Контролируемый или предписанный (Rx) сжигание — это практика преднамеренного поджога для изменения состава растительности и разлагающегося материала в ландшафте. Целью может быть управление лесами , экологическое восстановление , расчистка земель или управление лесными пожарами . Контролируемый сжигание может также относиться к преднамеренному сжиганию порубочных остатков и топлива в кучах для сжигания. [1] Контролируемые сжигания также могут называться сжиганием для снижения опасности , [2] обратным огнем , выплескиванием или сжиганием. [3] В промышленно развитых странах правила и разрешения на контролируемое сжигание обычно контролируются органами пожарного контроля.
Контролируемые ожоги проводятся в более прохладные месяцы, чтобы уменьшить накопление топлива и снизить вероятность более опасных, более жарких пожаров. [4] Контролируемый ожог стимулирует прорастание некоторых деревьев и обнажает минеральные слои почвы , что увеличивает жизнеспособность саженцев. [5] На лугах контролируемые ожоги смещают видовую ассоциацию в сторону преимущественно местных луговых видов. [6] Некоторые семена , такие как семена сосны скрученной широкохвойной , секвойи и многих кустарников чапараля, являются пирисцентными , то есть тепло от огня заставляет шишку или древесную оболочку открываться и рассеивать семена. [7]
Огонь является естественной частью экологии лесов и лугов и использовался коренными народами по всему миру на протяжении тысячелетий для поддержания биоразнообразия и выращивания диких культур. [8] Колониальное законодательство в Северной Америке и Австралии вытесняло коренное население с земель, которые контролировались огнем, и запрещало проводить традиционные контролируемые выжигания. [9] После того, как лесные пожары начали увеличиваться в масштабах и интенсивности в 20 веке, органы по борьбе с пожарами начали повторно вводить контролируемые выжигания и руководство коренных народов в управление земельными ресурсами. [10] [11]
Контролируемое сжигание сокращает количество топлива , улучшает среду обитания диких животных , [12] контролирует конкурирующую растительность, [13] помогает контролировать болезни деревьев и вредителей , [14] увековечивает виды, зависящие от огня [5] [15] и улучшает доступность [ требуется ссылка ] . Чтобы улучшить применение предписанных сжиганий в целях сохранения, которые могут включать имитацию исторических или естественных режимов пожаров, ученые оценивают влияние изменений в характеристиках пожара. [16] Измеряемыми параметрами являются частота пожара, интенсивность, серьезность, пятнистость, пространственный масштаб и фенология. [17]
Кроме того, контролируемый огонь можно использовать для подготовки участка, когда механизированная обработка невозможна из-за рельефа местности, который препятствует доступу оборудования. [18] [19] Изменчивость видов и конкуренция могут резко возрасти через несколько лет после обработки топливом из-за увеличения питательных веществ в почве и доступности пространства и солнечного света. [20]
Многие деревья зависят от огня как способа уничтожения других видов растений и высвобождения их семян. Гигантская секвойя , среди других видов хвойных, адаптированных к огню, зависит от огня для размножения. [7] Шишки являются пирисцентными, поэтому они раскроются только после воздействия определенной температуры. Это снижает конкуренцию за саженцы гигантской секвойи, поскольку огонь уничтожил неадаптированные к огню конкурирующие виды. [21] [22] Пиррисцентные виды выигрывают от пожаров средней интенсивности в старых насаждениях, однако изменение климата вызывает более частые пожары высокой интенсивности в Северной Америке. [23] Контролируемые выжигания могут управлять циклом пожара и интенсивностью восстановительных пожаров в лесах с пирисцентными видами, такими как бореальный лес в Канаде.
