Цели и задачи дисциплины

И.Б. Богданова

Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров

Практикум

 

 

 

Новочеркасск

  2014

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Новочеркасский инженерно – мелиоративный институт

имени А. К. Кортунова

ФГБОУ ВПО «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

И.Б. Богданова

Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров

Практикум

для магистров

направления– «Лесное дело»

 

 

 

 

Новочеркасск

  2014
УДК 630.43 (075)

Б 734

Практикум составлен доцентом Богдановой И.Б.

 

Рецензенты:    Воскобойникова И.В., канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесных культур и лесопаркового хозяйства ФГБОУ ВПО НГМА;

                   

                         Юкин Н.А., канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесных культур и лесопаркового хозяйства НИМИ ФГБОУ ВПО ДГАУ;

 

          Богданова И.Б.

Б 734

Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров [Текст]: практикум для магистров направления – «Лесное дело» / И. Б. Богданова; Новочерк. инж. – мелиор. ин-т ДГАУ,- Новочеркасск, 2014. – 57с.

 

В практикуме приведены сведения о целях и задачах дисциплины, содержание дисциплины, практические занятия. Будущие специалисты лесного хозяйства на основе знаний о природе лесных пожаров и влиянии огня на лес должны научиться прогнозировать их возникновение, производить эффективные меры по профилактике, обнаружению и тушению лесных пожаров, оценивать послепожарный ущерб, прорабатывать мероприятия по его снижению и использовать положительное воздействие огня на лесные биогеоценозы.

Практикум предназначен для магистров направления – «Лесное дело».

 

Ключевые слова: Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров, лесная пирология, установление классов природной пожарной опасности лесных участков по природным условиям, суммарный ущерб, причиненный лесным пожаром.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

		С.
	Введение	5
	Тема 1. Установление классов природной пожарной опасности лесных участков по природным условиям	6
	Тема 2. Определение комплексного показателя пожарной опасности в лесу по условиям погоды	12
	Тема 3. Определение параметров лесных пожаров графическим способом	17
	Тема 4. Определение ущерба от лесных пожаров	19
	Тема 5. Ущерб от повреждения лесным пожаром молодняков естественного и искусственного происхождения, не сомкнувшихся лесных культур и подроста на площадях, пройденных мерами содействия естественному возобновлению	24
	Тема 6. Определение расходов на тушение лесного пожара	26
	Тема 7. Ущерб от вреда, причиненного лесным пожаром окружающей природной среде	30
	Тема 8. Суммарный ущерб, причиненный лесным пожаром	33
	Литература	38
	Приложения А - Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров (по И.С. Мелехову)	39
	Приложения Б-Регламент работы лесных пожарных в зависимости от класса пожарной опасности	41
	Приложения В-  Потери древесины на корню при пожарах	44
	Приложения Г-Коэффициенты для расчета средней ставки платы за один обезличенный кубометр древесины, отпускаемой на корню	46
	Приложения Д-Коэффициенты к затратам на лесовосстановление для учета возраста поврежденных погибших) молодняков	50
	Приложения Е - Коэффициенты для установления ущерба от снижения средозащитных функций леса под воздействием лесных пожаров по группам лесов и категориям защитности в лесах первой группы	51
	Приложения Ж - Базовые нормативы платы за выброс в атмосферу 1 тонны загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников	53
	Приложения З -Коэффициенты экологической ситуации и экологической значимости состояния атмосферного воздуха экономических районов Российской Федерации	54
	Приложения И - Таксы для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный юридическими, физическими лицами незаконным добываниемили уничтожением наземных млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и наземных беспозвоночных животных	55
	Приложения К - Таксы для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный юридическими и физическими лицами незаконным   добыванием или уничтожением животных, занесенных в Красную книгу Российской Федерации	57
	Приложения Л - Таксы для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный юридическими и физическими лицами незаконным добыванием, сбором, заготовкой или уничтожением объектов растительного мира, относящихся к видам растений и грибов, занесенных в Красную книгу Российской Федерации, а также уничтожением, истощением и разрушением мест их произрастания (Приложение 3 к приказу Минприроды России от 04.05.94 г. № 126)	61

 

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Все леса России в соответствии с Лесным кодексом подлежат охране от пожаров. Лесные пожары самый страшный и коварный враг леса. Вред от лесных пожаров многообразен, так как при этом повреждаются и уничтожаются древесные запасы, в огне гибнут животные, птицы и даже люди; ухудшается окружающая среда. В системе лесного хозяйства имеется специальная служба (наземная и авиационная), которая выполняет и контролирует работы по предупреждению возникновения и распространения лесных пожаров, их обнаружению и тушению. Однако успех выполнения этих задач может быть обеспечен только при участии широких масс местного населения, которое должно заботиться о недопущении лесных пожаров и быть готовыми к их уничтожению.

