Анализ проблемы использования лесных ресурсов

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования РФ

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

Кафедра безопасности производства и промышленной экологии

                   %     1   2   3   4  5  6  7  8   9  10 11 12

                                                                                                                                                                                                        90

80

70

60

50

40

30

20

                 10 

                                                   

 

Анализ проблемы использования лесных ресурсов

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Системный анализ проблем охраны окружающей среды и ресурсосбережения»

 

 

 

Группа ТБ-301	Фамилия, и.о.	Подпись	Дата	Оценка
Студент
Консультант
Принял

                                                           Уфа 2013

Реферат

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДЕРЕВО ЦЕЛЕЙ, ОРГРАФ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ  БЕЗОПАСНОСТЬ, ДЕКОМПОЗИЦИЯ

Объект исследования: Промышленное лесопользование

       Приведен  системный анализ проблемы снижение  вырубки лесных ресурсов.

Рассмотрены основные подходы к оценке риска промышленного лесопользования заготовки древесины.

        Выявлено негативное воздействие  на лесные ресурсы путем заготовки  древесины, с этим связанно  возникновение экологических проблем в зонах массовых заготовок леса.

         Сформированы цели программы  направленные  на снижение экологической  проблемы.

Проведено моделирование изменения экологической ситуации в районе лесопользования на основе орграфа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка: 30 стр.,10 рис., 2 таблицы

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

1.Реферат ………………………………………………………………………….2

2.Введение…………………………………………………………………………4

3.1.Анализ проблемы лесных ресурсов………………………………………… 6

4.1.1. Проблемы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок…..7

5.1.2 Понятие и типы лесных  пожаров…………………………………………10

6.1.3 Последствия и профилактика лесных пожаров………………………….13

7.2.Структурный  анализ проблемы…………………………………………….16

1. Построение дерева целей лесных ресурсов……………………………..19

9.3.Моделирование  на орграфе с помощью импульсного  процесса…………21

10.Выводы………………………………………………………………………..27

11. Список  литературы………………………………………………………......28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

      Главное  лесопользование  занимается  заготовкой   и   использованием

древесной продукции: основной – древесины,  второстепенной  –  живцы,  коры, щепы, пней, луба. В России  сюда  ещё  относят  заготовку  бересты,  еловой, пихтовой и сосновой лапки.  Промышленным  главное  лесопользование  называют благодаря большим масштабам работ и их постановки на индустриальную основу.

       Побочное лесопользование использует  не  древесную  продукцию,  и  по

признакам оно близко к промысловому  лесопользованию.  Отличительной  чертой двух  типов  природопользования   является   то,  что для   промышленного лесопользования  характерен  широкий  круг  экологических  проблем, а для побочного особенно значимы проблемы, связанные с избытком  посещений  лесных массивов и неумеренным изъятием биологических ресурсов леса.

        Промышленное  лесопользование.  Главным  направлением  промышленного лесопользования является заготовка древесины. С этим связанно  возникновение экологических проблем в зонах массовых заготовок леса.

          Экономический  аспект.

        Основным  способом восстановления леса  является искусственное лесовыращивание  путем создания лесных культур. Леса играют огромную роль в экономике России как источники древесины и многих видов сырья - растительного (смолы, грибы, ягоды, лекарственные растения) и животного (мясо, меха, ценные лекарственные препараты - панты, бобровая и кабарожья струя, медвежья желчь и т.п.). В жизни многих народов России лес - основная жизненная среда, на которой базируется весь уклад (финно-угорские народы, эвенки и др.). Для русского населения лес - важнейший рекреационный ресурс. В отличие от большинства западных народов, любительские сбор грибов, ягод, лекарственных растений и охота - не только экономическое подспорье, но и совершенно необходимая часть жизненного уклада. В пейзажах русской живописи и литературы, как профессиональной, так и фольклорной, леса абсолютно преобладают над другими ландшафтами.

Россия обладает самыми большими в мире запасами леса.

