Наши журналы
Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ПОВЫШЕНИЕ ПОЖАРОУСТОЙЧИВОСТИ НАСАЖДЕНИЙ НА РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ЗЕМЛЯХ

Научная статья
Корчагин И.Е.
Морозов А.Е.
Панин И.А.
Осипенко Р.А.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.116.2.024
Выпуск: № 2 (116), 2022
Опубликована:
2022/02/17
PDF

Повышение пожароустойчивости насаждений на рекультивированных землях

Научная статья

Корчагин И.Е.1, Морозов А.Е.2, Панин И.А.3, *, Осипенко Р.А.4

1 ORCID: 0000-0003-1272-8579;

2 ORCID: 0000-0002-2373-1151;

3 ORCID: 0000-0002-7798-3442;

4 ORCID: 0000-0003-3359-3079;

1, 2, 3, 4 Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, Россия

* Корреспондирующий автор (paninia[at]m.usfeu.ru)

Аннотация

Проанализирована возможность повышения пожароустойчивости насаждений, выращиваемых на рекультивированном золоотвале Рефтинской Государственной районной электростанции. Установлено, что достижение поставленной цели может быть обеспечено комплексом противопожарных мероприятий, разработанных с учетом специфики золоотвала.

В качестве главной породы при искусственном лесоразведении рекомендуется сосна обыкновенная (PinussylvestrisL.), которая характеризуется низкой требовательностью к почвенному плодородию, произрастает в широком диапазоне почвенных условий, но характеризуется высокой потенциальной природной пожарной опасностью. Повышенная пожарная опасность сосновых насаждений на золоотвале объясняется также возвышенным местоположением. Последнее способствует быстрому высыханию напочвенных горючих материалов и распространению пожаров с соседних территорий.

В целях снижения скорости распространения низовых лесных пожаров и развития их в верховые рекомендации прикатывание травы в междурядьях, омоложение подлеска и обрезки нижних ветвей у деревьев сосны.

Ключевые слова: золоотвал, рекультивация, насаждение, лесной пожар, противопожарное устройство.

Increased fire resistance of plantations grown Increasing the Fire Resistance of Forest Stands on Revegetated Lands

Research article

Korchagin I.E.1, Morozov A.E.2, Panin I.A.3, *, Osipenko R.A.4

1 ORCID: 0000-0003-1272-8579;

2 ORCID: 0000-0002-2373-1151;

3 ORCID: 0000-0002-7798-3442;

4 ORCID: 0000-0003-3359-3079;

1, 2, 3, 4 Ural State Forest Engineering University, Yekaterinburg, Russia

* Corresponding author (paninia[at]m.usfeu.ru)

Abstract

The article analyzes the possibility of increasing the fire resistance of forest stands grown at the revegetated ash dump of the Reftinskaya State District Power Plant. It is established that the achievement of this goal can be ensured by a complex of fire-fighting measures developed by taking into account the specifics of the ash dump.

Scots pine (Pinus sylvestris L.) is recommended as the main breed for artificial afforestation, which is characterized by low demands on soil fertility, grows in a wide range of soil conditions, but is characterized by a high potential natural fire hazard. The increased fire danger of pine plantations on the ash dump can also be explained by the elevated location. The latter contributes to the rapid drying of ground-based combustible materials and the spread of fires from neighboring territories.

In order to reduce the rate of spread of grass-roots forest fires and their development into crown fire, the study proposes recommendations such as rolling grass in the aisles, rejuvenation of the undergrowth and pruning of the lower branches of pine trees.

Keywords: ash dump, reclamation, planting, forest fire, fire-fighting device. Введение

Широкое распространение лесохозяйственного направления рекультивации нарушенных земель в таежной зоне объясняется его высокой эффективностью. На месте бывших отвалов, карьеров и других нарушенных земель создаются высокопроизводительные насаждения, нередко превышающие по продуктивности естественные насаждения аналогичного возраста, произрастающие на не нарушенных землях [1], [2], [3]. Чаще всего в качестве главной породы при создании лесных культур на нарушенных землях предпочтение отдается сосне обыкновенной (PinussylvestrisL.), что вполне объяснимо ее низкой требовательностью к почвенному плодородию и возможностью произрастания в очень широком диапазоне лесорастительных условий [4], [5]. В то же время необходимо учитывать, что сосновые насаждения характеризуются повышенной горимостью и создание монокультур сосны резко повышает пожарную опасность [6], [7].

