Международная группа учёных из России и США, объединив специалистов Института проблем экологии и эволюции РАН, НИУ ВШЭ, Университета Вирджинии и Alaska Biological Research, впервые использовала искусственный интеллект для анализа того, как кустарниковая ольха распространяется на севере Сибири. Команда разработала современный метод с применением нейронных сетей для обработки спутниковых снимков, что значительно расширяет возможности мониторинга климата, сочетая скорость и высокую точность анализа. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
В ходе исследования специалисты изучили три участка в сибирской субарктике, где нейросеть обработала почти миллион территорий размером 12×12 метров, анализируя изменения на космических снимках с разницей в 10-15 лет. Оказалось, что темпы закустаривания очень различаются и зависят от местных условий: от 2,4 до 26,1 процента за десятилетие.
Эксперты отмечают, что экспансия кустарниковой ольхи приводит к изменениям в структуре растительности. Несмотря на увеличение плотности кустарников, это приводит к уменьшению биоразнообразия: по мере разрастания ольхи травы, кустарнички, мхи и лишайники постепенно исчезают.
Одними из ключевых причин захвата пространства кустарниковыми растениями оказались тепло и хороший дренаж почвы: ольха охотнее всего осваивает светлые, сухие участки, особенно рядом с уже существующими ольховниками. Самые плотные сообщества формируются на тёплых и сухих территориях, а первые признаки закустаривания — на более ровных и влажных.
Разработанная учёными методика позволила получать результат в сотни раз быстрее традиционных способов, не жертвуя точностью. Нейросеть классифицирует участки по четырём категориям — от полного отсутствия кустарников до густых ольховых зарослей, что даёт более полную картину изменений по сравнению с прежними моделями.
Эти перемены, как отмечают авторы, существенно влияют на окружающую среду: кустарники меняют отражающую способность поверхности, свойства снега и температуру почвы. Всё это может усилить парниковый эффект, делая изучение закустаривания и его последствий важнейшей задачей для экологов и климатологов.
Отвод земель влияет на содержание фосфора и калия в почвах. Содержание фосфора и калия постепенно уменьшается в гумусовом слое почв по мере перехода от агроценозов к старым лесам из-за прекращения удобрения и вымывания элементов осадками.