Цель преподавания дисциплины-   изучить природу лесных пожаров и вызываемые ими изменения в лесу.

Дисциплина «Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров» включена в базовую часть основной образовательной программы бакалавров по направлению 250100.68 – «Лесное дело» профессионального цикла, изучается в 5 семестре. Она основывается на базовых знаниях, полученных в ходе изучения ботаники, математики, геодезии.

Данный практикум разработан на основе преподавания дисциплины «Эколого-лесоводственные последствия лесных пожаров» параллельно с лекционным курсом выполнение практических работ повышает качество усвоения студентами этой важной дисциплины. Будущие специалисты лесного хозяйства на основе знаний о природе лесных пожаров и влиянии огня на лес должны научиться прогнозировать их возникновение, производить эффективные меры по профилактике, обнаружению и тушению лесных пожаров, оценивать послепожарный ущерб, прорабатывать мероприятия по его снижению и использовать положительное воздействие огня на лесные биогеоценозы.

Выполняя самостоятельно задания, студент на конкретных примерах находит подтверждение теоретических положений, которые были изложены на лекциях.

 

Учебное издание

 

 

Богданова Ирина Борисовна

 

ЛЕСНАЯ ПИРОЛОГИЯ

Практикум

для студентов специальности 250201 – «Лесное хозяйство» и направления 250 100.62 «Лесное дело»

 

 

Подписано к печати                                                                    60×84¹/₁₆

Объём                                                                  Тираж               Заказ

Отдел Оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО НГМА,

346428 г. Новочеркасск, ул. Пушкинская 111

Тема 1 - Установление классов природной пожарной опасности лесных участков по природным условиям

 

Цель работы: Используя шкалу И.С. Мелехова, научиться определять класс пожарной опасности конкретных лесных участков. Усвоить принцип общей оценки пожарной опасности данного лесного массива.

Общие положения

Характер леса накладывает непосредственный отпечаток на состав, количество, распределение и состояние горючих материалов. Особенно сильно страдают от лесных пожаров хвойные молодняки. Пожарная опасность на вырубках значительно выше, чем в лесу. Таким образом, наиболее вероятные виды пожаров, условия и продолжительность периода их возможного возникновения и распространения имеют теснейшую связь с типом леса и вырубок, с возрастом древостоя, со степенью захламленности.

Для противопожарного устройства лесов и правильного планирования противопожарных мероприятий необходимо классифицировать лесную территорию по степени пожарной опасности. Как указывают И.С. Мелехов, «профилактическая борьба с пожарной опасностью должна опираться на знание природы внутренних свойств и особенностей, присущих этому или иному объекту, и внешних по отношению к нему условий, рассматривая их в известном единстве».

Для оценки такой природной пожарной опасности лесных участков была разработана И.С. Мелеховым специальная шкала. Шкала (приложение 1) построена по почвенно-типологическому принципу.

Пожарная ситуация отражается на специальных картах, цветами обозначаются классы пожарной опасности в соответствии с принятой шкалой.

Ход работы

1.Внимательно изучить шкалу оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров (приложение 1).

2.Для заданного варианта лесного участка, определить класс пожарной опасности по характеристике насаждений каждого квартала.

3. Оформить пожарную карту, обозначить квартальную сеть в соответствии с классом пожарной опасности: I класс - красный; П - оранжевый; Ш - желтый; IV - зеленый; V- синий.

4. Определить средний класс пожарной опасности заданного массива по уравнению

П = П1S1 + П2S2 + … + ПnSn/S S,              (1)

где П 1 П2….Пn - класс пожарной опасности кварталов;

S1 S2… Sn - площади соответствующих кварталов по классам пожарной опасности

 

5. Дать общую оценку пожарной опасности данного лесного массива

 

Варианты заданий для работы 1

Вариант 1
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	2	Ельники, березняки и осинники долгомошники.
2.	2	Сосняки и ельники сложные, липняковые, дубняковые.
3.	5	Хвойные молодняки.
4.	3	Листвяки кедрово - стланиковые.
5.	3	Ельники-брусничники и кисличники.
6.	4	Захламленные гари.
7.	2	Листвяки брусничники.
8.	2	Сосняки брусничники, с наличием подлеска из можжевельника