Последнее вызывает необходимость проведения мероприятий, направленных на повышение пожароустойчивости насаждений [8], [9], а также создания эффективной системы противопожарного устройства [10], [11].

Поскольку нарушенные земли нередко находятся в непосредственной близости от населенных пунктов и объектов экономики при создании на них в процессе рекультивации хвойных насаждений необходимо предусмотреть эффективную защиту от потенциальных лесных пожаров [12], [13], [14].

Цель, объекты и методикаисследований

Целью работы являлась разработка эффективного противопожарного устройства искусственных сосновых насаждений, созданных на рекультивированном золоотвале Рефтинской ГРЭС.

Объектом исследований служили искусственные сосновые насаждения, произрастающие на золоотвале №1 Рефтинской ГРЭС в Средне-Уральском таежном лесном районе. Предыдущими исследованиями [3], [5] было установлено, что указанные сосновые насаждения характеризуются Iа – II классами бонитета и формируют к 20-летнему возрасту запас 143 м3/га.

В то же время данные искусственные сосновые насаждения созданы на золоотвале, который возвышается над окружающей местностью. Последнее способствует быстрому высыханию напочвенных горючих материалов и высокой вероятности распространения потенциальных лесных пожаров с соседних участков [15].

В основу исследований положен метод пробных площадей (ПП), натурных обследований и использования космических снимков высокого пространственного разрешения, выполняемых в соответствии с апробированными методиками [16], [17].

Материалы и обсуждение

Система противопожарного устройства рекультивированного золоотвала должна учитывать не только специфику объекта, но и динамику изменения растительности во времени.

Рекультивация отвала производилась в два этапа. На первом этапе производилась отсыпка почвогрунта толщиной 10-40 см на накопленный слой золы. При этом отсыпка почвогрунта производилась с чередованием отсыпанных и не отсыпанных полос с целью минимизации затрат на проведение рекультивационных работ [18].

На участках, отсыпанных грунтом, проводился биологический этап рекультивации путем механизированной посадки 2-летних сеянцев сосны обыкновенной. Не отсыпанные грунтом участки золоотвала оставлялись под естественное зарастание.

Естественно, что на начальном этапе на золоотвале формировались травянистые сукцессии. В живом напочвенном покрове (ЖНП) доминировали луговые виды на долю которых приходилось до 59,9 % общей надземной фитомассы. Кроме того, 19,1 % надземной фитомассы ЖНП в абсолютно сухом состоянии приходилось на лугово-лесные и 12,5 % на лесо-луговые ценотипы. При этом общая надземная фитомасса ЖНП в абсолютно сухом состоянии достигала 352 кг/га, что не могло не сказаться на потенциальной пожарной опасности. Известно [19], [20], что именно ЖНП, особенно весной и осенью, во многом определяет интенсивность и скорость распространения низовых пожаров.

Накопление ветоши, а также травостой прошлого года весной и текущего года осенью, резко повышают пожарную опасность. При этом применение традиционных минерализованных полос для остановки низовых пожаров на золоотвале исключается из-за вскрытия золы и ее перемещения ветром. В целях снижения скорости распространения низовых лесных пожаров был предложен, апробирован и внедрен способ прикатывания травы в междурядьях лесных культур сосны катками. Прикатывание практиковалось в дождливую погоду или сразу после дождя. При этом примятая и прижатая к поверхности почвы мокрая трава начинала перегнивать, что препятствовало быстрому распространению низового лесного пожара. Кроме того, прикатывание травы исключало необходимость проведения агротехнических уходов за лесными культурами, что минимизировало затраты на их выращивание.

Наличие вблизи золоотвала садовых участков способствовало заселению его кустарниками. В частности, очень активно птицы рассеивают облепиху крушиновидную (HippophaerhamnoidesL.). На золоотвале облепиха заселила как участки между рядами лесных культур сосны, так и полосы между лесными культурами (рис. 1).

