Лесные пожары стали неотъемлемой частью биосферы, как только насыщенность воздуха кислородом позволила поддерживать горение, и пожары не гаснут на нашей планете вот уже 350 миллионов лет. Однако, как меняется частота возгораний и мощность пожаров в зависимости от перемены климатических условий и как на лесные пожары повлияла деятельность человека, наука пока представляет себе не очень ясно.
Поэтому, хотя опасность пожаров для человека сомнений не вызывает, у ученых нет однозначного мнения о необходимости бороться с ними без разбору.
Пожары, выжигающие траву саванн, гораздо более важны для экологии этих земель, чем предполагалось ранее. Таковы основные результаты экспериментального исследования, проведенного в национальном парке Этоша в Намибии. Соответствующую работу ученые опубликовали в Journal of Biology.
Учёным впервые удалось проанализировать совокупное влияние сразу нескольких факторов на рост травянистых – конкуренцию, пожары, влажность и количество семян. По мнению сотрудников германского Центра природных исследований имени Гельмгольца, проведших исследование, пожары являются необходимым условием обновления травянистых в засушливых саваннах, так как только они могут освободить жизненное пространство для молодых побегов, оккупированное старыми пучками. Если подобные территории становятся недоступны для травоядных животных, по каким либо причинам, обновление экосистемы полностью зависит от пожаров.
Эксперимент проводился на площадке площадью в четверть квадратного километра, обладающей только одним доминантным видом травы. Здесь ученые смогли избежать влияния выпаса скота и других антропогенных факторов. Национальный парк Этоша – одно из самых засушливых мест на земле, где трава все еще обладает способностью расти. Температура здесь колебелется от 5 до 38 градусов по Цельсию зимой и летом соответсвенно, а годовое количество осадков не превышает 38 сантиметров.
На своей площадке ученые экспериментировали с видом Stipagrostis uniplumis – основным представителем местной флоры. Регистрируя климатические параметры и параметры роста травы, ученые подсыпали на определенные участки дополнительные семена, а где-то устраивали небольшие контролируемые пожары, или высаживали конкурирующие с этим видов растения, иногда растения баловали и искусственной ирригацией почв.
Оказалось, что слой отмершей травы многолетнего вида в значительной степени препятствует прорастанию новой травы. Вскрыть этот слой могут только пожары, а ирригация и дополнительное высаживание семян малоэффективны.
Для того чтобы подойти к решению этого вопроса более подготовленными, группа ученых под руководством аспирантки географического факультета Орегонского университета Дженнифер Марлон провела анализ частоты и интенсивности лесных пожаров за последние два тысячелетия на всей поверхности Земли и составила целую базу данных их следов. Статья ученых опубликована в журнале Nature Geosciences.
Сегодня лесной пожар, даже если он вдруг начался в какой-нибудь глуши, легко отследить с помощью спутника. Но проследить динамику пожаров за несколько столетий куда сложнее. Для этого чаще всего используются следы золы и пепла, осевших на дне водоемов. Сюда они попадают, разносимые ветром во время бушующей стихии.
стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям.
Причиной больших лесных пожаров на Земле обычно бывают молнии, а сами пожары видны даже из космоса.
В молодых лесах, в которых много зелени, вероятность загорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много сухих и больных деревьев. Таким образом в природе ещё задолго до человека существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаровзаключалась в контроле за обновлением лесов.
На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 16%, т.е. возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля за соблюдением пожарной техники безопасности.
Некоторые пожары специально вызывают искусственно. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т.д..
В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные. При низовом пожаре сгорает лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки и т. п., подрост и подлесок. Скорость движения пожара по ветру 0,25-5 км/ч. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. При беглом низовом пожаре сгорает верхняя часть напочвенного покрова, подрост и одлк. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов. Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.
Верховой лесной пожар охватывает как древостой, так и травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения достигает 5-25 км/ч. Развиваются они обычно при засушливой ветреной погоде из низовых пожарах в насаждениях с низкоопущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми и устойчивыми. При устойчивых верховых пожарах огонь движется сплошной стеной от напочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При таких пожарах образуется большая масса искр и горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а иногда сотен метров от основного очага.
