Степные пожары являются актуальной угрозой устойчивому развитию степных регионов, в связи с чем заявленный проект «Природные пожары в степных регионах Евразии как индикатор природных и социально-экономических изменений» был поддержан Российским научным фондом (грант № 23-27-00134) и реализовывался коллективом сотрудников Института степи УрО РАН в 2023-2024 годах.
Широкий спектр задач научной темы охватывал получение достоверных знаний и представлений о пространственно-временных закономерностях развития природных пожаров, о ведущих факторах их возникновения и распространения, об экологических последствиях. Актуальность проекта во многом обусловлена практически полным отсутствием осознания угрозы усиления пирогенного воздействия на ландшафты и биоту степных и лесостепных регионов Евразии и повышения рисков социально-экономического характера.
В 2024 году поставленные задачи решались коллективом сотрудников Института степи УрО РАН: Павлейчик В.М., Сивохип Ж.Т., Падалко Ю.А. и Ряхов Р.В. За период реализации проекта был проведен комплекс камеральных, экспедиционных и аналитических работ с применением современных методов эколого-географических исследований. Ввиду сложности и неоднозначности причинно-следственных связей между условиями пожарной опасности, причинами возникновения и характером распространения пожаров коллективом постоянно нарабатывались новые подходы к поиску исходных данных, оценочных критериев, анализу их значимости и достоверности, а также к интерпретации предварительных результатов.
Основными результатами исследований стали:
1. Выявлены региональные особенности современных климатических изменений за 1961-2020 гг. в контексте наблюдаемых и прогнозируемых пожарных обстановок с учетом географической неоднородности степей Северной Евразии и сопредельных территорий.
Многолетнее распределение аномалий средних температур за пожароопасный период (IV-X) по секторам и подзонам степной зоны.Секторы – А – Западно-Причерноморский, Б – Волго-Донской; В – Волго-Уральский; Г – Урало-Алтайский. Модульные коээфициенты отклонений – С-1 – северная степь, С-2 – средняя степь, С-3 – южная степь (данные представлены в накопленном виде). Фазы активности пожаров – I – постоянно низкой; II – постоянно высокой; III – высокой с тенденцией снижения.
2. Проанализированы условия формирования и характер реализации пожарных обстановок в Заволжско-Уральском регионе в разрезе многолетней, сезонной и посуточной динамики на основе расчета специализированного индекса пожарной опасности по ключевым метеостанциям и сопоставления значений с показателями горимости (посуточное количество тепловых аномалий).
3. Выявлены специфические особенности использования материалов дистанционного зондирования (спутниковые мультиспектральные снимкии RGB-изображенияБПЛА) для оценки пирологических качеств растительного покрова с учетом их многолетней и сезонной неоднородности и разнообразия ландшафтных условий.
4. На основе полевых мониторинговых наблюдений, проводимых в степях Южного Предуралья, выявлены параметры пирогенности степных сообществ с учетом их сезонной динамики и характера использования.
5. Выявлены особенности и параметры продолжительности постпирогенных восстановительных процессов на основе: а) расчета и анализа специализированных индексов по данным дистанционного зондирования (песчаные степи); б) дешифрирования разновременных снимков высокого разрешения (лесные урочища); в) результатов опыта по изучению активности почвенной микробиоты.
Распределение средних значений, амплитуда между максимальными и минимальными значениями некоторых спектральных индексов (приведены NDVI и температуры поверхности)– k. Отклонения значений (∆k) – разность между средними значениями по контрольным площадкам и гарями. Данные по контрольному участку песчаной степи на Орь-Кумакском водоразделе.
6. Усовершенствован и апробирован на новой территории алгоритм локализации мест возникновения (очагов) пожаров. Интерпретация получаемый геопространственной информации позволяет выявить региональные особенности в причинах возникновения пожаров, а также может быть использована при оценке пожарных угроз и эффективности противопожарных мероприятий.
Пространственное распределение очагов пожаров на ключевом участке в Южном Зауралье. Направление развития пожаров, представлявших угрозу участку заповедника «Оренбургский» «Айщисайская степь».
7. Установлено, что степные пожары представляют собой угрозу социально-экономического характера, сложно дифференцированную в пространстве и обусловленную характером землепользования.
