Экспериментальное исследование, проведенное учеными кафедры лесного хозяйства Алтайского государственного аграрного университета и Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, позволяет определять степень пожароопасности конкретных лесных участков и заблаговременно принимать эффективные меры по предупреждению лесных пожаров

Коллектив ученых Алтайского ГАУ в составе заведующего кафедрой лесного хозяйства, д.с.-х.н., доцента Александра Анатольевича Маленко, ст. преподавателя Михаила Андреевича Савина, аспиранта Александра Сергеевича Чичкарева совместно с с.н.с., к.ф.-м.н. Денисом Петровичем Касымовым и н.с. из Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН в ходе экспериментального исследования разработали методику определения пожарной опасности лесных насаждений в зависимости от напочвенных горючих материалов в лабораторных условиях горения по теплофизическим параметрам. Результаты исследования опубликованы в научном издании, входящем в базу «Scopus» (A.A. Malenko, A.S. Chichkarev, D.P. Kasymov, M.V. Agafontsev, M.A. Savin. Determination of the fire hazard of forest plantations depending on surface fuels under laboratory combustion conditions using thermophysical parameters // Journal of Physics: Conference Series 2233 (2022)-012010. DOI:10.1088/1742-6596/2233/1/012010).
В период с 2010 по 2020 год в мире ежегодно происходило в среднем 487000 пожаров. Погибло в огне более 60 млн. га лесных массивов и других земель. Международная статистика по лесным пожарам за последние пять лет выделяет несколько регионов, наиболее пострадавших от этого природного явления. Это Россия, США, Канада, Португалия, Франция, Испания и Австралия. В РФ за последние 20 лет площадь лесов, выжженных пожарами, увеличилось более чем в два раза. Сводки новостей в летний период практически ежедневно сообщают о новых пожарах в Сибири и на Дальнем Востоке. На Алтае самые сильные и разрушительные пожары ленточных боров были в 1997-2000 гг., когда их количество составило 4285 (при среднем показателе 440 за 50 лет), а площадь, пройденная огнем, составила более 89 тыс. га. Проведение эффективных профилактических мер по своевременному предупреждению лесных пожаров по-прежнему особенно актуально для лесного хозяйства. Согласно гипотезе, выдвинутой учеными Алтайского ГАУ, мониторинг состава лесного топлива (ветки, хвоя, листва, шишки и т.п.) и его принадлежность к определенным древесным породам на данном участке помогает прогнозировать степень пожароопасности и вовремя принимать соответствующие профилактические меры.
Ученые кафедры лесного хозяйства Алтайского ГАУ провели экспериментальное исследование воспламенения и горения поверхностного лесного топлива. Для исследования использовалась лабораторная тестовая установка, предназначенная для моделирования различных типов пожаров в Институте оптики атмосферы СО РАН. В опыте использовали 30 отобранных образцов горючих материалов из 750 проб лесной подстилки размером 20х25 см, взятые в однородных насаждениях сосны обыкновенной (Pinus silvestris) с ивой остролистной (Salix acсutifolia)), а также в березовых и дубовых насаждениях, расположенных в южной и центральной части ленточных лесов и предгорий Алтайского края. В лабораторных условиях каждый образец высушивали при температуре 100о C и разделяли на фракции (хвоя, листья, ветки, кора и др.) по размеру и степени минерализации (свежий/минерализованный). Далее образцы сжигались, параметры горения (температура пламени, тепловой поток при горении, высота пламени и время горения) фиксировались и впоследствии расшифровывались. Максимальные тепловые потоки (49±3,5 кВт/м кв.) были получены в результате сжигания коры и древесины дуба, ветвей ивы, а также травы мятлика узколистного. Это свидетельствует о том, что лесные участки с данными древесными породами являются наиболее пожароопасными.
Ученые обратили внимание на то, что структура образца лесного топлива напрямую влияет на процесс горения. Например, ветки дуба с высокой плотностью древесины показали максимальное значение теплового потока. Кроме того, свежие упавшие сосновые шишки при сжигании давали тепловой поток в 2 раза выше, чем частично минерализованные. По-видимому, это связано с разложением в частично минерализованных шишках органических соединений, участвующих в химических реакциях при горении, что отрицательно влияет на воспламенение и характеристики горения.
«Результаты нашего исследования, созданная и экспериментально подтвержденная формула расчета параметров горения разных видов лесного топлива позволяет по взятым образцам лесной подстилки оценить пожароопасность конкретного лесного участка в зависимости от произрастания в нем тех или иных древесных пород. И, как следствие, своевременно принять эффективные профилактические меры. Например, правильно рассчитать ширину противопожарной минерализованной полосы, которая в сосновых лесах должна быть шире, чем в березовых», - комментирует результаты исследования Александр Анатольевич Маленко.