1

Рис. 1 – Внешний вид облепихи крушиновидной на рекультивированном золоотвале Рефтинской ГРЭС

Обильное плодоношение облепихи способствовало увеличению биологического разнообразия за счет привлечения птиц, а также обусловило рекультивированному участку большую рекреационную привлекательность. Однако по мере старения кустов облепихи началось их отмирание. Последнее увеличило массу напочвенных горючих материалов и создало условия для развития низовых лесных пожаров в верховые. Кроме того, старые заросли облепихи создали препятствие для передвижения людей и техники при тушении пожаров.

С целью минимизации указанных недостатков нами рекомендуется омоложение облепихи путем ее спиливания на низкий пень. Работы проводятся в зимний период, а вырубленные кусты либо сжигаются на полянах, либо измельчаются в щепку, которая используется для отопления или равномерно разбрасывается по площади, выполняя роль мульчи и препятствия разрастанию ЖНП.

Омоложение облепихи производится с 15-20 лет и повторяется через каждые 10-15 лет. При этом вокруг пня формируются молодые побеги облепихи, которые препятствуют разрастанию травянистой растительности.

Особую опасность представляют для сосновых насаждений верховые пожары. Минимизация массы ЖНП прикатыванием и ликвидация усыхающих кустов облепихи минимизирует, но не исключает развитие низовых пожаров в верховые, поскольку процесс очищения стволов от сучьев при рядовом размещении лесных культур растягивается на длительный срок.

В целях недопущения развития низовых пожаров в верховые в сосняках, формирующихся на золоотвале, реализуется обрезка нижних ветвей на высоту 2,5 м (рис. 2).

1

Рис. 2 – Искусственные насаждения с обрезанными нижними ветвями на золоотвале Рефтинской ГРЭС

Срезанные ветви измельчаются на щепу или сжигаются в зимний период на полянах.

Обрезка нижних ветвей не только исключает развитие низовых лесных пожаров в верховые, но и увеличивает просматриваемость, а следовательно, комфортность формируемых сосновых насаждений для рекреантов.

Все запланированные и выполняемые мероприятия на территории рекультивированного золоотвала увязаны с сетью дорог противопожарного назначения, которые обеспечивают оперативную переброску сил и средств пожаротушения к месту возможного пожара.

