GDK: 431.2 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari Biologic Parameters Suitable for lmproving the Forest Fire Danger Index Tomislav DIMITROV* Izvleček T. D.: Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari. Gozdar- ski vestnik, št. 2/1995. V slovenščini s povzetkom v angleščini , cit. lit. 18. Meritve vnetljivosti in gorljivosti mediteranskih rastlinskih vrst so bile opravljene na eksperimen- talnem območju Dom pri Bormes les Mimosas na jugovzhodu Francije. Z laboratorijskimi testi na električnem grelcu (epiradiatorju) smo ugotovili nekatere parametre živega gozdnega kuriva trav- natih, grmovnih in drevesnih vrst. Na osnovi teh parametrov je izdelana klasifikacija vrst po času vnetljvosti, ki jo predstavljamo gozdarjem zaradi ukrepanja pri ohranjanju in zaščiti gozdov pred požari. Hkrati, analogno s severnoameriškimi meto- dami izračunavanja indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari, smo merili sušenje in vlaženje mrtvih gozdnih gorljivih snovi na dveh lokacijah: na odprtem in pod sklepom mediteranske makije. Spremembe smo opazovali glede na spremembe meteoroloških elementov zaradi izboljšanja prej omenjenih metod. Ključne besede: vnetljivost, gorljivost, medite- ranska vegetacija, tveganje požarov. UVOD INTRODUCTION Izpopolnjevanje metod za preprečevanje in boj proti gozdnim požarom omogoča bistveno zmanjšanje povprečne opožarjene površine v gozdovih. Dolga obdobja brez padavin z visokimi dnevnimi temperaturami in nizko relativno zračno vlago ob močnem vetru vplivajo na stanje mrtvih in živih gozdnih kuriv. Medtem ko so spremembe na mrtvem kurivu posledica fizičnega pro- cesa, so živa gozdna kuriva izpostavljena fiziološkim spremembam. • T. D., dipl. inž., Državni hidrometeorološki zavod Republike Hrvatske, Grič 3, 41000 Zagreb, HRV 66 Gozd V 53, 1995 Synopsis T. D.: Biologic Parameters Suitable for lmpro- ving the Forest Fire Danger Index. Gozdarski vestnik, No. 2/1995. ln Slovene with a summary in English, lit. quot. 18. Flammability and combustibility measurements for Mediterranean vegetation were made at the experimental area Dom near Bormes les Mimo- sas, southern France. Laboratory tests were pro- duced with an electric radiator (epiradiateur) to achieve certain parameters for living fuel from grassy, shrubby and treelike kinds. Based on these parameters a classification was made rela- ted to the flammability lag and it is presenting to forest service for intervening in preserving and protecting torests against tires. Simultaneously, by analogy to the North Ame- rican methods in calculating Forest Fire Danger Index, the drying and wetting of dead forest fuel was measured at two locations: in open land and under Mediterranean shrubbery. These changes were observed in relation to the changes of meteorological elements in order to improve the mentioned methods. Key words: flammability, combustibility, medi- terranean vegetation, fire-risk. Dobro poznavanje pojavov neposredno pred izbruhom ognja ter potrebnih pogojev za začetno širjenje ognja in razširitev v požare je zelo koristno za usmerjanje in vodenje preventivnih akcij za preprečeva­ nja gozdnih požarov v mediteranskih go- zdovih. Uporaba kontroliranega ognja, ki je eden od uveljavljenih preventivnih ukrepov pri preprečevanju gozdnih požarov, prav tako zahteva dobro poznavanje mehanizma ognja ter značilnosti gozdnih kuriv, pred- vsem njihove vnetljivosti in gorljivosti. Cilj raziskav na področju vnetljivosti in gorljivo- sti živih in mrtvih kuriv, ki jih že daljši čas izvajajo na jugu Francije, je analizirati raz- merje med vnetljivostjo živih gozdnih kuriv in pluviometrijskim režimom na eni ter raz- merje med vnetljivostjo in vsebino vode v J Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari mrtvi gorljivi snovi na drugi strani. Prav tako ugotavljajo njihova nihanja po letnih časov­ nih obdobjih (pomlad, sredina poletja, je- sen) in po območjih. Cilji teh raziskav na eksperimentalnem območju Ruscas (pokrajina VAR) so na- slednji: 1. Predstaviti gozdarjem seznam izjemno vnetljivih vrst, katerih širjenje je potrebno omejiti oziroma preprečiti, in seznam slabo vnetljivih vrst, ki jih je potrebno spodbujati z različnimi gozdnogojitvenimi ukrepi (vzdrževanje, pogozdovanje, krčitev). 2. Opozoriti protipožarne enote o lokaci- jah, kjer je verjetnost izbruha ognja največja glede na podatke s seznama rastlinskih vrst in njihove vnetljivosti. 