Роль лесных пожаров в изменении экосистем в региональном аспекте на примере Хабаровского края

 

Признание глобальной экологической роли лесов и необходимости их сохранения нашло отражение в целом ряде международных конвенций и договоров (рамочная конвенция ООН «Об изменении климата», конвенция ООН «О биологическом разнообразии» и др.), а также национальных концепций и стратегий устойчивого развития. Международным сообществом признано, что леса являются одним из главных резервуаров биологического разнообразия, стоком и резервуаром углерода. Сохранение и устойчивое управление всеми видами лесов признается критическим фактором экономического и социального развития, защиты окружающей среды и в целом — системы поддержания жизни на планете.

Ежегодно на нашей планете площади лесов сокращаются на 11 млрд га. Леса России составляют пятую часть лесов Земли. Среди многочисленных факторов, приводящих к уничтожению государственных лесных ресурсов, в последние годы особую опасность стали представлять пожары. В России ежегодно происходит до 19 тыс. лесных пожаров [1, с. 41]. На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 7 %-8 %, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека.

Горимость лесов (количество возникающих пожаров и величина пройденной огнем площади за пожароопасный сезон) на той или иной территории определяется тремя главными факторами: погодными и лесорастительными условиями, а также наличием источников огня (плотностью населения). В Хабаровском крае горимость лесов является одной из наиболее высоких в РФ, что обусловлено его специфическими климатическими особенностями.

С точки зрения подверженности лесным пожарам, Дальний Восток — один из самых уязвимых регионов. Помимо ежегодных, здесь периодически возникают катастрофические пожары, часто — с непрогнозируемыми последствиями, как, например, пожары 1954, 1976, 1998 гг [2, с. 145]. К катастрофическим лесным пожарам, по М. А. Шешукову (1971), относятся пожары площадью более 10 000 га с полным уничтожением растительного покрова и органогенных горизонтов почв или одновременное действие нескольких очагов пожаров с такой же интенсивностью и такой же суммарной площадью на участке лесного фонда, общей площадью до 1000 кв. км.

Катастрофические лесные пожары, судя по ретроспективному анализу структуры растительного покрова и наличию углей в почвенных горизонтах и отложениях материнских пород, имели место на протяжении всего четвертичного периода. При этом пики максимальной горимости, очевидно совпадая с засушливыми периодами и пиками солнечной активности, повторялись через 40–80 лет. В последнее время наблюдается тенденция к возрастанию горимости и сокращению периода повторяемости катастрофических пожаров. В частности, за последние 40 лет пики катастрофической горимости отмечались в 1976, 1988 и 1998 годах, т. е. через 10–12 лет. Очевидно, что возрастание горимости связано с повышением антропогенного воздействия на леса [3, с. 67].

Дальний Восток, имеющий четко выраженные географическую очерченность и специфику лесорастительных условий, обусловливающих высокую горимость лесов, представляется идеальной региональной моделью для познания закономерностей и роли лесных пожаров в эволюции лесного покрова и их вклада в глобальные процессы.

Карта горимости лесов Хабаровского края по данным Управления лесного хозяйства приведена на рис. 1. На севере и в центральных районах Хабаровского края температурно-влажностные характеристики способствуют возникновению одного, летнего максимума пожарной опасности. Для Среднего Приамурья характерны большие временные периоды, в которых на фоне высоких температур наблюдается низкая влажность почв и воздуха в сочетании с сухими ветрами, что способствует более интенсивному высыханию источников горения по сравнению с другими районами и возникновению нескольких максимумов пожароопасности по метеорологическим условиям [4, с. 1551].

Горимость лесов в крае является одной из наиболее высоких в Российской Федерации: за последние 50 лет XX века в крае зарегистрирована 31 тысяча пожаров. В среднем за 1960–2000 гг. ежегодно возникало 780 пожаров. Средняя многолетняя площадь одного пожара — 197 га. Если в среднем по России 1 пожар приходится на 5 тысяч человек, то в Хабаровском крае — на 2,5 тысячи. Особенно губительны катастрофические пожары, которые повторяются, примерно, каждые 10–12 лет. Пики горимости отмечены в 1954, 1976, 1998 гг [5, c. 10]. В результате пожаров экономика региона регулярно несет большие потери.

По данным государственных докладов о состоянии природной среды в Хабаровском крае, за 2000–2012 годы в крае возникло 7357 лесных пожаров на общей площади 2060,5 тыс. га. Средняя площадь одного пожара — 280 га.

