Оценка современной динамики пожаров в аридных экосистемах по материалам космической съемки (на примере Черных Земель)

ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОЙ ДИНАМИКИ ПОЖАРОВ В АРИДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ПО МАТЕРИАЛАМ КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ (НА ПРИМЕРЕ ЧЕРНЫХ ЗЕМЕЛЬ)

Реферат. Процессы горения растительности – важный компонент динамики травянистых аридных экосистем. Понимание влияния пожаров на различные компоненты аридных экосистем необходимо для научных, природоохранных и управленческих задач и требует подробной оценки процессов горения с высоким пространственным и временным разрешением. Это исследование представляет метод и описание данных, которые можно использовать для проведения подобной оценки динамики пожаров. Описана пространственно-временная динамика пожаров района Черных земель. Показана сильная распространенность пожаров, их сильную межгодовую изменчивость, кластеризацию в пространстве и доминирование больших пожаров. Ключевые слова: аридные экосистемы, пожары, дистанционное зондирование, Черные земли.

Динамика пожаров является неотъемлемой составляющей функционирования аридных экосистем. Меньшая, по сравнению со степными и лесными экосистемами сомкнутость и биомасса растительного покрова ведет к относительно меньшей интенсивности пожаров, количество парниковых газов, выделяемых при горении сравнительно невелико (Van der Werf et al., 2006). Однако пожары оказывают значительное влияние на растительность и фауну аридных экосистем, в частности, на состав и численность населения грызунов (Шилова и др., 2007), распространение чужеродных видов (Brooks et al., 2004). Активные процессы горения травянистых экосистем и сопутствующее задымление могут стать причиной изменения путей миграции птиц (например, гусеобразных, Северный Казахстан (Koshkina, 2009), на несколько порядков повышать содержание диоксида и монооксида углерода в воздухе и за счет атмосферных переносов влиять на прозрачность атмосферы – вплоть до Шпицбергена (Stohl et al., 2007; Warneke et al., 2009).

Частота и широта распространения пожаров обуславливаются наличием и доступностью горючего материала и источников возгорания. Засушливые экосистемы, как правило, менее фрагментированы, чем степные и лесные, за счет относительно слабого развития хозяйственной инфраструктуры и менее значительных площадей сельскохозяйственных угодий. Меньшее количество искусственных и естественных преград (например, дорог, водотоков) способствует значительным по площади пожарам. Другим важным фактором, способствующим распространению обширных пожаров, является запас и сомкнутость травостоя (Иванов, 1952; Родин, 1981). Сокращение пастбищной нагрузки вызывает постепенное увеличение сомкнутости травостоев и биомассы, которая, в свою очередь, является основным ресурсом горения. Таким образом, увеличение сухой биомассы в связи со сниженной пастбищной нагрузкой может приводить к росту сгоревших площадей. В то же время роль климата в объяснении динамики пожаров динамики в сезонно-засушливых экосистемах, как правило, вторична (Meyn et al., 2007). Увеличение площадей пожаров после смен землепользования не одномоментно. Восстановление экосистемы до уровня, когда могут возникать и повторяться масштабные пожары, может занять 5 и более лет, и требует особого сочетания растительности, особенностей климата и динамики природопользования (Dubinin et al., 2010; Зонн, 1995).

Комплексные исследования растительности в сухих степях и полупустынях невозможны без понимания пространственно-временной динамики пожаров (Опарин, Опарина, 2003). Системное изучение влияния пожаров на компоненты экосистем требует данных о распространении пожаров с высоким пространственным и временным разрешением. При отсутствии подробных оценок горимости достаточно сложно говорить насколько типичны связанные с горением процессы, такие как смены растительности пирогенного характера. Исследования влияния пожаров на растительность предоставляют важную экспериментальную информацию, но из-за их трудоемкости часто ограничиваются одним или несколькими участками (Малышева, Малаховский, 2000) и в связи с этим, не позволяют произвести адекватной статистической оценки и склонны к неоправданной генерализации (Козлов, 2003).