Искусственный интеллект применит для проведения мониторинга сибирского леса и других экосистем научная лаборатория Университета Решетнёва

Дата публикации:

Россия сегодня, следуя мировым практикам, подошла к проблеме учета углеродных единиц и реализации компенсирующих процессы выбросов мероприятий. Создание в регионе НОЦ «Енисейская Сибирь» позволит Красноярскому краю эффективно влиться в этот процесс. Университет Решетнёва и его лаборатория «Защита леса» – один из участников проекта, призванных осуществлять в его рамках важную функцию снижения экономических потерь лесного хозяйства Сибири от энтомовредителей и фитопатогенов, в частности совершенствованием системы оперативного мониторинга лесных экосистем. Исследование позволит создать геоинформационную карту, восполнить недостаток информации о состоянии лесных ресурсов, применяя при этом современные технологии. Подробнее – в комментариях руководителя научной лаборатории, к.с.-х.н., доцента, заведующего кафедрой лесоводства, охраны и защиты леса П. В. Михайлов

Стресс у леса!

Odoo изображение и текстовый блок

- Павел Владимирович, тема мониторинга леса и экосистем особенно актуальна для Красноярского края! Можете это аргументировать?

- Сибирские леса - уникальное достояние нашей страны и конечно же «зеленые легкие» планеты. В настоящее время они испытывают колоссальную стрессовую нагрузку, связанную с климатическими изменениями мирового масштаба, антропогенным воздействием, таким как рубки, пожарами и массовым воздействием вредителей леса. При этом все факторы в совокупности дают негативный эффект на состояние наших лесов.

На территории Красноярского края в последнее десятилетие в результате воздействия насекомого вредителя - сибирского шелкопряда, уничтожены десятки тысяч гектар темнохвойной тайги, утратившей свои средообразующие и ресурсные функции. Одними из таких очагов массового размножения фитофага являлось Енисейское лесничество на протяжении 2014 – 2018 гг. В настоящее время поврежденные древостои лесничества на площади более 800 тысяч гектар при создании засушливых условий в весенне-летний период являются местами высокой вероятности возникновения катастрофических лесных пожаров.

Дополнительную угрозу таежным лесным экосистемам представляют инвазивные виды, распространяющиеся в темнохвойной тайге в связи с благоприятными условиями созданными климатическими изменениями. Одним из таких вредителей леса, обосновавшихся в наших лесах, является уссурийский короед, переместившийся с Дальнего Востока. Во многих лесничествах популяция короеда «процветает», повреждая пихтовые насаждения, которые в дальнейшем усыхают и также повышают пожароопасную обстановку в лесничествах.

Odoo изображение и текстовый блок
Odoo изображение и текстовый блок

На текущий момент одной из надвигающихся дополнительных угроз со стороны западносибирских лесов является популяция союзного короеда, повреждающего ценные кедровые леса. В сложившейся ситуации прогнозные показатели неутешительны, огорчает факт отсутствия существующих действенных мер, позволяющих предотвратить это нашествие. Поэтому перед лесными учеными встает новая задача, которую следует решить в самые кратчайшие сроки в целях сохранения нашего лесного богатства. Одной из таких задач является оперативный мониторинг лесов, система наблюдений и оценки различных влияний на лесные экосистемы.

Мониторинг леса выявляет уровень лесных повреждений, изучает причины и следствия ухудшения состояния древостоев, помогает в решении задач лесоустройства, управляет и контролирует ресурсы лесов.

Защитить лес

- Расскажите о работе своей лаборатории, достижениях, перспективах?

- В середине 2019 года наш университет участвовал в конкурсе Минобрнауки РФ по отбору научных проектов, выполняемых коллективами научных лабораторий. По результатам данного конкурса, было поддержано 3 проекта. Для реализации одного из них, который называется «Фундаментальные основы защиты лесов от энтомовредителей и фитопатогенов в Сибири» в университете создали научную лабораторию «Защита леса». В целом цель работы лаборатории – снижение экономических потерь лесного хозяйства Сибири от энтомовредителей и фитопатогенов через повышение эффективности системы защиты леса России.

Сотрудники нашей лаборатории как раз занимаются исследованием наиболее опасных для экономики региона насекомых-вредителей (сибирский шелкопряд, уссурийский полиграф, союзный короед) и фитопатогенов (корневая губка), а также разработкой биологических методов контроля их численности. Исследования ведутся совместно с Российской Академией наук, в частности с Сибирским отделением. Активно взаимодействуем с коллегами из Института леса им. В.Н. Сукачева, Института систематики и экологии животных (г.Новосибирск) и Института цитологии и генетики(г. Новосибирск).

На сегодняшний день, коллективом лаборатории собраны исходные данные для построения модели прогноза изменения численности насекомых-вредителей, в частности сибирского шелкопряда. Для создания модели планируется экспериментальное применение искусственного интеллекта.

Odoo изображение и текстовый блок

При успешной реализации нашего проекта будет разработана система мониторинга и прогнозирования роста популяций основных вредителей сибирского леса с целью раннего обнаружения и эффективной профилактической борьбы. Определены и отработаны новые методы биологической борьбы с вредителями с использованием энтомофагов (естественные враги) и энтомопатогенных бактерий и вирусов, а также подготовлены научно-обоснованные предложения для внедрения в систему лесного хозяйства России по повышению устойчивости лесов.

Мыслить стратегически!

- Университет вошел в число участников климатического НОЦ «Енисейская Сибирь» в нашем регионе. Наша задача в проекте – ведение комплекса вопросов, связанных с лесным хозяйством, лесовосстановление, мониторинг, в том числе спутниковый, моделирование процессов. Ваша лаборатория также вовлечена. Что принципиально нового Вы предлагаете для этого проекта?

- На Красноярском экономическом форуме губернатором было озвучено о проекте создания единственного в своем роде климатического НОЦ на территории Красноярского края. Предполагается, что НОЦ войдет в федеральную научно-техническую программу экологического развития России до 2030 года, будет участвовать в создании и реализации федеральных проектов «Чистый воздух» и «Сохранение лесов».

Действительно, наш университет вошел в данный проект. Институт лесных технологий Университета Решетнёва охватывает практически весь спектр задач, связанных с лесным хозяйством, начиная от выращивания лесов, и заканчивая заготовкой и глубокой переработкой древесины. Основная задача института – это все-таки, подготовка высококвалифицированных специалистов для лесного хозяйства, способных грамотно воплотить предлагаемые учеными и практиками современные меры улучшения лесного хозяйства. То есть кадры решают все!

На сегодняшний день, существует недостаток достоверной и регулярно обновляемой информации о лесных ресурсах. По данным счетной палаты, доля актуальных сведений о лесах в 2019 году составляла 15,6 %. Государственный лесной реестр содержит устаревшие и смещенные данные, погрешность которых неизвестна.

Если стратегически мыслить, то уже сегодня необходимо кардинально усовершенствовать систему учета лесов России.Новая система учета лесов должна стать частью реформирования системы управления лесами и всего лесного сектора. Без этого невозможен переход к устойчивому лесному хозяйству и реализация любых стратегических решений в лесном хозяйстве и всем лесном секторе.

Коллектив нашей лаборатории, конечно, тоже будет участвовать в составе института. Мы планируем создание геоинформационной системы лесов Красноярского края с различными тематическими слоями, в том числе со слоем актуальной карты лесов. Основная наша задача – это оперативный мониторинг за насекомыми вредителями, о котором я говорил выше, в том числе с применением космических технологий. Необходимо не только сохранять, но и приумножать наши лесные богатства.