Динамика пожарного режима ландшафтов Волго-Ахтубинской поймы

Идентификация выгоревших площадей при ландшафтных пожарах и анализ закономерностей горимости являются достаточно актуальными задачами. В то время как лесным пожарам посвящено много работ, травяным пожарам и тростниковым посвящено гораздо меньше исследований [1, 2, 4]. В регионах, где значительные площади заняты тростниками, очень остро стоит проблема борьбы с пожарами. В первую очередь это поймы и дельты крупных рек, например, Нижняя Волга. Особенность тростниковых пожаров в том, что они могут случаться ежегодно на одном и том же месте. Цель исследования заключалась в определении выгоревших площадей для последующего анализа динамики горимости, определения наиболее пожароопасных территорий.

Территория исследований расположена на юго-востоке Европейской части России, где река Волга течет в естественном русле ниже Волгограда и образует Волго-Ахтубинскую пойму. В районе Астрахани Волга разветвляется на множество проток, образуя одну из крупнейших в мире речных дельт. Общая площадь исследуемых ландшафтов составляет около 3 млн гектаров, в том числе 2,3 млн гектаров суши [3].

Пойменные ландшафты Нижней Волги подразделяют на четыре гидролого-геоморфологических района:

• -    северная часть поймы от Волгограда до поселка Черный яр имеет самые высокие отметки рельефа, характеризуется гривистым рельефом. Здесь расположена большая часть пойменных лесов, включая дубравы, которых нет ниже по течению;

• –    центральная часть поймы от Черного яра до с. Верхнелебяжье, где начинается дельта Волги. Пойма на этом участке выровненная, преобладают луга, есть галерейные тополевники и ивняки на прирусловых валах;

• –    Дельта Волги представляет из себя множество проток, берега которых заросли тростником и рогозом. В авандельте практически сплошные заросли тростника, рогоза, лотоса;

• -    западные подстепные ильмени расположены к западу от дельты Волги и представляют вытянутые в широтном направлении бэровские бугры с зональной пустынной растительностью и заполненные водой ильмени в межбугровых понижениях. Гидрологический режим ильменей регулируется человеком с помощью гидротехнических сооружений [3, 9].

Идентификация выгоревших площадей основывалась на дешифрировании композитных спутниковых изображений аппаратов Landsat 5, 7, 8 с включением ближнего и коротковолнового инфракрасных диапазонов. Также для верификации использовались данные очагов активного горения и выгоревших площадей MODIS. Подобный подход ранее использовался для зональных и пойменных ландшафтов и показал достаточную точность [4, 7, 8, 10].

Всего за двадцатилетний период было идентифицировано около 45 тыс. гарей общей площадью почти 5 млн га без учета повторяемости (см. рис.). Из них более 20 тысяч случаев отмечены в дельте Волги. В среднем ежегодно происходит более двух тысяч пожаров общей площадью 250 тысяч гектаров. Почти 90% всех пожаров случаются весной, среднемноголетняя горимость в это время года составляет около 10% территории. При этом до 70% весенних пожаров приходятся на март.

Рис. Среднемноголетняя горимость в 2001–2020 гг., %

Из 155 муниципальных образований территории 17 характеризуются положительными и 27 отрицательными значимыми трендами горимости. Рост горимости отмечен в основном в дельте Волги и западных подстепных ильменях. В таблице приведено распределение муниципальных образований по регионам Нижней Волги в зависимости от направления трендов горимости и их значимости по критерию Стьюдента. На большей части Волгоградской части Волго-Ахтубинской поймы нет значимых трендов горимости, что подтверждается ранними исследованиями [7]. При этом для зональных ландшафтов этого региона характерно снижение горимости после 2010 г. [8].

В Астраханской части пойменных и дельтовых ландшафтов Нижней Волги на территории 14 муниципальных образований отмечен значимый рост горимости, еще на 24 - снижение. На территории 92 муниципальных образований этого региона нет существенных изменений выгоревших площадей. Калмыкия и Атырауская область (Казахстан) представлены небольшим числом муниципальных образований. При этом Курмангазинский район Атырауской области характеризуется значимым ростом горимости. Пожары в этом районе имеют значительно большую площадь по сравнению с остальной дельтовой частью Волги, также происходят чаще в летне-осенний период. Пожары в Атырауской области значительно чаще приводят к образованию протяженных дымовых шлейфов, как было, например, в октябре 2021 г., когда дым от пожара в окрестностях поселка Курмангазы преодолел расстояние более 500 км и был зарегистрирован метеостанцией в Волгограде [6].

Рост горимости дельтовых ландшафтов связывают со снижением уровней воды в дельтовых протоках Волги, а также с ухудшением условий обводнения в период половодий. Позднее и непродолжительное половодье не обеспечивает насыщение пойменных водоемов водой, также сокращается период вегетации луговой растительности [9]. Кроме того, снижение уровня Каспийского моря, наблюдаемое в последние годы, влечет ситуацию, когда при одних и тех же расходах снижаются уровни воды в Волге и ее рукавах, из-за чего ухудшается обводнение и водоемов ильменно-бугровых ландшафтов. Таким образом, в условиях сохраняющейся динамики гидрологических условий в бассейне Волги и падения уровня Каспийского моря высок шанс продолжающегося роста горимости, если не будут усилены меры борьбы и профилактики пожаров [7].

Таблица

Количество муниципальных образований с разными тенденциями изменения горимости

В Волго-Ахтубинской пойме наибольшие пройденные огнем площади приурочены к мостам и паромным переправам. Например, мосты через Ахтубу в Ленинске, Харабали и Рыбачьем. Это свидетельствует об антропогенных источниках возгораний: на участках поймы, куда нет дорог и паромов, за двадцать лет выгорело не более 10–20%. Дельта Волги прорезана несколькими дорогами, кроме того, множество рыболовов и охотников передвигаются на лодках. Среди причин поджогов указывают: выжигание старой травы для обновления пастбищ (скот ест свежие побеги тростника). Также считается, что браконьеры выжигают тростник весной, чтобы было удобнее расставлять снасти во время нереста рыбы. Волго-Ахтубинская пойма и дельта Волги привлекают большое количество туристов, в результате из-за неосторожного обращения, с огнем которыми также могут происходить ландшафтные пожары [5].

На определение выгоревших площадей и соответствующий анализ динамики горимости может влиять точность дешифрирования спутниковых изображений. Для исключения этого фактора был проведен корреляционный анализ количества проанализированных безоблачных изображений и количества идентифицированных пожаров. Для всей территории Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги такая связь отсутствует. Слабая корреляция между количеством безоблачных спутниковых снимков и числом выделенных пожаров отмечена только в районе подстепных ильменей. Это связано с тем, что здесь отдельные пожары имеют самую маленькую площадь, поэтому даже из-за небольшой облачности могут быть пропущены. Также из-за относительно небольшого размера пожары здесь реже фиксируются продуктами детектирования активного горения и выгоревших площадей по данным MODIS.

Поскольку тенденции гидрологических изменений направлены на снижение уровня половодья и дальнейшее падение уровня Каспия, то горимость ландшафтов дельты Волги будет расти. В этих условиях необходимо учесть опыт Астраханского заповедника по профилактике и тушению пожаров. Вокруг заповедника создаются разрывы как в авандельте, так и на суше. Охрана заповедника оперативно реагирует на возгорания и тушит пожары с помощью спецсредств. В результате количество пожаров в заповеднике заметно меньше, чем в окрестностях [7].