Возможность возникновения лесных пожаров определяется с степенью пожарной опасности. Для этого разработана «Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров».
Оказалось, что примерно до 1750 года нашей эры частота лесных пожаров медленно убывала, после чего объем ежегодно выгорающей растительной биомассы резко возрос, а затем так же резко снизился примерно в 1870 годах.
Команда ученых полагает, что такая нетривиальная динамика пожаров во времени объясняется сочетанием факторов, влияние которых менялось со временем.
Уменьшение количества лесных пожаров с начала изученного периода и до середины XVIII века связано главным образом с общим трендом земного климата к похолоданию. В это же самое время происходило развитие человеческой цивилизации и общее увеличение количества людей, однако воздействие человека на природу все еще было слабым.
В то же время резкий прирост пепла в осадочных породах во второй половине восемнадцатого столетия, скорее всего, связан с расцветом промышленности, повлекшим за собой обильные выбросы углекислого газа в атмосферу. Увеличение атмосферной концентрации CO2, в свою очередь, влекло за собой и потепление во всем многообразии его проявлений, в том числе и увеличение интенсивности роста деревьев. А чем больше их росло, тем больше и выгорало, рассуждает Марлон.
И, хотя последнее утверждение, считавшееся до последнего времени аксиомой, не так давно поставила под сомнение экспериментальная работа ученых из американского Института исследования пустынь, есть еще один немаловажный источник пепла тех времен. Это заметно увеличившееся к тому моменту население Земли, которое начало свое решающее наступление на дубравы и березовые рощи – леса вырубались и шли на деревообработку, а лесная подстилка полностью выжигалась, оставляя на своем месте довольно плодородные луга, пригодные для выращивания сельскохозяйственных культур. Были полезны они и как пастбища для скота, ценность которого, как известно, резко возросла в период буржуазных революций.
Резкое же падение объемов сжигаемой растительной биомассы к 1870 году, по мнению Марлон, связано с интенсификацией сельского хозяйства и началом массового выращивания сельхозкультур, завезенных из других регионов. Да и самих лесов к этому времени существенно поубавилось из-за повсеместного их истребления под пастбища.
Так что даже антропогенное потепление климата, которое экосистемы ощущали уже два столетия назад, не могло привести к увеличению частоты лестных пожаров.
И главной причиной этого стала борьба человека с огнем.
Конечно, глядя на катастрофические лесные пожары, каждый год одолевающие российскую Сибирь и заставляющие калифорнийского губернатора Шварценеггера вводить в штате чрезвычайное положение, глядя на уничтоженные дачные посёлки здесь и загородные виллы, трудно поверить, что за последние полтора века люди научились достаточно эффективно бороться со стихией. Однако работа американских учёных показывает, что это действительно так. Подтверждают гипотезу сравнения донных отложений золы и сажи, накопленные в водоемах территорий, активно используемых человеком и удаленных от инфраструктуры.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 2,
"pic_fsize": "50994",
"picsrc": "Лесной пожар уничтожает арктический лес на плато Юкон, Центральная Аляска.//Philip Higuera",
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_2840966_i_2"
}
Отсюда, кстати, следует и то, что, хотя человек и научился достаточно эффективно предотвращать и тушить лесные пожары,
в труднодоступных регионах пожары в нынешнем столетии будут учащаться – в основном из-за потепления климата.
Впрочем, база данных по пожарам, составленная Марлон, и её интерпретация – пока только первый и, возможно, не самый уверенный шаг. Например, база практически лишена данных, описывающих пожары в травянистых и кустарниковых регионах, где климатические условия не позволяют лесам развиваться. Между тем при выгорании подобных территорий так же образуется большое количество золы и пепла.
Да и некоторые географические регионы до сих пор представляют в собранной базе данных белые пятна – речь идет о Сибири, Амазонии, торфяниках Индонезии. Эти главнейшие источники растительной биомассы и «легкие» планеты, активно поглощающие углекислый газ, нуждаются в дополнительном анализе.