Социально-политический аспект

Сложные общественные отношения, формирующиеся в сфере обеспечения безопасности, требуют законодательного закрепления соответствующих норм, правил и требований. На основе результатов анализа законодательства в области безопасности, охраны окружающей природной среды, конверсии, обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций систематизируются законодательно закрепленные виды безопасности, выявляются их взаимообусловленность и взаимосвязь, раскрывается сущность их правового обеспечения.

   Экологический аспект

    Предполагает сохранение  окружающей среды и рациональное  использование природных ресурсов  – охрану атмосферы, земель, лесов. Устойчивое развитие означает  использование природных ресурсов  на принципах не истощимости  и поддержания на некотором  уровне.

Цель работы

Системный анализ проблемы снижение вырубки лесных ресурсов

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

-  Проведено моделирование процесса функционирования программы по снижению негативного воздействия на лесные ресурсы

- Проведен  анализ проблемы лесных ресурсов

- Проведение  анализа  возможных рисков с  помощью декомпозиций

1. Анализ проблемы лесных ресурсов

    Общая площадь  лесных земель немного больше 4 млрд. га. На 1 человека приходится, таким образом, около 0,8 га лесных угодий.

Лесистость – это отношение общей площади суши к площади, которая занята лесами, и выраженное в процентах. Для нашей планеты в целом этот показатель близок к 32,2 % (по другим данным около 25 %). Площадь всех лесов нашей страны примерно 870 млн. га, а лесистость России – 44,8 %. Площадь России, покрытая лесом, менее общей лесной на 105 млн. га и составляет 765 млн. га. На каждого жителя России сейчас приходится около 5,8 га общей лесной площади и примерно 5,1 га площади, которая покрыта лесом. За свою историю люди уничтожили примерно 2/3 всей площади лесов. В последнее время огромное внимание стали уделять сохранению и учёту площадей, которые не затронуты или слабо затронуты хозяйственной деятельностью человека. Эти зоны представлены главным образом лесными землями. В мире доля этих земель около 20 %, в России – более 60 %. В некоторых странах она близка к нулевой, а для Европы составляет в среднем 4 %.

В лесах планеты сосредоточено около 1,65 – 1,96 трлн. мі биомассы. Она включает в себя всю надземную (листья, стволы, ветви) и подземную массу. Древесина стволов в совокупной массе составляет примерно 50 %. Одним из главных показателей является годовой прирост лесной древесины. Для этого чтобы использование леса не было истощительным, можно изымать за год не более такого объёма древесины, который прирастает на этой территории (расчёты ведут на стволовую древесину). Из лесов мира ежегодно допустимо изымать примерно 5,5 млрд. мі древесины (т.е. их годичный прирост), а из лесов нашей страны примерно 500 млн. мі. И в первом и во втором случаях расчётная лесосека используется лишь на 50 – 60 %. Но это не значит, что в России и в мире проблема истощения лесных ресурсов совсем отсутствует. Расчёт лесопользования, как правило, производится применительно ко всем лесам, а рубки проводятся в лесах, где это экономически выгодно человеку. В частности, в России главные лесозаготовки находятся в Европейско–Уральском районе, а основные зоны лесов и тем самым прирост древесины – в Сибири и на Дальнем Востоке. Поэтому в первом регионе изъятие древесины выше допустимых пределов в 2 – 2,5 раза, а во втором – спелая древесина вся не вырубается. Сравнимые с рубками размеры уничтожения лесов связывают часто с лесными пожарами. По официальным данным каждый год России вырубаются на площади 2 – 2,5 млн. га. От пожаров в среднем страдает столько же леса.

Несмотря на огромное количество лесов Россия столкнулась с проблемой истощения лесных ресурсов. Это явление особенно характерно для Европейско–Уральского региона, а также в значительной мере доступных для транспорта лесов восточных районов страны. Наличие огромных лесных территорий, не затронутых или слабо затронутых деятельностью человека, почти не меняет положение; это либо низкопродуктивные леса, либо леса, которые расположены в труднодоступных районах.

Лесную промышленность относят к самой расточительной отрасли. Только 20-30 % от заготовленной древесины идёт в дело. Кроме оставления большой части древесины на лесосеках и потерь при транспортировке, очень велики потери древесины при переработке.

Страна также продолжает экспортировать древесину в виде брёвен, что относят к самому нерациональному способу торговли древесным сырьём (низкие цены, отсутствие развития отечественной деревообработки). При значительных объёмах заготавливаемой древесины Россия занимает только 32 место в мире по производству бумаги на душу населения (40 кг/г). Расточительность лесного хозяйства и лесной промышленности проявляется не только в потери древесины и её бесхозяйственном использовании. Это и необоснованно большие площади вырубаемых лесов, разрушение лесных почв, заболачивание территорий, обмеление рек и другие нарушения экологии. После нерациональных вырубок леса на долгое время теряют экологические функции, очень медленно восстанавливаются или заменяются менее продуктивными экосистемами.

В большинстве хозяйств Европейско–Уральского региона научно обоснованные нормы изъятия древесины уже давно исчерпаны, хотя и сегодня в данном регионе заготавливают примерно 2/3 всего объёма древесины. Неизбежным следствием использования тяжёлой техники при вырубках является снижение её плодородия, рост процессов заболачивания или эрозии почв. Сокращение покрытых лесом площадей нередко происходит в результате пожаров. Восстановление лесов происходит медленнее, чем их уничтожение. Лесопосадки проводят ежегодно на площади лишь 0,5 – 0,6 млн. га/г. Но такие меры часто не достигают своей цели, так как посадки гибнут из–за отсутствия ухода за ними. На их месте также разрастаются кустарники и малоценные лиственные древесные виды. Экологически более приемлемы мягкие методы лесопользования. К ним относят несплошные рубки или рубки небольшими лесосеками.

Наиболее часто основной причиной негативной деятельности человека в лесах является превалирование кратковременных практических целей над долговременными экологическими.[1].

 

 

 

 

 

1.1  Проблемы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок

 
Специфические проблемы тропических лесов.

Функция очистки среды, которую выполняют леса, ведёт к их повреждению, снижению устойчивости и гибели. Гибели лесов от атмосферных загрязнений относится к числу главных экологических проблем современности.

Наиболее общие закономерности поражения и гибели лесов и меры по снижению ущерба этого явления следующие:

1) Воздействие сернистого ангидрида  и его производных. Значительные  повреждения также вызывают окислы  азота, фтор, озон, хлор, вещества фото  – химического смога. Яды действуют  на растения или в виде сухих  осаждений, или как кислотные  осадки. В наибольшей степени  разрушаются покровные ткани  деревьев, клеточные структуры. Кислотные  дожди действуют через выщелачивание  из различных частей растений  биогенных веществ, отравляют и  разрушают корневую системы. Наиболее  подвержены повреждению хвойные  леса. Главная из причин этого  – отравление долгоживущей (5 – 7 лет) хвои. Мягколиственные виды  деревьев (берёза, ольха, осина) более  устойчивы. Рядом с городами и  промышленными центрами именно  они приходят на смену хвойным  лесам. Для снижения действия  загрязнения повышают плодородие  почв (удобрения, поливы), ускоряют обновление  фитоценозов, создают опушки вокруг  лесных массивов – барьер для  проникновения загрязнителей.

Рекреация – восстановление здоровья и трудоспособности человека путём отдыха вне жилища. В качестве рекреационных объектов широко используют леса и лесные ландшафты. Задача рекреационного лесоводства – разработка мероприятий по регулированию нагрузок на леса, снижению ущерба для экосистем и лесных пород (берёза, осина), которые устойчивее нагрузкам, чем хвойные леса.

Рекреационные нагрузки на лесных территориях растут, вызывая ухудшение качественного состояния леса, а в некоторых случаях и его полную деградацию

Снижаются санитарно – гигиенические, водоохранные и почвозащитные функции пригородных лесов, теряется их эстетическая ценность.

С уплотнением почвы деградирует состояние древесно–кустарниковой растительности, ухудшается питание деревьев, так как на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных - переувлажняется. Ухудшение питания ослабляет деревья, задерживает их рост и развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост, особенно хвойных деревьев. Молодая хвоя у них становится короче. Уплотнение почвы нарушает её структуру и снижает пористость, ухудшает условия жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.

Безопасной можно считать нагрузку, при которой в природном комплексе не происходит необратимых изменений, не утрачивается восстановительная сила. Предельно допустимая рекреационная нагрузка приводит природный комплекс к порогу устойчивости.

Если природный комплекс переходит порог устойчивости, рекреационные нагрузки считаются опасными. Критическими считаются нагрузки, при которых резко угнетается растительное сообщество. Катастрофические нагрузки вызывают нарушение связей как между природными компонентами, так и между их составными частями.

Различные типы природных комплексов, каждый из которых обладает своей специфической структурой и характером взаимосвязей между морфологическими единицами, по – разному реагируют на внешние воздействия, в том числе и на рекреационные нагрузки. Поэтому та нагрузка, которая для одного типа природного комплекса безопасна, для другого может стать критической.

Основной задачей ведения лесного хозяйства в рекреационных зонах кроме проведения чисто лесоводческих мероприятий (создание ландшафтных культур,

проведение ландшафтных и санитарных рубок, реконструкция насаждений и т.п.) являются строительство подъездных путей, прокладка пешеходных троп и туристических маршрутов, обустройство мест отдыха, спортивных площадок, стоянок для автомашин и др. Устанавливая предельные нормы нагрузок, необходимо регламентировать посещаемость населения, разъяснять правила поведения в лесу, вводить ответственность за их нарушение.

На долю тропических лесов приходится 5 % суши, около 20 % от общей площади лесов. Вместе с этим в тропических лесах более 50 % всей растительной массы суши. Тропические леса уничтожают со скоростью 20 – 25 га каждую минуту ради использования древесины и с целью освобождения площадей для сельскохозяйственных угодий. В биомассе лесов мира сейчас содержится примерно 1,5 раза больше углерода, чем в атмосферы, в гумусе лесных почв его больше, чем в атмосфере, в 4 раза. Если в северных лесах основная масса углерода в лесных почв и подстилке, то в тропических лесах углерод в основном в древесине. В результате при уничтожении тропических лесов с этих пространств происходит почти полное высвобождение углерода.[2].

 

 

 

1.2 Понятие  и типы лесных пожаров

 

Лесной пожар – это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на естественные и антропогенные. Наиболее распространенными естественными причинами больших лесных пожаров на Земле обычно являются молнии. Размеры пожаров делают возможным их визуальное наблюдение даже из космоса.

В молодых лесах, в которых много зелени, вероятность загорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много сухих и больных деревьев. Таким образом, в природе ещё задолго до человека существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в естественном обновлении лесов.

На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 7%-8%, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля за соблюдением пожарной техники безопасности.

Иногда пожары специально вызывают искусственно. Такие пожары принято называть управляемыми. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т.д., а также намеренный поджог леса с целью последующей его вырубки (к примеру, в приграничных с Китаем областях Дальневосточного региона России).

В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные:

При низовом пожаре сгорает лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки и т.п. Скорость движения пожара по ветру 0,25–5 км/ч. Высота пламени до 2,5 м. Температура горения около 700 °C (иногда выше).

Низовые пожары бывают беглые и устойчивые:

• При беглом низовом пожаре сгорает верхняя часть напочвенного покрова, подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов.

• Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.

Верховой лесной пожар охватывает листья, хвою, ветви, и всю крону, может охватить (в случае повального пожара) травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения от 5–30 км/ч. Температура от 900°C до 1200°C. Развиваются они обычно при засушливой ветреной погоде из низового пожара в насаждениях с низкоопущенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Верховой пожар – это обычно завершающаяся стадия пожара. Область распространения яйцевидно-вытянутая.

Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми (ураганными) и устойчивыми (повальными):

• Ураганный пожар распространяется со скоростью от 7 до 30 км/ч. Возникают при сильном ветре. Опасны высокой скоростью распространения.

• При повальном верховом пожаре огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При повальном пожаре лес выгорает полностью.

При верховых пожарах образуется большая масса искр из горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а в случае ураганного пожара иногда за несколько сотен метров от основного очага. Такой вид наблюдается сейчас в России. Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с возгоранием, торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Распространяются со скоростью до 1 км в сутки. Могут быть малозаметны и распространяться на глубину до нескольких метров, вследствие чего представляют дополнительную опасность и крайне плохо поддаются тушению (Торф может гореть без доступа воздуха и даже под водой). Для тушения таких пожаров необходима предварительная разведка.

