XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Лесные пожары
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение.
Около трети суши на планете Земля занимают леса. Половина территории нашей страны покрыта лесами. И 75% из наших лесов – это леса хвойных пород.
Лес — это участок земли, покрытый деревьями, подлеском и кустарниками.
Он представляет собой природный комплекс сообществ лесных растений и животных с определенным географическим окружением; один из основных типов растительного покрова Земли. Состоит из совокупности древесных, кустарниковых и травянистых растений, где главная роль принадлежит деревьям. Лес распространен на всех континентах (кроме Антарктиды).
Лес – это наше богатство. Это дом для большинства растений, животных, грибов. И защитник воздуха, водоемов и почв. И источник древесины, ягод, грибов и лекарственных растений. А также место отдыха человека.
Однако часто он подвергается тяжелому испытанию – лесному пожару. Лесной пожар — это стихийное, неконтролируемое распространение огня по лесным площадям. Из средств массовой информации каждое лето можно услышать о страшных лесных пожарах в разных частях мира. Не исключением, стал и этот год – пожары в Сибирской тайге. Даже до Урала летом долетал дым от этих пожаров. И мне захотелось разобраться: насколько страшен лесной пожар для леса и для людей, как же случается так много пожаров и действительно ли они так катастрофичны?
Цель работы – исследовать вред и пользу лесных пожаров, а также привлечь внимание людей к данной проблеме.
Объектом исследования выступает лесной пожар.
Предмет исследования – последствия лесных пожаров.
Задачи:
1. Собрать, проанализировать и изучить информацию по заданной теме.
2. Узнать мнение практикующих специалистов.
3. Провести экспериментальные мини-пожары.
4. Проанализировать полученные данные и сделать выводы.
Гипотеза – лесной пожар катастрофически опасен, и наибольшую опасность представляет пожар в хвойных лесах.
Методы исследования
• изучение теоретического материала
• проведение исследований
• обработка и анализ полученных данных
II. основная часть. Понятие лесного пожара.
2.1. Что такое лесной пожар
Лесной пожар — это стихийное, неконтролируемое распространение огня по лесным площадям.
Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на: естественные и антропогенные (вызванные человеком). Естественные причины в основном включают молнии, извержение вулканов, искры от скальных падений и самовозгорание. Основные антропогенные причины – это: непотушенный окурок, походные костры, сжигание мусора и листьев, фейерверки, дорожно-транспортные аварии, поджоги. Естественные пожары, отличаются от антропогенных пожаров. Так, молнии, как правило, попадают в деревья на возвышенностях, и огонь, спускаясь по склону, продвигается медленно. При этом теряется сила пламени, и огонь редко распространяется на большие площади. Антропогенные пожары чаще всего возникают в низинах, поэтому являются более опасными. Около 90% всех лесных пожаров возникают на вине человека[1].
По характеру возгорания пожар в лесу делится на три основные группы — низовой, подземный, верховой.
Низовой пожар (Приложение А) распространяется по земле, захватывает нижние ярусы растительности леса: кустарники, высохшие корни деревьев, траву, мох, опавшие листья, но не доходит до крон деревьев. В большинстве случаев он характерен для лиственных лесов. Скорость огня обычно составляет от 18 до 60 метров в час. Высота пламени может достигнуть 2 м, и температура горения на кромке составит 900 °C. Это самый легкий вид пожара, он наносит наименьший ущерб лесу.
Верховые пожары возникают при засушливой и жаркой погоде летом. Чаще всего они развиваются из-за масштабного распространения низового пожара. Верховые лесные пожары характерны для хвойных лесов, кедровых стлаников и кустарникового дуба. Минимальная скорость охвата огнем хвойных деревьев — 6 км/ч. По типу верхового пожара выделяют: устойчивое и беглое горение. При устойчивом горят все ярусы деревьев, а при беглом — огонь «бежит» по кронам. При этом верховой пожар гораздо быстрее низового. Это самые интенсивные и опасные пожары. Такой огонь в хвойных лесах наиболее опасный из-за сильной горючести деревьев.
