Пространственно-временной анализ степных пожаров в Приэльтонье на основе данных ДЗЗ

DOI:

К концу ХХ в. наблюдалось повсеместное сокращение поголовья скота, это привело к восстановлению растительности на пастбищах. Из-за отсутствия выпаса и сенокосов накапливалась растительная ветошь, что привело к почти ежегодным масштабным степным пожарам [2; 11; 12].

Огонь, наряду с температурным режимом, почвами, влагообеспеченностью, является одним из важнейших факторов, воздействующих на растительность. Регулярные пожары могут быть определены как экзогенный локальный фактор, приводящий к нарушениям и трансформации экосистем. Пожары могут возникать как по вине человека, так и по естественным причинам [13].

Влияние пала на степную растительность зависит от времени возникновения и развития пожара. Во влажное время года палы менее опасны для растений (особенно ранневесенние), в этот период почва еще содержит достаточно влаги, большая часть видов накапливает фитомассу с высоким содержанием воды. Поздневесенние и летние пожары подавляют развитие вегетативных органов растений, вследствие чего смещаются фенофазы, а плодоношение и цветение могут не происходить [1; 5; 6].

Наибольшее деструктивное действие на фитоценозы оказывают летние пожары. После палов во второй половине лета продуктивность степных и сухостепных фитоценозов снижается вдвое [10], растительные сообщества угнетены и на следующий год [9].

Результат трансформации степных сообществ огнем в значительной мере зависит от периодичности палов. Ежегодные пожары повреждают мелкие и крупные дерновины злаков, приводят к снижению продуктивности фитоценозов, вызывают уплотнение почвы, что препятствует воздухообмену и нормальной водопроницаемости. Это ведет к дефляции и эрозии из-за увеличения поверхностного стока [16].

Для оценки пространственно-временного распределения пожаров был выбран район Приэльтонья – территория, располагающаяся в двух ландшафтных районах – Эльтонском и Джаныбекском [7], издавна привлекающая внимание ученых.

Исследуемый регион с начала XXI в. практически ежегодно подвергался воздей- ствию огня. По материалам космической съемки спутниками Landsat 7 и 8 (рис. 1) выделены территории, подвергнувшиеся воздействию пирогенного фактора в 2002–2014 гг. с использованием общепринятых методик обработки данных ДЗЗ [4; 8]. В конце ХХ в. на территории Приэльтонья степные пожары практически не случались, а те, что происходили, имели незначительную площадь. С 2004 г. почти 54 % территории было охвачено пожаром хотя бы один раз (табл. 1).

Наиболее обширными были пожары 2005, 2010, 2012 и 2014 гг., в каждый из них было охвачено огнем более 20 % территории Джа-ныбекского и Эльтонского ландшафтных районов (см. табл. 2).

Рис. 1. Фрагмент космоснимка Landsat 8 (июль 2014 г.), иллюстрирующий степные пожары

Таблица 1

Общая площадь территорий Приэльтонья, подвергнувшихся пожарам с 2004 по 2014 год

Показатели	Площадь, км2	Доля в исследуемой территории, %
Территории, подвергнувшиеся пожарам	4 279,14	53,9
Территории, не подвергавшиеся пожарам	3 662,86	46,1

Полученные в результате дешифрирования космических снимков карты (см. рис. 2 и 3) позволяют визуально оценить масштаб воздействия пирогенного фактора в изучаемом регионе. Анализ электронных карт позволил определить повторяемость пожаров (см. табл. 3) и выделить участки, наиболее подвергнутые воздействию пирогенного фактора, а также определить периоды, в которые каждый из этих участков не подвергался возгораниям.

Зона наибольшей частоты пожаров (8 лет с пожарами с 2004 по 2014 г.) лежит на 25–30 км южнее озера Булухта на террито-

Таблица 2

Площади степных пожаров на территории исследуемого района (2004–2014 гг.)

Год	Площадь, км2	Доля в исследуемой территории, %
2004	1 061,50	13,4
2005	1 926,06	24,3
2006	1 358,50	17,1
2007	651,13	8,2
2008	498,89	6,3
2009	1 146,96	14,4
2010	1 603,55	20,2
2011	690,00	8,7
2012	2 354,94	29,7
2014	2 174,05	27,4

Рис. 2. Карта повторяемости пожаров в Приэльтонье в 2002–2014 гг.