3. Vnesti v indekse nevarnosti pred goz- dnimi požari, ki jih izdaja Hidrometeorolo- ška služba in jih uporabljajo protipožarne enote, specifične vnetljivosti rastlinskih vrst in s tem izboljšati natančnost teh indeksov v obdobjih hitrih oscilacij. ' 2 PODROČJE MERITEV 2 MEASUREMENT RANGE Eksperimentalno področje Ruscas leži v pokrajini VAR v občini Bormes les Mimosas v gozdu DOM v osrčju masiva Maure na jugovzhodu Francije. Masiv je zgrajen iz skrilasto-kristalastih skal, tla so precej glo- boka in imajo dobro sposobnost vpijanja in zadrževanja vode. Sestava vegetacije je naslednja: - drevesni sloj listavcev in iglavcev: (Quercus ruber, Quercus fanuginosa, Ca- stanea sativa, Pinus pinaster, Pinus pinea in dr.) - sloj makije bogate z eriko: (Erica arbo- rea, Arbutus unedo, Ca/luna vu/garis, Erica scoparia, Cistus monspefiensis, Cistus sa/- viaefo/us idr.) ter - trate s prevladujočim! družinami trav. Klima je tipična mediteranska, lokalno modificirana z nadmorsko višino: topla in suha poletja, precej mile in vlažne zime, zelo sončno v vseh obdobjih. Povprečna poletna temperatura je med 20 in 22 °C, zimska pa od 4 do 6 °C. Povprečna letna količina padavin je 1000 mm. Veter z seve- rozahoda (maestral) je suh in močen, ve- trovi z vzhoda-jugovzhoda so vlažni in šibki. Na eksperimentalnem območju stojita av- tomatska meteorološka in klimatološka po- staja za zbiranje, obdelavo, shranjevanje in prenos meteoroloških in klimatoloških po- datkov. V laboratorijskem prostoru, kjer se- žigajo rastlinske snovi, so instrumenti za meritev temperature in relativne zračne vla- ge. Avtor tega prispevka je bil sredi leta 1990 na specializaciji v Nacionalnem Institutu za raziskovanja v agronomiji (INRA), na od- delku za gozdarska raziskovanja, na ekspe- rimentalnem območju Ruscas (Bormes-les- Mimosas). Tako se je seznanil z njihovimi izkušnjami v omenjeni problematiki. V tem letu so v okviru akcije proti požarnih ukrepov raziskovali spremembe kazalcev vnetljivosti naslednjih rastlinskih vrst, ki so jih primerjali s klimatskimi ali meteorolo- škimi kazalci: Arbutus unedo L., Erica arbo- rea L. in Cistus monspeliensis, ki so zelo karakteristične za visoko makije Sredozem- lja, ter Pinus pinaster. Raziskovanja, ki so usmerjena na izbolj- šavo indeksa nevarnosti pred gozdnimi po- žari, potekajo v naslednjih smereh: - uvajanje dejavnikov, ki so povezani z mrtvim gozdnim kurivom, analogno s ka- nadskimi in ameriškimi sistemi; - proučevanje obnašanja živega kuriva, ker je sloj grmovja (makije) v gozdovih mediteranskih držav zelo važen; - opazovanje meteoroloških razmer, ki so pod sklenjenim gozdnim sklepom. 3 INDEKSI NEVARNOSTI PRED GOZDNIMI POŽARI 3 FOREST FIRE DANGER INDEXES Indeksi ali sistemi ocene nevarnosti pred gozdnimi požari, ki so v uporabi v več državah sveta, temeljijo na različnih podat- kih, kot so meteorološki, topografski, biolo- ški idr. Zbirajo se vsak dan v času trajanja nevarnosti pred požari (od pomladi do jese- ni). Izhodiščne informacije se dostavljajo službam za boj proti gozdnim požarom. Indeks nevarnosti za pojav gozdnih poža- rov je torej sredstvo predvidevanja (preven- Gozdv 5:3, 1995 67 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari cije), ki omogoča, da so protipožarne slu- žbe pripravljene in prilagojene trenutni si- tuaciji. Teh sistemov je v svetu več . Najbolj znan je kanadski (CFFDRS), ki je bil osnovan 1925 in dokončno oblikovan leta 1970. Njegov podsistem FWI (za računalniško uporabo je bil dopolnjen leta 1984) se uporablja za stanardni/klasični borov gozd, uporablja pa ga tudi hidrometeorološka slu- žba Hrvatske. V pripravi je tudi uporaba drugega podsistema FBP (za računalniško uporabo je bil dopolnjen leta 1992) ki pred- videva obnašanje gozdnega požara pri po- sameznih tipih kuriv. Ameriški nacionalni sistem ocene nevar- nosti pred gozdnimi požari (NFDRS) je bil izdelan leta 1972, in izboljšan leta 1988. Sistem vsebuje poleg meteoroloških podat- kov tudi različne modele kuriv, nevarnosti, ki jih povzročajo ljudje, in relijef. Klasifikacijo kuriv v NFDRS-ju so posta- vili Deeming idr. (1978): a) mrtva kuriva, razporejena po hitrosti, po kateri vsebina vlage/vlažnosti vsake vrste kuriva reagira na veter, padavine, relativno zračno vlago in temperaturo zraka ter b) živa kuriva, pri katerih je vsebnost vode odvisna od vitalnih procesov, raz- vrščena pa so glede na pripadajoči sloj: - sloj trav z enoletnimi rastlinami plitvih korenin, ki ga suša prva napade, - sloj trajnih grmovnic z globokimi kore- ninami in - sloj dreves, katerih veje in listje ogenj napade nazadnje. V Evropi obstaja glede različnih klimat- skih, vegetacijskih in drugih razlik v primer- javi z severno Ameriko več metod in skoraj bi lahko rekli, da je vsaka država razvila svojo metodo za ocenjevanje nevarnosti pred gozdnimi požari. Ena izmed znanih metod je WBKZ (Waldbrand- Kennziffern) iz nekdanje vzhodne Nemčije, ki jo še danes uporablja hidrometeorološka služba Slovenije. Poleg meteoroloških podatkov upošteva omenjena metoda še fenološke faze rastlin (fenofaze). V Franciji obstaja več metod, nacionalne meteorološke službe pa uporabljajo mešan 68 Gozd V 53, 1995 indeks, ki združuje prednosti metod CAR- REGA in DROUET. Končni uporabniki pri- dejo do indeksov ob pomoči Teletela jugo- vzhodne medregionalne meteorološke di- rekcije za petnajst oddelkov Entente. Omenjeni in drugi sistemi ocene nevar- nosti pred gozdnimi požari omogočajo vzpostavitev globalne metode ocenjevanja nevarnosti določene regije/območja. Z razi- skovanjem "bioloških vrednosti , ki so pri- merne za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari" želimo primerjati citi- rane indekse ali sisteme, ki so že v uporabi v nekaterih mediteranskih državah, s podat- ki, ki jih po navadi Nacionalna meteorološka služba ne zbira in/ali jih ne razpošilja, kot so: - mikroklimatske razmere (temperature tal, temperature in vlage zraka pod pokro- vom gozda); - fizične razmere (izmenjava vlage med zrakom in mrtvega kuriva pod gozdnim pokrovom); - biološke razmere (vsebnost vode v rastlinah in vnetljivost vegetacije za tiste rastlinske združbe, v katerih se razvijajo požari). 4 METODE MERITEV IN POTEK POSKUSA 4 MEASUREMENT METHODS AND TEST PROCEDURE 4.1 Mikroklimatske meritve mrtvega kuriva 4.1 Microclimatic Measurements of Nonliving Fuel Na dveh lokacijah, na odprtem in pod sklepom visoke mediteranske makije, smo razmestili dve plasti iglic primorskega bora (Pinus pinaster). Vsaka plast je imela po- vršino 4,5 m2 (1 kg iglic/m2) . Nad plastjo smo razpeli pocinkano mrežo, da veter ne bi mogel razsipati iglic. Na nivoju plasti iglic na sedmih točkah v kotih heksagona, s stranicami dolžine treh metrov ter v sredini smo razmestili termoelemente s platina- stimi sondami. Na istih točkah smo postavili termoelemente v višini 50 cm nad plastjo iglic. Na ta način se opravljajo psihrometrij- Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari ske meritve zraka v nivoju plasti iglic ter na višini petdesetih centimetrov, ifl sicer na odprtem ter pod sklepom makije. Podatke, ki jih zbiramo od začetka julija do konca septembra, nato računalniško obdelujemo. Cilj je dnevno spremljanje vsebine vlage sloja mrtvih borovih iglic na odprtem ter pod sklepom in določanje njihovega fizičnega odnosa do meteoroloških vrednosti zraka nad plastjo iglic vsako uro oziroma vsake pol ure. Analiza je pokazala, da je srednja de- kadna vrednost vsebnosti vlage v mrtvem kurivu na odprtem variirala (nihala) od 2,8% v začetku avgusta do 6, 7% proti koncu septembra (S. Layec). V istem ob- dobju je srednja vrednost vsebnosti vlage pod gostim sklepom makije varHrala med 7,5% in 15,1 %. Za napovedovalce gozdnih požarov, ki uporabljajo metode z meteoro- lošimi vhodnimi vrednostmi, je to drago- cena informacija, saj so meteorološki ele- menti, zbrani v mreži meteoroloških postaj na odprtem prostoru, medtem ko leži velik del mrvega gozdnega kuriva pod sklepom gozda. Slika 1. Merjenje vnetljivosti rastlinskega vzorca v laboratoriju Figure 1. A Laboratory Measurement of a Vegetabte Sample Flammability plamen flame rastlinski vzorec vegetable sample grelec electric radiator GozdV 53, 1995 69 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari 4.2 Uporaba pojma vnetljivosti živega kuriva 4.2 The Use of the Living Fuel Flammability Term Vsebnost vode v rastlinah in vnetljivost vegetacije smo proučevali zaradi možnosti primerjave s klimatološkimi ali meteorolo- škimi podatki: Vnetljivost rastlinskega vzorca označuje : - odlašanje vžiga, kar je potreben čas od začetka izpostavljanja toplinskemu iz- voru do pojava plamena, in - trajanje gorenja, kar je čas od pojava plamena do njegove ugasnitve, oziroma popolnega izgoretja. Izkušnje opazovanj požarov kažejo, da obstajajo znotraj različnega gozdnega ku- riva nihanja med vrstami in sestavnimi deli kuriva (listje, veje, vejice, debla) določene rastlinske vrste. Vnetljivost niha tudi med letom v odvisnosti od stanja rastlinske sno- vi. Testi ran je vnetljivosti rastlin na posku- snem območju mora biti opravljeno na pre- vladujočih rastlinskih vrstah, ki sestavljajo sloje trav, grmovja in dreves. Mogoče je tudi testiranje vrst, ki jih izberejo gozdarski genetiki. Proučevanje nihanj vnetljivosti je usmer- jeno na : - zasledovanje razvoja nevarnosti iz- bruha požara pri določeni gozdni vrsti, upo- števaje mesto, ki ga ta zavzema v določeni rastlinski združbi ; - hierarhijo med posameznimi vrstami ; - izdelavo kart različnih območij na osnovi kart vegetacije, ne samo drevesnih vrst, temveč tudi plasti grmovja in trav; - izvajanje preventivnih gozdnogojitve- nih ukrepov, ki zajemajo prostorsko ome- jeno izkorenitev najnevarnejših rastlinskih vrst ter uvajanje manj nevarnih vrst; - urejanje prostora, upoštevaje večna­ menskost mediteranskih gozdov. 4.3 Priprava rastlinskih vzorcev 4.3 The Preparation of Vegetable Samples Rastlinsko snov preučevane vrste zbi- ~amo v območjih, kjer je le-ta zelo razši rjena tn na posameznih rastlinah, ki so reprezen- tativne za celotno populacijo. Od trenutka 70 GozdV 53, 1995 jemanja vzorca s poskusnih površin do opravljanja meritev v laboratoriju vzorce varujemo v zaprtih plastičnih posodah v hladilniku. S tem preprečujemo spremembe značilnosti rastlinske snovi nekaj ur po jemanju vzorcev, saj želimo, da je vzorec čimbolj podoben naravnemu stanju. Ker se želimo izogniti vplivom dodatnih faktorjev heterogenosti, iglice ali vej ice z listjem razvrščamo po razvojni fazi tkiv: A: tkivo v času rasti, B: zrelo tkivo letošnje vegetacije (N) C: tkivo lanskoletne vegetacije (N-1) D: tkivo predlanskoletne vegetacije (N- 2) Rastline pripravimo za test tako, da sna- memo vse cvetove, plodove, suho listje, prav tako tudi čaše v podnožju bo rovih iglic. Vnetljivost se v deževnih dnevih ne meri. V prvem dnevu brez dežja izvajamo testi ra- nje vnetljivosti preučevane vrste kot po navadi. 