 

Вариант 2
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	2	Сосняки кисличники и черничники. Листвяки бруснич-ники.
2.	5	Сосняки брусничники, особенно с наличием соснового подроста из можжевельника
3.	3	Сосняки, листвяки, насаждения лиственных пород травянистых типов.
4.	5	Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагно-вых. Ельники-брусничники и кисличники.
5.	3	Хвойные молодняки.
6.	2	Листвяки кедрово - стланиковые.
7.	3	Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов
8.	2	Ольшатники всех типов.

 

 

Вариант3
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	4	Сосняки и ельники сложные, липняковые, дубняковые.
2.	2	Отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветролома, недорубы)
3.	6	Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагно-вых.
4.	3	Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные)
5.	3	Ельники сфагновые и приручейные
6.	2	Ельники-брусничники и кисличники.
7.	4	Березняки: брусничники, кисличники, черничники и сфагновые.
8.	2	Сосняки брусничники, с наличием соснового подроста из можжевельника выше средней густоты

 

Вариант 4
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	5	Захламленные гари.
2.	3	Листвяки кедрово - стланиковые.
3.	2	Сосняки кисличники и черничники.
4.	4	Сосняки, листвяки, насаждения лиственных пород травянистых типов.
5.	2	Ельники-брусничники и кисличники.
6.	5	Расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветролома, недорубы) участки условно сплошных и интенсивных выборочных рубок.
7.	2	Листвяки брусничники.
8.	7	Осинники кисличники и черничники. Мари.

 

 

Вариант 5
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	2	Ельники, березняки и осинники долгомошники.
2.	2	Сосняки и ельники сложные, липняковые, дубняковые.
3.	5	Хвойные молодняки.
4.	3	Листвяки кедрово - стланиковые.
5.	3	Ельники-брусничники и кисличники.
6.	4	Захламленные гари.
7.	2	Листвяки брусничники.
8.	2	Сосняки брусничники, с наличием подлеска из можжевельника

 

Вариант 6
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	2	Сосняки кисличники и черничники. Листвяки бруснич-ники.
2.	5	Сосняки брусничники, особенно с наличием соснового подроста из можжевельника
3.	3	Сосняки, листвяги, насаждения лиственных пород травянистых типов.
4.	5	Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагно-вых. Ельники-брусничники и кисличники.
5.	3	Хвойные молодняки.
6.	2	Листвяки кедрово - стланиковые.
7.	3	Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов
8.	2	Ольшатники всех типов.

 

 

Вариант 7
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	8	Сосняки и ельники сложные, липняковые, дубняковые.
2.	2	Отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветролома, недорубы)
3.	6	Кедровники всех типов, кроме приручейных и сфагно-вых.
4.	4	Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные)
5.	3	Захламленные гари.
6.	2	Ельники-брусничники и кисличники.
7.	4	Березняки: брусничники, кисличники, черничники и сфагновые.
8.	2	Сосняки брусничники, с наличием соснового подроста из можжевельника выше средней густоты

 

Вариант 8
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	9	Захламленные гари.
2.	3	Листвяки кедрово - стланиковые.
3.	2	Сосняки кисличники и черничники.
4.	4	Сосняки, листвяги, насаждения лиственных пород травянистых типов.
5.	2	Ельники-брусничники и кисличники.
6.	1	Расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветролома, недорубы) участки условно сплошных и интенсивных выборочных рубок.
7.	2	Листвяги брусничники.
8.	4	Осинники кисличники и черничники. Мари.

 

 

Вариант 9
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	7	Сплошные вырубки: лишайниковые и другие виды вырубок по суходолам (особенно захламленные) сосняки лишайниковые и верещатники.
2.	3	Захламленные гари.
3.	5	Осинники кисличники и черничники. Мари.
4.	3	Сплошные вырубки таволговых и долгомошниковых типов (особенно захламленные)
5.	3	Ельники сфагновые и приручейные
6.	2	Ельники-брусничники и кисличники.
7.	4	Березняки: брусничники, кисличники, черничники и сфагновые.
8.	2	Сосняки брусничники, с наличием соснового подроста из можжевельника выше средней густоты

 

Вариант 10
№ кварталов	Площадь квартала, га	Характеристика квартала
1.	1	Захламленные гари.
2.	9	Листвяки кедрово - стланиковые.
3.	7	Ельники, березняки и осинники долгомошники.
4.	1	Сосняки и ельники сложные, липняковые, дубняковые.
5.	1	Хвойные молодняки.
6.	2	Расстроенные, отмирающие и сильно поврежденные древостои (сухостойники, участки бурелома и ветролома, недорубы) участки условно сплошных и интенсивных выборочных рубок.
7.	3	Листвяги брусничники.
8.	6	Осинники кисличники и черничники. Мари.

