Effects of avalanches on forest ecosystems

В периода от 2019 до 2024 г. година екип от катедра "Дендрология" към Лесотехнически Университет работи активно по проект "Взаимодействие между гори и лавини в Пирин, България", финансиран от Фонд "Научни изследвания" (проект КП-06-Н31-3/2019).

Проектът целеше да направи обстойно изследване на влиянието на лавините върху екосистемите в Бъндеришката долина в Пирин.

Увод:

Снежните лавини са сред най-важните природни нарушения в планинските екосистеми. Доброто познаване на тяхната честота и магнитуд позволява да се оцени ефекта върху горската динамика, риска за човешкото здраве и живот и изградена или планирана инфраструктура. Режима на лавинни събития може да бъде променен и от климатичните промени, които оказват влияние върху зимните валежи. Независимо от наличието на много райони с лавинна активност в планините на България, ефекта на лавините и особено на взаимодесйтвието между лавините и горите не е адекватно проучен. Налице е ограничена по обем информация за ролята на лавините като природно нарушение, което влияе на структурата на гората, видовия състав и възобновяването. Ефекта на наблюдаваните през последните 4 десетилетия промени във валежните режими и температури в планините също не е оценен.

Резюме на извършената работа и получените резултати:

В рамките на научния проект "Взаимодействие между гори и лавини в Пирин, България" извършено събиране на информация и анализ за лавини в Бъндеришката долина в Пирин.

Изготвени са дигитални модели на релефа с висока резолюция за западния склон на вр. Тодорка, източния склон на вр. Вихрен и вр. Палашица, улеите в местността Плоските поляни до х. Яворов в Пирин. Извършено е картиране на лавинните зони в Бъндеришката долина на база на различни поколения аерофото, ортофото и сателитни изображения и теренни изследвания. Установено е, че над 55% от потенциалните гори над Бъндеришката поляна са засегнати в различна степен от лавини.

 

Карта на лавинните улеи и зони в Бъндеришката долина в Пирин изработена в рамките на проекта

 

Изработен е първия за България ATES модел на лавинна опасност на терена в района на ски курорт Банско (Бъндеришка долина и Демянишка долина); Този модел дава възможност за правилна преценка на теренните условия и избор на подходящ маршрут за движение според нивото на участниците в групата и техните познания за лавини (моля проследете линка за повече информация: Модел за лавинна опасност на терена - Бъндеришка и част от Демянишка долини, "нов прочит")

Изчисляване на потенциалните зони за потегляне на лавини при наличие на гори (ляво) и без гори (дясно) за зона от Бъндеришката долина.
Изчислението показва съществена защитна роля на горите.

 

Събрани и анализирани дендрохронологични проби (общо над 500 бр.) за датиране на падането на големи лавини в района на Бъндеришката долина. Чрез тях е направена реконструкция на падането и магнитуда на големи лавини, за които няма исторически сведения. Индексът за интензитет на реакциите на дървета в близост до основният улей на източния склон на вр. Палашица в Пирин е с отчетливо по-високи стойности през 2005, 1985, 1963, 1960, 1945, 1931, 1883, 1833, като това е индикация за лавини с по-големи размери от обичайните. Улеят с номер 3 на северозападния склон на вр. Тодорка, известен като "Ледопада" и "Втори улей" има високи индекси на реакции през 2005, 1996, 1991, 1987, 1984, 1969, 1963, 1935, 1931, 1923, 1907, 1861, 1837. Лавините през 1969 и 1907 са имали специфичен път и засягане на различна зона спрямо другите. В улей с номер 4 на северозападния склон на вр. Тодорка, известен като "Кръста" и "Трети улей" според дендрохронологичната реконструкция по-големи са били лавините 2004, 1996, 1987, 1983, 1963, 1956, 1933, 1907. С изключителни размери е била тази през 1963.

Типични повреди на дървета, засегнати от лавини (ляво) и реакции в годишните им пръстени (дясно)

 

Реконструиран периметър на засегнати гори от голяма лавина през зимата на 1963 в основния улей на източния склон на вр. Палашица. Жълтите точки показват позиции на дървета, които са "записали" реакция в годишните си пръстени.

 

За първи път в България е приложен специализирания продукт RAMMS::EXTENDED::EXTENDED, с който са симулирани физичните параметри на лавини с различни размери. Данните показват значителен разрушителен потенциал с възможност за нанасяне на сериозни щети на горите от бяла мура (Pinus peuce) и черна мура (Pinus heldreichii) и постройки, включително х. Бъндерица, х. Вихрен и обекти на основния ски плац на ски курорт Банско. Симулациите на най-големите лавини показват възможна маса над 40-50 000 тона и развиване на скорости над 65 m/s.

Симулация със специализирания софтуер RAMMS на максималната скорост и обхват на прашния облак на 100-годишна лавина от пръхкав сняг в улей Палашица.

 

Публикувана е книгата "Лавини в България", която систематизира наличните данни за лавини в България, посочва различните подходи и методи за намаляване на риска от лавинни инциденти и възможните превантивни дейности. Публикувана е книга "Лавини в Бъндеришката долина в Пирин", която представя основните данни от проекта.

 

Заглавна страница (корица) на книгата "Лавини в България"

 

Заглавна страница (корица) и първа страница на подготвената за печат книга "Лавини в Бъндеришка долина в Пирин"

 

По проекта са подготвени публикации, осъществени са презентации на различни научни форуми, пред широка общественост:

• Цветанов, Н. и Панайотов, М., 2023. Реакция на черната мура (Pinus heldreichii Christ) и бялата мура (Pinus peuce Griseb.) след лавини в Пирин. Наука за гората, 59 (2): 33-48. ISSN: 0861-007X. (Web of Science (CABI).
• Panayotov, M. and Tsvetanov, N. (2024). Dating of avalanches in Pirin Mountains in Bulgaria by tree-ring analysis of Pinus peuce and Pinus heldreichii trees. Dendrochronologia, 2024, 85, https://doi.org/10.1016/j.dendro.2024.126206
• Панайотов, М. и Цветанов, Н. Исторически анализ и симулационни изчисления на големи лавини в Бъндеришката долина в Пирин. сп. Гора, в печат за брой м. март 2024
• Panayotov, M., Tsvetanov., N., Christen, M., Bebi, P., Bartelt, P., 2023. The destructive potential of large avalanches closes to Bansko ski resort in Pirin Mountains - tree-ring and numerical simulations analysis. Proceedings, International Snow Science Workshop 2023. 8-13 October, Bend, Oregon, United States, pp. 1176-1182.
• Panayotov, M. and Tsvetanov, N., 2022. Avalanche Effects on Endemic Pine Forests in the Pirin Mountains in Bulgaria. Environmental Sciences Proceedings 22, 23.

2021

• Участие с доклад в международна конференция Kliment's Days, ноември 2021, София. Постер на тема: Reconstructing avalanche events in Pirin Mountains by tree-ring analysis. Автори: Momchil Panayotov and Nickolay Tsvetanov.

2022

• Участие с доклад в международна конференция "International Mountain Conference – IMC2022", организирана от "Universität Innsbruck" в гр. Инсбрук, Австрия доклад на тема: Avalanche interactions with endemic pine forests in the Pirin Mountains in Bulgaria. Автори Momchil Panayotov, Nickolay Tsvetanovand Peter Bebi.
• Участие с постер и кратък доклад в междунарнодна научна конференция "3rd International Conference on Snow Hydrology SnowHydro2022", 1-4.02.2022, Гренобъл, Франция (онлайн провеждане поради Covid19 рестрикции). Тема: Avalanche effects on endemic pine forests in Pirin Mountains in Bulgaria. Aвтори: Momchil Panayotov and Nickolay Tsvetanov
• Участие с доклад в международна конференция "3D International Electronic Conference on Forests - Exploring New Discoveries and New Directions in Forests". IECF 2022. 15-31 October 2022, Online. Доклад на тема: Avalanche Effects on Endemic Pine Forests in the Pirin Mountains in Bulgaria, Автори Momchil Panayotov and Nickolay Tsvetanov.

2023

• Участие с презентация и статия в "International Snow Science Workshop", Bend, Oregon, USA, октомври 2023. Доклад на тема: The destructive potential of large avalanches close to Bansko ski resort in Pirin Mountains - Tree-Ring and numerical simulation analysis. Автори Momchil Panayotov, Nickolay Tsvetanov, Marc Christen, Peter Bebi and Perry Bartelt.
• Участие с презентация на международна научна конференция TRACE 2023 8-13 May, Coimbra, Portugal и публикувано резюме в книга с резюмета с тема: Dating of avalanches in Pirin Moutains in Bulgaria by tree-ring analysis of Pinus peuce and Pinus heldriechii trees. Автори Momchil Panayotov, Nickolay Tsvetanov and Valentin Balov.
• Презентация и публикувано резюме на тема: Dendrochronological analysis of avalanche-affected Pinus peuce and Pinus heldriechii trees in Pirin Moutains in Bulgaria. Автори Momchil Panayotov and Nickolay Tsvetanov на международна научна конференция Kliment’s Days 2023, София, България.

Публични презентации пред заинтересована общественост и специализирана аудитория:

• Лекция пред специализирана аудитория и студенти в Лесотехнически Университет на тема "Гори и лавини – данни от проучвания в Бъндеришката долина в Пирин" на 06.02.2024 в зала Мако Даков, Лесотехнически университет, София. Лекцията представя основните резултати от проекта на достъпен за широката аудитория език
• Публична онлайн лекция чрез платформа Zoom и Фейсбук канал на Българска асоциация по ски свободен и екстремен стил. Тема: Лавини в Бъндеришката долина – колко големи може да са? Проведена на 28.02.2024, записът е наличен на адрес: Лавини в Бъндеришката долина. Лекцията представя основните резултати от проекта на достъпен за широката аудитория език.
• Лекция за екипа на Американско посолство в България на тема: Avalanches in Bulgaria – local specifics, places, where and when not to go на 27.02.2024. Лекцията представя различни аспекти на проблемите с лавините и акцентира върху проблемите в Бъндеришката долина, като представя резултати от настоящия проект.
• Представяне за публично ползване на ATES моделите за лавиноопасност на терена.