Подземные лесные пожары начинаются при большом распространении низового и верхового огня и распространяются по торфяным слоям на глубину более 50 см. Из-за того, торф может гореть без кислорода, подземные пожары трудно выявить. Подземный лесной пожар самый продолжительный. Иногда они могут тлеть всю зиму под землей, а потом появляться на поверхности весной. Это самый медленный вид пожара, но иногда самый сложный для тушения.
Скорость лесных пожаров зависит от множества факторов и, в первую очередь, определяется видом леса. В хвойных лесах, где основной покров состоит изо мхов и лишайников, пламя огня распространяется стремительно[2].
2.2. Борьба с лесными пожарами
Обнаружение пожаров происходит при патрулировании леса наземным и воздушным транспортом.
Существует несколько способов тушения лесного пожара.
1) Засыпка кромки пожара грунтом (Приложение Б). На легких песчаных землях пожар сначала сбивают грунтом, а затем засыпают им широкую полосу по кромке пожара.
2) Сбивание пламени по кромке пожара. Тушение происходит путем сбивания огня связкой веток лиственных пород или другими негорючими материалами.
3) Заградительной или опорные полосы или канавы. Их прокладывают на небольшом расстоянии от кромки пожара. Такие полосы должны упираться в ручьи, дороги и другие препятствия.
4) Встречный отжиг. Выжигается почва навстречу пожару от каких-либо препятствий (ручьи, дороги ).
5) Тушение пожара водой или химикатами с помощью специальной техники, в том числе и воздушной [3].
Таким образом, в борьбе с лесными возгораниями можно выделить несколько основных этапов. Разведка горения леса – уточнение места и границ пожара, составление плана тушения. Локализация зоны – остановка пожара путем заградительных полос или канав, обработка кромки. Ликвидация остаточных очагов. Окарауливание пожарищ – осмотры местности после пожара.
Далеко не всегда лесной пожар тушат в привычном для нас понимании. В труднодоступных местах далеко от населенных пунктов за лесным пожаром наблюдают и контролируют, ожидая, когда лес сам выгорит. Так как тушение таких пожаров очень дорогостоящий процесс. Это, так называемые, зоны контроля. Например, территория тайги на севере России.
2.3.Польза лесных пожаров
Все мы знаем, что лесной пожар – это враг леса, что это очень опасное явление, которое приводит к гибели растений и животных. Однако есть ученые, которые имеют другое мнение. Изучением лесных пожаров занимается лесная пирология. Это наука о лесных пожарах и борьбе с ними. Некоторые ее представители говорят о положительной стороне пожаров. К ним планета приспособилась за миллионы лет.
Например, Андрей Сирин, директор Института леса РАН, рассказывает, что после низового пожара деревья не гибнут. И даже больше — некоторые леса могут существовать только при периодическом прохождении низового огня. По его мнению, такие пожары положительно влияют на нее. В результате низового прохождения огня происходит улучшение питательности почв, благодаря чему, появляется подросток кедра в сосняках. Кедры более требовательны по питанию, а питательность почвы повышается за счет золы, которая является естественным удобрением. В более длительном временном масштабе огонь является важным фактором лесообразования. Например, хвойные леса стареют, в них накапливается горючий материал. Во время грозы бьют молнии, начинается пожар, и они выгорают. Часть сгоревших деревьев при этом не падает — для этого потребуется еще некоторое время. Но потом эти площади начинают достаточно быстро зарастать, появляются первые деревья, чаще всего мелколиственные. Они вырастают, а потом, по мере старения, замещаются хвойными породами, так как разные породы отличаются требовательностью к свету, к условиям питания и так далее. Конечно, появление хвойных лесов — процесс небыстрый и может занять около сотни лет, зато березняк или осинник будет стоять на месте пожара уже лет через 20-30. Также эксперт по охране животного мира и охотничьему хозяйству Алексей Вайсман считает, что постоянное прохождение огня способствует сохранению биоразнообразия, ведь многие животные, обитающие там, приспособлены к возобновляющимся лесам, к зарастающим старым гарям. Он объясняет, что в глухой тайге, где стоят одни елки, есть особенно нечего, и там будет мало животных. Все копытные практически привязаны именно к гарям, зарастающим вырубкам. Что же касается поведения животных во время пожара, то реальную опасность огонь представляет только для мышевидных грызунов, которые действительно чаще всего погибают. Но, учитывая их высокую рождаемость, они восстанавливаются буквально за полгода-год. А крупные животные уходят, они двигаются гораздо быстрее огня[4].
