Особенности исследования лесных пожаров

Объектами настоящих исследований являются лесные пожары, факторы, влияющие на возникновение того или иного вида пожара, мероприятия по их предупреждению. Пожары составляют неотъемлемый компонент географической среды и оказывают существенное влияние на эволюцию ландшафтов, в результате чего резко изменяется общая экологическая обстановка и наносится большой ущерб лесному хозяйству (1). Их изучение выявляет множество экологических, биологических, пирологических и лесоводственных систем, между которыми происходят сложные взаимодействия. Существуют различные методы изучения природных и биологических процессов. Традиционные научные модели являются рационально-логическими и формируются с активным использованием эвристического мышления (логико-эвристические модели). Создаются они на основании представлений исследователя о структуре и функционировании изучаемого объекта. Строятся эти модели таким образом, чтобы численные значения и динамика поведения компонентов в пространстве и во времени более или менее совпадали с реальными значениями (Ланкин, Хлебопрос, 2001). Далее, при переносе закономерностей на другой объект параметры в уравнениях подбирают вновь.

Общая методическая схема создания лесопирологической ГИС, пирологической оценки лесных участков, выбора и назначения противопожарных профилактических мероприятий приведена на рисунке 1. Информационной основой создания лесопирологической системы и проектирования противопожарных профилактических мероприятий являются таксационные и картографические материалы лесоустройства. Данные лесоустройства являются единственным источником наиболее полной информации о лесах. С развитием ГИС-технологий в лесном хозяйстве появляется возможность использовать совмещенные таксационные и картографические данные на магнитном носителе. В дальнейшем, информация в таких базах данных поддается систематизации и обработке через различные классификационные модели, посредством компьютерных программ (Михалев, Федоров, Ряполова, 2001).

Для анализа и обработки моделей используется графический пакет Arc View GIS ESRI (США) и оригинальное программное обеспечение.

Таксационное

Лесная ГИС

План

описание в табличной форме лесонасажден ий

Прирологическая классификация участков земель лесного фонда

Шкала оценки экологической

Система мероприятий

и хозяйственной

ценности

Лесоприрологическая ГИС

Результаты анализа в картографической форме

Относительная

экологическая и хозяйственная

ценность

Виды вероятных лесных пожаров

Комплекс

противопожарных профилактических мероприятий

Рисунок 1 - Блок-схема пирологического анализа и назначения мероприятий по предупреждению пожаров в припоселковых лесах и лесах ООПТ.

В связи с тем, что на объекты исследований на момент проведения работ совмещённые базы таксационных и картографических данных лесоустройства отсутствовали, были разработаны экспериментальные локальные лесные ГИС на 1000-метровые зоны от спрямленных границ населенных пунктов и объектов в лесу. Для их разработки использовались следующие информационные средства: Arc View, MS Access, MS Excel, Delphi.

Анализ распределения лесных участков по категориям земель лесного фонда, группам возраста насаждений, типам напочвенного покрова, преобладающей и сопутствующей породе, экспозиции и уклону местности, группам полнот, наличию подлеска, подроста, валежа сухостоя проводится на основе схемы пирологической классификации лесов (Ряполова, Михалев, Золотухина, 2003). Трансформация таксационных данных в лесопирологические производится на основе специальных программ пирологического анализа.

Классификация видов вероятных лесных пожаров разрабатывалась с учетом выполненных ранее классификаций видов лесных пожаров. Большой вклад в исследование этого вопроса внесли И.С. Мелехов (1947), М.А. Софронов (1971), Н.П. Курбатский (1973).

Пожарная опасность лесного участка определяется угрозой возникновения пожара и выражается его вероятностью (Курбатский, 1972 а). Вид вероятного лесного пожара определялся на основе компьютерного анализа условий возможности перехода напочвенного пожара в другие виды. Учитывая, что природная система (лес-пожар-лес) является саморегулирующейся, то закономерности, выявленные ней в прошлом, будут проявляться и в будущем. Это позволяет использовать метод аналого-инерционной экстраполяции (перенос прошлой тенденции на будущее). Данный метод обладает высокой прогностической ценностью (Рященко, Мамонтова, Панова, 1984). При его применении отпадает необходимость подбора уравнений и их коэффициентов. Таким образом, аналого-инерционная экстраполяция дает возможность в наибольшей степени учесть многообразие факторов для прогнозировании видов лесных пожаров и проектирования комплексов мероприятий по их предупреждению.

Шкала оценки экологической и хозяйственной ценности участков земель лесного фонда разрабатывалась в соответствии со справочниками к лесной ГИС и Инструкцией по проведению лесоустройства в лесном фонде России (1995). Шкала предусматривает ранжирование по категориям земель, ценности преобладающих и сопутствующих древесных пород, учитывает группы полнот. Программное обеспечение автоматизированной оценки хозяйственной ценности насаждений и проектирования противопожарных профилактических мероприятий в лесах разрабатывалось с использованием языка Delphi.

Система мероприятий по снижению природной пожарной опасности лесов формировалась с учетом работ (Указания по проектированию противопожарных ..., 1982; Фуряев, Курбатский 1972; Фуряев, 1987 и др.) и возможной адаптации ее к лесным ГИС (2).

Отображение результатов лесопирологического анализа земель лесного фонда, оценки видов вероятных лесных пожаров, хозяйственной ценности насаждений, выбора и назначения комплекса противопожарных профилактических мероприятий производилось в виде серии тематических карт, которые можно рассматривать как графоматематические модели (Ширяев, 1984). Картографический метод исследований - наиболее действенный инструмент научного познания пространственных явлений. Карта самый наглядный и убедительный способ отражения полученных результатов и выводов, а также основа для планирования и проведения практических мероприятий