Eucalyptus regnans или австралийский горный ясень также демонстрирует уникальную эволюцию с огнем, быстро заменяя поврежденные почки или стебли в случае опасности [ требуется цитата ] . Они также переносят свои семена в капсулах, которые могут быть отложены в любое время года [ требуется цитата ] . Во время лесного пожара капсулы сбрасывают почти все свои семена, и огонь поглощает взрослые эвкалипты, но большинство семян выживают, используя золу в качестве источника питательных веществ. При их скорости роста они быстро доминируют на земле, и вырастает новый, такого же возраста эвкалиптовый лес. [24] Другие виды деревьев, такие как тополь, могут легко восстанавливаться после пожара в древостой такого же возраста из обширной корневой системы, которая защищена от пожаров, поскольку находится под землей. [25]
Местные виды травянистых растений в Северной Америке и Австралии приспособлены к выживанию во время случайных пожаров низкой интенсивности. [26] Контролируемые выжигания в прерийных экосистемах имитируют пожары низкой интенсивности, которые изменяют состав растений с неместных видов на местные виды. [6] Эти контролируемые выжигания происходят ранней весной, до того как местные растения начинают активно расти, когда влажность почвы выше, а нагрузка на землю низкая [27], чтобы гарантировать, что контролируемый выжигание останется малоинтенсивным.
Контролируемые выжигания уменьшают количество горючего подлеска, поэтому, когда лесной пожар проникает в эту область, контролируемое место выжигания может снизить интенсивность огня или полностью предотвратить распространение огня по этой области. [28] Контролируемый выжигание до сезона лесных пожаров может защитить инфраструктуру и сообщества или снизить риски, связанные с большим количеством погибших деревьев, например, после нашествия вредителей, когда лесное топливо высоко. [29]
В развивающихся странах использование контролируемых ожогов в сельском хозяйстве часто называют подсечно-огневым методом . В промышленно развитых странах это рассматривается как один из компонентов сменной обработки почвы , как часть подготовки поля к посадке. Часто называемый сжиганием поля, этот метод используется для очистки земли от любых существующих остатков урожая, а также для уничтожения сорняков и семян сорняков. Сжигание поля менее затратно, чем большинство других методов, таких как гербициды или обработка почвы, но поскольку оно производит дым и другие загрязняющие вещества, связанные с огнем, его использование непопулярно в сельскохозяйственных районах, ограниченных жилыми домами. [31]
Предписанные пожары широко используются в контексте вторжения древесных растений с целью улучшения баланса древесных растений и трав в кустарниковых и луговых зонах. [32] [33] [34] [35]
В Северной Индии, особенно в Пенджабе , Харьяне и Уттар-Прадеше , неконтролируемое сжигание сельскохозяйственных отходов является серьезной проблемой. Дым от этих пожаров приводит к ухудшению качества окружающей среды в этих штатах и прилегающих районах. [36]
В Восточной Африке плотность птиц увеличилась спустя несколько месяцев после контролируемого выжигания. [37]
Контролируемые выжигания в австралийских саваннах могут привести к долгосрочному кумулятивному сокращению выбросов парниковых газов. Одним из рабочих примеров является Соглашение об управлении пожарами в Западном Арнеме, начатое с целью внедрения «стратегического управления пожарами на площади 28 000 квадратных километров (11 000 квадратных миль) Западного Арнем-Ленда» для частичной компенсации выбросов парниковых газов от завода по производству сжиженного природного газа в Дарвине , Австралия. Намеренное начало контролируемых выжиганий в начале сухого сезона приводит к мозаике выжженной и несгоревшей местности, что сокращает площадь более сильных пожаров в конце сухого сезона; [38] [39] это также известно как «выжигание участков».
Здоровье и безопасность, защита персонала, предотвращение распространения огня и снижение воздействия дыма являются наиболее важными соображениями при планировании контролируемого сжигания. [40] Хотя наиболее распространенной причиной обработки топлива является предотвращение гибели людей и разрушения сооружений, некоторые параметры также могут быть изменены для содействия биоразнообразию и изменения возраста насаждения или совокупности видов.
