Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние антропогенных факторов на возникновение лесных пожаров

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Влияние антропогенных факторов на возникновение лесных пожаров"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Институт леса и древесины им. В. Н. Сукачева

На правах рукописи УДК 630*431.3; 630*431.5

АНДРЕЕВ Юрий Александрович

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ (на примере Красноярского Приангарья)

06. 03.03 — Лесоведение и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними

АВТОРЕФ ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск, 1991

Работа выполнена в лаборатории профилактики лесных пожаров Всесоюзного научно-исследовательского института противопожарной охраны лесов и механизации лесного хозяйства (ВНИИПОМлесхоз), г. Красноярск

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных паук Э. Н. Валендик

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных паук В. В. Фуряев

кандидат сельскохозяйственных паук доцент П. М. Матвеев

Ведущая организация:

Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства

Защита диссертации состоится ноября 1991 года в 10 часо! на заседании специализированного совета К 002.70.01 по при суждению ученой степени кандидата наук при Институте леса 1 древесины им. В. Н. Сукачева по адресу: 660036, г. Красноярск Академгородок, Институт леса и древесины им. В. Н. Сукачев; СО АН СССР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институтг леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР.

Автореферат разослан _Л991 года

Ученый секретарь специализированного совета, доктор сельскохозяйственных

наук, ведущий научный сотрудник Р. М. Бабинцевг

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Абсолютное большинство лесных пожаров, приносящих большой экономический и экологический ущерб, возникает по вине человека. Однако влияние антропогенных факторов на частоту и распределение пояаров в пространстве и времени почти не изучено. Вследствие этого работа по предупреядению пожаров выполняется без необходимого научного обоснования и не достигает должного эффекта. В связи с этим-планом НИР и ОКР Гослесхоза СССР в 1986-1990 гг. было предусмотрено выполнение гтеш У1.1.1. "Изучить антропогенную пожарную опасность в лесах Сибири и Дальнего Востока для усовершенствования профилактических противопожарных мероприятий". После принятия ЦК КПСС и СМ СССР Постановления Г» 434 от 13.05.87 район исследований, проводимых ЕШШОНлесхозом, был ограничен территорией бассейна оз.Байкод. Настоящая работа выполнена в рамках указанной теш. Автор в 1986-1987 гг. являлся ответственным исполнителем, а с 1988 г. - руководителем названной теш.

Цель исследований: изучение влияния антропогенных факторов на возникновение и пространственно-временное распределение лесных пожаров для оценки и прогнозирования антропогенной пожарной опасности в лесу как основ« противопожарной профилактической работы.

Задачи исследований!

"I. Изучить основные причины возникновения лесных пожаров.

2. Определить степень пожарной опасности для леса со стороны различных групп населения.

3. Исследовать зависимость частоты лесных пожаров от антропогенных факторов.

4. Изучить втаяние антропогенных факторов,на пространственно-временное распределение лесных пожаров,

5. Разработать метод оценки и-прогнозирования антропогенной пожарной опасности в лесу.

Научная новизна. В результате изучения посещаемости и поведения людей в лесу и с учетом социально-демографического состава виновников и действительных причин возникновения пожаров впервые определена вероятность непреднамеренных поджогов леса представителями различных групп населения. На основании выявленных зависимостей частоты и характеристик распределения пожаров от не учитываемых ранее антропогенных факторов разработаны математические модели,

позволяющие определять уровень антропогенной пожарной опасности, потенциальную частоту пожаров при различных погодных условиях, некоторые показатели их пространственно-временного распределения.

Практическое знамение. выявленные закономерности возникновения и распределения лесньпс пожаров явились основой методических рекомендаций по оценке антропогенной пожарной опасности в лесах Красноярского Приангарья и были использованы при разработке реко- ■ менцаций по снижению антропогенной пожарной опасности в лесгк бассейна оз.Байкал.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены в школе-семинаре молодъпс ученых и специалистов по современным проблемам защитного лесоразведения и охраны природы (Минск, 1987), на краевых конференциях молодых ученых и специалистов "Молодежь к научно-технический прогресс" (Красноярск, 1989, 1990), Всесоюзной научно-техническйй конференции молодых ученых, аспирантов и специалистов отрасли (Пушкино, 1990),

Публикации. По материалам диссертаций опубликовано 12 о,;бот.

Оббей работы. Диссертация состоит из введения, семи глав,' заключения, списка использованной литературы, приложения. Общий объем рукописи составляет 163 страницы машинописного текста, в т.ч. 81 страница основного и 82 страницы дополнительного (9 рисунков, 41 таблица, приложение, 112 библиографических источников, в т.ч. 18 на иностранном языке).

Автор считает своим долгом выразить благодарность д.с.-х.н. З.Н.Валевдику за руководство работой и к.с.-х.н. Г.П.Телицыну за .оказанную помощь.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

По определению проф. Н.П.Курбатского (1972), "антропогенная пожарная опасность - это пожарная опасность охраняемой территории, обусловленная появлением источников огня в связи с деятельностью людей и относящаяся к многолетнему периоду".

