд. «Алекс», 2004. - 208 с./с. 97-99.

2. Симаков В.В., Ковалев H.A. Современные информационные технологии и перспективы создания регионального ситуационного центра по мониторингу и ликвидации лесных пожаров /Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне. Мат. Международного научно-практического семинара (Хабаровск, 2003). М.: Изд. «Алекс», 2004. - 208 с./с. 100-104.

3. Ковалев Н.А., Симаков В.В. Современные информационные технологии и перспективы создания регионального центра по предупреждению и ликвидации лесных пожаров ДФО. Лесное хозяйство, 2004, № 4, с. 11-13.

4. Душа-Гудым С.И., Ковалев Н.А. Динамика горимости лесов России на рубеже XX-XXI веков и положения лесопожарной концепции./Сборник трудов, посвященный 70-летию Всероссийского НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства. Пушкино: ВНИИЛМ, 2004, с. 24-31.

5. Ковалев Н.А Разработка, развитие и эксплуатация информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза. - Информационные технологии в науке, образовании и промышленности: Мат. международной научно-технической конференции. Архангельск, 2005. - С. 276-280.

6. Goldammer J.G., Davidenko Е.Р., Kovalev N.A., Sukhinin A. I., Bannikov V.V. Тне wildland fire season 2002 in the Russian Fédération/Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия: Избранные доклады 5-й Международной конференции. - Томск: Изд-во Том. унта, 2004, с. 122-161.

7. Nicolay A. Kovaljev, Eduard P. Davidenko Forest fire management in Russia, 2003/ Forest Fire Management and International Coopération in the Fire Emergencies in the Eastern Mediterranean, Balkans and Adjoining Régions. 30 March - 3 April 2004, Antalia.- 23 p.

8. Дорошин Ю.П., Ковалев Н.А. Снижение степени пожарной опасности лесного фонда - основополагающая задача профилактики лесных пожаров И Сборник научных статей, посвященный 50-летию Костромской лесной опытной станции ВНИИЛМ,- Кострома: ВНИИЛМ, 2006. - С. 73-78.

ВНИИЛМ ЛР №021297 от 18.06.98 г.

Формат 60x90 Vie Подписано в печать 28.08.2006 г. Объем 1.0 печ. л._Тираж 100 экз.

Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства 141200, г. Пушкино Московской обл., ул. Институтская, д. 15 Тел.: (8-253) 2-46-71 факс: 993-41-91

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ковалев, Николай Алексеевич

Общая характеристика работы

Глава 1 Состояние вопроса

Глава 2 Программа и методика исследований

2.1 Программа исследований

2.2 Методика исследований

Глава 3 Горимость лесов Российской Федерации в восьмидеся-тые-девяностые годы XX века и первые годы XXI века

3.1 Общие тенденции в динамике количества и площади лесных пожаров

3.2 Сезонная динамика горимости лесов

3.3 Горимость лесов по лесоэкономическим зонам

3.3.1 Общие положения и методическая основа

3.3.2 Динамика горимости лесов по лесоэкономическим зонам

3.3.3 Динамика распределения пожаров по лесоэкономическим зонам в районах применения авиационных сил и средств

Глава 4 Краткая лесопожарная характеристика лесного фонда

4.1 Пожарная опасность лесного фонда

4.2 Характеристика природных факторов, влияющих на горимость лесов

4.3 Концентрация лесных формаций по лесорастительным зонам

4.4 Лесопожарные особенности отдельных лесных формаций в районах применения авиационных сил и средств в разных лесоэкономических зонах

Глава 5 Виды охраны лесов и лесопожарного мониторинга

5.1 Принципы лесоохранного мониторинга лесного фонда, 1965-2004гг.

5.1.1 Деление лесного фонда на районы по видам охраны

5.1.2 Критерии выделения охраняемых и неохраняемых территорий

5.2 Развитие средств лесопожарного мониторинга и подходов к лесопожар-ному районированию лесного фонда

5.2.1 Мониторинг лесных пожаров, его структура, объекты и средства

5.2.2 Районирование лесного фонда по видам охраны и космический лесопожар-ный мониторинг

5.3 Разработка и эксплуатация информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза в 1995-2005 гг. 5.3. / Общие положения

5.3.2 Состав информационной системы дистанционного мониторинга

5.3.3 Основные задачи системы

5.3.4 Основные пользователи ИСДМ Рослесхоз

5.3.5 Основные результаты по развитию ИСДМ Рослесхоз

Глава 6 Экологические и экономические аспекты управления огнем в лесах

6.1 Экологические аспекты управления огнем в лесах

6.1.1 Лесные формации, требующие обязательной охраны от пожаров

6. ¡.2 Леса и иные растительные формации, где пожары допустимы

6.1.3 Объекты и территории повышенного пожарного риска

6.2 Экономические аспекты управления огнем в лесах

6.2.1 Ущерб от пожаров и затраты на охрану лесов

6.2.2 Экономическая эффективность противопожарной охраны лесов

6.2.3 Уровень охраны лесов от пожаров

Глава 7 Совершенствование системы охраны лесов от пожаров в регионах с различными природно-экономическими условиями