2.4.Опыт других стран
Лесные пожары – это общая проблема всего мира. Они случаются везде, где есть лес. Существует возможность отслеживать лесные пожары онлайн в интернете. А также составляются карты пожаров, на которых отчетливо видно, что лесные пожары случаются по всему миру. К крупнейшим по площади горения и человеческим жертвам относятся: США (1871 год), Индонезия (1997-1998 год), Австралия (1983 год), Греция (2007 год), Израиль (2010 год), Россия (2010 год), Португалия (2017 год), США (2017 год), Россия (2019 год).
В этом году дым от пожаров Сибири добрался даже до Урала. Летом было несколько дней, когда на улицах Челябинска был как будто туман – дымка от сибирских пожаров. Однако, по оценке властей, подобные пожары случались и США, и в Канаде, и в ряде других стран.
Конечно, российским лесным пожарным в любом случае есть чему поучиться за рубежом. В той же Финляндии или Белоруссии стараются бороться с лесными пожарами еще на ранней стадии, благодаря налаженной системе предупреждения. Но это относительно небольшие европейские страны. Германия, Канада, Испания, США и ряд других стран также обладают развитой системой мониторинга лесных массивов, видеонаблюдения за лесными пожарами. Постоянно ведется масштабная пропаганда защиты лесов, к тушению лесов привлекается большое количество добровольцев, осуществляются контролируемые (плановые) выжигания, ежегодно выделяются серьезные средства на профилактику пожаров.
2.5. Профилактика лесных пожаров
Исходя из вышеизложенного, а также учитывая то, что основная масса лесных пожаров происходит по вине человека, предлагаю вспомнить о неоценимой пользе леса для человека и всего живого. Ведь только от нас зависит количество антропогенных лесных пожаров. И каждый человек может, выполняя несложные правила поведения в лесу, уменьшить их количество. Либо не провоцировать появление пожара своим поведением, либо потушить случайно замеченный небольшой очаг возгорания, а не проходить мимо него [5].
III. Экспериментальная часть.
В экспериментальной части своего исследования я решил проверить горючие свойства лесной растительности.
Цель эксперимента: доказать, что хвойный лес горит быстрее лиственного.
Ход эксперимента:
1.Я собрал несколько видов материалов, которые могут встречаться в лесу: сосновые ветки, трава с листьями, тонкие сухие палки и несколько крупных палок (Приложение В).
2.По очереди поджигал каждый вид материала и засекал время горения.
3.Для того чтобы не спровоцировать настоящий пожар, свой эксперимент я проводил в железном тазу. А после тщательно залил водой место эксперимента (Приложение Д).
Результаты эксперимента: Дольше всего горела трава с листьями – 40 минут и толстые палки – 35 минут (Приложение Е). Горели они тяжело и медленно, иногда потухая. А вот сухие палки и сосновые ветки горели очень ярко, пламя было высоким и мощным. И сгорели они гораздо быстрее – 16 и 20 минут соответственно.
Выводы: Данный эксперимент показал, что хвойный лес сгорит гораздо быстрее лиственного и пожар в нем будет более мощный и страшный. Данный эксперимент доказывает, что пожар в хвойном лесу гораздо опасней.