Рис. 1. Схематическая карта горимости лесов в Хабаровском крае

 

Пожары являются одним из важнейших факторов, влияющих на состав, строение и развитие лесных биоценозов. В условиях Дальнего Востока воздействие пожаров на экологическую ситуацию по сравнению с рубками оказывается в 4–5 раз большим.

Данные многолетней лесопожарной статистики однозначно свидетельствуют, что основнымвиновникомвозникновения лесных пожаров в Хабаровском крае является человек. В зоне кедрово-широколиственных лесов по его вине возникает более 80 % всех пожаров в лесу. При этом в 10-километровой зоне вокруг населенных пунктов и 3-километровой полосе вдоль дорог, наиболее посещаемых населением, возникает подавляющее число загораний (до 70 %). Основными источниками огня в лесу вблизи населенных пунктов и дорог являются сборщики дикоросов (папоротника, черемши, ягод, грибов, орехов и т. д.), а в более удаленных местах — охотники и рыбаки (преимущественно по берегам рек и озер) [6, с. 4].

В целом долгосрочные экологические последствия катастрофических лесных пожаров проявляются в следующих основных аспектах:

1.    Кратное снижение биологической продуктивности лесных земель за счет нарушения коренного экотопа и смены коренной растительной формации.
2.    Необратимое изменение криорежима почв и подстилающих грунтов.
3.    Изменение многолетней амплитуды гидротермических показателей лесопродуцирующей суши за пределы естественной флюктуации.
4.    Изменение среднемноголетних гидротермических и биохимических показателей водного и твердого стоков, а также гидрологического режима и русловых процессов водотоков.
5.    Накопительное воздействие на атмосферные процессы и, как следствие, глобальный климат.
6.    Создание условий для проявления массовых вспышек насекомых-вредителей леса.
7.    Необратимые потери биоразнообразия, в т. ч. раритетных видов флоры и фауны.
8.    Трансграничные переносы продуктов сгорания водным и воздушным потоками.
9.    Смена вековых путей миграций перелетных птиц, наземных и водных животных.

Из перечисленных видов постпирогенных последствий наиболее выражен процесс потери лесопродуцирующих земель, что проявляется в деградации коренного экотопа местообитаний в результате воздействия катастрофических пожаров до необратимой и полной потери лесопродукционного потенциала. Имеется ярко выраженная статистическая связь обезлесенности земель с уровнем горимости территории, в частности между долей не покрытых лесом земель и уровнем горимости она составляет n= 0,49 при уровне существенности 5 % [3, c. 69]. Повышение горимости на уровне лесхоза на 1 % увеличивает долю антропогенных не покрытых лесом земель на 8,4 %.

Природное разнообразие лесов складывается в основном из различных стадий послепожарных сукцессий. При этом происходят коренные изменения в процессах естественного лесовозобновления, росте, развитии и продуктивности древесных пород. Серия послепожарных сукцессий растягивается на столетия, причем каждая стадия сопровождается изменениями экологического облика всех компонентов сообщества. Первичные гари, как правило, хорошо возобновляются, чаще всего со сменой хвойных пород мягколиственными, но нередко и без смены пород, особенно в светло-хвойных лесах. Многократное прохождение пожаров по одному и тому же месту, что является обычным в Хабаровском крае, приводит к деградации условий произрастания растительности и обитания животных, а нередко вызывает и полную потерю почвенного слоя и, следовательно, огромной части (до двух третей) биопродуктивности. На таких участках восстановление биопотенциала затягивается зачастую на столетия.

Во время пожаров оказывается мощное воздействие на химический состав атмосферы и атмосферных осадков, в значительной степени зависящее от метеоусловий. В атмосферу поступает большое количество веществ, представляющих существенный эко-токсикологический риск для здоровья населения. Расход большого количества кислорода из воздуха для реакции горения, выбросы водяных паров, дымовых частиц, угарного газа и других отравляющих веществ в атмосферу воздушного бассейна способствуют тому, что на фоне всеобщего загрязнения окружающей среды складывается катастрофическая ситуация для здоровья населения. Она приводит к расстройству здоровья у людей с хроническими заболеваниями и обуславливает эко-токсикологический риск развития заболеваний у неболеющего населения. К примеру, пациенты, страдающие цереброваскулярными заболеваниями, в период лесных пожаров представляют группу риска по развитию ОНМК (острое нарушение мозгового кровообращения) и декомпенсации хронических дисциркуляторных и постинсультных энцефалопатий. Вероятнее всего, в патогенезе ишемии головного мозга большую роль играют изменения физико-химического состояния крови, возникающие в результате воздействия токсических продуктов горения и оказывающие существенное влияние на церебральную гемодинамику [7, c. 22].

