Способ противопожарного устройства полосных лесных культур сосны

СПОСОБ ПРОТИВОПОЖАРНОГО УСТРОЙСТВА ПОЛОСНЫХ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ Залесов Сергей Вениаминович (RU),Сагадиев Иван Какашевич (KZ) Голубева Л.П. (RU) Изобретение относится к лесному хозяйству, лесоустройству и лесопользованию с применением рубок леса для целей противопожарного устройства. Способ противопожарного устройства полосных лесных культур сосны включает разбивку лесонасаждения на прямоугольные блоки,состоящие из чередующихся закультивированных полос лесных культур и незакультивированных полос, блоки лесонасаждений изолируют друг от друга путем создания противопожарных барьеров, каждый из которых формируют из вырубленной полосы, двух незакультированных полос, двух изреженных закультивированных полос лесных культур с поднятыми кронами и двух минерализованных полос, при этом вырубленную полосу создают путем сплошной вырубки по меньшей мере одной закультивированной полосы лесных культур с последующей трелевкой,потом формируют две изреженные закультивированные полосы лесных культур с поднятыми кронами, каждая из которых отстоит от вырубленной полосы через незакультивированную полосу, изреживание ведут до полноты древостоя не более 0,7, а очистку стволов от сучьев и боковых ветвей ведут до поднятия кроны над поверхностью почвы на высоту не менее 2,5 м, минерализованные полосы формируют путем пропахивания незакультивированных полос,каждая из которых с одной стороны примыкает к изреженной закультивированной полосе лесных культур с поднятыми кронами, а с другой стороны к закультивированной полосе лесных культур. Минерализация почвы может быть проведена не только по границам противопожарного барьера, но и в незакультивированных полосах внутри противопожарного барьера, т.е. в незакультивированных полосах, соседних с вырубленной полосой. Полоса для вырубки лесных культур определяется предпочтительно по худшим таксационными показателям. Технический результат - повышение эффективности предотвращения и остановки верхового пожара, повышение технологичности,снижение риска гибели людей и трудозатрат.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ Изобретение относится к лесному хозяйству, лесоустройству и лесопользованию с применением рубок леса для целей противопожарного устройства. Современная практика не знает эффективных способов тушения верховых пожаров в высокосомкнутых средневозрастных искусственных сосновых насаждениях в аридных условиях. Поэтому существует необходимость в создании такого способа противопожарного устройства, при котором предотвращается развитие верховых пожаров, исключается переход низовых пожаров в верховые, а также упрощается организация тушения лесных пожаров и минимизируются затраты на создание противопожарных барьеров. Эффективность способа противопожарного устройства сосновых насаждений напрямую зависит от способа их создания. Полосной способ создания сосновых лесных культур использовался в течение многих лет на территориях большинства лесохозяйственных предприятий СССР. Согласно применяемой традиционной технологии посадка 2-летних сеянцев сосны производилась в дно плужных борозд проложенных плугом с севера на юг. Расстояние между высаживаемыми сеянцами в ряду составляло 0,5 м, между рядами 1,5 м. При этом после шести рядов культур сосны (закультивированная полоса) следовала полоса шириной 6 м,на которой посадка не производилась (незакультивированная полоса), а затем вновь следовали 6 рядов культур сосны. Таким образом, закультивированная полоса, состоящая из шести рядов плотной посадки сеянцев сосны, имела ширину 7,5 м и чередовалась с незакультивированными полосами шириной 6 м.(фиг. 1). Полосной способ посадки способствовал быстрому смыканию крон лесных культур в рядах и между рядами, что создавало повышенную влажность в надпочвенном пространстве и ограничивало проникновение солнечных лучей на поверхность почвы. Таким образом, ограничивалось развитие травяной растительности как напочвенного горючего материала. Незакультивированные полосы позволяли проводить на них минерализацию почвы, что в случае возникновения низового пожара препятствовало его распространению на соседние закультивированные полосы. Кроме того, незакультивированные полосы накапливали осадки, и тем самым способствовали росту лесных культур, что особенно важно в аридных условиях. Помимо перечисленных мероприятий регулярно проводились рубки ухода для сокращения надпочвенного горючего материала и повышения качества сосновых лесных культур. Таким образом, обеспечивалось эффективное противопожарное устройство лесных культур. Однако в последние десятилетия на значительной территории лесоводческие уходы за созданными