4.4 Potek postopka 4.4 Procedure Course Meritve opravljamo z epiradiatorjem (la- boratorijskim električnim grelcem) z močjo 500 W, ki je sestavljen iz kovinskih spiral , vloženih v disk iz čistega silicija s premerom 1 OO mm (slika 2). Električni odpor daje in- frardeče sevanje od 3~-t (3 · 1 O~) ob 7,5 W (7,5J/s) na cm2. Energetski pretok- moč, ki smo jo dobili s povezavo med površino diska, ki izžareva infrardeče ~evanje, in paralelna površino plošče za zažiganje rastlinske~a vzorca na 30 cm razdalje, je 30W cm-. Da se izognemo padcem napetosti, je epidiator priključen na mrežno napetost prek stabilizatorja. Tako je energija, ki vpliva na rastlinsko snov, nespremenljiva. Energija, ki jo oddaja disk za zažiganje, se prenaša na rastlinsko snov predvsem z žarčenjem in s konvekcijo, samo manjši del pa s prenašanjem na mestih dotika med rastlinsko snovjo in diskom za zažiganje. Plinski gorilnik leži 4 cm nad diskom za zažiganje v stolpcu konvekcije, kjer omo- goča namerno vžiganje hlapljivih plinov, v nobenem primeru pa ne sodeluje pri toplot- nem razkroju rastlinske snovi. Brez tega Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari gorilnika hlapljiv! plini v stolpu konvekcije "pokajo" in ga s tem motjio (stolp konvekci- je). Celotna struktura je v zaprti" komori iz pleksi stekla z manjšo odprtino za manipu- liranje. S tem je onemogočen vdor okoli- škega zraka, ki bi lahko deformiral stolp konvekcije, s tem pa tudi proces meritve. Poskusi se začnejo šele, ko grelec do- seže svoj režim ravnovesja na celotni po- vršini, kar se zgodi približno 15 minut po vklopu grelca. Po tem času vžgem o gorilnik nad grelcem. 4.5 Parametri vnetljivosti 4.5 Flammability Parameters Gaudet (1989), Layec (1989) in Valette (1990) so obširno opisali metode meritev in značilnosti analiz vnetljivosti rastlin. Ri- met (1990) je uvedel intenziteto gorenja kot dodaten parameter vnetljivosti. Če želimo dobiti reprezentativne srednje vrednosti za vsak poskus, je potrebno izvesti 50 testi- ranj. Takšno število testov omogoča stati- stično in grafično obdelavo dobljenih podat- kov. Parametri vnetljivosti so: - Frekvenca ali pogostost vnetljivosti FI (Frequence d'inflammation) FI je število testov, pri katerih smo opazili vžig, izraženih v petdesetinkah (od O do 50). Rezultat je negativen, če se ogenj ne pojavi po 60 sekundah. - Odlog vžiga Dl (Delai d'inflamma- tion) Dl je aritmetična sredina odloga vžiga, merjenega v primerih, ko smo vžig opazili. Izraža se v desetinkah sekunde. - Sredina trajanja gorenja DC (Duree moyenne de combustion) DC je aritmetična sredina trajanja gore- nja, merjenega v primerih, ko smo vžig opazili. Izraža se v desetinkah sekunde. - Intenziteta gorenja IC (Jntensite de Ja combustion) Kadar pride pri poskusu do vžiga, ocenju- jemo kvalitativno gorenje po naslednji le- stvici: ocena 1 : gorenje zelo slabe intenzitete ob pojavu zelo majhnega plamena, ocena 2: gorenje slabe intenzitete ob pojavu majhnega plamena, ocena 3: gorenje srednje intenzitete, ocena 4: gorenje močne intenziteta ob pojavu velikega plamena, ocena 5: gorenje zelo močne intenziteta ob pojavu zelo velikega plamena. - Indeks sušnosti IS (Indice de sleci- te) IS se računa iz sveže teže (PF) in suhe teže (PS) rastlinskega vzorca: IS = 200 (PS/PF)- 100 Rezultat je aritmetična sredina štirih iz- merjenih vrednosti. V tabeli navajamo pri- mer meritve vsebine vode rastline: TH = PF - PS · 1 OO PF TH = vsebnost vode (vlage) PF = teža svežega vzorca PS = teža suhega vzorca tA = srednja vrednost vsebnosti vode (vlage) rs = srednja vrednost indeksa sušnosti 1' 11 111 PF 8,245 8,153 8,279 PS 3,345 3,311 3,354 TH 59,4 59,4 59,5 IS -18,8 -18,8 -19,0 TH = 59,3% (24 ur v sUšilni komori) Is = -18.7 4.6 Meritve vnetljivosti 4.6 Flammability Measurements IV 8,352 3,423 59,0 -18,0 Meritve vnetljivosti in gorljivosti rastlinske snovi potekajo po naslednjem vrstnem re- du: - Odhod na lokacijo, kjer zberemo ca. 1 kg rastlinske snovi, ki jo shranimo v dobro zaprte plastične škatle. Nabiramo samo vršičke rastlin v istem fenološkem stadiju. Za posamezne rastline (Cistus monspelien- sis) vzamemo na teren tudi ročni hladilnik. - Po vrnitvi odčitamo pred vhodom v GozdV 53, 1995 71 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari laboratorij vrednosti suhega in mokrega termo metra. - V laboratoriju izpolnimo snemalni list, v katerega z besedami in določenimi šiframi zabeležimo vse pomembne podatke o ras- tlinskem vzorcu, meteoroloških razmerah, času začetka in konca testiranja, o ožji lokaciji vzorca itn. - Za prvo serijo meritev odsekamo vršič ke rastlin dolžine do 8 cm (premer grel ca je 1 O cm) , in v 25 plastičnih kozarcev vloži mo rastlinske vzorce teže ca. 1 g 1. V ognjevaren (pyrex) kozarec vloži mo ca. 8 g vzorca za meritev vsebnosti vode rastlin. Odvečno snov shranimo v plastični posodi v hladilniku. Kozarec z 8-gramskim vzorcem prene- semo takoj v sušilnik s stalno temperaturo približno 60 °C (v ZDA 65 °C) in začnemo s serijo meritev 25 