Лесные пожары в России были всегда. Большинство наших сограждан и не подозревает, как часто они возникают и благодаря каким усилиям сотен тысяч специалистов, занятых прогнозированием, обнаружением и ликвидацией огня, мы можем жить в счастливом неведении об этом грозном явлении.
Лесной фонд России составляет около 1,2 млрд. га (22% лесов мира) и уже более 200 лет является объектом хозяйственной деятельности, организованной на научной основе. До Октябрьской революции даже в относительно благополучные дождливые годы в нашей стране выгорало 600-700 тыс. га лесов, а в засушливом 1915 г. было уничтожено 12,5 млн. га. С 1931 г. для борьбы с огнем стала привлекаться авиация, а с 1972 г. - космические методы.
В последнее время в России ежегодно возникает около 30 000 лесных пожаров и сгорает по 1-2 млн. га лесов (0,2% лесного фонда). В среднем этот показатель лучше, чем во всем мире, где ежегодно 400 000 пожаров уничтожают 0,5% лесов. Мы могли бы гордиться отечественной системой лесоохраны. Однако многие специалисты считают, что количественные оценки далеки от истины. Например, Г.Н. Коровин и А.С. оценивали площадь ежегодных лесных пожаров в 5-6 млн. га. В заселенных равнинных районах России до 98% возгораний возникают по вине человека, а в удаленных северных районах в 50% случаев виноваты грозы. Ежегодно у нас около 5% лесных пожаров перерастают в угрожающе крупные, которые охватывают до 92% всех площадей, пройденных огнем. Особую опасность представляет соединение лесных пожаров с торфяными (в полной мере это ощутили на себе в конце лета 2006 г. жители Москвы и Московской области), а также выброс в атмосферу продуктов сгорания с радиационно-зараженных территорий и зон скопления особо ядовитых химических веществ.
Все отечественные специалисты сетуют на недостаток финансирования. Интересно сопоставить некоторые цифры. Из бюджета США на реализацию Национального противопожарного плана ежегодно выделялось $1,8 млрд., тем не менее в 2008 г. там сгорело 3,5 млн. га леса. В российском бюджете 2008 г. было выделено для борьбы с огнем 984,4 млн. рублей и сгорело 0,87 млн. га.
Российские ученые, как и их американские коллеги, делают все возможное, чтобы сдержать натиск лесных пожаров и смягчить их последствия. Более того, они делают своим союзником даже сам огонь. В 2008 г. был отмечен 70-летний юбилей доктора сельскохозяйственных наук Э.Н. Валендика, зав. лабораторией лесной пирологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, автора книг "Ветер и лесной пожар" (1968), "Борьба с крупными лесными пожарами" (1990), "Управляемый огонь на вырубках и в темнохвойных лесах" (2003). Ученый считает, что управляемый огонь в руках опытных специалистов может стать самым эффективным и дешевым методом сохранения, восстановления и формирования структуры сибирских лесов. В этих разработках пожар оценивается не только как разрушитель, но и как постоянно действующий природный фактор, обеспечивающий естественный ход процессов в лесных экосистемах. На 7-й Российской конференции молодых ученых в Пущине (2008 г.) А.В. Богородская из Института леса СО РАН представила работу по изучению влияния управляемого лесного пожара с заданной интенсивностью огня на микробные сообщества лесных почв.
Кроме уже названного Института леса СО РАН (Красноярск) научные исследования широкого круга проблем, связанных с происхождением, обнаружением и ликвидацией лесных пожаров, ведутся в Институте космических исследований РАН (Москва), Центре проблем экологии и продуктивности лесов РАН (Москва), Международном институте леса РАЕН (Москва), Институте солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск), Институте оптики атмосферы СО РАН (Томск) и других организациях и учреждениях России. С 1997 г. работы по мониторингу и оценке последствий лесных пожаров с помощью космических средств успешно развиваются в системе МЧС России, в структуре Всероссийского НИИ по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций (ВНИИ ГОЧС, Москва) и его подразделений в Красноярске и Владивостоке. Все эти организации связаны в единую информационную сеть, в том числе с использованием оптоволоконных каналов.
Отечественные ученые большое внимание уделяют разработке общей математической модели лесных пожаров с учетом таких существенных факторов, как влияние излучения Солнца, типа почвы и типа растительности на высыхание слоя лесных горючих материалов. Модель позволяет с помощью оценки динамики поля плотности излучения над очагом лесного пожара усовершенствовать методы его обнаружения и диагностики аэрокосмическими методами. Учитывая тот факт, что характерное расстояние между деревьями во много раз меньше, чем размеры типичного лесного массива, для математического описания лесных пожаров успешно используются методы механики сплошных сред. Главный результат моделирования - определение предельных условий, при которых процесс горения прекращается, что крайне важно для принятия решений в борьбе с огнем, а также для разработки новых способов и устройств.