полосными культурами не выполнялись. Отсутствие рубок ухода привело к формированию высокосомкнутых искусственных сосновых насаждений, что сделало их чрезвычайно опасными в пожарном отношении, поскольку они характеризовались значительным запасом напочвенных горючих материалов. В частности, те деревья в закультивированных полосах, которые одной своей стороной выходили на незакультивированную полосу, имели не удаленные разросшиеся длинные ветви из-за их бокового освещения. Таким образом, в 35-летних и старше искусственных полосных насаждениях, созданных по описанной традиционной технологии, резко увеличилась опасность возникновения верховых пожаров вследствие перехода низовых пожаров в верховые. Кроме того, заезд на территорию таких полосных культур противопожарной техники сопровождается огромным риском гибели пожарных, поскольку ширина незакультивированных полос и их состояние не обеспечивают пожарной технике возможности необходимого маневра в экстремальной ситуации. Таким образом, актуальной задачей является создание способа противопожарного устройства полосных лесных насаждений. Известен способ предотвращения распространения лесного пожара, в том числе для полосных лесных культур, который осуществляют следующим образом. На заданном расстоянии от фронта пожара прокладывают минерализованную полосу. Выжигание горючих материалов ведут в направлении распространения фронта пожара, при этом намеченную к выжиганию полосу расчленяют в продольном направлении на ленты, границы между которыми формируют напылением на горючие материалы огнетушащего порошкового состава. Огонь отжига, раздуваемый попутным ветром, быстро выжигает горючие материалы, но чрезмерное нарастание его интенсивности предотвращается действием порошкового огнетушащего состава (патент на изобретение РФ 2190439, опубл. 10.10.2002). Известен способ проведения универсальных рубок леса. В насаждении, подлежащем рубке, намечают пересекающиеся коридоры. В два этапа проводят сплошную рубку в местах пересечения коридоров участками, близкими по форме к эллипсу, формируя межкоридорные участки деревьев с вогнутыми сторонами в шахматном порядке по площади проведения рубок. Почву вокруг оставляемых участков минерализуют. Достигаемый технический результат выражается в повышении защитных функций межкоридорных участков леса от неблагоприятных внешних воздействий, главным образом лесных пожаров (патент на изобретение РФ 2140733, опубл. 10.11.1999). Вышеописанные способы обеспечивают ограничение низового пожара, тогда как при возникновении верхового пожара, эффективность известных способов недостаточна. Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является способ ограничения распространения пожаров в линейных защитных лесных насаждениях, который включает разбивку лесонасаждения на изолированные друг от друга прямоугольные блоки длиной 250-1 021837 300 м и шириной, равной ширине насаждения, обычно 10-60 м. В поперечнике насаждения прорубают разрывы шириной 10 м. У торцевых деревьев на разрывах понижают высоту до 2,5-3,0 м (обезвершинивание). Создают защитные противопожарные экраны путем смачивания стволов и ветвей деревьев негоримым раствором. В закрайках лесонасаждений и в разрывах пропахивается минерализованная полоса (патент на изобретение РФ 2210414, опубл. 20.08.2003 г.). Недостатком данного способа является недостаточная его эффективность, в частности, при верховом пожаре, т.к. устройство противопожарных разрывов не обеспечивает надежного барьера при его распространении. Технической задачей изобретения является повышение эффективности предотвращения и остановки верхового пожара, повышение технологичности, снижение риска гибели людей и трудозатрат. Техническая задача решается тем, что заявляемый способ противопожарного устройства полосных лесных культур сосны включает разбивку лесонасаждения на прямоугольные блоки, состоящие из чередующихся закультивированных полос лесных культур и незакультивированных полос, блоки изолируют друг от друга посредством сплошной рубки лесных культур и пропахивают минерализованные полосы,отличается тем, что блоки лесонасаждений изолируют друг от друга путем создания противопожарных барьеров, каждый из которых формируют из вырубленной полосы, двух незакультированных полос, двух изреженных закультивированных полос лесных культур с поднятыми кронами и двух минерализованных полос, при этом вырубленную полосу создают путем сплошной вырубки по меньшей мере одной закультивированной полосы лесных культур с последующей трелевкой, потом формируют две изреженные закультивированные полосы лесных культур с поднятыми кронами, каждая из которых отстоит от вырубленной полосы через незакультивированную полосу, изреживание ведут до полноты древостоя не более 0,7, а очистку стволов от сучьев и боковых ветвей ведут до поднятия кроны над поверхностью почвы на высоту не менее 2,5 м, минерализованные полосы формируют путем пропахивания незакультивированных полос, каждая из которых с одной стороны примыкает к изреженной закультивированной полосе лесных культур с поднятыми кронами, а с другой стороны к закультивированной полосе лесных культур. Минерализация почвы может быть проведена не только по границам противопожарного барьера, но и в незакультивированных полосах внутри противопожарного барьера, т.