Исследования антропогенной пожарной опасности в лесах Красноярского Приангарья не проводились. В наибольшей степени этот вопрос изучен Г.П.Телицыным на Дальнем Востоке (1981, 1983, 1984, 1985, 1987, 1988): уточнен характер выявленной ранее Н.П.Курбат-ским (1964) зависимости частоты пожаров от плотности населения, получены коэффициенты, отражающие пожарную опасность населенна

для леса, предложены математические модели для определения вероятности возникновения пожаров в зависимости от расстояния до' то- , -чечиих и линейных объектов. Некоторые проблеш лучения закономерностей и профилактики возникновения поваров по вине человека рассмотрены в работах С.П.Ащшжкна (1952), Г.Л.Мокеева (1965), А.Д. Вакурова (1975), Н.П.Курбатского с П.А.ЦветкоЕш (1986) и с Г.А. Доррером и Б.И.Долговым (1976, 1978), П.Н.Львова и А.И.Орлова (1984), В.Д.Покрывайло (1980, 1989) и др. авторов. При этом социально-демографический состав виновников возникновения пожароз практически не учитывается, а величина плотности населения, чаще Бсего используемая для определения уровня антропогенной пожарной опасности в лесу, приводит к усредненной оценке пространственного распределения поларов. К тому гке корреляция меяду плотностью населения и частотой пояаров в малонаселенных районах, к каковым относится и район исследований, незначительна.

Известные зарубежные системы оценки пожарной опасности в лесу основаны на анализе многолетних данных о возникновении пожаров без учета влияния социально-экономических условий.

2. ПРОГРАММА II МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исходя из состояния вопроса, поставленной цели и задач исследований, в программ работ были включены следующие пункты: Изучить:

- закономерности рекреационных нагрузок на лесные территории;

- причины и социально-демографически?- состав виновников возникновения лесных пожаров;

- зависимость частоты лесных пожаров от различных характеристик территории;

- пространственно-временное распределение лесных пояаров под влиянием антропогенных факторов.

2. Определить степень попарной опасности для леса со стороны различных групп населения.

3. Разработать метод оценки и прогнозирования антропогенной пожарной опасности в ^есу.

4. Усовершенствовать схему учета причин и виновников возникновения лесных пожаров.

Закономерности рекреациокяых нагрузок на лесные территории

изучены одним из самых распространенных методов в социологии -анкетным опросом населения. Заполненные респондентами анкеты обрабатывали вручную. Чаща всего определяли относительные величины (#), но б некоторых случаях и абсолютные как средневзвешенные. Объем выборки (270 чел.) определяли по комбинационной таблице, а количество респондентов в каждой группе - на основании социально-демографической структуры населения.

Анализ причин и социально-демографического состава винозников возникновения.лесных пожаров выполняли только по актам лесонарупе-ний, в которых указаш конкретные лица и истинные причины пожаров.

Незначительнее количество выявленных виновников возникновения подаров в район© исследований потребовало привлечения дополнительных данных о них в целом ц с Красноярском краю. Общее число исследованных составило 350 чел. Изучение виновников заключалось в установлении их пола, возрасту социального положения, вида деятельности в лесу. - .

Анализ причин осуществляли не по традиционной схема уче^а, применяемой лесной охраной, а по объяснениям причин возникновения пожаров, зафиксированным в актах лесоиарушзшй, с последующей те группировкой. %и этом учитывали источники огня, от которых возникли пожары. Все вычисления производили в относительных величинах.

Основная часть исследований^основана на методах математической статистики. Для анализа зависимости частоты лесных пояарор от различных характеристик территории применяли многофакторный анализ. Изучали связь частоты похароз с показателями природной пожарной опасности, напряженности пожароопасных: сезонов по условиям погоды и освоенности территории населением, выраженных различными способами и величинами.

Для вычисления математической зависимости числа источников загорания леса, под которыми подразумеваются лобые источники огня, способные вызвать пожар при определенном сочетании погодных и ле-сорастительных условий, от численности жителей в населения пунктах было определено среднее многолетнее число пожаров в радиусе 20 км вокруг этих населенных пунктов. Помары, не вошедшие в это число, были распределены пропорционально подученным данным. Число источников загорания леса определялось гипотетически как отношение числа пожаров к произведению показателей природной пожарной опасности и напряженности среднего пожароопасного сезона.

Для анализа пространственно-временного распределения лесных пожаров было выполнено следующее:

1. Собраны данные о возникновении лесных пожаров на территории Красноярского Приангзрья за 1975-1985 гг.

2. По среднесуточному числу пожаров выявлены периоды горимости и изучено распределение пожаров по этим периодам.

3. Изучено распределение пожаров по дням недели (отдельно будничные дни, выходные и праздничные).

4. По квартальной сети места возникновения пожаров отмечены на карте (схеме). Разными знаками выделены периоды горимости и дни недели.

5. Определено среднее число пожаров, возникших на расстояниях до 5, 6*10, 11*20, 21*50, 51*100 и более 100 тал от населенных пунктов, с учетом периодов горимости и дней недели. Среднее расстояние от пожаров до ближайших населенных пунктов вычислено отдельно по периодам горимости и дням недели как средневзвешенное.

6. Определено среднее число пожаров, возникших на расстоянии по 2*4 км вдоль дорог и по берегам судоходных рек.

7. Изучено среднее число пожар«в в радиусах до Ю,0; 10,1* 14,1; 14,2*17,3; 17,4*20,0; 20,1*22,4; 22,5*24,5; 24,6*25.5; 26,6*28,3; 28,4*30,0; 30,1*31,6 км вокруг 34 населенных цунктов. Площадь каждогб исследуемого кольца составляла 314 км , что'соответствует площади круга с радиусом* 10 км.

