Лесной массив Сибири занимает 552 млн. га, что составляет около 80 % покрытой лесом площади России.
Здесь ежегодно возникает около 30 тыс. пожаров, в атмосферу выбрасывается 2 млн. тонн продуктов горения, причем влияние аэрозольных эмиссий может простираться на сотни и тысячи км. [Валендик, 1996; Вангниц, 1953]. Ежегодно на этой территории возникает в среднем 30 тысяч лесных пожаров без их регистрации в зоне лесотундры. Приближенная оценка площади пожаров всех видов растительности в бореальных лесах России ежегодно составляет около 10 млн. га. На лесные угодья приходится от 5 до 8 млн. га. За пожарный период сгорает приблизительно 20 млн. тонн биомассы и в атмосферу выбрасывается 2 млн. тонн продуктов горения [Валендик, 1996]. Полное количество аэрозольной эмиссии при лесных пожарах варьиреут в пределах 100-300 кг/га, то есть 1-3 % от количества сгорающего лесного материала [Самсонов и др., 2003].
По другим данным, в бореальных лесах России пожары могут проходить на площади в 12 млн га, в Канаде — 2,4 млн га, на Аляске и в Скандинавии — 0,2 млн га [Conard, Ivanova, 1997]. В 2002 г. Только на ограниченной территории в междуречье рек Лена — Вилюй лесными пожарами пройдено 5 млн га [Самсонов и др., 2003]. Как видно, основное количество лесных пожаров нашей страны приходится на Сибирь. За последние два-три столетия площадь темнохвойных лесов в некоторых районах Средней Сибири значительно сократилась в связи с послепожарной сменой их на березовые и осиновые [Попов, 1967].
Первые три года второго десятилетия XX в. характеризуются повышенным количеством крупных пожаров в Сибири. По данным дистанционного зондирования, только за июль 2012 г в Красноярском крае лесными пожарами охвачена территория ~1 млн га (устное сообщение Г. А.Ивановой. Институт леса СО РАН, Красноярск). Во время экспедиционной поездки в восточные регионы Сибири в июне того же года в районе г. Ачинска нами отмечались очаги больших лесных пожаров одновременно в пяти точках.
Наши наблюдения последних двух десятилетий в различных областях Западной Сибири (Новосибирская, Кемеровская области, Алтайский край, Ямало-Ненецкий АО, центральные улусы Республики Саха (Якутия), Красноярский край, Иркутская область, Забайкальский край. Республики Бурятия и Тыва) показывают, что количество лесных пожаров возрастает. Это дает основание считать самую высокую оценку масштабов сибирских лесных пожаров, приведенную выше, в отдельные годы вполне реальной.
Роль человека в возникновении лесных пожаров возникла не сегодня. Из истории освоения славянами залесенных пространств Восточной Европы известно, что развитие земледелия характеризовалось выжиганием огромных лесных территорий. В значительно более поздние времена освоение Сибири вызвало повышение частоты пожароопасных сезонов по схеме: 17-18 века — 2- 3 раза в столетие, 19 век — 11-26 раз, 20 век — 2-3 раза за 10 лет [Иванова, 1995].
В XIX столетии крупными лесными пожарами характеризовались 1915, 1921, 1932, 1934, 1955, 1958, 1972, 1975 [Валендик и др., 1979] (сюда можно приплюсовать и 1997, 2010-2013 гг, когда в Новосибирской области, Алтайском и Красноярском краях выгорели десятки и сотни тысяч га). В 1915 г. сибирские пожары распространялись от Тобольска до Лены и бушевали с мая по сентябрь, охватив огнем более 12 млн га [Шостакович, 1924].