Также в ходе работы я узнал, что данная проблема коснулась и нашего города. Челябинск – это единственный в России мегаполис, в центре которого есть полноценный лес. Не так давно, в 2010 году в нашем бору в парке Гагарина был крупный пожар. Выгорело 11 га леса, а это тысячи деревьев. Как выяснилось позже, пожар произошел по вине отдыхающих людей (Приложение Ж). Но наши власти и волонтеры решили исправить. На восстановление такого количества уничтоженных деревьев понадобилось несколько лет. Каждый год в мае в нашем лесу засаживалось несколько га молодыми саженцами хвойных пород. Эти акции приурочены к Всероссийскому дню посадки леса, который отмечается 18 мая (Приложение З). В посадках помимо лесников, участвуют волонтеры, студенты, школьники, корреспонденты, общественно-экологические организации, а также государственные деятели. Например, в этом году наш губернатор Алексей Леонидович Текслер также принял участие в этой акции и лично высаживал молодые деревья (Приложение И). Высаживают их совсем маленькими, около 20-30 см. Каждый год они вырастают примерно на 30-40 см. Через несколько лет они становятся ростом с человека. А примерно лет через 80-100 это будет полноценное взрослое дерево (Приложение К).
Таким образом, восстановление соснового леса после пожара занимает около ста лет. Я решил лично убедиться в этом. И действительно в нашем лесу большая площадь засажена молодыми соснами разной высоты. Некоторые совсем маленькие, другие уже доросли до меня, а какие-то стали гораздо выше. Конечно, им еще далеко до своих соседей, которых не затронул огонь. Но для природы в целом, это не большой временной промежуток (Приложение Л).
IV. Заключение.
Наша планета, и наша страна в частности, богата лесами. Очень большую роль играет лес в жизни людей. Огонь может уничтожать это богатство и человек не остается в стороне от этого. Большая часть пожаров возникает по вине человека. Однако, естественный пожар не всегда бывает так уж вреден, если рассматривать его в масштабе развития планеты. Это своего рода омоложение леса. Так как мощные хвойные деревья закрывают своими кронами солнце, и под ними уже мало что может расти, а значит и корма для животных мало. И в таких лесах места обитания животных привязаны именно к подобным гарям. Где благодаря пожару появляется доступ солнца к земле и возобновляется буйная растительность. Конечно, это происходит не быстро. Лиственный лес вырастет лет за 25-30, а хвойный примерно за 100. Но в масштабах развития планеты это не очень большие цифры.
Подводя итоги, хотелось бы отметить, что выдвинутая гипотеза частично подтвердилась, частично опроверглась. Эксперимент доказал, что пожар в хвойном лесу гораздо опасней пожара в лиственном лесу. И, конечно, в рамках короткого временного периода любой лесной пожар - это страшно и разрушительно.
V. Список литературы.
1. Коровин Г.Н., Исаев А.С., Охрана лесов от пожаров как важнейший элемент национальной безопасности России. «Лесной бюллетень», №8–9 2000 г.- 121с.
2. Зинов Г.И. Наземная охрана лесов от пожаров // Охрана лесов от пожаров. М.: Лесная промышденность. 1984.- 90 с.
3. Иванов В.А., Иванова Г.А., Москальченко С.А. Справочник по тушению природных
пожаров. – Красноярск, 2011. – 130 с.
4. Методические указания к изучению темы «Чрезвычайные ситуации, связанные с пожарами и взрывами» /Сост. С.М. Сербии, Г.А. Колупаев. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1999 г.- 98с.
5. Образовательно-энциклопедический портал «Юные исследователи».- http://peopleask.ru/kto-izobrel-chernila.html (дата обращения 23.10.2020.)
Приложение А
|
Низовой пожар |
Верховой пожар |
|
Подземный пожар |
|
Приложение Б
|
Засыпка кромки пожара грунтом |
Сбивание пламени по кромке пожара |
|
Заградительной или опорные полосы или канавы |
Встречный отжиг |
|
Тушение пожара водой или химикатами с помощью специальной техники, в том числе и воздушной |
|
Приложение В
Сбор материалов для проведения эксперимента
Приложение Г
Сжигание материалов и определение времени горения
Приложение Д
Техника безопасности при проведении эксперимента
Приложение Е
Результаты горения
Приложение Ж
Пожар в парке им. Гагарина
Приложение З
Восстановление уничтоженных пожаром деревьев.
Приложение И
Участие А. Текслера в акции по озеленению Челябинска
Приложение К
Посадка новых деревьев
Приложение Л
Восстановление соснового леса