vzorcev na električnem grelcu. Po vsakem poskusu zabeležimo čas trajanja od trenutka, ko vložimo vzorec na grelec, do pojava ognja, ter čas trajanja v sekundah od pojava ognja do njegovega ugašanja. čas se meri s štoparico, vredno- sti pa se takoj vnašajo v računalnik. Po prvi seriji meritev se na računalniku izračunajo srednje vrednosti odloga vžiga in trajanja gorenja. Za drugo serijo meritev vzamemo iz hla- dilnika preostalo vegetacijo in ponovimo postopek tehtanja 25 vzorcev teže ca. 1 g in enega pyrex kozarca s ca. 8 g vzorca, ki ga takoj damo v sušilnik. Drugo vegetacijo vložimo v plastično posodo in shranimo v hladilnik. Po drugi seriji meritev natehtamo v dva pyrex kozarca po ca. 8 g rastlinskega vzorca (ostanek rastlinske snovi odvržemo stran) in jih takoj prenesemo v sušilnik. V sušilniku so tako vse skupaj 4 pyrex kozarci s po 8 g vzorcev za ugotavljanje vsebnosti vode (vlage) v testirani rastlini. Ponovimo postopek izračuna odlašanja vžiga in traja- nja gorenja. Z računalnikom grafično in statistično obdelamo dobljene vrednosti 1 Teža vzorca mora biti v mejah od 0,95 do 1 ,05 grama. Vzorec se meri na preciznih tehtnicah občutljivosti 0,001 gram. V Republik! Sloveniji je proizvajalec teh tehtnic TEHTNICA Zelezniki, tip tehtnice je EB-300 M. 72 GozdV 53, 1995 (standardna deviacija, koeficient korelacije itn.) in podatke shranimo. V primeru, da merimo samo eno serijo s 25 vzorci (po navadi del rastline od N-1 , N-2 in N-3 leta), damo v sušilnik za ugotav- ljanje vsebnosti vode v rastlini na začetku meritev dva kozarca s po ca. 8 g vzorca in druga dva kozarca na koncu serije. Če želimo natančnejše podatke za vsebnost vode v rastlinskem vzorcu, je postopek drugačen in meritev traja 4 dni. 4.7 Ocena vnetljivosti 4.7 Flammability Assessment Po preglednici 1 ocenimo vsako izmed rastlinskih vrst. Ocena se v razponu 6 nivojev določa na osnovi deleža pozitivnih testov FI (Frequence d'inflammation) in srednjega odloga vžiga (Delai d'inflamma- tion). Dl = povprečni odlog vžiga v sekundah FI = delež pozitivnih testov (O do 50) Ocene: O - slabo vnetljiv 1 2 - srednje vnetljiv 3 4 - zelo vnetljiv 5 malo vnetljiv vnetljiv skraj nje vnetljiv Preglednica 1: Tablica ocene vnetljivosti Table 1: Flammability Assessment Table ,-- Dl o o o 1 1 2 32,5 o o 1 1 2 2 27,5 o o 1 2 2 3 22.5 3 o 1 2 2 3 17.5 1 2 3 4 1 3 12.5 2 3 4 1 3 5 FI <25 25-38 39-41 42-44 45-47 48-50 Ocene O in 1 pomenijo slabo vnetljivost posamezne rastlinske vrste, 2 in 3 srednjo ter 4 in 5 močno vnetljivost. Po vsaki seriji dvotedenskih meritev vnet- ljivosti v Franciji objavijo informativni bilten in ga odpošljejo naslednjim institucijam: - direkciji za ruralni prostor in gozdove pri ministrstvu za kmetijstvo, - regionalnemu klimatološkemu uradu, - medregionalnemu centru za koordina- cijo akcij Civilne zaščite, Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari - delegaciji za zaščito mediteranskih gozdov. 5 UPORABA REZULTATOV 5 RES UL TS' USE študija sloni na opisih razvoja vrednosti, merjenih v času sezone, ter klimatskih vred- nosti, ki so značilne za trenutek meritve ali za obdobje pred tem. Meritve so bile oprav- ljene na prevladujočih drevesnih vrstah, ki sestavljajo plasti trav, grmovja in dreves na poskusnem terenu Apnenaste in Kristalin- ske Provanee v letih od 1978 do 1990. Prav tako so izdelane posebne raziskave na vrstah, ki so jih izbrali gozdarski genetiki. Zaradi zelo obsežne snovi v tem članku podajamo samo najbolj značilne rastlinske vrste zgoraj omenjenih slojev, tako da dobi bralec pregled nad namenom raziskovanja bioloških parametrov. Splošna pravila General Ru les Od brsta do zrele faze/zrelosti in odpa- danja listja se zaradi strukturalne in fizi- kalno-kemične spremembe tkiva listov spremenijo čas vnetljivosti. Frekvenca za- netenja je na najnižji vrednosti v času brsta in ostaja zelo slaba, vse dokler je vsebnost vode od 150 do 200% glede na suho snov. Srednji odlog vžiga, če ga je možno izraču­ nati, je vedno zelo visok. Ko je srednje trajanje gorenja zelo majhno, je vnetljivost izjemno hitra. Enak fenomen opažamo, ko se po obilnem dežju bistveno poveča vseb- nost vode, ali potem ko rastlina razvije drugi brst. Takoj ko se vsebnost vode zniža s 150 na 1 OO ali 80 %, frekvenca vnetljivosti hitro narašča, hkrati pa se srednja vrednost odloga vžiga bistveno zmanjšuje in se sora- zmerno povečuje srednje trajanje gorenja. Toda pri takšni vsebnosti vode v rastlini, meritve, iz katerih izračunamo srednje vred- nosti (posebej posameznih odlašanj), ka- žejo veliko disperzije. Po zreli fazi se vsebnost vode stabilizira po navadi med 120 in 80 %. Pri mrtvih tkivih listja ali iglic, ki odmirajo v različnih časov­ nih obdobjih, v odvisnosti od rastlinske vrste in doživetega "hidričnega stresa" (motnje fotosinteze in respiracije v času suše), so vrednosti vnetljivosti neposredno odvisne od vsebnosti vode, ta pa je odvisna od meteoroloških razmer. Sloj trav Grass Layer Brachypodium ramosum L.: Ta vrsta, ki je zelo pogosta v deg radi ranih združbah in na tratah, gradi neprekinjene preproge. Prav tako je tesno prepletena s Quercus coccifera. Del te trajnice, ki raste nad zemljo, obdrži pri optimalni rasti tudi suhe elemente (veje) iz prejšnjih let, tako da vnetljivost te preproge nikoli ni na najnižji ravni. Takoj ko pride do. suše, se začne del rastline, ki raste nad zemljo, sušiti od spod- njega dela proti vrhu. Zaradi tega so ob- močja, kjer raste ta rastlinska vrsta, od začetka poletja zelo primerna za izbruh požarov, ki se potem z lahkoto razširijo. Vendar ti požari niso zelo intenzivni zaradi majhne fitomase, ki redkokdaj presega 1 OO kg/ha, rastlinje ni nikoli višje od 40 cm in Slika 2. Meteorološka postaja Ruscas (foto: T. Dimitrov) Figure 2. The Ruscas Weather Station GozdV 53, 1995 73 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari toplota gorenja ni večja od 1 O do 12 kJ/g. Zaradi prilagojenosti suši, se rastlinska vrsta uporablja za znanilko prve nevarnosti, če upoštevamo izgled delov, ki rastejo nad zemljo. V nasprotju s tem pa pomeni Aphyliantes monspe/iensis zelo majhno nevarnost gozdnih požarov, čeprav njena vnetljivost nima ocene O. Vzrok je v tem, da ta vrsta nikoli ne razvije neprekinjene preproge in ker sredi sušne sezone nad zemljo ni su- hega dela. Preproga trajnih trav, ki je prav tako suha v zimskem obdobju, pa kaže območja, ki so zelo ugodna za izbruh požarov. Ti požari so redkokdaj katastrofalni v tem letnem obodbju leta, kljub temu pa lahko opustošijo precejšnje površine. Grmovni sloj Shrub Layer Arbutus unedo: Vzorce vejic tipa A najdemo od meseca maja do julija in njihova vnetljivost je zelo slaba. V začetku obdobja je na najnižji stopnji zaradi velike vlažnosti tkiv, z zmanj- šanjem vsebnosti vode pa vnetljivost po- stopno narašča. Vnetljivost vejic tipa B je spremenljiva in ima oceno 1 ali 2, ko je vsebnost vode med 130 in 150. Ocena 3 se praviloma dodeljuje v času dolgotrajnih suš, ko vsebnost vode niha okrog 11 O. Ocena 4 se dodeljuje zelo redko, samo v primerih izjemno dolgotrajnih suš. Vnetljivost vejic tipa C je vedno večja od vnetljivosti vejic tipa B. To dovoljuje upo- rabo te vrste kot oznako za nevarna ob- dobja v primeru nastanka gozdnega poža- ra. Ko postane v določenem območju Arbu- tus unedo skrajno vnetljiv, postane nevar- nost gozdnega požara realna. To so poka- zali E. Gaudet (1988) in S. Layec (1989). Erica arborea L.: Razliko med vejicami tipa A in B na eni ter vejicami tipa B in C na drugi strani lahko Slika 3. Merjenje sušenja in vlaženja mrtvega kuriva iglic primorskega bora (foto: T. Dimitrov) Figure 3. Drying and Wetting Measurement of the Needles ' Nonliving Forest Fuel of the Littoral Pinus nigra da/matica 74 GozdV 53, 1995 1 ; 1 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari opazimo le na začetku rastnega obodobja. Vnetljivost vejic tipa Aje slaba do srednja. V nasprotju s tem je vnetljivost ~ejic tipa B in C zelo močna, na kar vremenske spreM membe vplivajo zelo malo. Močna vnetlji- vost, združena z zelo veliko toploto gorenja (višjo od 20 kJ/g), je zelo značilna za to vrsto, ki gradi neprehodno makijo s srednjo višino poganjkov od 4 do 5 m. To vrsto imamo za zelo nevarno in spada med najboljše indikatorje za nastanek gozdnih požarov. Celo po prenehanju padavin ostaja vnetljivost te vrste še vedno visoka, ne glede na zmanjšanje meteorološkega indeksa nevarnosti pred požari. Precejšnje zmanjšanje potencialne nevarnosti požara, ki jo predstavlja ta vrsta, nastopi le med cvete njem. Pri Ca/ycotoma spinosa je značilno, da se v času požara veje, napolnjene z vročim zrakom in vnetljivim plinom, ločijo od grma in dvigajoč se visoko znotraj stolpa konvek- cije padajo v stanju razbeljene žerjavice daleč pred fronto požara, kjer odpirajo nova žarišča. Njeno odstranjevanje ali uničevaM nje kakor tudi uničevanje Erice scopade, ki je še bolj vnetljiva od opisane erike, je stalna zahteva strokovnjakov za boj proti požarom. Drevesni sloj Tree Layer Pinus halepensis Mil/.: lglice vejic v času rasti A pomenijo maj- hno nevarnost, medtem ko so vejice tipa B, še bolj pa tipa C, zelo vnetljive, neodvi- sno od meteoroloških razmer, ki na njih malo vplivajo. Vnetljivost te vrste dodatno narašča s starimi iglicami, ki ostajajo pet- najst dni na drevesu, preden se posušijo in odpadejo. Odpad, ki ga ustvarjajo suhe iglice, je zaradi svoje obilnosti, kar je pove- zano z precejšnjo velikostjo iglic in njihovo mehkobo, zelo vnetljiv in gorljiv. Ta odpad je odličen prenosnik požarov, pa tudi drago- cen pripomoček pri izvajanju namernih poM žarov zaradi odstranjevanja mrtve gorljive snovi pod gozdom. Kombinacija rastlinskih vrst s Pinus hale- pensis v drevesnem sloju, Ouercus cocci- fera v grmovnem sloju in Brachypodium ramosum v sloju trav je ena izmed najbolj vnetljivih, ki sploh obstajajo. Problem je v tem, da drevesni sloj ni nikoli dovolj gost za zmanjšanje moči rasti grmovja in trav, ki dosežejo svojo največjo vnetljivost v istem obdobju. Rizik se povečuje tudi zaradi tega, ker veje Quercus coccifera zadržujejo suhe iglice alpskega bora. Ourcus ifex L. : V nasprotju z nekaterimi idejami o zame- njavi iglavcev z listavci so poskusi in teren- ska opazovanja pokazala, da je listje vejic tipa B in C Qurcus ifex zelo vnetljivo v poletnem obdobju. Ta močna vnetljivost se malo zmanjšuje zaradi razvoja novih po- ganjkov, vendar je glede na njihovo majhno maso njihov vpliv šibek. Suho listje je zelo vnetljivo, ampak ne gradi goste in nepreki- njene preproge. V čistih in gostih formacijah Qurcus ilex zmanjšuje moč nižje rastočih rastlin, na večini lokacij pa omogočajo od- prte formacije nižjim slojem razvoj na obro- bju pa tudi pod pokrovom posameznih dre- ves. V sloju pod alpskim barom ta vrsta v nobenem primeru ne zmanjšuje vnetljivosti formacije. Skratka, pospeševanje listavcev pred iglavci zaradi vnetljivosti njihovih iglic je nesmiselno. Pinus pinaster: lglice primorskega bora so v poletnem obdobju manj vnetljive od iglic alepskega bora zaradi krajšega zadrževanja na vejah dreves. lglice tekočega leta (tip A) so go- tovo manj vnetljive, ker so mlade in vlažne. lglice zrelih vejic (tip B), vejic leta n-1 (tip C) in n-2 (tip D) so srednje vnetljive. Celo v času namočnejših suš niso dobile ocene 4 ali 5. Opad suhih iglic je vsekakor vnetljiv, njegova moč gorenja pa je odvisna od velikosti fitomase. Togost iglic povečuje kompaktnost tega sloja, s tem pa tudi gorljivost. Vrste, ki so jih izbrali gozdarski genetiki Species Selected by Forestry Genetics Experts Gozdarski genetiki so izbrali določene rastlinske vrste, ki so jih po testiranju nji- hove ustreznosti za zamenjavo vnetljivih vrst predstavili gozdarskim službam. Take manj vnetljive vrste so: Abies cepha/onica, GozdV 53, 1995 75 Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari Acacia melanoxylon, Alnus subcordata, Eu- calyptus dalrympleana, Eucalyptus MacAr- thurii in Hakea saligna. 6 KLASIFIKACIJA VRST PO ČASU ODLAŠANJA (ODLOGA) VŽIGA 6 CLASSIFICATION OF SPECIES BY FLAMMABILITY LAG Specifična analiza vnetljivosti kaže, da le-ta niha v odvisnosti od fenološkega sta- dija in značilnosti tkiv v posameznem štadi- ju, kar bistveno spreminja reakcijo vegeta- tivne snovi na toploto. Preglednica 1 prika- zuje informacije o vnetljivosti , upoštevaje srednje fiziološko stanje, v katerem so rast- line v poletnem času. Pri uporabi podatkov iz preglednice 1 je potrebno upoštevati, da stanje, v katerem je proučevana rastlinska snov, lahko niha od enega do drugega poletja in od ene do druge lokacije. Tako lahko pride do velikih nihanj celo v istem poletju, ko se vnetljivost lahko premakne z ravni slaba na raven močna, kar lahko vidimo na primeru Cistus monspeliensis. Vnetljivost od srednje do močne ravni velikega števila rastlinskih vrst je vzrok za veliko gorljivost mediteranskih gozdnih združb. Zaradi zmanjšanja nevarnosti pred gozdnimi požari so potrebne intervencije gozdarskih strokovnjakov z izdelovanjem presek ali uvajanjem kultur manj vnetljivih nasadov. Z vzgojo nasadov Cedrus atlantica ali Abies cephalonica je možno bistveno zmanjšati nevarnost požarov. Poganjki teh dveh vrst imajo majhno vnetljivost, odrasli nasadi pa tvorijo sklenjen sklep, ki v primer- javi s Pinus halepensis ne dopušča razvoja močnega grmovnega sloja. Z uvajanjem zimzelenega hrasta (Quer- cus ilex) na mesto bora ne rešujemo pro- blem zaščite teh združb pred požari, med- tem ko je uvajanje vrste Cupressus arizoni- ca, drevesa z vodoravnimi vejami, trajen ukrep za zmanjšanja nevarnosti pred poža- ri. Pri ohranjaju gozdov pred požari imajo prednost grmovne vrste z malo ali srednjo vnetljivostjo, kot je Arbutus unedo, namesto 76 Gozd V 53, 1995 nevarnih vrst, kot so Ca/luna vulgaris in različne vrste erik. Nevarne vrste je možno odstraniti z lo- kalno uporabo sistemskih herbicidov triclo- pyr ali glyphosate, kar se je že pokazalo za zelo uspešno. Kontrolirana vžiganje al i paša pri odstranjevanju ali selekciji nevar- nih vrst ni učinkovito. 7 ZAKLJUČEK Raziskovanja, izpeljana na mediteran- skih gozdnih vrstah so nas pripeljala do novih spoznanj: - vnetljivost določenih listavcev, kot so Quercus suber, Quercus pubescens in Quercus ilex je večja kot vnetlj ivost posa- meznih iglavcev, kot so Pinus pinaster, Cedrus atlantica in Abies cephalonica; - nevarnost pred požari je večja v zdru- žbah, bogatih z Erico arborea, kot v zdru- žbah s prevladujoča vrsto Arbutus unedo, tako v obdobjih suš kot v obdobjih minimal- nega tveganja. Raziskave so prav tako pokazale, da so v celotnem letnem ciklusu spremembe v vsebnosti vode v tesni korelaciji s parametri vnetljivosti. Merjenja na eksperimentalnem območju Ruscas, so omogočila izdelavo kart vegetacije, ki služijo kot osnova za izdelavo kart potencialne nevarnosti pred požari, kakršne so: - karte vnetljivosti vegetacijskih združb in - karte gorljivosti, ki so izdelane. v merilu 1 :20.000 s kodiranim opisom vsake vegeta- cijske združbe. Na osnovi spoznanj o specifični vnetljivo- sti so analizirali odnose med podatki, ki jih je oddajal satelit NOAA (temperatura po- vršine, hidrični stres vegetacije, požar ve- getacije), in določenimi biološkimi parame- tri, kot je vnetljivost. Prezgodaj je delati zaključke, kljub temu pa se ti parametri