В целом по Красноярскому Приангарьи> изучено распределение более 3 тыс. пожаров, а относительно 34-нас.елешшх пунктов - около I тыс.

При определении связей характеристик возникновения лесных пожаров с антропогенными факторами рассчитывали как парные коэффициенты корреляции, так и корреляционное отношение по известным форм/лам.

При подборе функции, описывающей процесс распределения пожаров относительно 34 населенных пунктов, учитывали наиболее часто встречающиеся типы распределений. При этом сначала устанавливали простейшие условия, необходимые для* определения наличия эмпирических зависимостей. С этой целью определяли величину , наименьшее значение которой свидетельствует о наиболее тесной связи эмпирического распределения с теоретическим.

После выбора и определения параметров фуйк Цмк распределения

рассчитывали критерии согласия хи-квадрат Пирсона, В.И.Романовского И Б.С.Ястремского О согласии эмпирического и теоретического распределений в первом .случае судили по уровню значимости, в остальных двух существенность расхождений оценивали относительно по абсолютному значению полученной величины. Начальные значения параметров функции распределения определяли методом логарифмирования, окончательные - методом последовательных приближений. Все вычисления производили на микрокалькуляторе "Электроника МК-51" по прикладным nporpa.Mi.iavi.

Необходимые для исследований данные были получены в соответствующих организациям по состоянию на 01.01.86.

3. рлнон и обьекш исследований-

По лесопохсарному районированию район исследований относится к Ниясне-Лнгарскоыу лесопонарному округу Ангарской лесопокарной области (И.А.Софроноз, 1978). Исследуемая плоцадь составляет более Ю млн га лесной территории. В среднем в лесах Красноярского Приангарья возникает 274 nosapa в год, или 27 сл./млн га со средней площадью 18,5 га, что по скале Г.А.Ыокеева (I9j5) соответствует уморенной горимости (0,05 %).

Климат резко континентальный. Весна начинается 19-23 апреля, снег тает быстро - за 5*7 дней, л в конце апреля - начале мая уже возможно возникновение лесных тохаров. В конце сентября - октябре обычно пожароопасный сезон заканчивается, т.к. формируетая устойчивый снежный по.фов. Леса характеризуются относительно высокой природной пекарной опасностью (средний класс П,8), потому что основные древесные породы - сосна обыкновенная (42 % площади) и лиственница сибирская (24 %).

в Красноярском Приангарье проживают более 100 тыс.чел. в населенных пунктах трех административных районов. Плотность населения составляет 1,1 чел./км . доля трудоспособного - 55460 %, Оно в основном занято на предприятиях ресурсодобывающих отраслей, особенно в лесной промышленности.

Вследствие повышенной антропогенной нагрузки на лесные территории за счет рзкреантов, лесозаготовителей, вздымциков, работников экспедиций и других посетителей, а тагосе из-за погодных и лесорастигельных условий лесаПриангарья относятся к одним из cairn горишх в Красноярском крае.

4. виновники и причкш вознкжовеш1я леошх понж)в

Пожарная опасность, которую представляет для леса различные группы населения, определяется следую'цпг/и основными факторами • частотой и продолжительностью посещений леса;

- потребностью пользоваться источниками огня;

- объемом знаний й опыта обращения'с огнем, дисциплиной и культурой поведения в лесу.

Первые два фактора изучены п результате опроса населения. Для учета третьего в связи с отсутствием каких-либо показателе" ш вйели условную единицу, отражайся степень неопытности в обращении с огнем. Ясно, что наименее опытны;«! являются дети, поэтому их уровень условно принят за едигпщу, в последующей каядой возрастной группе он, такяе условно, умепъпзн на Ю % (т.е. на 0,1). Исходя из этого и средней до.т.» рекрзянгоз каждой возрастной группы, имеющих и пользующихся в лееу исто'шикаки огня, рассчитаны вероятности непреднамерен::1!:'!; (случайных) подлогов леса. На основании это;'; величины все кзеконие объединено в пять групп (таблД).

Таблица I

Пожарная опасность для леса со стороны различных групп населения

Пол, возраст (лет) (Вероятность кторедна-Iмеренных подлогов, в 'долях единиц;/ л?- общего времени в Лесу -¡Степень пожарной ¡опасности для леса Ico стотзоны представителей группы

Мужской, от 20 до 30 0,35 и более Высокая

Мужской, от 7 до 19 от 31 до 40 0,24 - 0,34 Значительная

Мужской, женский, от 41 до 75, от 14 до 30 0,13 - 0,23 Умеренная

Женский, от,7 до 13 от "il ДО /о 0,02 - 0,12 Низкая

Дети до взрослые 7 старпе 75 0 _ 0,01 Отсутствие опасности

Правильность выделенных групп населения по степени пожарной опасности для леса подтверждает анализ социздыю-демографического

состава 350 виновников возникновения пожаров (табл.2).

Таблица 2

Распределение виновников возникновения лесных пожаров в Красноярском крае по полу, возрасту и.-месту жительства, % от общего числа

Место жительству

Возрастная группа, пол 1

дети ! взрослые | пенсионеры | Всего

муж.иеч-1и";аго!1цуж. !.кен, 1итого1муж.!жен. 1итого!

