В феврале 2022 года специалисты Программы ООН по окружающей среде объявили лесные пожары одной из главных угроз человечеству. Согласно прогнозам организации, к концу века площадь пожаров в мире увеличится на 50%. Проблема актуальна и для России: на начало июня 2024 года в РФ горело около 650 тыс. га леса. Глава Рослесхоза Иван Советников отметил, что это в 1,5 раза меньше, чем многолетняя средняя норма. Означает ли это, что, если площади возгорания не выходят за определенные рамки, они не представляют особой угрозы? Или выгорание лесов все же является смертельной опасностью для дышащих существ? Разберем эти и другие представления о лесных пожарах.
«Главная причина лесных пожаров — незатушенные костры»
Хотя влияние отдельных факторов на лесные пожары варьируется в зависимости от региона и характерных для него географических, природных и социально-экономических условий, чаще всего лесные пожары начинаются из-за деятельности людей. По данным МЧС России, зачастую возгорания возникают из-за сжигания мусора, непотушенных сигарет и неаккуратно брошенных спичек.
Число пожаров, которые начинаются по естественным причинам, ниже: по некоторым данным, они составляют лишь около 2−12%. Из этого небольшого объема большая часть приходится на удары молнии во время грозы и самовозгорание сухого торфа.
Больше всего ущерба лесам наносит расчистка с помощью огня для нужд сельского хозяйства. Около 60% лесных пожаров в мире приходится не на северные леса, а на участки тропических саванн в Африке и Южной Америке. Первые места по площадям ежегодных пожаров занимают более южные страны — Бразилия, Демократическая Республика Конго, Боливия.
Например, в Демократической Республике Конго выжигание лесов считается традицией, нормой ведения сельского хозяйства. На выгоревших территориях зола хорошо удобряет почву, и можно собрать обильный урожай. Выжигание нужно проводить по строгому плану, при определенной погоде, но контролировать это сложно, поскольку огонь охватывает миллионы гектаров. А интенсивное экономическое развитие страны (в случае той же Бразилии) часто идет рука об руку с уничтожением лесов.
«Леса горели всегда, ничего особенного не происходит»
Огонь был важным элементом земных процессов и до появления человека. Он регулировал уровни углекислого газа и кислорода в атмосфере, поддерживал баланс экосистем и способствовал их обновлению. 250−300 млн лет назад лесные пожары по всему миру были даже более распространены, чем сегодня. По мнению ученых, это было связано с тем, что в атмосфере в то время было больше кислорода. Однако с появлением человека пожары стали чаще возникать в тех местах, где прежде их почти не было.
Хороший пример — северные леса. Обычно они имеют «мозаичную» структуру: между деревьями расположено множество ям, заполненных водой, которые работают как противопожарные колодцы. Но в результате действий людей, провоцирующих пожары, структура лесов меняется. Верхние ярусы (высокие деревья с толстой корой) выживают, в то время как приземный слой становится беднее. Такие остатки прошлых пожаров, как смолистые ветки, кора и упавшие стволы, дают топливо для новых возгораний.
Многие экосистемы за время своего существования привыкают к пожарам. Например, сосна хорошо чувствует себя в такой среде. Но проблема в том, что некоторые систем непривычны к огню леса и могут вовсе не восстановиться после сильных «ожогов». Ученые связывают сниженную способность деревьев к регенерации с климатическими изменениями, которые достигли пика в XXI веке.
«Горение лесов необходимо для баланса»
Полезность лесных пожаров зависит от того, в каком климате они происходят. Например, выгорание саванн в засушливый сезон — естественный процесс. От этого зависит природная саморегуляция. То, что уничтожается огнем, вырастает обратно в период дождей. «Саванны горели последние 7 млн лет, в этом нет ничего необычного, — объясняет Боб Скоулз, профессор системной экологии южноафриканского Витватерсрандского университета. — С другой стороны, если похожие по объемам возгорания начнутся в тропических лесах, экологический ущерб будет выше и биоразнообразие системы разрушится».
Беспокойство вызывает еще и то, что из-за роста температур продолжительность периодов летних пожаров постоянно увеличивается: тропические леса не успевают качественно восстанавливаться после засух и пожаров. Изменения климата также приводят к тому, что погода в жарких регионах становится более засушливой. Влажные тропические леса в бассейнах Амазонки и Конго, а также в Юго-Восточной Азии превращаются в саванны, которые горят еще активнее. В ближайшие десятилетия может наступить переломный момент, когда большие участки непрерывных лесов просто исчезнут, а на их место придут саванны. А это приведет к вымиранию целых видов животных. Сейчас джунгли дают кров множеству из них, но если изменения будут запущены, обратить их вспять будет крайне сложно.
«Леса горят только там, где жарко»
На самом деле пожары могут возникать и при отрицательных температурах. Для горения более критична не температура окружающего воздуха, а его относительная влажность и содержание влаги в деревьях и почве. Поэтому морозная, но сухая погода — это пожароопасные условия.
«Трава, кусты, торфяники и другие природные горючие материалы могут воспламениться и при отрицательных температурах, — объясняет учредитель Центра профилактики ландшафтных пожаров Григорий Куксин. — Особенно коварный материал — торф. В верхнем слое торфа горение может распространяться при очень высокой влажности — до 300−400%. Кроме того, торф горит даже на большой глубине, без доступа кислорода».
По словам эксперта, в последние несколько лет зимние пожары становятся привычными в России. Тушить такие пожары сложно, потому что на севере много труднодоступных территорий, а вода для тушения быстро замерзает.