Чтобы свести к минимуму воздействие дыма , сжигание следует ограничивать дневными часами, когда это возможно. [41] Кроме того, в умеренном климате важно сжигать луга и прерии до того, как местные виды начнут расти в течение сезона, чтобы от огня пострадали только неместные виды, которые дают побеги раньше весной. [6]
Обратное горение или обратный огонь — это термин, используемый для обозначения процесса поджигания растительности таким образом, что она должна гореть против преобладающего ветра. Это создает более медленно движущийся и более контролируемый огонь. Контролируемые ожоги используют обратное горение во время запланированных пожаров, чтобы создать «черную линию», через которую огонь не может прогореть. Обратное горение или обратный огонь также применяются для остановки лесного пожара, который уже идет. Противопожарные полосы также используются в качестве опорной точки для начала линии пожаров вдоль естественных или искусственных объектов, таких как река, дорога или расчищенная бульдозером поляна. [42]
Головные костры, которые горят с преобладающим ветром, используются между двумя противопожарными полосами, потому что головные костры будут гореть интенсивнее и распространяться быстрее, чем задние костры. Головные костры используются, когда задние костры будут распространяться слишком медленно по топливу либо из-за высокой влажности топлива, либо из-за низкой скорости ветра. [40] Другой метод увеличения скорости задних костр — использовать фланговый костер, который зажигается под прямым углом к преобладающему ветру и распространяется в том же направлении. [40]
В Онтарио, Канада, контролируемые сжигания регулируются Министерством природных ресурсов, и только обученный персонал может планировать и разжигать контролируемые сжигания в пожароопасных регионах Онтарио или если Министерство природных ресурсов участвует в каком-либо аспекте планирования контролируемого сжигания. [43] Команда, выполняющая предписанное сжигание, делится на несколько ролей: руководитель сжигания, коммуникации, тушение и возгорание. [40] Процесс планирования начинается с подачи заявки в местное управление пожарной охраны, и после одобрения заявители должны представить план сжигания за несколько недель до возгорания. [43]
В день контролируемого сжигания персонал встречается с руководителем пожаротушения и обсуждает тактику, используемую для зажигания и тушения, меры предосторожности по охране труда и технике безопасности, уровень влажности топлива и погоду (направление ветра, скорость ветра, температура и осадки) на день. На месте местные органы пожаротушения уведомляются по телефону о контролируемом сжигании, в то время как остальные члены команды заполняют капельные горелки предварительно смешанным топливом, заполняют пакеты для тушения водой и устанавливают баррикады и знаки, чтобы предотвратить доступ пешеходов к контролируемому сжиганию. Капельные горелки представляют собой канистры, заполненные топливом, и фитиль на конце, который используется для поджигания линий огня. Безопасные зоны устанавливаются для того, чтобы персонал знал, где огонь не может пересечься из-за естественных преград, таких как водоемы, или искусственных преград, таких как вспаханная земля. [40]
Во время возгорания руководитель пожара передает информацию о пожаре (длина пламени, высота пламени, процент почерневшей земли) офицеру по коммуникациям, который документирует эту информацию. Офицер по коммуникациям передает информацию о скорости и направлении ветра, чтобы руководитель пожара мог определить направление как пламени, так и дыма и соответственно спланировать свои линии огня. После того, как фаза возгорания на участке заканчивается, группа тушения «зачищает» с помощью пакетов тушения для подавления тлеющего материала. Другими инструментами, используемыми для тушения, являются RTV, оснащенные резервуаром для воды, насосом и шлангом, которые устанавливаются в близлежащем водоеме. Наконец, после завершения зачистки руководитель пожара объявляет о контролируемом завершении горения, и местные пожарные органы уведомляются. [40]
Существует несколько различных методов сжигания куч порубочных остатков от лесозаготовительных работ. Широкое сжигание — это сжигание разбросанных порубочных остатков на большой площади. Кучевое сжигание — это сбор порубочных остатков в кучи перед сжиганием. Эти горящие кучи можно назвать кострами . Высокие температуры могут нанести вред почве , повреждая ее физически , химически или стерилизуя ее. Широкое сжигание, как правило, имеет более низкие температуры и не наносит такого вреда почве, как сжигание куч, [44] хотя можно предпринять шаги для обработки почвы после сжигания. При сжигании порубочных остатков и разбросных остатков порубочные остатки оставляют уплотняться с течением времени или уплотняют с помощью техники. Это создает пожар меньшей интенсивности, если только порубочные остатки не утрамбованы слишком плотно. [44]
