Лесные пожары и их влияние на окружающую среду

Лесные пожары и их влияние на окружающую среду

Исследовательский проект по окружающему миру.

Живая природа

Миасс, 2019 г.

Оглавление

Введение……………………..……………………….............................................3-4

Глава I  Основная часть……………………………………...................................5

1.   Виды лесных  пожаров и причины их возникновения…….……..…..............5
2.   Борьба с лесными пожарами.  ……………………………………….…….......6
3.   Правила поведения  при возникновении лесных пожаров………….……….6
4.   Статистика лесных пожаров Миасского городского округа……….….…..6-7

Глава II. Практическая часть………………………………………….…………8

 2.1  Пожар возле с. Красное  22.05.2018 г……………………………….....…..8-10

2.  Интервью с экологом ……………………………...………….…...……....10-12
3.  Воздействие огня  на разрушение плодородного слоя почвы…..............12-14

 2.4 Проведение экспериментов.…………………………….. ……………......14-16

 2.5 Анкетирование…………………..……………………..………………............16

 Глава II. Выводы …………………….……………… ……..…. .........................17

 Список литературы …………..……………………..…..….………...……...…….18

 Приложение 1…………………………………………………….…...………..…..19

 Приложение 2………………………………………………………….……..…….19

     Приложение 3............................................................................................................19

     Приложение 4............................................................................................................20

     Приложение 5............................................................................................................20

     Приложение 6 ...........................................................................................................20

ВВЕДЕНИЕ

    Лес - это одно из прекраснейших творений природы. Во все времена он вдохновлял поэтов, композиторов, художников. Яркий, неподражаемый лес мы можем увидеть на полотнах Саврасова, Левитана, Шишкина, Крымова, Нестерова.

    В произведениях  Пришвина, Тургенева, Паустовского можно прочитать о  красоте русского леса.  «Леса  украшают  землю,  они  учат  человека  понимать  прекрасное  и  внушают  ему  величавое  настроение» -  говорил  А.П.Чехов.

Однако у леса есть страшный враг, который ежегодно уничтожает большие площади. Враг  этот – лесной пожар. Из маленькой  искорки, брошенной бутылки появляется язычок пламени. Он быстро распространяется по поверхности земли. И вот, подхваченный ветром, огонь пожирает кустарники и деревья.

        «Лес  — это  прекрасное выражение силы природы и самый ясный образчик ее совершенства» - Константин Паустовский «Повесть о лесах».

Однако в последнее время общая площадь лесов несоизмеримо сокращается. И одна из причин такого сокращения – лесные  пожары. Прогуливаясь с родителями по лесу и видя последствия этого бедствия, меня заинтересовало: «Как часто возникают пожары в Миасском городском округе? Какое влияние они оказывают на окружающую среду?».

Цель исследования: изучить, какое воздействие наносит окружающей среде лесной пожар.

 Задачи  исследования:

1. Ознакомление с видами лесных пожаров и причин их возникновения.

2. Выявление негативного влияния пожаров на окружающую среду.

3. Воздействие огня  на разрушение плодородного слоя почвы.

4. Исследование влияния действия огня  на  растительные  организмы.

5. Создание лэпбука  «Сбережем лес от огня».

6. Профилактическая работа с детьми по соблюдению правил безопасности в лесных массивах.

Гипотеза: если возникают лесные пожары, то это  настоящее бедствие для всего живого.  

Объект исследования: лесные пожары  Миасского городского округа.

Для осуществления исследования по данной теме мы пользовались следующими методами:

- исследовательский;

- практический;

- эксперимент;

- сбор и анализ разных источников информации;

- анкетирование одноклассников и учащихся школы;

Конечный результат: Для решения задач исследования, подведем итог опыта: влияние пожара на плодородный слой почвы и создание лепбука «Сбережем лес от огня».

1. Основная часть

1.1.   Виды лесных пожаров и причин их возникновения.

      Лесной пожар – самопроизвольное или спровоцированное человеком возгорание в лесных экосистемах.

      В зависимости от сферы распространения огня, подразделяются на низовые, верховые и подземные (торфяные).

  1. Низовой пожар – пожар, распространяющийся по земле и по нижним ярусам лесной растительности. При таком пожаре огонь проходит только по надпочвенному покрову, охватывая нижние части стволов деревьев и выступающие на поверхность корни.

     Чаще всего он возникает в лиственных лесах, при этом высота пламени доходит до 1,5-2 метров, а скорость распространения обычно не превышает 1-3 метров в минуту, температура огня в зоне пожара  составляет 400-900 °С.  Низовые пожары - около 90 % от общего числа природных пожаров.

2. Верховой пожар наиболее опасен. Он начинается при сильном ветре и охватывает кроны деревьев. Огонь продвигается по кронам деревьев. Скорость  распространения пламени  в безветренную погоду  достигает 3-4 км/ч, а в ветреную –  25-30 км/ч и более. Температура в зоне пламени может подниматься  до 1100°С.  Ветер разносит  горящие искры, которые создают новые очаги пожара, за несколько десятков, а то и сотен метров от основного очага.

3. Подземный (торфяной) пожар представляет собой пожар, при котором горит торфяной слой заболоченных и болотных почв. Он характеризуется низкой скоростью продвижения (около 0,5 м/мин),  беспламенным горением торфа с накоплением большого количества тепла. Торфяные пожары очень трудно тушить.

   Причины возникновения  пожаров: наличие воспламеняющегося слоя; сухая и знойная погода; источник возгорания ( молнии, самовозгорание, искры, непотушенный костер, осколки стекол, срабатывающие как линзы, взрывы ).

1.2. Борьба с лесными пожарами.

Борьба с пожарами включает:

•        пожарную разведку массовых пожаров (наземную и воздушную);

•        эвакуацию людей и животных из поселков и ограничение въезда в пожароопасные районы;

•        спасение людей и животных с отрезанной огнем территории;

•        прокладку временных сетей водопровода и тушение пожаров;

•        применение средств механизации (вездеходы,  вертолеты и т.д.).

1.3.Правила поведения  при возникновении лесных пожаров.

 При обнаружении пожара следует:

• не поддаваться панике и проанализировать обстановку, определить путь эвакуации, внимательно осмотреться по сторонам;

• выявить границы очага пожара, направление и примерную его скорость;

• предупредить всех находящихся поблизости;

• организовать выход людей на дорогу или просеку, широкую поляну, к берегу  водоема;

• уходить от пожара необходимо в наветренную сторону, в направлении, перпендикулярном распространению огня, стараясь обойти очаг пожара сбоку.

• после выхода из зоны пожара сообщите о месте, размерах и характере в противопожарную службу, администрацию населенного пункта, лесничество.

4. Статистика лесных пожаров Миасского городского округа.

   Для того чтобы узнать как обстоят дела с лесными пожарами в Миасском городском округе,  мы отправились в пожарную часть  и у инспектора ГПН  взяли статистику по лесным пожарам с 2015 по 2018 год.

 На основе этих данных построим круговую диаграмму Количество пожаров по годам:

Как мы видим, наибольшее число пожаров произошло в 2016 году. Подняв дневник погоды за этот год, мы увидели, что в этот период стояла сухая, жаркая погода. Это и объясняет такое количество пожаров.

Проанализируем их количество по месяцам и построим гистограмму.

Посмотрим соотношение количества пожаров и выгоревших Га леса.

   График  показал, что количество пожаров не зависит от количества выгоревших Га.  

   По статистическим данным видно, что большее количество пожаров  произошло в 2016 г. – 62 , пострадало  192,44 га. Однако площадь выгорания значительно ниже, чем в 2018 г.  В 2018 г. – 36 пожаров, площадь поражения - 275,62 га. 

Количество пожаров по месяцам

    Наибольшее количество пожаров происходит в мае месяце. Причину, почему так происходит, нам объяснил эколог  (интервью в практической части).

Глава II. Практическая работа.

2.1.  Пожар возле с. Красное 22.05.2018 г.

    Каждый год в  весенне-летний период правительством Челябинской области устанавливается пожароопасный сезон.  По сведениям МЧС в 2018 году он начался  с 15 апреля.

   Как мы уже видели из статистики о лесных пожарах, с наступлением теплой погоды, увеличивается количество пожаров и загораний. Особенно увеличивается их количество,  из-за сжигания мусора, разведения костров, несоблюдения требований пожарной безопасности в населенных пунктах и в садовых товариществах. Меня тревожит то, что многие граждане, видя, как поджигают сухую траву, проходят мимо, не придавая этому значения, а загорания сухой травы не всегда безобидны. Погода весной очень изменчива и с усилением ветра  даже небольшие очаги огня могут перейти большие размеры и привести к тяжелым последствиям, нанести серьезную угрозу жилым домам и гражданам.

    Мне удалось увидеть последствия лесного пожара. По сведениям МЧС 22 мая 2018 года в 14:30   от поселка Октябрьский огонь распространился в сторону  села Красное. Горел лес на площади 150 га. Пожар был низовой, беглый, береза. Горение распространилось  по нижним ярусам растительности  и прежде всего по живому напочвенному покрову с  опаданием   отмерших ветвей, хвои, листьев.  Чтобы остановить огонь,  пожарные прокладывали на пути распространения огня канавы. Однако сильный ветер перекидывал огонь через оградительный барьер. На месте пожара работало восемь единиц техники и 34 человека. Огонь чудом остановился в нескольких метрах от жилых построек жителей с. Красного.   (Приложение 1)

 Окончательно пожар был ликвидирован 23.05.2018 года в 14:00.

   На место пожара  нас не пустили, но по нашей  просьбе пожарные  сделали для нас  видео и фотосъемку. (Приложение 1)

    На фото и видео мы наблюдаем  почти полное уничтожение мохово-лишайникового и травянисто - кустарникового покрова, а также существенное повреждение  стволов деревьев. Форма пожара была беглой.  Он имел поверхностную природу, поэтому  саму корневую систему деревьев повредил незначительно, за исключением тех корней, которые находятся на поверхности. В результате беглого пожара  в это время года погибает большая часть самосева леса, сгорает кора деревьев, подлесок и подрост получают повреждения. Но, не смотря на это, такая форма низового пожара считается наиболее безвредной. Посмотрим, так ли это и вернемся на место пожара, чтобы понаблюдать, как восстановился лес.

   Я знал, что полный ущерб от пожара можно увидеть только осенью. Мы приехали в лес чуть раньше 19 августа. Сделали фотоотчет и показали наши фотографии лесничему Сыростанского участкового лесничества. (Приложение 1)

   Из фотоотчета было видно, что травянистая растительность набольшей части территории восстановилась. Здесь мы увидели заросли репейника, крапивы, осоки и иван-чая, кустики земляники. (Приложение 2)

Также я видел небольшие участки леса,  на которых растительность не восстановилась. Там наблюдаются обуглившиеся остатки растений. (Приложение 2)

    Как мне объяснил лесничий Сыростанского участкового лесничества, первыми на пожарищах,  как правило, вырастают крапива, осока и иван-чай. Так называемые пионерские виды растений, которые могут расти в золистых почвах. Спустя 2-2,5 месяца появляются побеги ягод, если они росли в этом месте ранее. Более или менее полное зарастание гари травами наступает через 2–3 года.

    Я обратил внимание, что большая часть берез в лесу стоит с зелеными кронами, несмотря на сильно обгоревшие стволы. (Приложение 2)

    Встречаются единичные экземпляры, у которых очень сильно обгорел ствол, и от всей кроны остались зелеными 2-3 ветки. М.В. пояснил мне, что  причина гибели деревьев при низовых пожарах – повреждение камбия в комлевой части стволов и ожоги кроны. Пороговая температура, после которой происходит отмирание тканей,  60 градусах. Поскольку с возрастом дерева толщина коры увеличивается, а крона поднимается все выше, устойчивость его к огню возрастает. Другими словами, чем дерево старше, тем больше у него шансов уцелеть при низовом пожаре. Многие деревья не выпустили листья из-за того, что во время пожара  дул сильный ветер.  Гарь и копоть поднялись высоко и осели на деревьях, поэтому  они так и не смогли выпустить листья. (Приложение 2)

   Больше всех при пожаре пострадала сосна. Мы обнаружили очень большие участки погибших сосновых деревьев. Сосны стоят с пожелтевшими кронами и черными стволами. (Приложение 2)

   Лесничий сказал, что тонкокорые породы, ель и сосна, погибают даже при слабом низовом пожаре. Они могут стоять на корню еще много лет после пожара, но, в конце концов, либо поражаются короедами, либо подвергаются гниению.

    Гуляя по лесу, я заметил  много мелких  муравейников стоящих рядом. (Приложение 2) Как они уцелели и почему они маленькие? Ответ на мой вопрос  узнал у  М. В.

   При пожарах ранней весной   часть муравьев спасается,  спрятавшись в глубокие подземелья. Многие муравейники распадаются на группы, каждая возводит себе отдельное жилище. Из-за нехватки строительного материала для строительства, муравьи используют обуглившиеся чешуйки коры, палочки, мелкий мусор. Пожар внес изменения не только в растительный мир, но и в животный. В этом мы убедились из наших наблюдений.

2.2 Интервью с экологом.

    В ходе нашей работы мы решили узнать мнение эксперта о проблеме  лесных пожаров и их влияния на окружающую среду. Для этого мы обратились к ведущему специалисту-экологу по Челябинской области К. М. А., где взяли интервью.

 Почему весной бывает больше всего пожаров?

    Ежегодно с наступлением весны, как правило, возникает крайне сложная пожароопасная обстановка. Дачники, жгут мусор, сухую траву и пожнивные остатки, и не подозревают, что весенние палы являются настоящим экологическим бедствием. Весной пока не войдет в силу молодая трава, сухостой в лесах, на полях и торфяниках – идеальная среда для развития пожара, способного вспыхнуть даже от небольшой искры. А при незначительном ветре огонь за короткое время захватывает огромные территории.

Какое воздействие лесные пожары оказывают на окружающую среду?

     Лесные пожары являются настоящим бедствием для окружающей среды.

Они уничтожают среду обитания и сложные межвидовые отношения разнообразной флоры и фауны, а также приводят к потере экосистем леса и биоразнообразия. Также  наносят ущерб обитаемой и пригодной для жизни конкретных видов животных и растений среды обитания.

    Почти каждый год в разных лесных регионах наблюдаются пожары, которые сильно снижают качество некоторых видов леса, включая плодородие почв, биоразнообразие и экосистемы.   Кроме того, в атмосферу выбрасывается огромное количество дыма и пыли, вызывая загрязнение окружающей среды.

Лесные пожары наносят непосредственный ущерб наземной среде, почве, сжигая ее составляющие. В результате этого почва теряет свою плодородность и ценность в отношении составов природных элементов и питательных веществ. Трансформируются ее характеристики, как в отрицательном  так и в положительном   для формирования леса  направлениях. Лесные пожары также убивают полезные почвенные микроорганизмы. Сжигание деревьев и растительного покрова также оставляет почву обнаженной, что делает ее уязвимой перед эрозией. 

 Через сколько лет восстановиться лес? Сколько кислорода он выделяет?

     Для формирования полноценного леса нужно 80-100 лет. Однако нередко видовой состав самовосстанавливающихся  лесов бывает измененным: хвойные заменены лиственными, либо другие виды – хвойными. Если пожар распространился не на едином, большом пространстве, а в нескольких зонах по отдельности, в таком случае часть лесного массива сохранена, что для самовосстановления существующего леса является маточным материалом. Гибель «легких планеты» можно назвать одним из самых тяжких экологических последствий лесных пожаров.

2.3 Воздействие огня  на  плодородный слой почвы.

     Для того что бы посмотреть, как огонь воздействует на почву, мы взяли несколько образцов грунта:

1. С места лесного пожара.   (Приложение 3)
2. Лесную почву, которая  не подвергалась воздействию огня.  (Приложение 3)
3. Почву с огорода.  (Приложение 3)
4. Почву с  участка огорода,  на котором несколько лет подряд сжигали мусор. Когда мы брали образцы почв, то обратили внимание,  что  почва  с места лесного пожара с. Красное очень рыхлая, рассыпчатая и ее легко было копать. Также легко было брать образец с огорода, на котором несколько лет подряд сжигали мусор. Здесь почва еще более рыхлая и в образце много золы.

    Почва из леса, которая не подвергалась  воздействию огня, была очень плотной, густо пронизанной корнями растений. Копать ее было  тяжело.

    Образец почвы с огорода тоже достаточно плотный, но так как мы его брали  с грядки, копать его было легко.

    Я решил посмотреть, как будет  расти растение в этих образцах почвы, повлиял ли огонь на ее плодородность. Для этого мы взяли землянику садовую. Для чистоты эксперимента,  планировали взять саженцы лесной земляники. Но так как лесная почва оказалась очень плотной, мы сильно повредили корни и решили использовать саженцы земляники садовой.  (Приложение 3)

   Землянику  посадили 28.07.2018 года  в четыре образца земли и стали наблюдать. Наши наблюдения и результаты вносили в таблицу  раз в месяц.

Вывод: Из опыта видно, что почва под воздействием огня истощается, и не может  поддерживать рост и развитие растений.

2.  Проведение экспериментов.

Эксперимент №1.

   Цель эксперимента: как процесс горения уменьшает содержание кислорода в воздухе.

   Возьмем 2 свечи, две стеклянные банки, чашу для выпаривания и бумажные салфетки с сухими листьями. В чаше сжигаем бумажную салфетку с листьями и накрываем ее стеклянной банкой. Банка наполняется дымом. Зажигаем две свечи и одну накрываем банкой с  чистым воздухом, а другую банкой наполненную дымом. Свеча под банкой с воздухом горит 15 секунд, а свеча под банкой с дымом сразу гаснет.

   Вывод: В банке с комнатным воздухом был кислород, который необходим для процесса горения.  В банке с дымом его не было, поэтому огонь сразу погас.  (Приложение 4)

Эксперимент №2.

  Цель эксперимента: определение наличия сажи и копоти в дыме.

   Возьмем огнеупорное стекло, бумажные салфетки, стеклянную банку. На огнеупорном стекле сжигаем одну салфетку и накрываем ее стеклянной банкой. Емкость наполняется дымом. Банку с дымом быстро переворачиваем и накрываем чистой салфеткой. Дым сквозь мельчайшие отверстия в салфетки уходит. Через 10 минут снимаем салфетку с банки и видим, что наша салфетка покрыта мелкими частицами сажи.

     Вывод: В дыму всегда присутствуют вещества, которые полностью не сгорели. Это сажа и копоть.  (Приложение 4)        

 Эксперимент №3.

   Цель эксперимента: проверить наличие кислорода в почве.

     Возьмем  небольшое количество почвы 4 образцов  и поместим ее в бокалы с водой. Перемешаем ее и оставим  на некоторый период времени. В первом образце с лесной землей, как мы видим,  очень много пузырьков. Значит, почва насыщена воздухом. Второй образец  с садовой землей. Здесь пузырьков меньше, но кислород в почве есть. Третий образец - это горелая лесная земля. В бокале на поверхности воды мы видим золу. Пузырьков в ней нет - это говорит о том, что и кислорода нет. Четвертый образец -  горелая садовая земля. Вода в бокале черная, на поверхности мы наблюдаем толстый слой золы.

    Вывод: В горелой земле кислород отсутствует.  (Приложение 4)

Выводы о проведенных экспериментах.

    Из этих  экспериментов видно, что дым не содержит кислорода и в нем много мелких частиц (сажа и копоть). В горелой земле отсутствует кислород. Эти факторы в дальнейшем и влияют на развитие и рост растений, жизнь животных и людей.

