Красноярский ученый рассказал о стратегиях борьбы с таежными пожарами в меняющемся климате

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

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

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

Частота и география лесных пожаров

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

Наибольшая горимость отмечена в Эвенкии, южной части Якутии и Забайкалье. В средних широтах пик пожаров наблюдается весной и в начале лета; в августе – сентябре горимость также возрастает. На севере частота поздних и ранних пожаров ограничена недостатком тепла, необходимого для «созревания» горючих материалов, поэтому наибольшая горимость приходится на середину лета.

С продвижением на север уменьшается число пожаров и возрастает межпожарный интервал. Так, если на широте Подкаменной Тунгуски промежуток между пожарами составляет 50-80 лет, то в Заполярье, на северном пределе произрастания лиственницы он достигает 300 лет. Вместе с тем с продвижением в высокие широты площади гарей увеличиваются – запасы горючих материалов там больше, а пожары практически не тушатся.

Причины и последствия лесных пожаров

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

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

Как горят различные леса

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

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

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

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

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

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

Борьба с пожарами в условиях возрастающей горимости

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

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

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

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

Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром
«Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»