Кроме того, климатические изменения делают тундру более пожароопасной. С потеплением на место мхов и лишайников приходят карликовые деревья, которые горят чаще. Команда ученых под руководством Филипа Хигуэра из Университета Монтаны обнаружила, что на Аляске среди трав и мхов растет все больше карликовых деревьев. Такая ситуация здесь была 9−14 тыс. лет назад, и в этот промежуток времени — судя по анализу почвы — местность была практически выжжена.
Последствия пожаров в тундре могут быть катастрофическими, ведь на нее приходится треть содержащегося в почвенном слое планеты углерода. Даже учитывая, что круговорот углерода в этих зонах до конца не изучен, есть повод для опасения, что пожары будут способствовать высвобождению парниковых газов???
«Из-за лесных пожаров планета может лишиться кислорода»
Говоря о лесных пожарах, часто вспоминают метафору «зеленых легких» планеты. Например, существует миф, что 20% планетарного кислорода якобы поставляют леса Амазонки. Однако это цифра неверна. Даже если бы вся биомасса на Земле была сожжена, это привело бы к потере только 1% мирового кислорода.
Леса действительно производят довольно много кислорода, однако он почти целиком идет для «внутреннего пользования»: его поглощают живущие в тех же лесах организмы (в основном бактерии), а также пожары. На самом деле почти весь пригодный для дыхания кислород на Земле образовался в океанах в результате фотосинтеза зеленых водорослей. И хватит его еще на миллионы лет.
Гораздо опаснее то, что пожары выделяют много парникового углекислого газа. Он образуется и во время пожаров — при горении органики, и после — в процессе разложения уже пострадавших деревьев. Кроме того, если лес поврежден огнем, он сам поглощает меньше углекислого газа, и его способность замедлить климатические изменения снижается.
Например, в прошлом году ученые зафиксировали, что леса Амазонки начинают выделять больше углекислого газа, чем поглощать его. Таким образом, пожары усиливают цикл обратной связи: большее количество парниковых газов способствует более продолжительным и жарким засушливым сезонам, что приводит к большему количеству пожаров и большему загрязнению углекислым газом.
«Горящие леса всегда нужно тушить»
«Далеко не всегда лесной пожар целесообразно тушить. Чаще всего это слишком трудно и затратно, — объясняет старший научный сотрудник Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН Александр Брюханов. — В России, например, основная часть пожаров приходится на труднодоступные районы, где стоимость тушения превышает размер возможного ущерба. Иногда для сброса воды самолетам приходится пролетать до 500 км. Поэтому за пожаром просто наблюдают и контролируют, ожидая, что лес выгорит сам».
Если же пытаться предотвращать все пожары (даже самые мелкие), может случиться обратный эффект: в лесу скопится много сухостоя, поломанных веток и пожухлой травы. И вместо мелких единичных пожаров вспыхнет один — но разрушительный. Именно это, например, произошло в Йеллоустоунском национальном парке США в 1988 году. Тогда огонь затронул около 30% парка, а ущерб составил $120 млн.
Власти расследовали этот инцидент и пришли к выводу, что управлять пожарами эффективнее, чем подавлять их. Особо опасные с пожарной точки зрения участки стали целенаправленно выжигать при подходящих погодных условиях. Сегодня эта система управления пожарами все больше распространяется на малонаселенных территориях США и Канады. Контролируемые палы применяют и в России.
«Каждый тип леса имеет так называемый межпожарный интервал, — поясняет Григорий Куксин. — Когда запас мертвого органического вещества превышает предел, пожар может вспыхнуть от любой грозы. А деятельность человека, например осушение торфяников и вырубка деревьев с образованием сухих отходов, только уменьшает объем этих интервалов. Получается, что с каждым годом сил на мониторинг пожароопасных территорий нужно все больше».
«Чтобы выявлять лесные пожары, нужно больше спутников»
Чем раньше удается предупредить распространение пожара — тем меньше разрушений он принесет и тем меньше средств уйдет на его тушение. Но спутники пока не так чувствительны, чтобы заметить любое возгорание.
Сегодня для выявления пожаров в России есть система дистанционного мониторинга. Она опирается на данные снимков, а точнее, на так называемые термоточки. Это участки, которые на снимках выглядят более «горячими». Но точку еще нужно проверить. Бывает, что система выдает за пожары сильно нагретые стальные крыши строений, газовые и? нефтяные факелы, трубы ТЭЦ. Причины погрешностей — в низкой разрешающей способности спутников и редком обновлении данных (ведь спутник не висит над одним местом постоянно).
В некоторых странах, например в США, используют мобильные группы дронов, которые патрулируют территорию, осуществляя наблюдение в режиме реального времени, что позволяет быстро реагировать на возгорания и не допускать распространения огня. Еще один путь — учитывать дополнительные факторы, например состав воздуха в месте скрытого возгорания.
«В результате пожара выделяется характерная смесь газов и аэрозолей, — говорит заведующий лабораторией ММФ ТГУ Денис Касымов. — Их можно уловить с помощью специальных средств и по маркерным газам судить, в каком секторе находится пожар». Для этого сегодня существуют системы типа «электронный нос». Кроме того, разные лаборатории активно тестируют нейросети, которые могут по разным признакам оценивать траекторию, температуру, количество тепла от частиц в воздухе и по этим данным оценивать характер возгорания.
Антон Солдатов