7.1 Система региональных лесопожарных центров

7.2 Лесопожарный центр Дальневосточного федерального округа

7.2.1 Структура системы связи

7.2.2 Лесопожарные особенности Дальневосточного федерального округа

7.3 Лесопожарный центр Центрального федерального округа

7.4 Лесопожарный центр Сибирского федерального округа

7.5 Общая модель системы управления огнем в лесах

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга"

Огонь - разрушитель и созидатель леса. Лесные пожары изменяют окружающую среду. Огонь - величайшее благо, ближайший друг людей, когда он находится в их умелых руках, но он становится страшнейшим врагом, вырвавшись из повиновения. Неуправляемый огонь и есть пожар. Это относится и к неуправляемому огню в лесу (И.С. Мелехов, 1978).

Принципиальные устои существующей до настоящего времени в Российской Федерации системы охраны лесов от пожаров были заложены в 30-х годы XX века. До начала 30-х годов охрана лесов от пожаров в Российской Федерации осуществлялась наземными силами и средствами, что соответствовало технико-экономическому уровню и возможностям народного хозяйства страны. Практическое использование авиации для авиационного патрулирования лесов началось после первых опытов, проведенных в 1931 г. В 1936 г. Наркомлес СССР, а в 1937 г. Главлесоохрана приобрели свои самолеты и стали осуществляться регулярные патрульные полеты (В.Г. Нестеров, 1945).

Длительное время авиация применялась только для обнаружения лесных пожаров и отчасти для их предупреждения. Охрана лесов от пожаров осуществлялась в тех районах, где были дороги или водные пути транспорта, населенные пункты или в лесах находились люди, выполнявшие определенные работы (лесозаготовки, добыча полезных ископаемых, охотничьи промыслы и др.). С развитием авиационной техники стали применять самолеты для доставки к местам пожаров парашютистов-пожарных. После поступления на вооружение авиалесоохраны вертолетов их стали применять как для патрулирования, так и для доставки к местам пожаров десантников-пожарных.

Районы деятельности наземных и авиационных сил до средины 60-х годов не разграничивались. Практически деление территории лесного фонда, находившейся в ведении органов лесного хозяйства, на районы наземной и авиационной охраны стали проводить с 1965 г. Общая охраняемая площадь лесов в 1965 г. составляла 660,3 млн. га.

Прирост активно охраняемых территорий лесного фонда в последней трети XX века происходил за счет увеличения площади районов авиационной охраны лесов. В 1981-1990 гг. среднегодовая площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, составила 701,1 млн. га, а в 1991-2000 гг. - уменьшилась до 685,9 млн. га. В начале девяностых годов прирост площади активно охраняемых лесов прекратился. В 1997 г. площадь лесов с активной охраной уменьшилась до уровня 1970 года, составив 67,6 %. Площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, в начале XXI составила: 2001 г. - 690,76 млн. га, 2002 г. - 690,57, 2003г. - 691, 51. Причиной уменьшения площади активно охраняемых территорий лесного фонда явилось уменьшение финансирования авиационной охраны лесов.

Актуальность проблемы. Снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы привело к резкому уменьшению количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, что закономерно привело к резкому уменьшению кратности авиапатрулирования лесов, увеличению доли крупных лесных пожаров и росту пройденной пожарами площади лесного фонда. Невозможность выделения из бюджета средств в размерах, требующихся для выполнения авиалесоохранных работ на всей охраняемой территории в соответствии с техническими нормативами, требует пересмотра некоторых положений действовавшей лесопожарной концепции. В последнее десятилетие в практическом плане стал рассматриваться вопрос о переходе от системы тушения всех возникающих на охраняемой территории лесного фонда пожаров к системе управления огнем в лесах. Управление огнем должно предусматривать дифференцированное отношение к огню в лесах, выделение территорий лесного фонда с определенными лесорастительными условиями, где лесные пожары могут быть допустимы.

Всё более широкое применение в лесопожарном мониторинге с середины девяностых годов получает использование информации с космических летательных аппаратов. В космическом мониторинге произошел переход от разовой, нерегулярно поступающей информации к регулярно поступающей информации. Появились реальные возможности использования спутниковой радиосвязи в интересах охраны лесов.

Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать распределения лесных пожаров в разрезе регионов и ле-соэкономических зон и динамику результатов работы Авиалесоохраны в связи с резкими изменениями в социально-экономической жизни страны, происходящими в течение последнего десятилетия XX века и в первые годы XXI века.

У • огнем в лесу.

Результаты исследований. Установлены тенденции в распределении лесных пожаров по лесоэкономическим зонам и регионам. Определены обширные районы концентрации групп типов леса, в которых допустимо бесконтрольное распространение лесных пожаров без ущерба для сохранения коренных типов леса и в которых достаточно проведение только лесопожарного мониторинга с космических летательных аппаратов. Выделены районы концентрации особо пожароопасных групп типов леса, которые практически полностью уничтожаются лесными пожарами и восстановление которых может произойти только через десятки лет или не произойти вообще. Обосновано создание сети региональных лесопожарных центров по федеральным округам. Разработана структура информационного взаимодействия регионального лесопожарного центра и структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Впервые исследована динамика распределения лесных пожаров по лесоэкономическим зонам Российской Федерации в шестидесятые-семидесятые и девяностые годы XX века и в первое пятилетие XXI века, установлены тенденции, существенно влияющие на горимость лесов целых регионов и состояние их охраны.

Впервые обоснована необходимость и целесообразность создания лесо пожарных региональных центров по федеральным округам, исходя из присущих тем или иным регионам специфических опасных факторов лесных пожаров, наличия объектов и территорий повышенного пожарного риска различных категорий и исходя из разницы и/или совпадении времени периодов лесопо-жарных пиков по регионам.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных, всероссийских, региональных, конференциях, семинарах, совещаниях: международном семинаре по проблеме «Леса, пожары и глобальные изменения», Красноярский край, пос. Шушенское, 4-10.08.96 г. Организаторы: Рос-лесхоз, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, Европейская экономическая комиссия, Комитет по лесоматериалам и Европейская лесная комиссия; 2-й Международной конференции по лесным пожарам, прошедшей в г. Ванкувере, Канада, 25-30 мая 1997 г.; Всероссийской научно-практической конференции о мерах по совершенствованию борьбы с лесными и торфяными пожарами, г. Вологда, 28 ноября 2002 г. Организаторы: МЧС, Государственная лесная служба МПР РФ; международном научно-практическом семинаре «Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне», г. Хабаровск, 9-12 сентября 2003 г.; 3-й Международной конференции по лесным пожарам, прошедшей в г. Сидней, Австралия, 3-6 октября 2003 г.; 5-й Международной конференции «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия», г. Томск, 2004 г.; международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности», секция «Применение аэрокосмических и информационных технологий в лесном комплексе», г. Архангельск, 12-14 мая 2005 г. Организаторы: Рособразование, Федеральное космическое агентство, Администрация Архангельской обл., Архангельский государственный технический университет.

Публикации и внедрение. По теме диссертации автором опубликовано 8 научных работ. В 2005 г. на основании проведенных исследований в Российской Федерации введено приказом Рослесхоза от 25.05.2005 новое разделение лесного фонда на зоны наземной охраны, авиационной охраны и космического мониторинга. Внедряется разработанная на базе современных информационных технологий иерархическая структура мониторинга и управления силами и средствами предупреждения и ликвидации лесных пожаров. Обосновано создание сети региональных лесопожарных центров по федеральным округам. Разработаны и внедряются структура информационного взаимодействия регионального лесопожарного центра и структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Обоснование перевода в зону космического мониторинга лесов лесо-экономических зон лесов промышленного значения, резервных и защитных лесов. Эпизодические патрульные полеты над значительной частью территории этих зон приводят к неэффективному расходованию выделяемых ассигнований. Экономически оправдан перевод таких территорий в зону космического мониторинга 2-го уровня.

3. Уровень охраны ,лесов от пожаров должен определяться с обязатель / ным учетом лесопожарной и экономической составляющих. Затраты на охрану 4 лесов от пожаров необходимо сопоставлять с размером фактического и пре-I дотвращаемого ущерба, определяемых исходя из экономической оценки площадей лесного фонда. Допустимые площади лесных пожаров должны быть меньше в районах с более ценным лесным фондом и меньшими скоростями распространения пожаров.

4. Разработанная система региональных лесопожарных центров - главная составляющая системы управления огнем в лесах в районах применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров - это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

5. Структура информационного взаимодействия регионального центра по к предупреждению и ликвидации лесных пожаров в федеральном округе. Структура системы связи при тушении крупного лесного пожара. г

Заключение Диссертация по теме "Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними", Ковалев, Николай Алексеевич

Заключение

2. В последние 15 лет XX века в Российской Федерации четко прослеживалась тенденция роста числа и площади лесных пожаров. В 1990-1994 гг. несколько снизилась площадь пожаров, но в следующем пятилетии (1995-1999) она увеличилась почти в 2 раза. В первом году XXI века количество лесных пожаров снизилось как по сравнению со средним за предшествующее пятилетие, так и по сравнению с каждым годом прошедшего пятилетия, но в 2002 г. увеличилось до 35 тыс. случаев, пройденная огнем площадь лесов также не уменьшилась.

