Ученые АлтГАУ и ТГУ определили, какие растения наиболее пожароопасны

Ученые АлтГАУ и ТГУ определили, какие растения наиболее пожароопасны

Ученые кафедры лесного хозяйства Алтайского государственного аграрного университета и механико-математического факультета Томского государственного университета провели экспериментальное исследование горения лесных массивов. Результаты позволяют определять степень пожароопасности конкретных лесных участков и заблаговременно принимать эффективные меры по предупреждению лесных пожаров. Выяснилось, что наиболее пожароопасными являются кора и древесина дуба, ветви ивы и трава мятлика узколистного.

Методика опубликована в журнале Journal of Physics: Conference Series.

Коллектив ученых Алтайского государственного аграрного университета – заведующий кафедрой лесного хозяйства, д.с.-х.н., доцент Александр Маленко, старший преподаватель Михаил Савин и аспирант Александра Чичкарева – совместно с заведующим учебной лабораторией кафедры физической и вычислительной математики ММФ ТГУ Денисом Касымовым и научным сотрудником Института оптики атмосферы СО РАН Михаилом Агафонцевым (Томск) в ходе экспериментального исследования разработали методику определения пожарной опасности лесных насаждений в зависимости от напочвенных горючих материалов в лабораторных условиях горения по теплофизическим параметрам.

В период с 2010 по 2020 год в мире ежегодно происходило в среднем 487 000 пожаров. В огне погибло 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 годах: их количество было 4 285 (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 АлтГАУ, мониторинг состава лесного топлива (ветки, хвоя, листва, шишки и прочее) и его принадлежность к определенным древесным породам на данном участке помогает прогнозировать степень пожароопасности и вовремя принимать соответствующие профилактические меры.


Ученые кафедры лесного хозяйства АлтГАУ 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 100°C и разделяли на фракции (хвоя, листья, ветки, кора) 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/кв.м) 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.

– 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 Маленко.

Результаты исследования опубликованы в научном издании Journal of Physics: Conference Series, входящем в 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.

Текст и фото: партнерский материал АлтГАУ