Пожары вызывают существенные изменения в почвах:

       выгорание подстилки и потеря гумуса, увеличение в его составе агрессивных фракций;

       нарушение водного режима;

       временное или длительное заболачивание;

       потеря почвенного мелкозема, иногда всей почвенной массы;

       изменение термического режима почв;

       ухудшение структуры, увеличение плотности.

Выявлена связь между лесистостью водосборных бассейнов и объемом годового стока. В частности, установлено, что изменение лесистости водосборного бассейна на 10 % приводит к достоверному изменению на 1,5–2 % среднегодового стока и резкому колебанию уровня вод и режима паводков [3, c. 70].

Во многих ландшафтах Приамурья вследствие пожаров происходит смена хвойных лесов с высоким экологическим эффектом на производные, вторичные мелколиственные леса с более низким экологическим эффектом. Снегонакопление, задержание дождевых осадков и содержание влаги в почве под вторичными мелколиственными лесами в 1,4–1,6 раза меньше, чем под коренными хвойными. Это является одной из главных причин все более частых наводнений на малых реках (р. Чермал, Хосо, Харпичан, Хурба и др.).

Известно, что лесные пожары влияют на погоду, изменяя атмосферную циркуляцию. В месте действия крупных лесных пожаров формируются устойчивые области высокого атмосферного давления, которые «не подпускают» циклоны с осадками к пожарам (рис. 2). Вследствие этого в Читинской области и на севере Китая летом 1998 года были сильные дожди и наводнения, в то время как регион пожара, напротив, оставался маловодным.

Рис. 2. Траектории циклонов, движущихся в обход устойчивой области повышенного давления (в), образовавшейся над горящими и дымящими лесами Дальнего Востока летом 1998 г.

 

С изменением климата связаны глубинные трансформации биотических процессов. Массовое размножение сибирского шелкопряда лиственничной расы происходило в 1998–2003 гг. в лиственничных лесах нижнего бассейна Амура на площадях, которые составили около 2 млн. га. Дефолиация сильной степени и сплошная, повторяющаяся 2–3 года подряд, привела к усыханию лиственничных лесов на значительных площадях в 2002–2004 гг [8]. Это прямо связывают с последствиями пирогенной катастрофы 1998 г. Этими же причинами объясняют смену вековых путей миграций перелетных птиц, а также традиционных маршрутов сезонных миграций копытных животных. Смещение миграционных путей животных влияет на ареалы их обитания, что, так же как и резкое увеличение численности определенных видов, нарушает устойчивость экосистемы, от которой зависит наше будущее.

Очевидно, что мировое сообщество должно осознать значение катастрофических лесных пожаров для изменений глобального климата. Предотвратить полностью лесные пожары, особенно возникающие по естественным причинам, невозможно. Однако в наших силах сократить количество техногенных пожаров и уменьшить последствия естественных.

 

Литература:

 

1.    Рябкова В. А., Брылева И. Н. Состояние здоровья населения Хабаровского края в условиях воздействия лесных пожаров // Дальневосточный медицинский журнал, выпуск № 3 / 2002.
2.    Коломыцев В. М., Ковалев А. П., Сапожников А. П. // Мат-лы межд. науч.-практ. конф. «Охрана лесов от пожаров в современных условиях». Хабаровск, 2002.
3.    Ефремов Д. Ф., Швиденко А. З. Долговременные экологические последствия катастрофических лесных пожаров в лесах Дальнего Востока и их вклад в глобальные процессы. М.: «Алекс», 2004.
4.    Коган Р. М., Глаголев В. А. Особенности пожароопасных сезонов в Хабаровском крае и Еврейской автономной области // Журнал «Фундаментальные исследования», выпуск № 9–7 / 2014
5.    Ковалев А. П., Корякин В. Н., Сапожников А. П. Лесоресурсная составляющая в программе экологического развития Хабаровского края // Материалы региональной конференции «Динамика и состояние лесных ресурсов Дальнего Востока». Хабаровск, 2002.
6.    План тушения лесных пожаров на территории лесного фонда Хабаровского края на период пожароопасного сезона 2012года. Хабаровск, 2012 г.
7.    Прянишникова Г. А., Захарычева Т. А., Шаповалов Е. В. и др. Влияние пожаров в лесах Хабаровского края на состояние здоровья лиц с цереброваскулярными заболеваниями // Дальневосточный медицинский журнал, выпуск № 3 / 2002.
8.    Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации / Постановление Губернатора Хабаровского края «Об утверждении лесного плана Хабаровского края на 2009–2018 годы» от 22 декабря 2008 года № 175 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/995125878?block=13 (дата обращения: 19.01.2015)