razvijajo in načrtujejo nove raziskave na tem področju. Opisano metodo bodo uporabili na Hrva- škem pri meritvah vnetljivosti in gorljivosti submediteranske vegetacije, po vzpostavi- Biološki parametri, primerni za izboljšanje indeksa nevarnosti pred gozdnimi požari tvi eksperimentalnega poligona v Makarski (Dalmacija). Ta raziskovalna enota bo prou- čevala gozdne vrste prihodnosti, kar bo gozdarjem v pomoč pri izbiri vrst, ki so primerne za uvajanje v gozdove priobal- nega dela Jadrana. CONCLUSION The research carried out in Mediterranean kinds led to the following conclusions: - the f!ammability of some broad-!eaved kinds like Quercus suber, Quercus pubescens and Quercus i!ex is higher than that of some conife- rous kinds like Pinus pinaster, Cedrus atlantica and Abies cephalonica; - fire danger is higher in the associations rich with the Erica arborea than in those where Arbu- tus unedo prevails, which equally holds true of drought seasons and periods of minimal risk. The research has also proved that throughout the entire annual cycle the changes in water quantity are in close correlation with flammability parameters. Measurements at the experimental area Ruscas have enabled the elaboration of vegetation maps, which serve as a basis for the working out of fire-risk map such as: - maps of vegetation association flammability and - combustibility maps made on a scale of 1 : 20 000 with a code description of each vegeta- tion association. Based on the results on specific tlammability the relations between the data received by the NOAA satellite (surface temperature, vegetation's hydric stress, vegetation's fire) and specific biolo- g Ic parameters like flammability were analysed. It is stili too early to draw conclusions yet the parameters mentioned are being developed and new research is being planned in this scientific field. The method described is going to be used in Croatia in flammability and combustibility measu- rements of the Submediterranean vegetation ance an experimental range has been founded in Makarska (Dalmatia). This testing unit is going to investigate the forest species of the future times, which will represent a help for foresters in deciding which species are appropriate to be introduced into the forests of the littoral part of the Adriatic Sea. LITERATURA LITERATURE 1. Alexandrian, D.: Estimation de l'inflammabi- lite et de la combustibilite de la vegetation, CEMA- GRAF, Bl No 288, Aix-en-Provence, 1982. 2. BertoviC, S., Dimitrov, T., Jurčec, V., idr.: Osnove zaštite šuma od požara, CiP Zagreb 1987. ' ' 3. Caramelle, P ., Clement, A.: lnflammabilite et combustibi!ite de la vegetation m8diterraneen- ne, Avignon, 1978. 4. Dee ming, J., Burgan, R., Cohen, J. D.: The national Fire-Danger Rating System USDA Fo- rest Service General Technical RePort INT-39 Ogden, UTAH, 1978. ' ~· Dimitrov, T.: Specija!izacija u IN RA Avignon, Odto ~a šumarska istraživanja Ruscas (Bormes- les-Mtmosas) svibanj 1990. g. (rokopis). 6. JovanoviC, B.: Dendrologija, !ŠAO, Beo- grad, 1982. 7 .. Layec, S.: Des parametres biologiques sus- ceptlbles d'am81iorer !'indice de risques d'incen- dies de forets, DAA, Rennes, 1989. 8. Lawson, B. D.: Fire Wather Index, Canadian Forestry Service, BC-P-17, Victoria B. C., 1977. ~: Roux, D., Sol, B.: La pr8vision m8teo, une all1ee contre les incenties, La recherche Environ- nment, suppl8ment au No. 234 de la Recherche str. 898-900, 1991. ' 10. Sol, B.: Etat de la recherche en France et previsions meteorologiques pour les incendies de forets dans le Sud-Est de la France, Meteorologie et incendies de forEHs, p. 251-261, Geneve, 1992. 11. Sol, B.: Teneur en eau d'une liti8re d'aiguil- les de pin maritime: influence des conditions me~eorologiques, Direction de la Meteorologie Nat1onale, Note de travail SMIR/SE No. 6, Sep- tembre 1991. .12. Sc:>l, B.: Risq~e numerique meteorologique d'tncend1es de Forets en zone m8diterran8enne Meteorologie Nationale, Note de travail SMIR/sE: No. 1, Mai, 1989. · 13. Sol, B.: Temperature d'une litiere en terrain decouvert: modelisation phisique et comparaison avec les mesures, Meteoro!ogie Nationale Note de travail SMIR/SE No. 2, Aout 1989. ' 14. Vallette, J. C.: Evolution temporelle des parameter d'inf!ammabilite et des donnees satel- litaires de juin a septembre 1990, Meteorologie et incendies de forets, p. 262-275, Gen eve, 1992. 15. Vallette, J. C., Moro, C.: lnflammabilites des especes foresti8res ene region m8diterra- neenne Francaise, IN RA, Recherches foresti8res Avignon, 1990. ' 16. Vallette, J. C.: Risques presentes par L'Ar- busier et la bruyere arborescente, IN RA, Recher- ches forestieres, Avignon, 1989. 17. Vallete, J. C.: lnflammabilite, teneur en eau ~~. turges~e.nce relative de quatre especes forest1eres med1terran8ennes. Seminario sobre ~etodos y equipos para la prevencion de incen- dlos forestales, ECE/ILO/FAO, Valencia Espana 1986. ' ' 18. Vallette, J. C., Clement, A., Delabraze P.: lnflammabilite d'especes mediterraneenne. T~sts rapides. Campagne ete 1978 INRA Avignon 1978. ' ' ' GozdV 53, 1995 77