Риск фатальных пожаров, возникающих из-за сжигания порубочных остатков, также можно снизить, активно сокращая количество горючих материалов на земле до того, как они создадут лестничную клетку и начнут активный верховой пожар . Прогнозы показывают, что прореженные леса приводят к снижению интенсивности пожара и длины пламени лесных пожаров по сравнению с нетронутыми или защищенными от пожаров территориями. [45]
Воздушное возгорание — это тип контролируемого сжигания, при котором зажигательные устройства сбрасываются с самолета. [46]
Существует две основные причины лесных пожаров . Одна из них естественная, в основном из-за молний, а другая — деятельность человека. [47] Контролируемые выжигания имеют долгую историю в управлении дикими землями. Огонь использовался людьми для расчистки земли со времен неолита. [48] Исследования истории пожаров задокументировали регулярные лесные пожары, которые разжигали коренные народы в Северной Америке и Австралии [49] [50] до установления колониального права и пожаротушения. Коренные американцы часто использовали огонь для управления естественной средой таким образом, чтобы это приносило пользу людям и диким животным в лесах и лугах, разжигая малоинтенсивные пожары, которые высвобождали питательные вещества для растений, снижали конкуренцию для возделываемых видов и потребляли избыточный горючий материал, который в противном случае в конечном итоге стал бы топливом для высокоинтенсивных, катастрофических пожаров. [51] [8] [52] [53]
Использование контролируемых выжиганий в Северной Америке прекратилось в начале 20-го века, когда была принята федеральная политика в области пожарной безопасности с целью подавления всех пожаров. [50] С 1995 года Лесная служба США постепенно включила методы выжигания в свою политику управления лесами. [10]
Подавление пожаров изменило состав и экологию североамериканских местообитаний, включая сильно зависящие от огня экосистемы, такие как дубовые саванны [54] [55] и тростниковые заросли, [56] [57], которые в настоящее время являются критически уязвимыми местообитаниями на грани вымирания. В восточной части Соединенных Штатов число деревьев, чувствительных к огню, таких как красный клен, увеличивается за счет огнестойких видов, таких как дубы. [58]
В племени анишинабегов вокруг Великих озер огонь — это живое существо, которое обладает силой изменять ландшафты как посредством разрушения, так и посредством повторного роста и возвращения жизни после пожара. Люди также неразрывно связаны с землей, на которой они живут, как управляющие, которые поддерживают экосистемы вокруг них. Поскольку огонь может выявить спящие саженцы, он является инструментом управления земельными ресурсами. Огонь был частью ландшафтов Онтарио до тех пор, пока раннее колониальное правление не ограничило культуру коренных народов по всей Канаде. [59] Во время колонизации крупномасштабные лесные пожары были вызваны искрами от железных дорог, и огонь использовался для расчистки земель для сельскохозяйственных нужд. Общественное восприятие лесных пожаров было положительным, потому что расчищенная земля представляла собой укрощение дикой природы для городского населения. Движение за охрану природы, которое возглавлял Эдмунд Завитц в Онтарио, привело к запрету всех пожаров, как естественных лесных пожаров, так и преднамеренных. [60]
В 1970-х годах Парки Канады начали проводить небольшие предписанные выжигания, однако масштабы лесных пожаров каждый год превышают площадь земель, которые намеренно выжигаются. [11] В конце 1980-х годов Министерство природных ресурсов Онтарио начало проводить предписанные выжигания на лесных землях, что привело к созданию программы предписанных выжиганий, а также обучению и регулированию контролируемых выжиганий в Онтарио. [14]
В Британской Колумбии наблюдалось увеличение интенсивности и масштабов лесных пожаров после того, как местные постановления ограничили использование контролируемых выжиганий. В 2017 году, после одного из худших лет с лесными пожарами в истории провинции, руководство коренных народов и члены государственных служб написали независимый отчет, в котором предлагалось вернуться к традиционному использованию предписанных выжиганий для управления топливом из подлеска от лесных пожаров. [29] Правительство Британской Колумбии отреагировало, взяв на себя обязательство использовать контролируемые выжигания в качестве инструмента управления лесными пожарами. [28]