Город 4,1 _ 4,1 21,4 1,0 . 22,4 1,2 - 1,2 27,7 Село 4,7 0,3 5,0 5^,6 4,0 62,6 4,4 0,3 4,7 . 72,3 Итого 8,8 0,3 9,1 80,0 5,0 85,0 5,6 0,3 5,9 300,0

Социальная струетура виновников возникновения пожаров следующая: рабочие - 36,9 %; колхозники, рабочие совхозов - 21,4 % ИГР - 17,8 учащиеся - 9,0 %'ц дошкольники - 0,1 %; пенсионеры и домохозяйки - 6,1 служащие - 4,4 %> временно -неработающие -1,5 %1 студенты вузов и техникумов - 1,0 %; прочие - 1,8 Большое количество поджогов леса, совершенных рабочими и колхозниками, объясняется значительной долей представителей названных социальных групп среди населения Красноярского края, что обусловлено экономикой региона.

Наибольшее число (30,1 %) виновников пожаров во время их возникновения занимались собственно лесной рекреацией (прогулки, туризм, так называемая пикниковая рекреация и др.). Следующие виды деятельности, при которых жди часто становятся виновниками лесных лекаров - это сельскохозяйственные работы - 18,8 пчеловодство -12 2 %, заготовка побочной продукции леса - 8,9 % (в т.ч. подсочка 7,7 %), заготовка древесины - 4,9 %, работы по подготовке сенокосов и заготовке кормов для &ИЕОтноводства - 4,7 рыооловство и охота - 4,3 эксплуатация и ремонт автомобильных (2,9 %) и железных (2,5 %) дорог, экспедиционные работы - 0,9 %, .прочие виды деятельности - 9,8

Основной причиной возникновения лесшх пожаров является разведение костров - 36,2 в т.ч. в хвойных молодняках, на вырубках, торфяниках - 24,7 %г при высокой и чрезвычайной пожарном

опасности по условиям погоды - 4,4 %, костры, оставленные без присмотра - 7,1 %. Одними из самых распространенных причин, кроме того, являются выжигание сенокосных угодий, пастбищ, травы на полянах, в лесу - 24,5 стерни, соломы на сельскохозяйственных полях 10,9 %, неосторожное курение - 7,4 %, шалости детей - 6,3 сжигание мсора, соломы и порубочных остатков в кучах - 4,1 %, выжигание травы вдоль1 железных и "автомобильных дорог - 2,2 %, неисправности технических средств, аварии и т.п. - 1,6 %, сжигание порубочных остатков сплошным полом - 0,6 прочие - 3,4 %, Доля злоумышленных поджогов - 1,3 %, По причинам возникновения поваров мйгшо судить и об источниках огня, от которых они возникли.*

На основании установленных причин пожаров и виновников их возникновения и с учетом характера горения применяемого огня (стационарный или распространяющийся), места применения источников огня (лесная площадь или другие земли), действующих правил поиарной безопасности в лесу предложена схема учета виновников и причин- возникновения пожаров. По виду деятельности о лесу вьделено 12 групп виновников. Мотивы поджогов леса и причины возникновения пожаров 'объединены в 2 основные группы (преднамеренные и непреднамеренные) и 12 подгрупп.

Социально-демографический состав виновников пожаров объясняется неодинаковой посещаемостью лесов представителями различных групгт населения как с целью рекреации., так и с целью выполнения работ. Жизнь сельских жителей в значительно большей степени связана с лесом, чем городских. Поэтов очи проводят там больше времени и, следовательно, чаще рискуют стать виновниками возникновения пожаров. Этими ив причинами объясняется и то, что представителей мужского пола среди виновников пожаров значительно больше, чем представителей венского, а взрослых больше, чем детей. Соци-й^ьний паспорт наиболее типичного виновника возникновения лесного пожара выглядит следуьяцим образом: муячина в возрасте от 20 до 30 лет, житель сельской местности, рабочей специальности, владелец, автомобиля .ули мотоцикла, курящий, увлекающийся лесной рекреацией. Наиболее типичной ситуацией возникновения пожара является разведение костра в неположенном месте (на вырубках, торфяниках, хвой— мс молодняках и т.д.), при проведении в лесу пикниковой рекреации, "фиготовлении пищи во время рыболовства, сбора грибов или ягод.

5. ЗАВИСИМОСТЬ ЧАСТОТЫ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ ОТ АЧТРОПОШШХ ФАКТОРОВ

Для изучения зависимости частоты лесных пожаров от различий: характеристик территории использовали многофакторный анализ. Исследована зависимость средней частоты пожаров, возникших на территории 29 лесничеств 6 лесхозов и I леспромхоза Красноярского Приангарья, от 6 различных показателей их населенности. При зтом. учитывали природную пожарную опасность и пожарную опасность по условиям погоды. Всего при выполнении многофакторного анализа использовали в различной сочетании II характеристик территорий.

Наибольший множественный коэффициент корреляции (R «0,962Í 0,015;t «=64,I;F =74,5) полулен при учете следующих показателей, расположенных в порядке уменьшения частных коэффициентрв корреляции:

I. Напряженности пожароопасных сезонов по условиям погоды (т "0,896), определяемая с учетом предложенных коэффициентов значимости классов пожарной опасности,

m»0,'»i:m|+rme + l,8zm8jj, (I)

где - суммы дней со классами пожарной опасности по условиям погоды за год.

Коэффициенты значимости вычислили следующим образом: сначала установили среднее число дней для каждого класса пожарной опасности, среднее число пожаров, возникших в эти дни, и их долю в общей суше дней и общей числе пожаров. Затем определили коэффициенты как частное от деления относительного числа пожаров на соответствующее относительное число дней. Ш классу пожарной опасности по условиям погоды присвоили коэффициент 1,0 и соответственно с ним изменили коэффициенты других классов.

J 2. Средняя численность жителей в населенных пунктах t»cf (г»0,834), .чел.

3. Количество населенных пуАютов, приходящихся на единицу площади V (1 -0,819), нас.пунктов/млн га.

4. Коэффициент пожарной опасности территории по лесорасти-тельным условиям С (* «0,298), связанный с классом природной пожарной опасности (по Г.П.Телицыну, Т.В.Костыриной, 1976), доли единицы.

Частота лесных пожаров, с Я"./млн га в год, определяется по уравнению

У * О, 42 т * 0,01Ре*+0,78 - 40,81. (2)

Как видим, частота лесных пожаров в основном зависит от погодных условий и населенности территории. Это связано о тем, что погодные условия определяют пожарную" зрелость лесньпс горючих материалов, а уровень населенности территории - количество источников огня. Во'льшая часть пожаров (около 60 %) возникает при 1У и У классах пожарной опасности, когда могут гореть и те лесные участки, которые при обычных условиях являются преградой распространению огня. Таким образом, при соответствующих погодных условиях и наличии источников огня пожары могут возникать на любом лесноы участке, мало завися от уровня (класса) его природной пожарной опасности..

Результаты многофакторного анализа свидетельствуют о том, что уровень антропогенной пожарной опасности территории зависит от количества расположенных на ней населенных пунктов и численности жителей в них. Дальнейшие исследования выявили высокую криволинейную корреляцию мевду числом источников загорания леса, приходящихся на 1000 жителей в день, и общей численностью данного населенного пункта (ц, «0,87810,030; 1 «29,3). Эта связь удовлетворительно описывается уравнением гиперболы. Полученная величина , ист.загор./тыс. чел. в день, названа удельным показателем пожарной опасности для* леса со стороны; жителей населенного пункта.

<1=0,002+^, (3)

где Р - численность жителей в населенном пункте, чел.

Величина О , которая выражает число источников загорания леса, приходящихся на всех жителей населенного пункта в день, названа показателем пожарной опасности для леса со стороны жителей населенного цункта и определяется через удельный показатель; Сумма этих показателей характеризует уровень антропогенной пожарной опасности на оцениваемой территории. Огсвда число пожаров Н , сл./год, может определяться по формуле

(4)

где л - количество населенных пунктов.

• 6. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕОШ ПОНАРОВ

В Красноярском Приангарье, на основании среднесуточного числа лесных'пожаров по календарным датам за 1975-1985 гг., пожароопасный сезон можно разделить на четыре периода: I - до 25 мая; П _ 26 мая-30 июня; Ш - 1-31 юоля; 1У - после I августа. Эти периоды отличаются не только горимостью лесов, но и распределением пожаров. Так, доля пожаров, возникающих в выходные дни, в течения сезона изй?йяется следующим образом: I пеоиод - 42,2 П _ 33,8 %• Ш _ 38,7 1У _ 32,0 а в среднем за сезон - 35,9 %. Относительное'число понаров, возникающих весной вдоль дорог и по берегам судоходных рек, почти в 1,5 раза превышает аналогичный показатель других периодов к средний за сезон (64,8 % против 47,7 %), Изменяется также и среднее расстояние от пожаров до ближайших населенных пунктов: I период - 13,8 км; П - 24,1 км; Ш - 27,7 км; 1У - 23,2 км; в среднем за сезон - 23,8 км. При этом пожары в выходные дни расположены блике к населенным пунктам, чем пожары в будничные (соответственно в среднем за сезон 22,7 км и 24,5 км).

Влияние уровня освоенности территории населением на распределение лесных пожаров обнаружено в следующем:

1. Доля пожаров, возникаюцих в выходные и праздничные дни (Квых., %), зависит от средней численности жителей в населенных пунктах («с =0,692+3,083; 1=9,76).

•Шььн.а 14,9 Рср.+19,6, (5)

где Рс>. - средняя численность жителей в населенных пунктах, тыс. чел. (от 0,7 до 1,5).

2. Доля поваров, возникающих вдоль дорог (ЛЦор., %), зависит от количества населенных цунктов, приходящихся на единицу площади (г =0,898+0,079; I =-10,20).

■Шм><>.= £>6\Г-6,1, (6)

где V - количество.населенных пунктов, приходящихся на единицу площадй, нас.пунктов/млн га (от 5 до 14).

3. Среднее расстояние от пожаров до ближайиих населенных пунктов (Хер. , км) связано с числом последних, расположенных на исследуемой территории (г = _0,908£0,070;! =10,84).

Хс?. = п.,

(V)

где п. - оборе количество населенных пунктов, расположенных исследуемой территории (от 2 до 21), Зависимость частоты пожаров от расстояния до населенных пунктов считается бесспорной, но теснота связи до сих пор неизвестна. Расчеты показали, что корреляция между ними значительна: от -0,68 (окрестности с.Кулаково) до --0,95 (окрестности с.'&щуковка). Выполненные исследования выявили зависимость частоты (статистической вероятности) возникновения пожаров и от численности жителей в населенном пункте. Эта связь ощущается на расстоянии до 10*15 км от населенного пункта, пос^е чего она не просматриваете?. ^ Об этом свидетельствуют коэффициенты корреляции между чисяйцисггьо кителей и частотой событий (пожаров), возникших на различном расстоянии. Так, на расстоянии до 5 км -1=0,63; на расстоянии 5,1*10,0 км т*= 0,42; 10,1*14,1 км -1=0,20; 14,2*17,3 км -1=0,13, а после 20 гал г=0. В связи с тем, что на расстоянии до 10*15 км вокруг населенных пунктов возникает 60*70 % пожаров, а по некоторым данным и до 90 % (С.П.Анцышкин, 1952), при изучении распределения пожаров, кроме расстояния до населенного пункта, необходимо учитывать и численность жителей или какую-либо величину, с ней связанную. На основании математического анализа предложено применять функцию экспоненциального распределения, одним из параметров которой является показатель пожарной опасности для леса со стороны жителей тселейного пункта.

Плотность вероятности

(8)

Функция распределения

де х - расстояние до населенного пункта, км; с - основание натурального логарифма. Для сопоставления фактических и теоретических распределений ожаров вокруг 34 населенных пунктов были вычислены критерии сог-асия Пирсона, В.И.Романов«кого и Б.С.Ястремркого. Лишь в одном лучае получен критерий *?»4,496, что соответствует <<-1=0,90. В ос-альных случаях А-^0,95. Все критерии Романовского и Ястремского меньше 3, - то свидетельствует о согласии теоретического распре-эления с фактическим.

Выявл?нная зависимость числа лесных пожаров от количества населенных пунктов и численности жителей в них позволяет определять среднее расстояние до пожаров от любой точки на местности. Это вытекает из следующих соображений. Допустим, что пожары располагаются симметрично вокруг населенного пункта. Тогда расстояние до него от выбранной точки на местности равно среднему расстоянию до пожаров, возникающих по вине жителей этого населенного пункта. Отсюда среднее расстояние до всех пожаров, км, возникающих на исследуемой территории, которая включает несколько поселений,

/ ЕСХЛ)

Хег. (10) Л к

гдь' Хм. - расстояние от выбранной точки на местности (исключая населенные пункты) до 1-го населенного пункта, км.

При определении среднего расстояния до пожаров от населенного пункта,"и котором расположен лесхоз (ПХС, авиаотделение, лесничество и т.д.) нужно учесть и среднее расстояние до пожаров, возникающих по зине его жителей.

Л-1

■«■ Кср.ь.Об.

Х«.»*«-п--5 (II,

ш

где Хс1.в. - среднее расстояние от населенного пункта (места базирования сил и средств тушения) до пожаров, возникающих по вине его жителей, км;

Си. - показатель пожарной опасности для лесс со сторону

жителей базового населенного пункта, ист.загор./нао. пункт в день.

Среднее расстояние от базового населенного пункта до пожаров, возникающих по вине его жителей, можно определить как средневзвешенное с учетом распределения вероятности возникновения пожаров:

(12)

¿Я

где 1 - количество интервалов, в которых определяется вероятность возникновения лесных пожаров, шт.;

к - интервал расстояния, то.

Чем меньше величина интервала при определении среднего расстояния, тем точнее определяемое значение. Общее учитываемое расстояние от населенного пункта (сумма интервалов) должно'бить не менее 100-120 км.

7. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ПОН^ЖП ОПАСНОСТИ В ЛКСУ

Число источников загорания леел, расположит/v вокруг населенного пункта, мо:ию расс'-чтать р^поз "ксленпость его кителей. Кроме того, численность жителей, л ттте расстояние до ипемеиноге пункта определяют и вероятность распределения оное источников. Нрз изучении их распределения по территории следует такте учитивять наличие и вид траиг.портных п.<теЯ, т.н. частота поваров гдоль автомобильных и '.келезиах дорог и по берегам судоходных рек протачает средняя на всей площади. Следовательно, уровень антропогенно*1 пожарной опасности на лесном участке, Qw. , ист.загор./нлн га в день, в первую очередь загасит от числа населенных пунктов, р--л~ поло-;енге.1х п пределах доступности (до r.'¿-icq ;-j,¡), численности телей в них, расстояния го эг.:к неселешшх пулотов, наличия тр'-п-спортшх путей и их ктда. Ко&ХФздленты доступности к лесодх у; • стков, расположенных около различил: трзвепор.нш: путей, по;;;'~ чей" ч,:рез отношение частота по;;:аров в этих постах к сродней по всей территории.

Q«.=iQ 'k^--7?--->

. "¡.MAX 'ЧМп

_ 4 р .

'где Ю • _ переводной коэффициент из гл.?" в кли га;

Si - отношение длины ок*оу;:;ностн к диаметру;

- число насоленных гунктов, расположенных в пр-з,дела-доступности;

Xim-.n - расстояние от наименее удаленной границы лесного участка до 1-го населенного пункта, raí;

Xi»« - расстояние от наиболее удаленной границы лесного участка до t-ro -населенного пункта, к,?.