Рис. 3. Карта распределения территорий, которые не подвергались воздействию пирогенного фактора после пожаров разных лет

Таблица 3

Повторяемость пожаров в исследуемом районе (2004–2013 гг.)

Количество лет с пожарами Площадь, км2 Доля в исследуемой территории, % 1 год 985,53 23,0 2 года 601,22 14,1 3 года 616,72 14,4 4 года 808,55 18,9 5 лет 622,75 14,6 6 лет 332,60 7,8 7 лет 273,98 6,4 8 лет 37,77 0,9 рии полигона ЗАТО «Капустин Яр». Закрытость полигона для посещения гражданскими лицами позволяет пожарам беспрепятственно распространяться на значительные площади. Например, в 2012 и 2014 гг. огонь распространился от этого очага до северо- западного берега озера Эльтон, покрыв более двух тысяч квадратных километров. Анализ электронных карт распространения пожаров позволили также выделить зоны, которые не подвергались действию огня с 2004 года (рис. 3).

На распространение пожаров влияют природные и антропогенные факторы. К естественным (природным) факторам можно отнести направление и силу ветра, особенности рельефа и гидрографии, осадки, влажность почв и растительности. Прокладка дорог, закладка минерализованных полос, выпас скота, распашка сельхозугодий, мероприятия по борьбе с уже возникшими пожарами относятся к элементам деятельности человека по борьбе с огнем [14; 17; 18; 20].

Так, восточный и южный берег озера Булухта, представленные мокрыми солончаками, препятствовали продвижению огня к прибрежным экосистемам, а пожары, возникавшие к северу-западу от Эльтона, не смогли преодолеть сильно врезанное русло реки Хары.

Ветер же может как остановить, так и способствовать быстрому распространению огня на новые участки, а подхватываемые им горящие растения жизненной формы перекати-поле способны поджечь в считанные минуты многие гектары степи.

Антропогенная трансформация среды также создает препятствия для продвижения пожаров:

– грунтовые дороги, дороги с твердым покрытием, насыпи и т. п. формы способны остановить огонь, особенно при слабом ветре;

– выпас скота, уменьшающий фитомассу растений, следовательно, и количество растительной ветоши, накапливающейся в ценозе. В результате в местах, подвергающихся интенсивному выпасу, травостой настолько разреженный, что возгорание невозможно;

– в прилегающих к населенным пунктам и сельскохозяйственным полям районах пожары быстро тушатся людьми, в целях недопущения возгорания посевов и построек, по этой причине пожары в окрестностях населенных пунктов значительного распространения не получают [15; 19; 21].

Практически все причины возгораний в исследуемом регионе носят антропогенный характер. К природным факторам, приводящим к возгораниям, могут быть отнесены только удары молний при сухой грозе. Основные причины – функционирование военного полигона, палы и спонтанные возгорания, возникающие, например, от непотушенной сигареты.

Анализ карты, отражающей частоту пожаров на различных участках исследуемой территории, позволил выявить сдерживающие факторы для распространения огня.

Возгорания к югу и востоку от озера Эльтон летом 2012 г., очевидно, связаны с проходящими здесь транспортными путями. Очагами возникновения пожаров на северном склоне горы Улаган, к северо-востоку от пос. Вен-геловка и к югу от пос. Эльтон, являлись прилегающие к железной дороге участки. Пожары к югу от озера Эльтон начали свое распространение от дорог пос. Приозерный – пос. Б. Симкин и пос. Приозерный – хут. Отгонный. Вероятно, причиной мог быть неумышленный поджог. На юг от озера Эльтон простирается полоса, которая никогда не подвергалась воздействию огня. Это связано с большой плотностью скотоводческих ферм на этом участке. Сбитые пастбища из-за редкого травостоя и отсутствия мортмассы не загораются и являются антропогенными препятствиями для пожаров. Существенной преградой для огня при отсутствии ветра являются грунтовые дороги, благодаря которым значительная часть возгораний не получила распространения.

Анализируемые материалы позволили выявить причины возникновения степных пожаров, а также препятствия к их распространению. В статье определены территории, на которых протекают пирогенные сукцессии разной продолжительности. Дальнейшее наземное обследование этих участков позволит более полно описать и оценить процессы восстановления растительности и их связь с длительностью сукцессии.