Успешно ведутся научные разработки в области дешифровки изображений земной поверхности, полученных в разных спектральных диапазонах различными устройствами дистанционного зондирования, и оценки на основе таких данных состояния конкретных участков леса.
Большая и полноценная работа проводится в части создания программного обеспечения, позволяющего прогнозировать расположение на местности движущегося периметра пожара, высоту пламени и пройденную огнем площадь в зависимости от конкретных условий (скорость и направление ветра, класс пожарной опасности по условиям погоды).
Применение космических методов для нужд лесного хозяйства нашей страны начиналось еще в 1972 г. За период с 1978 по 2008 гг. с помощью этих методов был изучен лесной фонд России на площади более 350 млн. га. У истоков этой работы стоял тогда В.И. Сухих, который в одном из интервью сказал: "Сверху видно все, не только разгул огня. К сожалению, уже в 90-е гг. работы по внедрению в практику методов и технологий изучения и оценки состояния лесов на основе космической информации были, за малым исключением, практически свернуты. Так же, как и дальнейшие научные исследования в этом направлении. Лежит невостребованным, а с уходом пионеров в этой области может быть и утрачен большой научный задел".
По словам директора Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН А. Исаева, "площадь гари на территории лесного фонда России в 5 раз превышает площадь вырубки лесов", а "размеры ежегодного ущерба от лесных пожаров соизмеримы с величиной доходов от лесного хозяйства, а в отдельные годы значительно превышают его". Что делать? В целях усиления охраны лесов от пожаров, повышения уровня противопожарной защиты лесного фонда Российской Федерации Правительство РФ постановлением от 10 января 1999 г. №35 утвердило федеральную целевую программу "Охрана лесов от пожаров на 2005-2009 годы". Программа принята. Но каков результат? Мы вправе гордиться отечественной системой авиалесоохраны и космомониторинга, достижениями ученых. Тревожат тенденции невостребованности этих замечательных достижений теми, кто принимает управленческие решения в конкретных ситуациях. Лесной пожар - не шутка. В этом убедились летом 2009 г. жители Москвы, а в начале 2009 г. жители Канберры. Правительство США сейчас выделяет большие средства на изучение тех проблем, с которыми уже имели дело наши отечественные специалисты. По-видимому, логика событий должна вести к более тесному сотрудничеству в этой области специалистов разных стран. Может быть, если очень повезет, наши исполнительные власти обратят внимание на необходимость принятия научно обоснованных решений в вопросах сбережения лесных ресурсов страны и защите населения от пожаров и их последствий.
1. В условиях формирования новых требований к качеству информации о состоянии лесных ресурсов возникает необходимость создания информационной системы лесного хозяйства, интегрирующей информационные потоки в лесоустройстве и лесохозяйственной деятельности. В первую очередь это связано с необходимостью существенного повышения оперативности, достоверности и организованности, временной и пространственной согласованностью данных о состоянии лесного фонда. На решение таких задач ориентированы географические информационные системы (ГИС), способствующие наиболее эффективному решению научных и прикладных задач, связанных с оценкой ресурсно-экологического потенциала лесов, контроля за состоянием лесных ресурсов.
Важнейшими качествами данных, используемых в процессе принятия решений, является их актуальность, полнота и объективность. Всеми этими качествами обладают данные дистанционного зондирования (ДДЗ). Дистанционное зондирование позволяет получать наиболее свежую информацию, что особенно важно для проведения ситуационного анализа в целях выработки оптимального решения. ДДЗ служат основой для создания актуальных тематических карт, и в действительности, являются первичным источником всей современной картографической информации. Более того, современные технологии дистанционного зондирования и компьютерной обработки ДДЗ существенно превосходят возможности традиционных бумажных карт – как в отношении содержания, так и в отношении разнообразия методов визуализации.
2. Интегрированная многоуровневая ГИС мониторинга лесных пожаров и прогнозирования динамики лесных ресурсов ориентированна на решение шести основных задач:
- обнаружение пожаров;
- эффективная организация сил и средств для тушения пожаров;
- профилактика и предупреждение возникновения крупных лесных пожаров;
- расчет ущерба, причиненного уничтожением или повреждением леса в результате пожара;
- прогнозирование естественной и антропогенной динамики лесонасаждений;
- повышение уровня информированности принятия решений.
Если задачу обнаружения лесных пожаров можно решить, используя только данные наземных наблюдений, авиапатрулирования и дистанционного спутникового зондирования, то задачи борьбы и профилактики лесных пожаров, оценки ущерба невозможно решить без широкого привлечения ГИС и их наполнения соответствующими статическими и динамическими слоями. В этом смысле большая роль уделяется созданию системы прогнозирования и управления динамикой лесных ресурсов. Таким образом, осуществляется разработка ГИС как инструмента для принятия решений по охране и рациональному использованию лесов Иркутской области от пожаров, базирующейся на оперативных данных (данных спутникового дистанционного зондирования) и основополагающих данных. Последние будут включать данные, полученные на основе информации землепользования, лесоустройства, карт насаждений и данных управления.