Разнообразие условий местности создает широкую вариодж определи :кых значений, в связи с чем возникает необходимость группировки (классификации) территорий по >'.отс.щиал> ной антропогенной попарной опасности. Данные, полученные п~> 146 различным по характеру участкам в районе исследований, дают основание для составления следующей шкалы (табл.3).

Произведение частоты появления антропогенных источников сгорания и коэффициента попарной опасности по лесорастительным условиям, определяемого через класс природной пожарной опасности учяст-

Таблица 3

Екала для распределения лесных участков по классам антропогенной пожарной опасности

Класс антропо- ! Степень антропогенной ! Потенциальная частота по-

генной-пожарной! пожарной опасности ! явления антропогенных ис-

опасности I ! точников загорания на

! ! I млн га в день

I Высокая 2,01 и более'

п Вытае средней ' 1,01 _ 2,00

ш Средняя 0,51 _ 1,00

1У Нике средней 0,11 _ 0,50

у Низкая 0,10 и менее

на коэффициенты значимости классов попарной опасности по условиям погоды в форг.уле (I) даат комплексную оценку потенциальной попарной опасности лесного участка, выраженную среднесуточной частотой пожаров при различных погодных условиях (сл./млн га в день). А произведение со средней многолетней напряженностью пожароопасного сезона по усазвиям погоды - частотой пожаров в год.

Выявленные эаконоыорноатк возникновения лесных пожаров позволяют выполнять графически комплексную оценку и прогнозирование текущей пожарной опасности в лесу, вырахаемую среднесуточным числом пожаров (рис.1). Оцениваемая плодадь может быть в пределах лесничества, лесхоза, района и т.д. При этом учитываются следующие зависимости и показатели: ,

1. Зависимость числа лесных пожаров от численности жителей и количества населенных пунктов как критерий антропогенной пожарной опасности.

2. Коэффициенты пожарной опасности территории по лесорасти-тельным условиям, связанные с классом природной пожарнэй опасности.

3. Коэффициенты значимости классов пожарной опасности по условиям погоды.

4. Сезонные закономерности возникновения лесных пожаров (среднесуточное число пожаров по месяцам пожароопасного сезона).

Анализ динамики пожарной опасности на территории Красноярского Приакгарья во времени позволяет составить прогноз числа лесных пожаров на перспективу. Уровень природной пожарной опасности в связи с отсутствием данных об его изменении по годам принят посто-

срсдку» клмс пригодной Количгстьо

пожьрной опасности ньсес&иных мнктоз

1!1 IV V 40 35 за 25

МгСЙ'Л ПОЖАРООПАСНОГО КйЛСС ГОЙОТСИ ОП'ГНОСТИ сггонА _по чаломгампогоды

0 0,5 1,0 1,5

Срвдчвсаточнсг число лесных пожароз, сл./дснь

Рис.1. Номограмма для определения среднесуточного числа пожаров в лесах Красноярского Приангзрьл

янгам. Изменение антропогенной пожарной опасности рассчитано на основании прироста численности населения с Красноярском крае, который составляет I % в год. Вероятная напрлжешость пожароопасны,к сезонов в будущем определена иа основа ее динамики за 1975-1990 гп двумя способами: по методу наименьших квадратов и как постоянная средняя многолетняя величина, Прогнозируемое число лесных пожаров рассчитано как произведение вышеназванных предполагаемых величин по формуле (4). При учете напряженности пожароопасных сезонов по условиям погоды через среднее многолетнее значение в 2000 г. прогнозируемое число пожаров составит 330 сл./год и увеличится на II %. Если же напряженность сезонов определять по мэтоду наименьших квадратов, то в 2000 г. вероятно возникновение 390 пожаров, что на 31 % больше сегодняшней средней величины. Следовательно, ожидается рост числа пожаров на 1*3 % в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. Изучены некоторые закономерности лесной рекреации в Красноярском Привнгярье, в т.ч. мотивы, периодичность и продолжитель-

ность поселений леса, потребности в использовании источников огня," удаленность' мост посещений от населенных пунктов и др. Лесорекре-ационная активность и поведение лздей в лес^ во многом олределяэт-сг.-их полом, возрастом и местом жительства. С учетом лесорекреаци-онной активности ладей, потребности в использовании источников огня, а также опыта обращения с ним впервые определена вероятность непреднамеренных поджогов леса представителями различных групп населения.

2. Еияснены социально-демографический состав виновников и действительные причины возникновения лесных пожаров в Красноярском крае. В большинстве случаев (71,1 %) пожары возникают от непреднамеренных подлогов. Чаще всего это связано с разведением костров. Остальные 28,9 % поджогов нельзя назвать случайными, т.к. виновника и заранее известно о нестационарном характере горения применяемого ими огня на лесной территории, из них 1,3 % совершены со злым умыслом. Основной контингент виновников пожаров составляют представители мужского пола (94,4 %), из них 80 % _ трудоспособно? население, больше половины которого - рабочие и колхозники. 72,3 % всех биновшшов пожаров доживают в сельской местности. При этом сельское население составляет 28 % жителей края, т.е. на I % сельских жителей приходится 2,6 % пожаров, а на I % городских - 0,4

3. Предложен способ оценки напряженности пожароопасного сезона по условиям погоды, который основан на использовании впервые • полученных эмпирическим путем коэффициентов значимости классов пожарной опасности. Кроме того, эти коэффициенты позволяет определять среднесуточное число пожаров при различных погодных условиях.