Широко освещалась катастрофическая пирогенная обстановка в России летом и осенью 2010 года, когда горели десятки деревень, гибли люди и лесные службы совершенно были бессильны перед огнем. В сентябре того года на юго-западе Алтайского края между селами Бастан и Николаевка, расположенных на окраине ленточного соснового бора, огнем, пришедшим из Казахстана, пройдено почти 13 тыс/ га. В Бастане сгорело 3 дома, в Николаевке 312 домов. Только потери древесины оценены в 17,5 млрд рублей. Для расчистки выгоревших площадей от погибших деревьев были привлечены все лесоохранные службы Алтайского края.
Есть все основания считать, что 2010 г. не является исключением в лесной пожарной ситуации на территории нашей страны и в Сибири в частности. Например, пирологическая обстановка в Иркутской области летом 2003 г. вряд ли уступала ситуации над Европейской частью нашей страны. Судя по многочисленным очагам пожаров, невозможно предположить, что виной их возникновения служили так называемые «сухие» грозы.
Для удобства сравнения изучаемых объектов из различных регионов Сибири нами выбирались сосновые или преимущественно сосновые леса. Однако ландшафтного различия площадей, естественно, избежать не удалось. Тем не менее, наиболее удобно рассмотреть какой-то один регион для сравнения пирологических объектов разного возраста и вида пожаров. Удобным нам представляются уникальные так называемые «ленточные боры» на юге Западной Сибири, в междуречье Оби и Иртыша, где нами обследовано самое большое количество объектов и некоторые построения основываются на данных по этим лесам.
В юго-западной части боры протягиваются сплошной 200-километровой зоной вдоль правого берега Иртыша, от которой на северо-восток до поймы Оби вытянуты две узкие ленты, сохранившиеся только в ложбинах древнего стока. К северу от них в том же северо-восточном направлении отмечаются еще две ленты. Боровые ложбины, где располагаются ленточные боры, сложены четвертичными песчаными отложениями и представляют собой бугристогрядовые и грядово-ложбинные формы рельефа, существенно преобразованные эоловой деятельностью. Под сосновыми песчаными грядами развиты дерновослабоподзолистые оглеенные почвы, но чаще всего под лесной подстилкой залегают хорошо отсортированные среднезернистые пески [Почвы…, 1959]. Площадь ленточных боров занимает около 1 млн га.
Аналогичные сосновые боры занимают обширные пространства на правобережных территориях не только Иртыша, но и Оби где их распространение имеет неправильные очертания, лишь неясно вытянутые в северо-восточном направлении. Рельеф здесь эоловый, также четко выраженный, иногда с такими крутыми склонами дюн, какие очень редко отмечаются в ленточных борах. Это позволяет предположить барьерную роль Иртыша и Оби на пути переноса песчаного материала из полупустынных пространств Восточного Казахстана. Подтверждением этого предположения служат совершенно одинаковый эоловый рельеф, практически одинаковый минеральный состав песчаных отложений, сходный характер лесонасаждений, а также существование в районе г. Семей (Семипалатинск) под песчаными наносами захороненных почв в обрывистом правом берегу Иртыша.
По многолетним наблюдениям первой половины 20 столетия в ленточных борах в среднем происходит 200 пожаров в год, огнем охватывается площадь более 10 тыс. га [Грибанов, 1960]. Однако в отдельные годы эта цифра может увеличиваться в десять раз [Вангниц, 1953]. Наблюдения по годичным кольцам деревьев показывают, что в ленточных борах Алтайского края за 270 лет на одной и той же площади пожары повторялись 11 раз [Валендик, 1996]. Пожарами иногда охватывались тысячи га уникального соснового леса.
За последние 15 лет (1991-2005 гг.) в Семипалатинском регионе количество лесных пожаров составило 3502 возгорания, т. е. более 233 в год. По данным ГУ «ГЛПР «Семей Орманы» на 27.07.2006 г. (когда проводились наши исследования), с начала пожароопасного сезона на территории Семипалатинского Прииртышья зарегистрировано 302 случая возгорания. До конца пожароопасного сезона оставалось еще три месяца.
