На базе филиала ФБУ «Рослесозащита» - «Центр защиты леса Красноярского края» прошел научно-производственный семинар «Пространственно-временное моделирование динамики численности фитофагов и перспективы прогноза вспышек».
Основной целью семинара стало обсуждение результатов научно-исследовательской лаборатории «Защита леса» Сибирского государственного университета им. М.Ф. Решетнёва по прогнозированию рисков возникновения и распространения очагов массового размножения сибирского шелкопряда на территории Красноярского края.
Проблема массового размножения насекомых вредителей имеет особую актуальность на территории Красноярского края, так как такие вспышки наносят колоссальный экологический и экономический ущерб, приводят к катастрофическим лесным пожарам.
Семинар проходил под председательством ректора СибГУ им. Решетнёва Эдхама Акбулатова, при участии представителей научной лаборатории «Защита леса», Министерства лесного хозяйства Красноярского края, Сибирского Федерального Университета, института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН и других лиц научного сообщества.
В начале мероприятия директор Центра защиты леса Красноярского края Владимир Солдатов продемонстрировал участникам встречи карту южной Сибири Красноярского края, демонстрирующую повреждения лесного фонда разными патологическими факторами (сибирский шелкопряд, серая лиственничная листовертка, полиграф уссурийский, пожары), приводящими к экологическим и финансовым последствиям.
«Сегодня наша задача – заострить внимание на проблеме и объединить усилия для создания системы прогнозирования возникновения и распространения очагов массового размножения сибирского шелкопряда. Этим крайне важно и необходимо заниматься, думать о прогнозе численности, строить модели вспышек, так как имеющийся на сегодняшний день наиболее достоверный краткосрочный прогноз недостаточен, мы опаздываем и, как говорят профессионалы, хватаем вспышку за хвост, и видим уже поврежденные древостои, а не начало объедания в лесах. Поэтому надеюсь, на семинаре мы сможем выработать стратегические линии для производства, науки, образования», – отметил Владимир Солдатов.
Представители научно-исследовательской лаборатории «Защита леса» СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, действующей в рамках федерального проекта «Наука» по теме «Фундаментальные основы защиты лесов от энтомо- и фитовредителей в Сибири» представили результаты работы по созданию пространственной модели прогноза первичных очагов массового размножения сибирского шелкопряда, то есть выявление уязвимых точек, с которых может начаться вспышка, с указанием мест пристального мониторинга за данным вредителем.
Модель носит универсальный набор предикторов, позволяющих с достаточной точностью (для производственных условий) спрогнозировать зоны риска в границах кормовой базы сибирского шелкопряда, где данный фитофаг является фоновым вредителем.
В основу разработки прогностической модели был положен определенный методический подход. Первоначально проводился ретроспективный анализ предыдущих вспышек, прошедших в отдельных лесничествах Красноярского края в разные периоды. Исходные данные включали набор предикторов кормовой базы (породный состав, рельеф местности, теплообеспеченность склонов, удаленность от нарушенных лесных участков (гари, вырубки и т.п.)). Для верификации модели использовались данные натурных лесопатологических обследований, предоставленные Центром защиты леса Красноярского края. В итоге комплексного подхода оценки предикторов получилось создать сценарий по выявлению мест нахождения уязвимых точек в границах кормовой базы.
Результаты пространственного моделирования первичных очагов на территории Красноярского края позволили выделить несколько потенциальных участков возникновения первичных очагов опасного фитофага. Информация послойно загружена в геоинформационную систему, к которой применяется алгоритм машинного обучения с дальнейшим получением прогноза. Сотрудниками Института леса им. В.Н. Сукачева были представлены свои наработки по динамике численности насекомых, теоретическим моделям вспышек их массового размножения, дистанционному зондированию и раннему выявлению будущих очагов массового размножения лесных насекомых.
Директор Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ Владимир Шишов отметил: «Сегодня организован первый рабочий семинар по актуальнейшей проблеме лесного хозяйства в крае, а именно, возможности точного прогноза вспышек массового размножения насекомых, от которых страдают огромные лесные массивы. Ущерб от этих вспышек сегодня со поставим с потерями от лесных пожаров. Считаю, что решение этой сложной проблемы возможно при использовании ансамбля моделей, объединяющего в себе имитационное моделирование численности насекомых, моделей распространения насекомых в зависимости от климатических факторов, использования ДЗЗ и теории распознавания образов на основе современных нейросетевых технологий».
Евгений Ваганов, научный руководитель Сибирского Федерального Университета привел пример зарубежной публикации, которая могла бы стать эталоном для проверки наблюдений. Исследования проводились в Альпах, где были взяты керны лиственницы и получены четкие анатомические измерения, по которым была восстановлена хронология вспышек насекомых и установлены годы объедания насаждений. Как отметил ученый, можно повторить измерения, используя анатомические индикаторы, а исходные данные могут послужить эталоном для проверки модели прогноза вспышек массового размножения сибирского шелкопряда, предложенного лабораторией «Защиты леса» университета Решетнева.
Участники совещания отметили важность работы лаборатории и предложили объединиться ученым в решении данной проблемы, соединить научные достижения, чтобы получить хороший «продукт» для производственных организаций.
«Мне кажется обсуждение получилось очень полезным, в первую очередь с точки зрения научного подхода к данной проблеме, но мы должны ориентироваться всё-таки на практическую значимость. Очень важно сформулировать техническое задание и определить, какую задачу необходимо решить, какой должен быть план прогнозирования и предполагаемая вами процентная достоверность. Нам необходимо получить результат, который будет иметь практическую значимость для Красноярского края», – отметил Эдхам Акбулатов.
Ректор так же подчеркнул, что обязательно необходима верификация результатов модели в этом году. Нужно определить 20-30 контрольных точек и посмотреть, насколько точно получилось совпадение с предложенной моделью лабораторией «Защиты леса». В течение ближайших трех недель будет составлено техническое задание, по которому лаборатория продолжит проведение работ в данном направлении.
Участник семинара Антон Пыжёв, заведующий лаборатории экономики климатических изменений и экологического развития отметил: «Представленные коллективами Университета Решетнева и Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН результаты моделирования вспышек массового размножения насекомых-вредителей в Красноярском крае очень важны, поскольку без научно обоснованного ответа на вопрос о том, как и почему развиваются данные явления, невозможно прогнозировать их проявления в будущем. Выстраивание экономически эффективных стратегий борьбы с этим важнейшим врагом сибирских лесов невозможно без комплексных исследований такого рода.
Красноярск исторически является одним из лидеров лесной науки в стране, поэтому объединение усилий университетов и институтов Российской академии наук под эгидой Научно-образовательного центра мирового уровня «Енисейская Сибирь» позволит развивать данное научное направление с целью получения результатов, которые смогут быть внедрены в практику государственного управления лесным хозяйством».