пожар лесной профилактика огонь

2. Классификация лесных  пожаров по силе

В зависимости от характера возгорания и состава леса лесные пожары подразделяются на низовые, верховые и почвенные. По скорости распространения огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения:

– слабого низового пожара не превышает 1 м/мин (высота слабого низового пожара до 0,5 м)

– среднего от 1 м/мин до 3 м/мин (Высота среднего – до 1,5 м)

– сильного свыше 3 м/мин. (Высота сильного – свыше 1,5 м)

Верховой пожар, скорость распространения:

– слабый до 3 м/мин,

– средний до 100 м/мин,

– сильный свыше 100 м/мин.

Сила почвенного пожара определяется по глубине выгорания:

– слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см,

– средним – 25–50 см,

– сильным – более 50 см.

Оценка по площади:

– загорание – огнём охвачено 0,1–2 гектара

– малый 2–20 га

– средний 20–200 га

– крупный 200–2.000 га

– катастрофический более 2000 га.

Средняя продолжительность лесных крупных пожаров 10–15 суток при выгорающей площади – 450–500 гектаров.

3. Причины возникновения  лесных пожаров

Основными причинами возникновения лесных пожаров является деятельность человека, грозовые разряды, самовозгорания торфяной крошки и сельскохозяйственные палы в условиях жаркой погоды или в так называемый пожароопасный сезон (период с момента таяния снегового покрова в лесу до появления полного зеленого покрова или наступления устойчивой дождливой осенней погоды).

Естественные пожары (вызванные молниями), отличаются от антропогенных (вызванных людьми) пожаров. Так, молнии, как правило, попадают в деревья на возвышенностях, и огонь, спускаясь по склону, продвигается медленно. При этом теряется сила пламени, и огонь редко распространяется на большие площади. Антропогенные же пожары чаще начинаются в низинах и распадках, что определяет более быстрое и опасное развитие.

В зависимости от характера возгорания и состава леса лесные пожары подразделяются на низовые, при которых выгорает только лесная подстилка, мхи и лишайники, а деревья, в основном, остаются нетронутыми; верховые, при которых сгорает весь лес, и почвенные (подземные). В сухую погоду низовой пожар легко переходит в верховой, а верховой, в свою очередь, может распространиться на огромную площадь.

По интенсивности лесные пожары подразделяются на слабые, средние и сильные. Интенсивность горения зависит от состояния и запаса горючих материалов, уклона местности, времени суток и силы ветра.

По скорости распространения огня низовые и верховые пожары делятся на устойчивые и беглые. Скорость распространения слабого низового пожара не превышает 1 м/мин, сильного – свыше 3 м/мин. Слабый верховой пожар имеет скорость до 3 м/мин, средний – до 100 м/мин, а сильный – свыше 100 м/мин.

Высота слабого низового пожара до 0,5 м, среднего – 1,5 м, сильного – свыше 1,5 м. Слабым почвенным (подземным) пожаром считается такой, у которого глубина прогорания не превышает 25 см, средним – 25-50 см, сильным – более 50 см.

Существующие методики оценки лесопожарной обстановки позволяют определить площадь и периметр зоны возможных пожаров в регионе (области, районе). Исходными данными являются значение лесопожарного коэффициента и время развития пожара. Значение лесопожарного коэффициента зависит от природных и погодных условий региона и времени года. Время развития пожаров определяется временем прибытия сил и средств ликвидации пожара в лесопожарную зону.

 

1.3 Последствия и профилактика лесных пожаров

При тушении лесных пожаров широко применяются фотосодержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые способны вызывать необратимые генные изменения у животных, способствовать разрушению озонового слоя Земли.

Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов, ухудшают почвенные условия.

С одного гектара горящего леса в атмосферу выбрасывается от 80 до 100 тонн дымовых частиц, 10–12 тонн таких газов как: оксид углевода, окислы серы, окислы азота.

Из-за лесных пожаров многие животные гибнут, другие с территорий пожарищ в другие места в поисках пропитания.