Департамент по качеству окружающей среды штата Орегон начал требовать разрешения для фермеров на сжигание своих полей в 1981 году, но требования стали более строгими в 1988 году после столкновения нескольких автомобилей [61] , в котором дым от сжигания поля около Олбани, штат Орегон , закрыл обзор водителям на межштатной автомагистрали 5 , что привело к столкновению 23 автомобилей, в котором погибли 7 человек и 37 получили ранения. [62] Это привело к более пристальному вниманию к сжиганию полей и предложениям о полном запрете сжигания полей в штате. [63] [64]
При контролируемых выжиганиях также существует риск того, что пожары выйдут из-под контроля. Например, пожар Calf Canyon/Hermits Peak , крупнейший лесной пожар в истории Нью-Мексико , начался в результате двух отдельных случаев контролируемых выжиганий, которые оба были инициированы Лесной службой США , вышли из-под контроля и слились. [65] Конфликт политики контролируемых выжиганий в Соединенных Штатах имеет корни в исторических кампаниях по борьбе с лесными пожарами и в конечном итоге принятии огня как необходимого экологического явления. После колонизации Северной Америки США использовали законы о тушении пожаров, чтобы искоренить местную практику предписанного выжигания. Это было сделано вопреки научным доказательствам, которые подтверждали, что предписанные выжигания являются естественным процессом. В ущерб местной окружающей среде, колонии использовали тушение пожаров, чтобы принести пользу лесозаготовительной промышленности. [66]
Понятие огня как инструмента несколько изменилось к концу 1970-х годов, когда Служба национальных парков санкционировала и проводила контролируемые выжигания. [67] После предписанного повторного введения огня произошли пожары в Йеллоустоуне в 1988 году , которые значительно политизировали управление пожарами. Последующее освещение в СМИ было зрелищем, уязвимым для дезинформации. Сообщения резко преувеличивали масштаб пожаров, что склонило политиков в Вайоминге, Айдахо и Монтане полагать, что все пожары представляют собой потерю доходов от туризма. [67] [68] Первостепенное значение для новых планов действий имеет тушение пожаров, которые угрожают потерей человеческих жизней, снисходительно к областям, представляющим исторический, научный или особый экологический интерес. [69]
Среди политиков все еще ведутся дебаты о том, как бороться с лесными пожарами. Сенаторы Рон Уайден и Майк Крапо из Орегона и Айдахо предпринимают шаги по сокращению перераспределения капитала с профилактики пожаров на тушение пожаров после сильных пожаров 2017 года в обоих штатах. [70]
Напряженность вокруг предотвращения пожаров продолжает расти из-за растущей распространенности изменения климата. По мере ухудшения условий засухи Северная Америка сталкивается с обилием разрушительных лесных пожаров. [71] С 1988 года многие штаты добились прогресса в направлении контролируемых выжиганий. В 2021 году Калифорния увеличила количество обученного персонала для проведения контролируемых выжиганий и создала большую доступность для землевладельцев. [72]
В Европейском союзе сжигание стерни после сбора урожая используется фермерами в целях охраны здоровья растений в соответствии с рядом ограничений, предусмотренных в правилах взаимного соответствия. [73]
На севере Великобритании большие площади тетеревиных пустошей управляются путем сжигания в практике, известной как мюрберн. Это убивает деревья и травы, предотвращая естественную сукцессию, и создает мозаику из вереска (лин) разного возраста, что позволяет выращивать очень большие популяции красных тетеревов для охоты. [74] Торфяники являются одними из крупнейших поглотителей углерода в Великобритании, предоставляя чрезвычайно важную экологическую услугу. Правительство ограничило сжигание в этом районе, но охотники продолжают поджигать торфяники, выбрасывая большое количество углерода в атмосферу и уничтожая естественную среду обитания. [75]
Этническая группа масаи проводит традиционное выжигание в экосистемах саванны перед сезоном дождей , чтобы обеспечить разнообразные пастбища для скота и предотвратить более крупные пожары, когда трава суше, а погода жарче. За последние несколько десятилетий практика выжигания саванны сократилась, поскольку дожди стали недостаточным и непредсказуемым явлением, участились случаи крупных случайных пожаров, а политика правительства Танзании предотвращает выжигание саванны. [76]
Подавление природных пожаров может представлять наибольшую угрозу для Louisiana Pine Snake в последние годы, уменьшая как количество, так и качество среды обитания, доступной для сосновых змей. Саванновый лес с длиннолиственными соснами развивался как сообщество пожарного климакса, адаптированное к возникновению частых, но малоинтенсивных низовых пожаров.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )