Ель аянская — один из главных коренных лесообразователей Дальнего Востока. Но сейчас она усыхает — как и все темнохвойные леса Северного полушария. В последние десятилетия этот процесс заметно ускорился. Чтобы понять причины, научиться предсказывать новые очаги усыхания и выработать рекомендации по охране и воспроизводству еловых лесов — в Сихотэ-Алинском заповеднике в 2024 году был запущен проект «Стражник».
Проект выходит на новый этап: к нему присоединился Сергей Дудов — исследователь растительности Дальнего Востока, сотрудник биологического факультета МГУ. Его специализация — картография растительности и изучение её динамики: как меняются леса, под влиянием каких факторов, с какой скоростью. За годы работы он исследовал леса Камчатки, Сахалина, Хабаровского края, Амурской области и юга Приморья.
Мы поговорили с Сергеем о глобальной проблеме и о том, что предстоит сделать, чтобы найти ответы.
В чём состоит природоохранная значимость проблемы? Почему усыхание ельников — это серьёзно?
Проблема усыхания еловых лесов является общей для всего Северного полушария. Она есть и в Северной Америке, и в Европе, усыхают темнохвойные леса на Кавказе. Дальний Восток — не исключение, и этот вопрос многократно поднимался в научной литературе.
Леса имеют естественную динамику усыхания, она происходит волнами. С чем она связана — не очень понятно до сих пор. И очень часто она бывает катастрофической: на очень больших площадях леса просто вымирают, а затем замещаются другими — лиственными или, например, лесами из лиственницы.
В последние десятилетия эта проблема стала ещё более актуальной. Мы провели исследования на основе данных космической съёмки за разные годы и обнаружили, что за последние 20 лет площадь темнохвойных лесов на Дальнем Востоке сократилась приблизительно на 20%. Это очень серьёзная цифра, которая требует дополнительных исследований — чтобы предложить конкретные природоохранные меры.
Как устроен проект методологически? Что такое «анализ снимков» — расскажите, как это происходит на практике?
Наш подход строится на комбинировании двух источников данных: дистанционного зондирования Земли и полевых наблюдений.
Данные дистанционного зондирования — это космические снимки с различных спутников. В настоящее время они являются основным инструментом для изучения динамики растительного покрова. С конца 1970-х годов накоплен огромный открытый массив таких данных — они позволяют оценить, как менялись леса на протяжении почти полувека. Мы планируем подготовить этот массив и с помощью методов машинного обучения составить карты темнохвойных лесов для каждого десятилетнего среза — с середины 1980-х годов до наших дней. Так мы проследим динамику их площадей.
Но это — не просто нажать две-три кнопки на компьютере. Нужно приложить экспертный опыт: выделить на картах обучающие полигоны, то есть объяснить машине — вот здесь наши леса, здесь их нет. И сделать это для каждого временного среза. Это кропотливая, интеллектуально ёмкая работа.
Есть и дополнительная сложность, специфичная для нашего региона. На Дальнем Востоке — сложный горный рельеф. Склон, постоянно затенённый из-за углов падения солнечных лучей, может выглядеть на снимке точь-в-точь как еловый лес — хотя на самом деле там совсем другая порода. Такие точки нужно выявлять и исправлять. Именно поэтому результаты анализа снимков мы обязательно будем проверять в поле.
Что планируется в полевой части проекта и какие результаты вы рассчитываете получить?
Полевая работа решает две основные задачи.
Первая — проверить результаты дешифрирования. Мы заранее отберём точки, где по нашим картам предсказано наличие темнохвойных лесов, придём туда и посмотрим, действительно ли там еловые леса — или это, например, кедровые, или вовсе другие породы, которые на снимке выглядят похоже из-за особенностей рельефа. Такая проверка позволит оценить качество наших карт и при необходимости улучшить их.
Вторая задача — описание пробных площадей. В заповеднике есть стационарные участки, которые учёные наблюдали начиная со второй половины XX века. Это бесценный архив: многолетние данные об одних и тех же участках леса. Обработка этих материалов позволит нам посмотреть на разные динамические процессы: как менялся запас древесины, стал ли лес расти лучше или хуже, как изменяется биоразнообразие, как меняются другие параметры этой лесной экосистемы.
В итоге мы рассчитываем получить детальную, верифицированную картину того, что происходило с темнохвойными лесами заповедника на протяжении последних сорока лет — и заложить основу для понимания того, что будет происходить дальше.
Проект «Стражник» реализуется при поддержке благотворительного фонда «Красивые дети в красивом мире». Следите за обновлениями — мы будем регулярно рассказывать о ходе исследований.