Выводы
  1. На нарушенных землях, в частности на золоотвалах, тепловых электростанций, можно создавать высокопроизводительные искусственные сосновые насаждения.
  2. Важной задачей при выращивании сосновых насаждений на нарушенных землях является охрана их от лесных пожаров.
  3. До смыкания крон лесных культур в междурядьях, последние должны прикатываться катками в дождливую погоду или сразу после дождя с целью приминания живого напочвенного покрова.
  4. Стареющие кусты облепихи через 15-20 лет омолаживаются «посадкой на пень».
  5. После смыкания лесных культур в рядах делается обрезка нижних ветвей сосны на высоту 2-2,5 м.
  6. Срезанные ветви, а также вырезанные старые кусты облепихи либо сжигаются в зимний период на полянах, либо измельчаются в щепу. Последняя используется на отопление или равномерно разбрасывается по площади, выполняя роль мульчи и препятствуя разрастанию ЖНП.
Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.
Список литературы / References
  1. Залесов С.В. Рекультивация нарушенных земель на месторождении тантал-бериллия / С.В. Залесов, Е.С. Залесова, Ю.В. Зарипов и др. // экология и промышленность России, 2018. Т. 22. № 12. С. 63-67.
  2. Бачурина А.В. Эффективность лесной рекультивации нарушенных земель в зоне влияния медеплавильного производства / А.В. Бачурина, С.В. Залесов, О.В. Толкач // Экология и промышленность России, 2020; 24 (6): 67-71. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-6-67-71.
  3. Zalesov S.V. Experiences on Establishment of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Plantation in Ash Dump Sites of Reftinskaya Power Plant, Russia / S.C. Zalesov, S. Ayan, E.S. Zalesova et al. // Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 2020, 35 (1): xx-xx. DOI: 10/28955/alinterizbd. 696559.
  4. ЗариповЮ.В. Подростсосныобыкновенной (PinussylvestrisL.) наотвалахместорожденияхризотил-асбеста / Ю.В. Зарипов, С.В. Залесов, Е.С. Залесоваидр. // ИзвестиявузовЛеснойжурнал, 2021. № 5. С. 22-23.
  5. Залесов С.В. Формирование искусственных насаждений на золоотвале Рефтинской ГРЭС / С.В. Залесов,Е.С. Залесова, А.А. Звереви др.// ИВУЗ «Лесной журнал», 2013. № 2. С. 66-73.
  6. Марченко В.П. Горимость ленточных боров Прииртышья и пути ее минимизации на примере ГУ ГЛПР «Ертыс Орманы» / В.П. Марченко, С.В. Залесов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 10 (108). С. 55-59.
  7. Шубин Д.А. Послепожарный отпад деревьев в сосновых насаждениях Приобского водоохранного сосново-березового лесохозяйственного района Алтайского края / Д.А. Шубин, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала. 2013. № 5 (111). С. 39-41.
  8. Данчева А.В. Влияние рубок ухода на биологическую и пожарную устойчивость сосновых древостоев /А.В. Данчева, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2016. № 3 (145). С. 56-61.
  9. Залесов С.В. Лесоводственная эффективность рубок ухода в сосняках Казахского мелкосопочника / С.В. Залесов, А.В. Данчева, А.В. Эбельи др.// ИВУЗ «Лесной журнал», 2016. № 3. С. 21-30.
  10. Залесов С.В. Организация противопожарного устройства насаждений, формирующихся на бывших сельскохозяйственных угодьях / С.В. Залесов, А.Г. Магасумова, Н.Н. Новоселова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета, 2010. № 4 (66). С. 60-63.
  11. Залесов С.В. Обоснование конструкции противопожарного заслона для искусственных сосняков Прииртышья (на примере Казахстана)/ С.В. Залесов // Лесохоз. Информ.: электрон. Сетевой журнал. – 2020. № 2. – С. 79-88.DOI: 10.244.19/LHI. 2304-3083.2020.2.07
  12. Кректунов А.А. Охрана населенных пунктов от природных пожаров / А.А. Кректунов, С.В. Залесов. – Екатеринбург: Урал. Ин-тГПС МЧС Россия, 2017. 162 с.
  13. Zalesov S. Protective forest management problems in Russia / S. Zalesov, A. Magasumova // E 35 Web of Conferences 258, 08004 (2021). DOI: 10.1051/ e 3 sconf/ 2021 25808004.