5. Существенное влияние на уровень и организацию охраны лесов от пожаров стал оказывать лесопожарный мониторинг, точнее, существенное изменение качества и количества средств, используемых для проведения лесопо-жарного мониторинга. Кардинальные изменения относятся к космическому мониторингу. Если в семидесятые-восьмидесятые годы речь шла главным образом о потенциальных возможностях космомониторинга в интересах охраны лесов от пожаров, то в начале нового века речь идет о практическом использовании г информации с космических летательных аппаратов в интересах охраны лесов, совершенствовании имеющихся и создании новых программ.

Требуется экономически и экологически обоснованное сокращение активно ох» раняемой площади земель лесного фонда. Поэтому крайне актуальной является оценка вероятности возникновения пожаров в том или ином районе, определение характера и размеров возможного ущерба от вероятных лесных пожаров для решения вопроса о целесообразности прекращения активной охраны лесного фонда или изменения уровня охраны в том или ином районе.

9. В последние 15 лет результаты работы авиалесоохраны резко ухудшились. Увеличились число лесных пожаров, пройденная огнем площадь лесов, количество и площадь крупных лесных пожаров. Основные причины и предпосылки такого состояния: резкое снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы, соответствующее уменьшение количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, закономерное адекватное уменьшение кратности авиапатрулирования лесов, обнаружение г пожаров на больших площадях, значительное сокращение численности десантников и парашютистов-пожарных.

13. Необходимо в полном объеме внедрить разработанную систему региональных лесопожарных центров - главную составляющую системы управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров - это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ковалев, Николай Алексеевич, Москва

1. Андреев H.A. Авиационная охрана лесов. М., ЦБНТИлесхоз, Экспресс информация, 1980, выпуск I, с. 1-11.

2. Анучин Н.П. Лесное хозяйство и охрана природы. М.; Лесная промышленность, 1979. - 272 с.

3. Анцышкин С.П. Противопожарная охрана леса. M - Л.: Гослесбумиздат, 1952. -190 с.

4. Анцышкин С.П. Противопожарная охрана леса. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957. -186 с.

5. Арцыбашев Е.С. Обнаружение лесных пожаров с помощью телевидения. Лесное хозяйство, 1964, № 5, с.41-42.

6. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков. М. : Лесная промышленность, 1973. - 87с.

7. Арцыбашев Е.С. Лесныее пожары и борьба с ними. М.: Лесная промышленность, 1974. - 152 с.

8. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров с воздуха в Канаде и США. М.: ЦБНТИлесхоз, 1977. - 28 с.

9. Арцыбашев Е.С., Столярчук Л.В. Районирование зоны тайги по ресурсной облачности. Л.: ЛенНИИЛХ, 1977. - 36 с.

10. Атлас Иркутской области. Москва - Иркутск: ГУГК, 1962, 182 с.

11. Атлас Забайкалья.- Москва Иркутск: ГУГК, 1967.

12. Атлас: Российская Федерация. Федеративное устройство, 2002, 124 с.

13. Байтин A.A. и др. Лесоустройство. Изд.3-е, испр. и доп. -М.: Лесная промышленность, 1974. - 352 с.

14. Балбьппев И.Н. Анализ возникновения лесных пожаров в условиях Сибири. -Лесное хозяйство, 1956,№ 5, с.49.

15. Балбышев И.Н. Характер пожаров на Севере. Лесное хозяйство, 1964, № 11, с.48-50.

16. Белов C.B. Некоторые актуальные вопросы борьбы с пожарами в зоне авиационной охраны лесов. В кн.: Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьбы с ними. - M., Лесная промышленность, 1965, с. 208-225.

17. Белов C.B. Управляемый огонь в лесу средство восстановления сосняков и лиственничников таежной зоны. - В сб.: Горение и пожары в лесу. Красноярск,1973, с. 213-222.

18. Благов А.П. Профилактика лесных пожаров залог успеха. Лесное хозяйство,1974, № 3, с.72-74.

19. Бобров Р.В. Своевременно ликвидировать последствия лесных пожаров. Лесное хозяйство, 1973, №5, с.86-89.20.

Информация о работе

Ковалев, Николай Алексеевич
кандидата сельскохозяйственных наук
Москва, 2006
ВАК 06.03.03

Диссертация

Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы