Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.03.03, кандидат сельскохозяйственных наук Ковалев, Николай Алексеевич

• Ковалев, Николай Алексеевич
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Ковалев, Николай Алексеевич

Общая характеристика работы

Глава 1 Состояние вопроса

Глава 2 Программа и методика исследований

2.1 Программа исследований

2.2 Методика исследований

Глава 3 Горимость лесов Российской Федерации в восьмидеся-тые-девяностые годы XX века и первые годы XXI века

3.1 Общие тенденции в динамике количества и площади лесных пожаров

3.2 Сезонная динамика горимости лесов

3.3 Горимость лесов по лесоэкономическим зонам

3.3.1 Общие положения и методическая основа

3.3.2 Динамика горимости лесов по лесоэкономическим зонам

3.3.3 Динамика распределения пожаров по лесоэкономическим зонам в районах применения авиационных сил и средств

Глава 4 Краткая лесопожарная характеристика лесного фонда

4.1 Пожарная опасность лесного фонда

4.2 Характеристика природных факторов, влияющих на горимость лесов

4.3 Концентрация лесных формаций по лесорастительным зонам

4.4 Лесопожарные особенности отдельных лесных формаций в районах применения авиационных сил и средств в разных лесоэкономических зонах

Глава 5 Виды охраны лесов и лесопожарного мониторинга

5.1 Принципы лесоохранного мониторинга лесного фонда, 1965-2004гг.

5.1.1 Деление лесного фонда на районы по видам охраны

5.1.2 Критерии выделения охраняемых и неохраняемых территорий

5.2 Развитие средств лесопожарного мониторинга и подходов к лесопожар-ному районированию лесного фонда

5.2.1 Мониторинг лесных пожаров, его структура, объекты и средства

5.2.2 Районирование лесного фонда по видам охраны и космический лесопожар-ный мониторинг

5.3 Разработка и эксплуатация информационной системы дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза в 1995-2005 гг. 5.3. / Общие положения

5.3.2 Состав информационной системы дистанционного мониторинга

5.3.3 Основные задачи системы

5.3.4 Основные пользователи ИСДМ Рослесхоз

5.3.5 Основные результаты по развитию ИСДМ Рослесхоз

Глава 6 Экологические и экономические аспекты управления огнем в лесах

6.1 Экологические аспекты управления огнем в лесах

6.1.1 Лесные формации, требующие обязательной охраны от пожаров

6. ¡.2 Леса и иные растительные формации, где пожары допустимы

6.1.3 Объекты и территории повышенного пожарного риска

6.2 Экономические аспекты управления огнем в лесах

6.2.1 Ущерб от пожаров и затраты на охрану лесов

6.2.2 Экономическая эффективность противопожарной охраны лесов

6.2.3 Уровень охраны лесов от пожаров

Глава 7 Совершенствование системы охраны лесов от пожаров в регионах с различными природно-экономическими условиями

7.1 Система региональных лесопожарных центров

7.2 Лесопожарный центр Дальневосточного федерального округа

7.2.1 Структура системы связи

7.2.2 Лесопожарные особенности Дальневосточного федерального округа

7.3 Лесопожарный центр Центрального федерального округа

7.4 Лесопожарный центр Сибирского федерального округа

7.5 Общая модель системы управления огнем в лесах

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны и лесопожарного космомониторинга»

Огонь - разрушитель и созидатель леса. Лесные пожары изменяют окружающую среду. Огонь - величайшее благо, ближайший друг людей, когда он находится в их умелых руках, но он становится страшнейшим врагом, вырвавшись из повиновения. Неуправляемый огонь и есть пожар. Это относится и к неуправляемому огню в лесу (И.С. Мелехов, 1978).

Принципиальные устои существующей до настоящего времени в Российской Федерации системы охраны лесов от пожаров были заложены в 30-х годы XX века. До начала 30-х годов охрана лесов от пожаров в Российской Федерации осуществлялась наземными силами и средствами, что соответствовало технико-экономическому уровню и возможностям народного хозяйства страны. Практическое использование авиации для авиационного патрулирования лесов началось после первых опытов, проведенных в 1931 г. В 1936 г. Наркомлес СССР, а в 1937 г. Главлесоохрана приобрели свои самолеты и стали осуществляться регулярные патрульные полеты (В.Г. Нестеров, 1945).

Длительное время авиация применялась только для обнаружения лесных пожаров и отчасти для их предупреждения. Охрана лесов от пожаров осуществлялась в тех районах, где были дороги или водные пути транспорта, населенные пункты или в лесах находились люди, выполнявшие определенные работы (лесозаготовки, добыча полезных ископаемых, охотничьи промыслы и др.). С развитием авиационной техники стали применять самолеты для доставки к местам пожаров парашютистов-пожарных. После поступления на вооружение авиалесоохраны вертолетов их стали применять как для патрулирования, так и для доставки к местам пожаров десантников-пожарных.

Районы деятельности наземных и авиационных сил до средины 60-х годов не разграничивались. Практически деление территории лесного фонда, находившейся в ведении органов лесного хозяйства, на районы наземной и авиационной охраны стали проводить с 1965 г. Общая охраняемая площадь лесов в 1965 г. составляла 660,3 млн. га.

Прирост активно охраняемых территорий лесного фонда в последней трети XX века происходил за счет увеличения площади районов авиационной охраны лесов. В 1981-1990 гг. среднегодовая площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, составила 701,1 млн. га, а в 1991-2000 гг. - уменьшилась до 685,9 млн. га. В начале девяностых годов прирост площади активно охраняемых лесов прекратился. В 1997 г. площадь лесов с активной охраной уменьшилась до уровня 1970 года, составив 67,6 %. Площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, в начале XXI составила: 2001 г. - 690,76 млн. га, 2002 г. - 690,57, 2003г. - 691, 51. Причиной уменьшения площади активно охраняемых территорий лесного фонда явилось уменьшение финансирования авиационной охраны лесов.

Актуальность проблемы. Снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы привело к резкому уменьшению количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, что закономерно привело к резкому уменьшению кратности авиапатрулирования лесов, увеличению доли крупных лесных пожаров и росту пройденной пожарами площади лесного фонда. Невозможность выделения из бюджета средств в размерах, требующихся для выполнения авиалесоохранных работ на всей охраняемой территории в соответствии с техническими нормативами, требует пересмотра некоторых положений действовавшей лесопожарной концепции. В последнее десятилетие в практическом плане стал рассматриваться вопрос о переходе от системы тушения всех возникающих на охраняемой территории лесного фонда пожаров к системе управления огнем в лесах. Управление огнем должно предусматривать дифференцированное отношение к огню в лесах, выделение территорий лесного фонда с определенными лесорастительными условиями, где лесные пожары могут быть допустимы.

Всё более широкое применение в лесопожарном мониторинге с середины девяностых годов получает использование информации с космических летательных аппаратов. В космическом мониторинге произошел переход от разовой, нерегулярно поступающей информации к регулярно поступающей информации. Появились реальные возможности использования спутниковой радиосвязи в интересах охраны лесов.

Данная работа является частью исследований, выполненных в инициативном порядке в рамках научно-исследовательской тематики МПР России и Рослесхоза по разработке методик лесопожарного космомониторинга, деления территории лесного фонда РФ на зоны с разными видами лесопожарного мониторинга.

Цель и задачи работы. Цель работы - снизить горимость наиболее ценных лесов Российской Федерации, имеющих высокую экономическую оценку и практически доступных для эксплуатации, достичь более эффективного распределения и использования средств, выделяемых на авиационную охрану лесов от пожаров.

Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:

1. Исследовать распределения лесных пожаров в разрезе регионов и ле-соэкономических зон и динамику результатов работы Авиалесоохраны в связи с резкими изменениями в социально-экономической жизни страны, происходящими в течение последнего десятилетия XX века и в первые годы XXI века.

2. Выявить районы и лесные формации, где влияние огня лесных пожаров на состояние биогеоценозов минимальное и лесные пожары могут быть допустимы.

3. Выявить районы и лесные формации, а также иные категории лесного фонда, где огонь пожаров наносит катастрофические разрушения и свободное распространение лесных пожаров недопустимо.

4. Обосновать систему охраны лесов в районах применения сил и средств авиалесоохраны и авиакосмического лесопожарного мониторинга на принципах управления огнем в лесу, допустимого уровня горимости лесов в различных природно-экономических условиях.

Объект и предмет исследований. Лесные пожары в лесном фонде Российской Федерации; пространственно-временное распределение лесных пожаров. Динамика эффективности работы лесопожарных служб в районах применения авиалесоохраны. Предпосылки для модернизации системы управления

У • огнем в лесу.

Результаты исследований. Установлены тенденции в распределении лесных пожаров по лесоэкономическим зонам и регионам. Определены обширные районы концентрации групп типов леса, в которых допустимо бесконтрольное распространение лесных пожаров без ущерба для сохранения коренных типов леса и в которых достаточно проведение только лесопожарного мониторинга с космических летательных аппаратов. Выделены районы концентрации особо пожароопасных групп типов леса, которые практически полностью уничтожаются лесными пожарами и восстановление которых может произойти только через десятки лет или не произойти вообще. Обосновано создание сети региональных лесопожарных центров по федеральным округам. Разработана структура информационного взаимодействия регионального лесопожарного центра и структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное исследование в масштабе Российской Федерации степени пожарной опасности лесного фонда с точки зрения управления огнем в лесу, определены районы концентрации наиболее пожароопасных лесных формаций и лесных формаций, устойчивых к воздействию огня лесных пожаров.

Впервые исследована динамика распределения лесных пожаров по лесоэкономическим зонам Российской Федерации в шестидесятые-семидесятые и девяностые годы XX века и в первое пятилетие XXI века, установлены тенденции, существенно влияющие на горимость лесов целых регионов и состояние их охраны.

Обоснованы в экономическом и социальном аспектах вопросы замены авиапатрулирования лесов космическим лесопожарным мониторингом и введения активной охраны лесов от пожаров в отдельных районах зон космомони-торинга.

Впервые обоснована необходимость и целесообразность создания лесо пожарных региональных центров по федеральным округам, исходя из присущих тем или иным регионам специфических опасных факторов лесных пожаров, наличия объектов и территорий повышенного пожарного риска различных категорий и исходя из разницы и/или совпадении времени периодов лесопо-жарных пиков по регионам.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на международных, всероссийских, региональных, конференциях, семинарах, совещаниях: международном семинаре по проблеме «Леса, пожары и глобальные изменения», Красноярский край, пос. Шушенское, 4-10.08.96 г. Организаторы: Рос-лесхоз, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, Европейская экономическая комиссия, Комитет по лесоматериалам и Европейская лесная комиссия; 2-й Международной конференции по лесным пожарам, прошедшей в г. Ванкувере, Канада, 25-30 мая 1997 г.; Всероссийской научно-практической конференции о мерах по совершенствованию борьбы с лесными и торфяными пожарами, г. Вологда, 28 ноября 2002 г. Организаторы: МЧС, Государственная лесная служба МПР РФ; международном научно-практическом семинаре «Управление лесными пожарами на экорегиональном уровне», г. Хабаровск, 9-12 сентября 2003 г.; 3-й Международной конференции по лесным пожарам, прошедшей в г. Сидней, Австралия, 3-6 октября 2003 г.; 5-й Международной конференции «Природные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия», г. Томск, 2004 г.; международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и промышленности», секция «Применение аэрокосмических и информационных технологий в лесном комплексе», г. Архангельск, 12-14 мая 2005 г. Организаторы: Рособразование, Федеральное космическое агентство, Администрация Архангельской обл., Архангельский государственный технический университет.

Личный вклад автора. Выбор направления исследований, постановка задач, сбор и анализ данных по горимости лесов Российской Федерации, обобщение результатов исследования, разработка предложений по созданию региональных лесопожарных центров и модернизации системы лесопожарного мониторинга и их внедрение.

Публикации и внедрение. По теме диссертации автором опубликовано 8 научных работ. В 2005 г. на основании проведенных исследований в Российской Федерации введено приказом Рослесхоза от 25.05.2005 новое разделение лесного фонда на зоны наземной охраны, авиационной охраны и космического мониторинга. Внедряется разработанная на базе современных информационных технологий иерархическая структура мониторинга и управления силами и средствами предупреждения и ликвидации лесных пожаров. Обосновано создание сети региональных лесопожарных центров по федеральным округам. Разработаны и внедряются структура информационного взаимодействия регионального лесопожарного центра и структура системы связи при тушении крупных лесных пожаров.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 7 глав, заключения, списка литературы. Объем рукописи составляет 144 страницы, включая 21 таблицу и 49 рисунков. Список литературы включает 198 наименований, в том числе 2 сборника работ на иностранных языках.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Обоснование перевода в зону космического мониторинга лесов лесо-экономических зон лесов промышленного значения, резервных и защитных лесов. Эпизодические патрульные полеты над значительной частью территории этих зон приводят к неэффективному расходованию выделяемых ассигнований. Экономически оправдан перевод таких территорий в зону космического мониторинга 2-го уровня.

2. В зонах космического мониторинга необходимо выделить районы концентрации наиболее пожароопасных и ценных лесных формаций, а также объекты и территории высокого пожарного риска и осуществлять их активную охрану от пожаров.

3. Уровень охраны ,лесов от пожаров должен определяться с обязатель / ным учетом лесопожарной и экономической составляющих. Затраты на охрану 4 лесов от пожаров необходимо сопоставлять с размером фактического и пре-I дотвращаемого ущерба, определяемых исходя из экономической оценки площадей лесного фонда. Допустимые площади лесных пожаров должны быть меньше в районах с более ценным лесным фондом и меньшими скоростями распространения пожаров.

4. Разработанная система региональных лесопожарных центров - главная составляющая системы управления огнем в лесах в районах применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров - это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

5. Структура информационного взаимодействия регионального центра по к предупреждению и ликвидации лесных пожаров в федеральном округе. Структура системы связи при тушении крупного лесного пожара. г

Заключение диссертации по теме «Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними», Ковалев, Николай Алексеевич

Заключение

1. Прирост активно охраняемых территорий лесного фонда в последней трети XX века происходил за счет увеличения площади районов авиационной охраны лесов. В 1981-1990 гг. среднегодовая площадь лесного фонда, охраняемая с применением авиационных сил и средств, составила 701,1 млн. га, а в 1991-2000 гг. - уменьшилась до 685,9 млн. га. В начале девяностых годов прирост площади активно охраняемых лесов прекратился.

2. В последние 15 лет XX века в Российской Федерации четко прослеживалась тенденция роста числа и площади лесных пожаров. В 1990-1994 гг. несколько снизилась площадь пожаров, но в следующем пятилетии (1995-1999) она увеличилась почти в 2 раза. В первом году XXI века количество лесных пожаров снизилось как по сравнению со средним за предшествующее пятилетие, так и по сравнению с каждым годом прошедшего пятилетия, но в 2002 г. увеличилось до 35 тыс. случаев, пройденная огнем площадь лесов также не уменьшилась.

3. Снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы привело к резкому уменьшению количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, что закономерно привело к резкому уменьшению кратности авиапатрулирования лесов, увеличению доли крупных лесных пожаров и росту пройденной пожарами площади лесного фонда.

4. Невозможность выделения из бюджета средств в размерах, требующихся для выполнения авиалесоохранных работ на всей охраняемой территории в соответствии с техническими нормативами, требует пересмотра некоторых положений действовавшей лесопожарной концепции. Вместе с тем, даже при увеличении финансовых возможностей, необходимо в большей степени учитывать экономическую составляющую в системе охраны лесов от пожаров и характер воздействия огня на различные типы леса и на практике перейти от системы тушения всех лесных пожаров к системе управления огнем в лесу.

5. Существенное влияние на уровень и организацию охраны лесов от пожаров стал оказывать лесопожарный мониторинг, точнее, существенное изменение качества и количества средств, используемых для проведения лесопо-жарного мониторинга. Кардинальные изменения относятся к космическому мониторингу. Если в семидесятые-восьмидесятые годы речь шла главным образом о потенциальных возможностях космомониторинга в интересах охраны лесов от пожаров, то в начале нового века речь идет о практическом использовании г информации с космических летательных аппаратов в интересах охраны лесов, совершенствовании имеющихся и создании новых программ.

6. Ответственность за тушение лесных пожаров отнесена на региональный уровень, возникают проблемы с размерами и сроками поступления субвенций. Уменьшены ассигнования на авиационную охрану лесов, поэтому снижена кратность авиапатрулирования и падает общий уровень охраны лесов.

Требуется экономически и экологически обоснованное сокращение активно ох» раняемой площади земель лесного фонда. Поэтому крайне актуальной является оценка вероятности возникновения пожаров в том или ином районе, определение характера и размеров возможного ущерба от вероятных лесных пожаров для решения вопроса о целесообразности прекращения активной охраны лесного фонда или изменения уровня охраны в том или ином районе.

7. В результате исследований установлены тенденции в распределении пожаров по лесоэкономическим зонам и регионам. За три десятилетия доля и частота пожаров по отдельным зонам и регионам существенно изменились. Требуется корректировка количества и размещения сил и средства авиационной охраны лесов для обеспечения охраны лесного фонда регионов, где сосредоточена основная часть лесосырьевых ресурсов страны.

8. Определены обширные районы концентрации групп типов леса, в которых допустимо бесконтрольное распространение пожаров. Выделены районы распространения групп типов леса, где бесконтрольное распространение огня недопустимо; выделяются также объекты и территории повышенного пожарного риска.

9. В последние 15 лет результаты работы авиалесоохраны резко ухудшились. Увеличились число лесных пожаров, пройденная огнем площадь лесов, количество и площадь крупных лесных пожаров. Основные причины и предпосылки такого состояния: резкое снижение размера ассигнований на авиационную охрану лесов в девяностые годы, соответствующее уменьшение количества арендуемых для авиаохраны лесов самолетов и вертолетов, закономерное адекватное уменьшение кратности авиапатрулирования лесов, обнаружение г пожаров на больших площадях, значительное сокращение численности десантников и парашютистов-пожарных.

10. Целесообразно определять и задавать уровень охраны лесов по допустимой площади лесного пожара. Площадь лесного пожара допускается большей на территории лесного фонда с меньшей экономической оценкой и высокой скоростью распространения огня.

11. Экономическую эффективность системы противопожарной охраны лесов следует определять сопоставлением предотвращаемого ущерба, определяемого по экономической оценке единицы площади лесного фонда и размера затрат на обнаружение и тушение пожаров. Вместе с тем, даже при увеличении финансовых возможностей, необходимо в большей степени учитывать экономическую составляющую в системе охраны лесов от пожаров и характер воздействия огня на различные типы леса и на практике перейти от системы тушения всех лесных пожаров к системе управления огнем в лесу.

12. В обширных районах северной тайги и предтундровых редколесий, где сконцентрированы группы типов леса с преобладанием лиственницы Гме-лина (даурской) на общей площади порядка 100 млн. га, в которых допустимо бесконтрольное распространение лесных пожаров без ущерба для сохранения коренных типов леса, достаточно проведение только лесопожарного мониторинга с космических летательных аппаратов.

13. Необходимо в полном объеме внедрить разработанную систему региональных лесопожарных центров - главную составляющую системы управления огнем в лесах районов применения сил и средств авиалесоохраны. Специализация лесопожарных центров - это путь к созданию профессиональных лесопожарных служб нового поколения.

14. Внедряемая структура информационного взаимодействия регионального центра по предупреждению и ликвидации лесных пожаров в федеральном округе и структура системы связи при тушении крупного лесного пожара создадут качественно новый уровень управления в противопожарной службе лесного хозяйства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Ковалев, Николай Алексеевич, 2006 год

1. Андреев H.A. Авиационная охрана лесов. М., ЦБНТИлесхоз, Экспресс информация, 1980, выпуск I, с. 1-11.

2. Анучин Н.П. Лесное хозяйство и охрана природы. М.; Лесная промышленность, 1979. - 272 с.

3. Анцышкин С.П. Противопожарная охрана леса. M - Л.: Гослесбумиздат, 1952. -190 с.

4. Анцышкин С.П. Противопожарная охрана леса. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1957. -186 с.

5. Арцыбашев Е.С. Обнаружение лесных пожаров с помощью телевидения. Лесное хозяйство, 1964, № 5, с.41-42.

6. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками из облаков. М. : Лесная промышленность, 1973. - 87с.

7. Арцыбашев Е.С. Лесныее пожары и борьба с ними. М.: Лесная промышленность, 1974. - 152 с.

8. Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров с воздуха в Канаде и США. М.: ЦБНТИлесхоз, 1977. - 28 с.

9. Арцыбашев Е.С., Столярчук Л.В. Районирование зоны тайги по ресурсной облачности. Л.: ЛенНИИЛХ, 1977. - 36 с.

10. Атлас Иркутской области. Москва - Иркутск: ГУГК, 1962, 182 с.

11. Атлас Забайкалья.- Москва Иркутск: ГУГК, 1967.

12. Атлас: Российская Федерация. Федеративное устройство, 2002, 124 с.

13. Байтин A.A. и др. Лесоустройство. Изд.3-е, испр. и доп. -М.: Лесная промышленность, 1974. - 352 с.

14. Балбьппев И.Н. Анализ возникновения лесных пожаров в условиях Сибири. -Лесное хозяйство, 1956,№ 5, с.49.

15. Балбышев И.Н. Характер пожаров на Севере. Лесное хозяйство, 1964, № 11, с.48-50.

16. Белов C.B. Некоторые актуальные вопросы борьбы с пожарами в зоне авиационной охраны лесов. В кн.: Современные вопросы охраны лесов от пожаров и борьбы с ними. - M., Лесная промышленность, 1965, с. 208-225.

17. Белов C.B. Управляемый огонь в лесу средство восстановления сосняков и лиственничников таежной зоны. - В сб.: Горение и пожары в лесу. Красноярск,1973, с. 213-222.

18. Благов А.П. Профилактика лесных пожаров залог успеха. Лесное хозяйство,1974, № 3, с.72-74.

19. Бобров Р.В. Своевременно ликвидировать последствия лесных пожаров. Лесное хозяйство, 1973, №5, с.86-89.20.