 

Тема 2 - Определение комплексного показателя пожарной опасности в лесу по условиям погоды

 

Цель работы: I. Усвоить значение комплексного показателя пожарной опасности в лесу со условиям погоды.

2. Научиться рассчитывать комплексный показатель.

3. Усвоить регламентацию работ лесопожарных служб зависимости от класса пожарной опасности.

Общие положения

Погода изменчива, и в зависимости от неё изменяется способность лесных горючих материалов к загоранию. Из элементов погоды наиболее существенное влияние на величину пожарной опасности в лесy оказывают осадки, температура воздуха и его влажность.

Организационная готовность и правильное регулирование работ в пожароопасный период для всей службы противопожарной охраны лесов является важнейшим условием предупреждения возникновения лесных пожаров, своевременного их обнаружения и ликвидации, что возможно успешно осуществлять только в соответствии с лесопожарной обстановкой.

В.Г. Нестеров в 1939 г. предложил прогнозировать пожарную опасность по величине комплексного гидротермического показателя (К=∑td). Пожарную опасность по условиям погоды и горимость лесов определяют по шкале. При пользовании шкалой необходимо рассчитать суммарную величину комплексного гидротермического показателя.

Для расчета надо знать:

- когда последний раз выпал дождь;

- какая температура воздуха была каждый день в 13 часов, начиная с того дня, когда выпал дождь и кончая днем определения показателя;

- какой дефицит влажности воздуха был каждый день в 13 часов, начиная со дня последнего дождя и кончая данным днем.

Ход работы

Дефицит влажности воздуха в миллибарах вычисляют по разности между упругостью насыщенного пара (Е) при данной температуре воздуха и фактической упругости пара (е), т.е. d = Е - е.

Классы пожарной погоды (по Нестерову В.Г.) определяют по следующей шкале:

Класс I - отсутствие горимости - менее 300;

Класс П - малая горимость - 301-500;

Класс Ш - средняя горимость - 501-1000;

Класс IV - высокая горимость - 1001-4000;

Класс V - черезвычайная горимость - более 4000.

Позже В.Г. Нестеров предложил о дефиците влажности воздуха судить по разности температуры воздуха в 12 часов и точке росы. Расчет комплексного показателя пожарной опасности в лесу производится по формуле:

K = ∑[t°(t-p)]         (2)

 где К – комплексный показатель;

t° - температура воздуха;

t-p – разность значений температуры и точки росы.

Расчет комплексного показателя рассчитывается как сумма произведения температуры воздуха (t°) на разность значений температуры и точки росы (р) за количество (п) дней без дождя. Комплексный показатель рассчитывается нарастающим итогом с первого дня пожароопасного периода и до последнего дня выпадения осадков более 3 мм. Такое количество осадков позволяет полностью увлажнить верхний слой горючих материалов, с которых начинается лесной пожар. Поэтому при выпадении 3 мм осадков и более, суммарное значение комплексного показателя отбрасывается, а расчет осуществляется вновь.

 При длительном засушливом периоде даже значительные осадки (более 3 мм) не устраняют пожарную опасность IV и V класса. В этом случае суммарная величина комплексного показателя не отбрасывается до 0, а сокращается на половину.

Обобщая результаты поиска, следует учитывать следующие особенности:

 - первостепенное значение для определения возможности возникновения и распространения пожаров имеет состояние горючих материалов в лесу;

 - дожди 3-5 мм и более зачастую полностью исключают пожары, а в меньшем количестве значительно снижают опасность их возникновения;

- относительная влажность воздуха в лесу ниже 50% приближает высокую

степень пожарной опасности;

- пожары случаются чаще, когда быстро возрастает скорость ветра и темпе-

ратура воздуха;

Е.А. Щетинский предлагает класс пожарной опасности определять на 12-14 часов местного времени, как сумму произведения температуры воздуха (t°) на разность между температурами воздуха и точки росы (р) за (п) дней без дождя:

KПO = I[t°(t°-p)]                    (3)

Температура точки росы - это температура, при которой наступает 100-процентная относительная влажность воздуха при имеющемся количестве вод­ных паров в нем. Для получения необходимых метеоданных удобно пользоваться психрометром Ассмана.