3. Анкетирование. Изучение мнения школьников о значении леса и разрушающем действии лесных пожаров.

    В ходе исследования было проведено анкетирование учащихся вторых классов  гимназии. Опрошено 87 школьника, возраст 9-10 лет. Ученикам была предложена анкета, которая содержала шесть  вопросов.

    Анализ  опроса показал знание ребят о роли леса в нашей жизни, о лесных пожарах, их причинах и правилах поведения в лесу. (Приложение 5) В целом можно подвести следующий итог:

•        Почти все знают, что лес – это наше богатство и играет очень важную роль в нашей жизни.

•        Большинство школьников считают, что лесные пожары чаще всего происходят по вине человека.

•        Однако некоторые не знают правил поведения в лесу, как нужно действовать во время лесного пожара и по какому номеру нужно звонить в случае пожара. Это еще раз подтверждает актуальность выбранной темы.

        Чтобы сформировать основу безопасного обращения с огнем, правила поведения при пожаре,  мы создали лэпбук  «Сбережем лес от огня». Содержание: загадки и пословицы, виды лесных пожаров,  правила поведения при лесном пожаре, игра «Что нужно пожарному для тушения пожара», причины лесного пожара, правила разведения костра в лесу. (Приложение 6)

Выводы

    На протяжении многих миллионов лет пожары были естественной частью природных процессов, протекавших на нашей планете. С извечным постоянством леса  вспыхивали от ударов молний. Так природа очищала себя – от сухой травы, от ветвей и сучьев, устилавших землю, от повалившихся деревьев. Однако в наши дни около 95 % лесных пожаров происходит по вине человека, а значит, они случаются почти в 20 раз чаще, чем заведено в природе. Поэтому они являются настоящим бедствием для всего живого.

 В результате проведенной работы мы сделали следующие выводы:

1. Выдвинутая нами гипотеза  подтвердилась.          
2. Пожары губительно действуют как на человека, так и на растительный и животный мир.
3. Практическая работа показала, что почва под воздействием огня истощается и не может  поддерживать рост и развитие растений, в ней отсутствует кислород.
4. В ходе анкетирования, мы выявили, что необходимо провести профилактическую работу с детьми по соблюдению правил безопасности в лесных массивах.

   Перечислив последствия лесных пожаров, можно увидеть какое сильное влияние они оказывают на экологию и наше здоровье. Поэтому мы призываем вас быть более внимательными и ответственными. Соблюдайте правила пожарной безопасности и берегите природу.

Список литературы:

1. Рекомендации по обнаружению и тушению лесных пожаров. Утверждены Федеральной службой лесного хозяйства России 17 декабря 1997 г.

2. Правила пожарной безопасности в лесах Российской Федерации. Утверждены Советом Министров Правительства Российской Федерации 9 сентября 1993 г.

3. Нормы обеспечения противопожарным оборудованием, средствами тушения лесных пожаров владельцев лесного фонда и лесопользователей. Утверждены Федеральной службой лесного хозяйства России 28 октября 1993 г.

4. Типовая инструкция по охране труда на тушении лесных пожаров. Утверждены Приказом № 213 Лесхоза России от 23 декабря 1998 г.

5. Теребнев в.В., Артемьев н.С., Грачев в.А., Сабинин о.Ю. Противопожарная защита и тушение пожаров (леса, торфа, лесосклады). Книга 6 М., 2006 - с.

Интернет сайты:

6.https://yandex.ru/images/search?text=левитан%20лес%20зимой

7.https://yandex.ru/images/search?p=1&text=саврасов%20лес%20в%20инееhttps://yandex.ru/images/search?p=1&text=картины%20крымова%20с%20

8. https://yandex.ru/images/search?text=картины%20шишкина

 9. https://rupoem.ru/shefner/zabyvchivyj-oxotnik-na.aspx

10.  http://russia.pogoda360.ru/841064/may/

Приложение 5

Результаты анкетирования

Приложение 6

Изготовление лэпбука «Сбережем лес от огня»