В Ямало-Ненецком АО (Пуровский и Красноселькупский районы), несмотря на резкое отличие по ландшафтным особенностям от южных районов Западной Сибири, сосновые боры подобны описанным выше: тот же эоловый, но менее резко выраженный рельеф, те же хорошо отсортированные пески, однако более мощный мохово-лишайниковый покров. И на равнинных площадях широко распространены сосняки. В смешанных лесах пожарища нами не обследовались, поскольку занятые ими площади были обширны и заняты широколиственным древостоем и густым карликовым кустарником, что свидетельствовало о былых пожарах. Кроме того, основная часть лесных массивов в районах наших работ располагалась низкорослыми северными соснами на торфяниках, что не соответствовало нашим условиям идентичности ландшафтных условий для сравнения пирологических объектов. В условиях Крайнего Севера изучено три объекта в сосновых и смешанных лесах, один из которых обследован сразу после пожара, что исключает вторичные процессы миграции на выгоревшей площади.
В Байкальском регионе (Иркутская область, Республика Бурятия и Забайкальский край) обследованные пожарища находятся в пределах низкогорных территорий и возникли чаще всего также в сосновых или смешанных лесах. Самым существенным отличием от описанных выше площадей служит в целом более мощный слой лесной подстилки или хорошо выраженный дерновый горизонт почв на делювиальных суглинках. В этом регионе изучено 6 пожарищ различного возраста. Два объекта исследовались нами, когда на пожарище еще оставались тлеющие участки.
Во многих регионах Сибири в настоящее время беспечное, а нередко хищнически-потребительское отношение к лесу знаменуется халатными или преднамеренными поджогами. Наиболее часто приходится наблюдать пожарища в популярных местах отдыха или сбора ягод и грибов. Таковы так называемые «рямы» — сосновые леса в верховых болотах на южной окраине Васюганской равнины (северные районы Омской и Новосибирской областей и запад Томской области), а также уникальные сосновые боры, располагающиеся вытянутыми в северо-восточном направлении лентами от берегов Иртыша на востоке Казахстана до берегов Оби в Новосибирской области и Алтайском крае. Этот список с полным основанием должен быть дополнен районами Средней Сибири и Байкальского экологического региона. Показательна и дымовая завеса над Новосибирской областью в летние периоды 2005 или 2012 гг. от пожаров в Красноярском крае. Дымовой шлейф от этих пожаров наблюдался нами у границ Алтайского края с восточными областями Казахстана. Подобные явления 90-х годах прошлого века часто отмечались нами визуально во многих регионах Сибири при проведении экогеохимических исследований. Как будет показано ниже, искусственные радионуклиды в аэрозолях дымовых шлейфов от сибирских лесных пожаров некоторыми научными наблюдениями регистрируются за сотни км от источника.
В районе г. Семей (Республика Казахстан), а также в юго-западных районах Алтайского края некогда прекрасные сосновые боры представляют собой удручающее зрелище: сотни, а иногда и тысячи гектар выжжены и превращены в пустыню (фото 10). Ничего, кроме радикальных мер против населения, лесные службы предпринять не могут. Поэтому решением Казахстанского Государственного лесного природного резервата «Семей Орманы» в пожароопасные периоды въезд в боры запрещен или разрешен только по особым платным пропускам. Это привело к тому, что в настоящее время основной причиной возникновения пожаров в Семипалатинском Прииртышье служат «сухие» грозы — редкое исключение среди лесных территорий В районах, контролируемых лесными службами Алтайского края, в ленточных борах активно проводятся лесовосстановительные работы на месте пожарищ. Однако сокращение численности лесников, не способствует успешному развитию рекультивационных работ.
В 1997 г. на территории уникальных ленточных боров только в Алтайском крае за пожароопасный период (с 8 апреля до 12 ноября) выгорело 140 тыс. га леса, погибли 14 человек, общий ущерб составил более 1 триллиона рублей в ценах 1997 г. [Парамонов, Ишутин, 1999]. В Новосибирской области в мае 2007 года огнем была охвачена площадь, размером около 10 тысяч гектаров прекрасного Караканского бора. Сюда же можно отнести наблюдения авторов в Байкальском регионе (Республика Бурятия, Забайкальский край и Иркутская область) в 2005-2007 гг., когда вблизи городов невозможно было найти участка тайги, не пройденного огнем за последние 15-18 лет. Именно в этот период началось обвальное приобретение населением автомобильного транспорта, повлекшее за собой массовое наступление на природу. Как следствие — резкое увеличение лесных пожаров.
По данным «Государственного доклада о состоянии окружающей среды Читинской области», за три года (1997-1999 гг.) на ее территории выгорело около 650 тыс. га. Постоянно растут площади, пройденные пожарами. Только в лесхозах бассейна р. Хилок за последние двадцать лет выгоревшая площадь увеличилась почти в 200 раз (с 1097 га в 1981-1985 гг. до 217 700 га в 2003 г.) [Багова, Фалейчик, 2006].
В Пуровском и Красноселькупском районах Ямало-Ненецкого АО нами наблюдались многочисленные пожарища различного возраста размерами в сотни и тысячи га. В центральных улусах Республики Саха (Якутия) почти в каждом почвенном разрезе (их многие десятки), изученном до глубины 50-80 см, на различных интервалах отмечались признаки древних пожаров. В Республике Тыва уникальный Балгазынский сосновый бор (самый южный в нашей стране) выжжен неоднократными пожарами почти наполовину. Вдоль федеральной трассы Москва-Владивосток на 600-километровом отрезке от Новосибирска до Омска березовые леса ежегодно страдают от весенних сельскохозяйственных палов. После двух-трех таких актов леса гибнут. Эти примеры бесконечны.
В Сибири активно проводятся работы по изучению лесных пожаров. Исследуются лесные горючие материалы, экологические последствия пожаров, ведется моделирование процессов горения лесных массивов и распространения дымовых шлейфов, разрабатываются системы космического мониторинга и т. д. [Гришин, 1992; Курбатский, 1970; Парамонов, Ишутин, 1999; Санников, 1995; и мн. др.]. Существенное внимание уделено аэрозольным исследованиям поведения химических элементов при горении лесов [Самсонов и др, 2008; Baryshev et al., 1995; McRae et al., 2006; Samsonov et al., 2005], но радиоэкологические аспекты лесной пирологии вообще не рассматривались. Между тем, канадские ученые предполагают, что причиной повышения активности радиоцезия в атмосфере Канады в летние периоды могут служить и сибирские лесные пожары [Радиоактивные…, 2007].
Активное исследование поведения искусственных радионуклидов при лесных пожарах, начавшееся после Чернобыльской аварии (1986 г) в нашей стране и за рубежом [Paliouris et al., 1995; Азаров, 1996; Lujaniene et al., 1997], никак не спровоцировало работ в этом направлении в Сибири, несмотря на то, что на всей ее территории выпадали радиоактивные осадки от ядерных испытаний, аварий, подземных взрывов и т. д. Так что все ландшафты этой огромной территории в разной степени загрязнена искусственными радионуклидами.
Только в 2000 г. при проведении эколого-геохимических наблюдений на юге и Крайнем Севере Западной Сибири нами выполнены первые исследования совместного поведения тяжелых металлов и искусственных радионуклидов при лесных пожарах. Насколько нам известно, подобные работы на данный момент отсутствуют полностью не только в Сибири, но и в России в целом. Как правило, речь идет отдельно о каждой из этих групп, или о каком-нибудь одном элементе, но чаще всего в аэрозольном аспекте.
Лесные пожары последних лет (2010-2012 гг.) в Западной Сибири, Красноярском крае и некоторых других районах характеризовались как своими масштабами, так и силой огня. Например, дымовой шлейф от лесных пожаров 2012 г. в Красноярском крае простирался до границ Алтайского края с Республикой Казахстан (есть основание полагать, что и дальше).