В практике охраны лесов РФ и в настоящей работе принято различать пять классов пожарной опасности по величине комплексного показателя гидрометеоцентра (таблица 1).

 

Таблица 1 -Шкала классов пожарной опасности по условиям погоды

КПО	Комплексный показатель (КП)	Пожарная опасность
I	0...300	Отсутствует
II	301...1000	Малая
III	1001...4000	Средняя
IV	4001... 10000	Высокая
V	Более 10001	Чрезвычайная

 

Приведенная шкала действует на всей территории России, как стандарт шкалы пожарной опасности в лесу по условиям погоды. Применение единой шкалы для всей территории нашей страны с огромным разнообразием по климату и лесной растительности - наиболее существенный ее недостаток. Для учета всего многообразия условий и на основании данных горимости ле­сов (не менее чем за 10 предшествующих лет) составлены региональные (ме­стные) шкалы. Такие шкалы разработаны для лесов Красноярского края и Республики Тува, Иркутской области, Средней Сибири и Забайкалья и для многих других областей и районов России. Метеослужба Гидрометеоцентра РФ представляет информацию в виде уже вычисленного комплексного пока­зателя или в виде сведений о состоянии метеорологических элементов пого­ды на текущий день. В соответствии со шкалой КПО разработан регламент работы лесопожарных служб страны (приложение 2).

 

Варианты заданий для работы 2.2

Вариант 1
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
6 июля	2 мм	22,4	2,5
7 июля	нет	22,8	3,1
8 июля	нет	30,1	18,1
9 июля	нет	30,0	14,1
10 июля	нет	32,0	16,1
11 июля	нет	30,0	17,2

 

Вариант 2
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
2 августа	3 мм	26,6	4,5
3 августа	3 нет	25,8	6,1
4 августа	нет	29,1	18,1
5 августа	нет	30,0	14,1
6 августа	нет	32,0	18,1
7 августа	нет	33,0	17,2

 

Вариант 3
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
15 июля	1 мм	23,1	4,4
16 июля	1 нет	27,7	3,1
17 июля	нет	33,1	16,1
18 июля	нет	30,6	18,1
19 июля	нет	32,5	19,1
20 июля	нет	36,0	17,2

 

Вариант 4
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
16 июля	2 мм	27,4	2,5
17 июля	нет	28,8	2,8
18 июля	нет	30,1	12,1
19 июля	нет	31,0	14,1
20 июля	нет	32,0	17,1
21 июля	нет	36,0	19,2

 

Вариант 5
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
18 июля	1 мм	28,4	3,5
19 июля	нет	29,1	5,1
20 июля	нет	32,1	18,1
21 июля	нет	35,0	19,1
22 июля	нет	34,0	16,1
23 июля	нет	35,0	17,2

 

Вариант 6
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
6 июля	2 мм	24,4	3,5
7 июля	нет	22,8	5,1
8 июля	нет	33,1	17,1
9 июля	нет	30,0	18,1
10 июля	нет	32,0	16,1
11 июля	нет	36,0	19,2

 

Вариант 7
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
12 августа	2 мм	20,0	4,5
13 августа	нет	22,8	8, 1
14 августа	нет	36,1	12,1
15 августа	нет	34,0	16,1
16 августа	нет	35,0	18,1
17 августа	нет	36,0	19,2

 

Вариант 8
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
21 июля	1 мм	24,2	2,5
22 июля	1 нет	25,9	4,1
23 июля	нет	30,1	14,1
24 июля	нет	33,3	18,1
25 июля	нет	37,0	13,1
26 июля	нет	35,0	19,2

 

 

Вариант 9
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
6 июля	2 мм	27,4	2,5
7 июля	нет	26,8	3,1
8 июля	нет	29,1	18,1
9 июля	нет	30,0	14,1
10 июля	нет	32,0	16,1
11 июля	нет	36,0	17,2

 

Вариант 10
Дата	Количество осадков	Температура воздуха, °С	Разность между температурой и точкой росы
23 июля	2 мм	29,4	2,5
24 июля	нет	29,8	3,1
25 июля	нет	30,1	18,1
26 июля	нет	36,0	14,1
27 июля	нет	37,0	16,1
28 июля	нет	33,0	17,2