  14. Залесов С.В. Уточненная шкала распределения участков лесного фонда по классам природной пожарной опасности / С.В. Залесов, Г.А. Годовалов, Е.Ю. Платонов // Аграрный вестник Урала. 2013. № 10 (116). С. 45-49.
  15. Залесов С.В. Лесная пирология / С.В. Залесов. Екатеринбург: Изд-во «Баско», 2006. 312 с.
  16. Бунькова Н.П. Основы фитомониторинга / Н.П. Бунькова, С.В. Залесов, Е.С. Залесоваи др.– Екатеринбург: Урал. гос. лесотхен. ун-т, 2020. 90 с.
  17. Фомин В.В. Методика оценка густоты подроста и древостоев при зарастании сельскохозяйственных земель древесной растительностью с использованием космических снимков высокого пространственного разрешения / В.В. Фомин, С.В. Залесов, А.Г. Магасумова // Аграрный вестник Урала, 2015. № 1 (131). С. 25-29.
  18. Махнев А.К. Экологические основы и методы биологической рекультивации золоотвалов тепловых электростанций на Урале / А.К. Махнев, Т.С. Чибрик, М.Р. Трубинаи др. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 356 с.
  19. Шубин Д.А. Влияние пожаров на компоненты лесного биогеоценоза в Верхне-Обском боровом массиве /Д.А. Шубин, А.А. Малиновских, С.В. Залесов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2013. № 6 (44). С. 205-208.
  20. Архипов Е.В. Динамика лесных пожаров в Республике Казахстан и их экологические последствия / Е.В. Архипов, С.В. Залесов // Аграрный вестник Урала, 2017. № 4 (158). С. 10-15.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. ZalesovS.V. Rekul`tivacziyanarushenny`khzemel` namestorozhde-niitantal-berilliya [Reclamationofdisturbedlandsatthetantalum-berylliumdeposit] / S.V. Zalesov, E.S. Zalesova, Yu.V. Zaripovetal. // e`kologiyaipromy`shlennost` Rossii, 2018. Vol. 22. № 12. P. 63-67. [in Russian]
  2. Bachurina A.V. Effektivnost' lesnoj rekul'tivacii narushennyh zemel' v zone vliyaniya medeplavil'nogo proizvodstva [Efficiency of forest reclamation of disturbed lands in the zone of influence of copper smelting production] / A.V. Bachurina, S.V. Zalesov, O.V. Tolkach // Ekologiya i promyshlennost' Rossii, 2020; 24 (6): 67-71. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-6-67-71. [in Russian]
  3. Zalesov S.V. Experiences on Establishment of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Plantation in Ash Dump Sites of Reftinskaya Power Plant, Russia / S.C. Zalesov, S. Ayan, E.S. Zalesovaet al.// Alinteri Journal of Agriculture Sciences, 2020, 35 (1): xx-xx. DOI: 10/28955/alinterizbd. 696559. [in Russian]
  4. Zaripov YU.V. Podrost sosny obyknovennoj (Pinus sylvestris L.) na otvalah mestorozhdeniya hrizotil-asbesta [Scots pine undergrowth (Pinus sylvestris L.) on the dumps of the chrysotile-asbestos deposit] / YU.V. Zaripov, S.V. Zalesov, E.S. Zalesovaet al.// Izvestiya vuzov Lesnoj zhurnal, 2021. № 5. P. 22-23. [in Russian]
  5. Zalesov S.V. Formirovanie iskusstvennyh nasazhdenij na zoloot-vale Reftinskoj GRES [Formation of artificial plantations at the ash dump of Reftinskaya SDPP /] / S.V. Zalesov, E.S. Zalesova, A.A. Zverevet al.// IVUZ «Lesnoj zhurnal», 2013. № 2. P. 66-73. [in Russian]
  6. Marchenko V.P. Gorimost' lentochnyh borov Priirtysh'ya i puti ee minimizacii na primere GU GLPR «Ertys Ormany» [The fire rate of the Irtysh zone pine forests and the ways of its minimization on the example of GU GLPR "Ertys Ormany"] / V.P. Marchenko, S.V. Zalesov // Vestnik Altajskogo gosudarstvennogo agrarnogo universi-teta. 2013. № 10 (108). P. 55-59. [in Russian]
  7. Shubin D.A. Poslepozharnyj otpad derev'ev v sosnovyh nasazhde-niyah Priobskogo vodoohrannogo sosnovo-berezovogo lesohozyajstvennogo rajona Altajskogo kraya [Post-fire mortality of trees in pine plantations of the Priobskoye water-conservation pine-birch forestry region of Altai Territory] / D.A. SHubin, S.V. Zalesov // Agrarnyj vestnik Urala. 2013. № 5 (111). P. 39-41. [in Russian]