4. Установлено, что уровень антропогенной пожарной опасности на территорий определяется количеством расположенных здесь населенных пунктов и численностью жителей в них. Число источников загорания леса, приходящихся на 1000 чел. в день, с увеличением численности жителей в населенном пункте уменьшается по уравнению гиперболы, а общее количество источников загорания возрастает незначительно. В связи с этим незначительно возрастает и число пожаров вокруг различных по численности населенных пунктов при адекватности погодных и лесорастительных условий.

5. Изучено пространственно-временное распределение пожаров и установлено, что оно во многом зависит от уровня освоенности территории населением, в т.ч. относительное число пожаров, ^озниказо-

щих в выходные дни, определяется средней численностью жителей в населенных пунктах, а относительное число ггожаров вдоль дорог -Количеством населенных пунктов, приходящихся на единицу площади; среднее расстояние от пожарэв до ближайших населенных пунктов связано с общим количеством последних, расположенных на оцениваемой территории. Эти зависимости и определенных пределах отображаются линейными уравнениями. Распределение вероятности возникновения лесных пожаров относительно населенного пункта зависит не только от расстояния до него, но и от численности жителей и удовлетворительно описывается экспоненциальной функцией.

6. Разработан принцип определения среднего расстояния до пожаров от любой точки на местности. Он основан на допущении симметричного распределения пожаров вокруг населеннчх пунктов и изучении расположения этих поселений относительно выбранной точки.

7. Разработана матёматическая модель, которая позволяет определять уровень антропогенной пожарной опасности на лесном участке и потенциальную частоту пожаров при различных погодных условиях. На основании этой модели впервые исследована пространственная динамика антропогенной пожарной опасности на части лесной территории Красноярского Прцянгарья.

8. Обосноаэн графический метод расчета среднесуточного числа лесных пожаров в районе, учитывающий уровни антропогенной и природной пожарной опасности, пожарной опасности по условиям погодыс и сезонные закономерности возникновения пожаров ь лесах Красноярского Приангарья.

9. Методические разработки и научные положения, изложенные в диссертации, являются новым направлением в исследовании закономерностей возникновения лесных пожаров. Дальнейшее развитие работы может быть направлено на изучение влияния рекреационной ггоивлека-тельности лесов, социально-демографического состава населения, видов н объемов хозяйственных работ в лесу на частоту и распределение пожаров, поиск и анализ мотивов преднамеренных поджогов леса, исследование антропогенной пожарной опасности в других регионах^

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

I. Андреев Ю.А. Пути повышения эффективности лесопожарной пропаганды // Современные метод» профилактика,.обнаружения и тушения лесных пожаров: Тез.домг.учаог, бсесоюзн.нйуч.-техн.совещ., Петрозаводск, 8-9 апреля 1985 г, У., 1985. С.78-80.

*

2. Ащреев Ю.А. Закономерности распределения лесных пожаров // Методы и средства борьбы с лесными пожарами. Ы. :ШИШ1М, 1986. С.43-52, .

3. Аадреев О.А,, Ларченко Г.Ф. Социально-психологические аспекты рекреационных посещений леса и возникновения лесных пожаров // Лесные пожары и борьба с ними. М.:ЕШШ1М, 1987. С.251-263.

4. Андреев Е.А. Население и лесные пожары: Тез.докл.молод, ученых и специалистов по совр.проблемам защити.лесоразв. и охр. природы,- Минск, 19-25 октября 1987 р. ВолгоградсШИАЛМИ, 1987. С.107-108.

5. Андреев Ю.А, Метод оценки напряженности пожароопасного' сезона (> Ладной журнал. 1987. 2. С, 110-112.

6. Андреев Ю.А., Груманс В,М. Показатель эффективности предупреждения лесных пожаров // Лесное хозяйство. 1989. $ 6. С.51-52.

7. Андреев Ю.А., Ларченко Г.Ф. Факторы возникновения лесных пожаров в Красноярском Приангарье // Молодежь и научно-технический прогресс: Тез.докл.участ.краевой конф. 19 мая 1989 г. Красноярск, 1989. С.96.

8. Андреев О.А. Об оценке пожарной опасности лесной территории // Молодежь и научно-технический прогресс: Тез.докл.участ. краевой конф. 17-18 мая., 1990 г. Красноярск, 1990. С.83-84.

9. Аццреев Ю.А. Метод оценки антропогенной пожарной опасности лесной территории // Совершенствование научного обеспечения лесо-хозяйственного производства: Тез.докл.участ.Всесоюзн.науч.-техн. конф.молод.учен., "аспир. и спец. отрасли, Пушкино, 15-17 октября 1990 г. Пушкино, 1990. С..Ш.

Ю. Андреев Ю.А. Влияние антропогенных факторов на уровень пожарной опасности в лесу // Лесохоз.информ. 1990. }Ь1. С.22-27.

11. Ацдреев С.А. Оценка и прогноз пожарной опасности в лесу // Лесохоз.информ. 1990. Р II. С.33-38.

12. Андреев С.А. Возникновений леснкх пожаров как результат освоения территории-// Использование и восстановление ресурсов Ан-гаро-Енисейского региона (Сибирский лес): Тез.докл.участ.Всесоюзн. науч.-практ.конф., апрель 1991 г. Красноярск, Лесосибирск, 1991. С.70-71.