Оценка пожароопасности осушенных торфяников Северо-Западного федерального округа: методы, история пожаров, прогноз

Введение

Осушенные торфяники, в большом количестве встречающиеся в пределах северо-запада европейской части России, являются весьма неблагоприятными с точки зрения их пожароопасности. Возгорания могут коснуться и мест обитания человека, возможно также загрязнение населенных пунктов продуктами горения. Особый статус таких участков подчеркивается в рамках оценочного доклада об изменениях климата и их последствиях на территории России. В связи с этим, проведение мероприятий по предотвращению пожаров на территории выработанных торфяников имеет важное практическое значение.
Целью работы является оценко степени пожароопасности выработанных торфяников на основе комплекса дистанционных и полевых методов, и апробация разработанной методики на выбранных эталонных торфяниках, а также определение торфяников, наиболее подверженных пожарам.

Материалы и методы

Анализ пожаров на заброшенных торфяниках Северо-Западного Федерального Округа строился на основе спутниковых снимков высокого разрешения (WorldView-1, WorldView-2) из покрытия Google Maps, Yandex Maps, Esri World Imagery и данных по термоточкам системы Fire Information for Resource Management System (FIRMS) с 2001 по 2023 год. Для верификации использовались космические снимки Sentinel-2 с разрешением 10 м/пикс. В качестве дополнительных материалов использовались топографические карты Государственного научно-внедренческого центра геоинформационных систем и технологий (ГосГисЦентр) масштаба 1:250000 и 1:100000.
Была сделана классификация торфяников по типу нарушения и по типу добычи торфа.
По типу осушения объекты делились на 6 классов: осушенные леса, осушенные луга, осушенные пашни, торфодобыча, застройка, слабонарушенное, а также их сочетания.
По типу торфодобычи торфяники классифицировались по 4 способам: фрезерный, гидравлический (гидроторф), машиноформовочный, добыча не велась, а также их сочетания.
На втором этапе по данным термоточек (https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov/) за период 2001 – 2023 г. проводился анализ возгораний на торфяниках по типам их нарушений. Вычислялась частота пожаров в годах (сколько в общей сумме лет горел торфяник за 23 года) и частота пожаров в днях (сколько в общей сумме дней горел торфяник за 23 года). Затем определялись наиболее часто горящие торфяники по каждому субъекту и проводилась оценка вероятности пожаров по типам торфяников.

Результаты

Были проанализированы торфяники всех субъектов Северо-Западного Федерального Округа. Всего было выделено 9983 торфяника различного типа в пределах СЗФО.
Больше всего торфяников выделено в республике Карелия, в ней насчитывается 3431 торфяник с общей площадью 614538,5 га, 2933 из которых осушались с целью выращивания леса, а также в Ленинградской области (2691), где наиболее часто встречаются осушенные луга и осушенные пашни. Самым распространенным типом нарушения являются осушенные леса и осушенные луга, которые встречаются повсеместно. Наибольшее количество торфяников, которые разрабатывались для торфодобычи, распространено в Псковской области, здесь насчитывается 361 торфяник с торфодобычей с общей площадью 17275,84 га. Из всех выделенных торфяников пожары за весь период наблюдений фиксировались на 3440 торфяниках.
Была оценена вероятность возникновения хотя бы одного пожара в пределах торфяника в течении года.
Были получены расчетные значения вероятности появления хотя бы одного очага пожара по типам нарушения торфяника:
Осушенные леса - 1271 объекта, вероятность - 0,09
Осушенные луга - 1401 объекта, вероятность - 0,15
Осушенные пашни - 221 объекта, вероятность - 0,18
Торфодобыча - 477 объектов, вероятность - 0,19
Слабонарушенный - 53 объекта, вероятность - 0,12
Чаще всего пожары происходят на торфяниках, осушенных для с/х угодий, а также на торфяниках с добычей торфа, где есть участки открытого торфа, заросшие растительностью или обводненные. Из расчета видно, что наиболее вероятно возникновение очага пожара на торфяниках, на которых велась торфодобыча фрезерным способом, тогда как на торфяниках, осушенных для выращивания леса, вероятность возникновения ниже, чем у других.
Достаточно высокая вероятность также наблюдается и на участках осушенных лугов и пашен за весь период наблюдений. Чаще всего такие пожары не являются торфяными, так как начинаются весной с началом весенних палов, в которых горит не сам торф, а луговая растительность. Также на участках бывших торфяников, используемых по сельхоз назначению, часто торф в настоящее время отсутствует. Поэтому бывшие торфяники такого рода не являются опасными участками развития торфяного пожара.
Так как наиболее вероятно возникновение торфяного пожара на бывших торфоразработках, расчет вероятности пожара на торфяниках с торфодобычей по субъектам показал, что наиболее опасным с точки зрения торфяных пожаров являются Калининградская и Ленинградская области, где вероятность составляет 0.22 – 0.26, в меньшей степени Псковская, Новгородская и Вологодская области с вероятностью 0,17 – 0,2. Наименьшая вероятность возникновения пожаров фиксируется в Архангельской области, Мурманской области и Ненецком АО, где торфяники отсутствуют.
В перечень наиболее опасных торфяников, осушенных для выращивания леса, входит 17 объектов, большинство из которых распространено в Псковской области и, в меньшей степени, в Ленинградской. Наиболее часто горящий торфяник (18 лет из 23) находится в Архангельской области.
Осушенные луга, как наиболее часто подвергающиеся пожарам, но зачастую не торфяным, также входят в перечень торфяников, наиболее вероятных для возникновения пожаров и насчитывают 89 объектов. Такие торфяники также распространены в Псковской области, где их насчитывается 31, в Ленинградской области, где их насчитывается 23 и в Калининградской (18).
Наибольшая площадь опасных с точки зрения возникновения пожаров в будущем торфяников, используемых под торфодобычу, находятся в Псковской и Ленинградской областях. В Псковской области насчитывается 20 часто горящих и опасных торфяников, в Ленинградской области 11 торфяников. Меньше всего в Новгородской (1 торфяник с частотой 18 лет), в остальных субъектах заброшенные торфяники с добычей торфа горели меньше половины всего срока наблюдения и не являются настолько опасными. Всего выделено 40 наиболее опасных торфяников Северо-Западного ФО.

Заключение

В результате анализа было выделено 9983 торфяника во всех субъектах Северо-Западного Федерального округа, из которых 3440 подвергались пожарам с разной частотой возгораний за 23 года. Наибольшее количество торфяников отмечено в республике Карелия, где преимущественно распространены осушенные леса, а также в Ленинградской области, где основным типом нарушения являются осушенные луга и осушенные пашни. Самым распространенным типом нарушения являются осушенные леса и осушенные луга, которые встречаются повсеместно. Наиболее часто горящие торфяники отмечаются в Псковской и Калининградской областях, возгорание фиксируется практически каждый год.
Расчет вероятности возникновения пожара показал, что наиболее опасными являются торфяники, осушенные для торфодобычи. Вероятность пожара на таких торфяниках составляет 0,19. Также опасными торфяниками являются осушенные луга и осушенные пашни с вероятностью 0,15 и 0,18 соответственно. Однако зачастую на таких объектах возникают верховые пожары, вызванные весенними палами и не являющиеся торфяными.
Калининградская область является субъектом с наибольшей вероятностью появления пожара, так как там все 20 наблюдаемых торфяников с торфодобычей подвергаются пожарами. Также с высокой вероятностью пожаров можно отметить Ленинградскую область, Псковскую, Новгородскую и Вологодскую с вероятностью 0,22, 0,2 и 0,17, соответственно.