Опустынивание земель — серьезная экологическая проблема, которая затрагивает более 50 млн га территории России. Эпицентром являются Черные земли в Республике Калмыкия и Кизлярские пастбища в Республике Дагестан. С целью взять под контроль и постепенно остановить опасный для экологии и сельского хозяйства процесс ученые подведомственного Минобрнауки России Федерального научного центра (ФНЦ) агроэкологии РАН создают геоинформационную систему «Опустынивание и ее мониторинг». В основе работы системы — программа по сбору спутниковых данных в регионах, подверженных опустыниванию, и дальнейшая обработка информации нейросетями.
В России опустынивание наблюдается в нескольких регионах. Эпицентр и самая обширная зона — Черные земли в Республике Калмыкия и Кизлярские пастбища в Республике Дагестан. Также этому процессу подвержены регионы Поволжья, Предкавказья, Астраханская область и ряд других субъектов Российской Федерации.
По поручению Председателя Правительства РФ Михаила Мишустина в 2021 году на базе ФНЦ агроэкологии РАН был создан центр по борьбе с опустыниванием территорий. Предпочтение в пользу ФНЦ было отдано из-за опыта. Начиная с 1980-х годов ученые создали и внедрили «Генеральную схему по борьбе с опустыниванием Черных земель и Кизлярских пастбищ». Технология закрепления открытых песков по типу многоярусных лесопастбищ позволила за 3–5 лет превратить открытые пески в полноценные пастбища.
Сегодня ученые используют имеющийся опыт и новые инновационные технологии для создания геоинформационной системы «Опустынивание и ее мониторинг», которая будет собирать данные в проблемных регионах.
«Программа будет формировать как полевые данные, так и данные спутникового мониторинга. Эту информацию в дальнейшем начнут обрабатывать нейросети. Планируется, что для выполнения поставленных задач введут в эксплуатацию около 40 нейросетей. Данные, которые мы получим на выходе, помогут оперативно решать поставленные задачи, в частности, проектировать, останавливать и предотвращать процессы опустынивания в различных точках нашей страны», — объяснил доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор ФНЦ агроэкологии РАН Александр Беляев.
По словам ученого, для каждого региона, который столкнулся с проблемой опустынивания, нужно отдельное, индивидуальное решение. Уже стартовала разработка национальных программ действия по борьбе с опустыниванием в 13 субъектах Российской Федерации. Сотрудники Федерального научного центра в рамках данной работы сотрудничают с 15 научными учреждениями России. Специалисты научных организаций будут собирать полевые данные в период экспедиционных выездов. Уже созданы 43 тестовых полигона с 81 участком системы мониторинга процессов опустынивания. В каждом полигоне выделены ключевые участки — минимальные по размерам площади, содержащие различающиеся между собой компоненты ландшафта, которые можно адекватно выявить на изображениях, характеризовать и экстраполировать в пределах полигонов.
Нейросети будут аккумулировать данные внутри программы. Пользователи, то есть ученые, смогут увидеть, как на конкретной территории менялась ситуация и, таким образом, узнать динамику процесса. На основе этих сведений они смогут предложить решение проблемы.
«Используя имеющийся опыт, уникальные научные разработки, внедряя новые технологии, возможно не только противостоять экологической катастрофе, с которой мы столкнулись сегодня, но и ликвидировать проблему опустынивания в целом», — резюмировал Александр Беляев.
На сегодняшний день разработчики продемонстрировали демоверсию, созданную на примере одного региона — Республики Калмыкии. После обсуждения будут внесены правки, учтена дополнительная информация, использованы инновационные решения. По плану программа должна начать работать до конца 2024 года.
Геоинформационная система создается в рамках инновационного проекта государственного значения «Разработка принципов построения и обеспечения функционирования системы мониторинга опустынивания территории аридных, субаридных и сухих субгумидных регионов».