е. в незакультивированных полосах, соседних с вырубленной полосой. Полоса для вырубки лесных культур определяется предпочтительно по худшим таксационными показателям. Изреживание лесных культур проводят с валкой деревьев на вырубленную полосу и две примыкающие к ней незакультивированные полосы. Прямоугольные блоки формируют внутри кварталов предпочтительно размером 200-2501000 м. При такой форме блоков и размере кварталов 11 км противопожарные барьеры располагаются по основной своей длине, перпендикулярно господствующим ветрам. Это дополнительно усиливает противопожарную безопасность, т.к. ветер не усиливает скорость пожара при его возникновении вблизи противопожарного барьера. Заявляемый способ применим для уже имеющихся лесных насаждений возрастом 35-60 лет, созданных по традиционной полосной технологии, а также может быть использован для молодых лесных насаждений. Согласно заявленному способу формируется комбинированный противопожарный барьер, состоящий из одной вырубленной полосы с двумя незакультивированными полосами, образующими противопожарный разрыв, а также двух изреженных полос с поднятыми кронами и двух минерализованных полос, которые в совокупности образуют противопожарный барьер. В проанализированных нами источниках информации не было найдено способов, обеспечивающих создание подобного противопожарного барьера, что, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна". Минерализованные полосы предохраняют примыкающие к ней изреженные полосы от распространения низового пожара, очистка стволов деревьев в изреженных полосах от сучьев и боковых побегов значительно сокращает количество надпочвенных горючих материалов, что также препятствует распространению низового пожара и переходу его в верховой, а вырубленная полоса совместно с примыкающими к ней незакультивированными полосами образует разрыв, непреодолимый для верхового пожара, в случае его передачи на кроны деревьев в изреженных полосах от деревьев закультивированной полосы. Кроме того, заявляемый противопожарный барьер позволяет быстро обеспечить отжиг ("встречный огонь") в случае возникновения пожара, быструю доставку людей и техники, а также возможность маневрирования техники в экстремальной ситуации. Заявляемый противопожарный барьер обеспечивает усиленную защиту от низовых пожаров, что особенно важно, т.к. низовые пожары переходят в трудноустранимые верховые пожары. Заявляемый противопожарный барьер в случае возникновения пожара способен остановить его распространение, а в случае отсутствияпожара до момента вырубки культуры способствует получению качественного дре-2 021837 весного материала с прореженной полосы. Вышесказанное, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о достижении нового технического результата, т.е. о соответствии заявляемого способа критерию"изобретательский уровень". Изобретение может быть реализовано в лесном хозяйстве с использованием известных технических средств, поэтому оно соответствует критерию "Промышленная применимость". Заявляемый способ иллюстрируется следующим примером конкретного выполнения. Заявляемый способ противопожарного лесопользования экспериментально опробован на территории ГУ ГЛПР "EpTic орманы" (п. Шалдай Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан) на полосных лесных культурах сосны, возраст которых составлял 45 лет. При создании полосных культур 2-летние сеянцы сосны высаживали в дно плужных борозд, проложенных плугом ПКЛ-70 с севера на юг. Расстояние между высаживаемыми сеянцами в ряду составляло 0,5 м, между рядами 1,5 м. При этом после шести рядов сосны (закультивированная полоса) следовала полоса шириной 6 м, на которой посадка не производилась (незакультивированная полоса), а затем вновь следовали 6 рядов сосны с расстоянием между ними 1,5 м. Таким образом, закультивированная полоса, состоящая из 6 рядов сосны, имела ширину 7,5 м и чередовалась с незакультивированными полосами шириной 6 м (фиг. 1). Состояние посадок на дату проведения экспериментального опробования характеризовалось значительным запасом напочвенных горючих материалов, что определяло их как чрезвычайно опасные в пожарном отношении. В частности, имелась повышенная опасность перехода низовых пожаров в верховые. Для осуществления заявляемого способа противопожарного лесопользования на один квартал полосных лесных культур сосны (11 км) потребовалась разработка трех противопожарных барьеров (фиг. 2). При определении места создания одного противопожарного барьера была выбрана полоса лесных культур, характеризующаяся худшими таксационными показателями. Указанную полосу 1 полностью вырубили, а срубленные деревья подвергли трелевке, при этом трелевочные механизмы передвигались по незакультивированным полосам 2 и 3, прилегающим к вырубленной полосе 1 (фиг. 3). Далее провели изреживание деревьев в двух закультивированных полосах 4 и 5, каждая из которых находится через одну незакультивированную полосу 2 и 3 от вырубленной полосы 1. Изреживание деревьев проводили в соответствии с действующими правилами ухода за лесом при низовом методе отбора деревьев в рубку. В рубку были назначены сухостойные, больные, отставшие в росте и необратимо угнетенные деревья с оставлением на доращивание наиболее крупных, прямоствольных экземпляров сосны. Полнота древостоя в полосах 4 и 5 после проведения рубок ухода была снижена до 0,7, что соответствует организационно-техническим параметрам проводных рубок. Валку деревьев производили на территорию 6, образованную вырубленной полосой 1 и примыкающими к ней незакультивированными полосами 2 и 3 (фиг. 4). Ширина территории 6 позволяет обеспечить эффективную трелевку древесины и сжигание порубочных остатков в пожаробезопасный период. В изреженных полосах 4 и 5 была проведена очистка стволов деревьев от сучьев и боковых ветвей до поднятия кроны над поверхностью почвы на высоту не менее 2,5 м. После выполнения указанных работ в двух незакультивированных полосах 7 и 8 (фиг. 5) проведена минерализация почвы путем пропахивания почвы. Минерализованные полосы 7 и 8 образуют границы созданного противопожарного барьера 9. Общая ширина противопожарного барьера 9 составила 46,5 м, в том числе 7,5 м - ширина вырубленной полосы 1, 24 м - общая ширина четырех 6-метровых незакультивированных полос 2, 3, 7, 8, и 15 м - общая ширина двух закультивированных изреженных полос 4, 5, каждая из которых имеет ширину 7,5 м. Противопожарный барьер, полученный заявляемым способом, требует минимальных затрат на рубку деревьев, при этом от него можно быстро обеспечить отжиг в случае возникновения пожара, а также доставку людей и техники к месту пожара. В случае прорыва огня ширина вырубленной полосы 1 и прилегающие к ней две незакультивированные полосы 2 и 3 позволяют обеспечить разворот техники в экстренной ситуации, что минимизирует опасность гибели пожарной техники и людей при тушении пожара. При своевременном проведении рубок ухода заявляемый способ создания противопожарного барьера способен надежно защитить сосновые полосные насаждения от возникновения или распространения как низового, так и верхового лесных пожаров. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ противопожарного устройства полосных лесных культур сосны, включающий разбивку лесонасаждения на прямоугольные блоки, состоящие из чередующихся закультивированных полос лесных культур и незакультивированных полос, блоки изолируют друг от друга и пропахивают минерализованные полосы, отличающийся тем, что блоки лесонасаждений изолируют друг от друга путем создания противопожарных барьеров, каждый из которых формируют из вырубленной полосы, двух незакультивированных полос, двух изреженных закультивированных полос лесных культур с поднятыми кронами и двух минерализованных полос, при этом вырубленную полосу создают путем сплошной вырубки по меньшей мере одной закультивированной полосы лесных культур с последующей трелевкой, формируют две изреженные закультивированные полосы лесных культур с поднятыми кронами, каждая из которых отстоит от вырубленной полосы через незакультивированную полосу, изреживание ведут до полноты древостоя не более 0,7, а очистку стволов от сучьев и боковых ветвей ведут до поднятия кроны над поверхностью почвы на высоту не менее 2,5 м, минерализованные полосы формируют путем пропахивания незакультивированных полос, каждая из которых с одной стороны примыкает к изреженной закультивированной полосе лесных культур с поднятыми кронами, а с другой стороны к закультивированной полосе лесных культур. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что минерализацию почвы ведут в незакультивированных полосах, расположенных в непосредственной близости от вырубленной полосы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формирования вырубленной полосы выбирают закультивированную полосу лесных культур с худшими таксационными показателями.