  8. Dancheva A.V. Vliyanie rubok uhoda na biologicheskuyu i pozharnuyu ustojchivost' sosnovyh drevostoev [The influence of thinning on the biological and fire resistance of pine stands] / A.V. Dancheva, S.V. Zalesov // Agrar-nyj vestnik Urala, 2016. № 3 (145). P. 56-61. [in Russian]
  9. Zalesov S.V. Lesovodstvennaya effektivnost' rubok uhoda v sosnya-kah Kazahskogo melkosopochnika [Silvicultural efficiency of thinning in the pine forests of the Kazakh chalk forest] / S.V. Zalesov, A.V. Dancheva, A.V. Ebel'et al.// IVUZ «Lesnoj zhurnal», 2016. № 3. P. 21-30. [in Russian]
  10. Zalesov S.V. Organizaciya protivopozharnogo ustrojstva nasazh-denij, formiruyushchihsya na byvshih sel'skohozyajstvennyh ugod'yah [Organization of fire-prevention equipment for plantings formed on former agricultural lands] / S.V. Zalesov, A.G. Magasumova, N.N. Novoselova // Vestnik Altajskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta, 2010. № 4 (66). P. 60-63. [in Russian]
  11. Zalesov S.V. Obosnovanie konstrukcii protivopozharnogo zaslona dlya iskusstvennyh sosnyakov Priirtysh'ya (na primere Kazahstana). [Justification of the design of a fire barrier for artificial pine forests in the Irtysh region (on the example of Kazakhstan).] / S.V. Zalesov // Lesohoz. Inform.: elektron. Setevoj zhurnal. – 2020. № 2. – P. 79-88. DOI: 10.244.19/LHI. 2304-3083.2020.2.07 [in Russian]
  12. Krektunov A.A. Ohrana naselennyh punktov ot prirodnyh pozharov [Protection of settlements from wildfires] /A.A. Krektunov, S.V. Zalesov. – Ekaterinburg: Ural. In-t GPS MCHS Rossiya, 2017. 162 p. [in Russian]
  13. Zalesov S. Protective forest management problems in Russia / S. Zalesov, A. Magasumova // E 35 Web of Conferences 258, 08004 (2021). DOI: 10.1051/e3sconf/202125808004. [in Russian]
  14. Zalesov S.V. Utochnennaya shkala raspredeleniya uchastkov lesnogo fonda po klassam prirodnoj pozharnoj opasnosti [Refined scale of distribution of forest fund plots by natural fire hazard classes] / S.V. Zalesov, G.A. Godovalov, E.YU. Platonov // Agrarnyj vestnik Urala. 2013. № 10 (116). P. 45-49. [in Russian]
  15. Zalesov S.V. Lesnaya pirologiya [Forest pyrology] / S.V. Zalesov. Ekaterinburg: «Basko», 2006. 312 p. [in Russian]
  16. Bun'kova N.P. Osnovy fitomonitoringa [Phytomonitoring basics] / N.P. Bun'kova, S.V. Zalesov, E.S. Zalesova et al. – Ekaterinburg: Ural. gos. lesothen. un-t, 2020. 90 p. [in Russian]
  17. Fomin V.V. Metodika ocenka gustoty podrosta i drevostoev pri zarastanii sel'skohozyajstvennyh zemel' drevesnoj rastitel'nost'yu s ispol'zovaniem kosmicheskih snimkov vysokogo prostranstvennogo razre-sheniya [Methodology for assessing the density of undergrowth and forest stands during overgrowth of agricultural lands with woody vegetation using space images of high spatial resolution] / V.V. Fomin, S.V. Zalesov, A.G. Magasumova // Agrarnyj vestnik Urala, 2015. № 1 (131). P. 25-29. [in Russian]
  18. Mahnev A.K. Ekologicheskie osnovy i metody biologicheskoj rekul'tivacii zolootvalov teplovyh elektrostancij na Urale [Ecological foundations and methods of biological reclamation of ash dumps of thermal power plants in the Urals] / A.K. Mahnev, T.S. CHibrik, M.R. Trubina et al. Ekaterinburg: UrO RAN, 2002. 356 p. [in Russian]
  19. Shubin D.A. Vliyanie pozharov na komponenty lesnogo biogeoce-noza v Verhne-Obskom borovom massive [The effect of fires on the components of the forest biogeocenosis in the Verkhne-Obsky pine forest] / D.A. SHubin, A.A. Malinovskih, S.V. Zalesov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo uni-versiteta, 2013. № 6 (44). P. 205-208. [in Russian]
  20. Arhipov E.V. Dinamika lesnyh pozharov v Respublike Kazahstan i ih ekologicheskie posledstviya [Dynamics of forest fires in the Republic of Kazakhstan and their ecological consequences] / E.V. Arhipov, S.V. Zalesov // Agrarnyj vestnik Urala, 2017. № 4 (158). P. 10-15. [inRussian]