8. Выявлены региональные особенности дифференциации ландшафтов степной зоны Северной Евразии по степени подверженности пирогенным воздействиям на обзорном уровне с применением геоинформационных баз многолетних данных.
Характер подверженности степей Северной Евразии и сопредельных территорий пирогенному фактору – плотность совокупных за 2001-2023 гг. тепловых аномалий.
Перечисленные выше результаты, в совокупности с полученными ранее, составляют научно-методологическую основу нового эколого-географического направления – пирогеографии и способствуют целостному пониманию сущности такого сложного природно-антропогенного явления как степные пожары.
Члены творческого коллектива выражают благодарность Российскому научному фонду за финансовую поддержку актуальных исследований, за возможность реализации отдельных направлений, связанных с проведением экспедиционных работ и приобретением необходимого оборудования.
Поздравляем РНФ с десятилетием его деятельности во благо российской науки!
Берегите степь от пожаров, будьте осторожны с огнем!
Основные результаты исследований по проекту подготовлены и опубликованы/ приняты к публикации в 2023-2024 годах:
• Павлейчик В.М., Сивохип Ж.Т. Многолетняя динамика пожаров в южных степях Северного Прикаспия и Мугоджар // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле», 2023. Т.44. С. 88-106. DOI: 10.26516/2073-3402.2023.44.88– RSCI/ядро РИНЦ
• Павлейчик В.М. Опыт картографирования очагов степных пожаров (методология исследований и практические аспекты) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология, 2023, №3. С.13-24. DOI: 1609-0683/2023/3/13-24 – RSCI/ядро РИНЦ
• Павлейчик В.М., Сивохип Ж.Т., Падалко Ю.А. Региональные особенности формирования пирологических обстановок в степях Северной Евразии на основе данных FIRMS // ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационная поддержка устойчивого развития регионов в условиях кризиса: мат. междунар. конф. М.: Географ. факультет МГУ, 2023. Т.29, Ч.1. С.423-436. DOI: 10.35595/2414-9179-2023-1-29-423-436 – Scopus/ядро РИНЦ
• Павлейчик В.М. Развитие пирологических исследований на основе результатов идентификации очагов пожаров и анализа геопространственных данных // Аридные экосистемы, 2024, №2 WOS/Scopus/ядро РИНЦ (принята к публикации)
• Павлейчик В.М., Языкбаев Э.Р., Сивохип Ж.Т. Термические условия формирования и реализации пожарных обстановок в степных регионах Северной Евразии // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология, 2024 – RSCI/ядро РИНЦ(принята к публикации)
• Павлейчик В.М., Святоха Н.Ю., Сивохип Ж.Т. Залежные земли в аспекте формирования пожарных обстановок в Заволжско-Уральском регионе // ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационная поддержка устойчивого развития регионов в условиях кризиса: мат. междунар. конф. М.: Географ. факультет МГУ, 2024 – Scopus/ядро РИНЦ (принята к публикации)
• Павлейчик В.М., Ряхов Р.В. Спектральные показатели постпирогенного состояния степных участков (на примере ключевой территории в Южном Зауралье) // ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационная поддержка устойчивого развития регионов в условиях кризиса: мат. междунар. конф. М.: Географ. факультет МГУ, 2024 – Scopus/ядро РИНЦ (принята к публикации)
Результаты доложены/опубликованы в трудах конференций:
• Павлейчик В.М. Картографирование очагов степных пожаров для решения методологических проблем анализа пирологических обстановок // Теоретические и прикладные проблемы ландшафтной географии (VII Мильковские чтения). Материалы XIV междунар. ландш. конф. (Воронеж, 17-21 мая 2023 года). Воронеж, 2023, Т.2, С. 274-276. DOI:10.17308/978-5-9273-3693-7-2023-274-276
• Павлейчик В.М., Сивохип Ж.Т. Пространственно-временная неоднородность пожаров в южных степях Северного Прикаспия и Мугоджар // Степи Северной Евразии: Материалы X международного симпозиума (Оренбург, 27 мая-2 июня 2024 года). Оренбург: ИС УрО РАН, 2024. С. 968-975. DOI 10.24412/cl-37200-2024-968-975.