Широма Сатиапала: для анализа моделей поведения вредителей можно использовать ИИ-алгоритмы

Известный научный эксперт Широма Сатиапала, специалист по охране и здоровью лесов Департамента лесного хозяйства ФАО (соавтор статьи Global forest area disturbance from fire, insect pests, diseases and severe weather events [Проблемы лесных площадей в мире, вызванные пожарами, насекомыми-вредителями, болезнями и опасными погодными явлениями] и других научных работ), посетила семинар по случаю Международного дня лесов, организованный в Москве Отделением ФАО для связи с Российской Федерацией, и выступила на этом мероприятии с презентацией.

На полях форума д-р Сатиапала дала эксклюзивное интервью Владимиру Михееву, специалисту по коммуникациям Отделения ФАО для связи с Российской Федерацией.

Расскажите, пожалуйста, об инвазивных вредителях, которые представляют наибольшую опасность для бореальных (таежных) лесов?

Бореальные леса покрывают около 17% поверхности суши нашей планеты, занимая приполярную зону северного полушария. 73% этой площади находится в России, 22% – в Канаде и США, 5% – в других странах.

Инвазивные насекомые и болезни, а также нашествия автохтонных вредителей могут представлять серьезную угрозу бореальным лесам: обширным экосистемам с преобладанием таких хвойных деревьев, как ель, пихта и сосна.

Наиболее распространенные насекомые-вредители – это сибирский шелкопряд (Dendrolimus sibiricus), пяденица Якобсона (Erannis jacobsoni), непарный шелкопряд (Lymantria dispar) и кистехвостка обыкновенная (Orgyia antiqua).

Американская еловая листовертка (Choristoneura fumiferana) также несет большую опасность для бореальных лесов; особенно от нее страдают ели и пихты.

Азиатский усач (Anoplophora glabripennis) является серьезной угрозой для различных видов деревьев, в том числе произрастающих в бореальных лесах лиственных пород, например, тополей и берез.

Пузырчатая ржавчина белой сосны (Cronartium ribicola) – это грибковое заболевание, которое поражает белые сосны, жизненно важный компонент бореальных лесов. Оно вызывает язвы на ветвях и стволе.

Лесной кольчатый шелкопряд (Malacosoma disstria). Нашествия этого автохтонного вредителя все еще могут причинять бореальным лесам значительный ущерб.

Лубоед сосны горной (Dendroctonus ponderosae). Этот автохтонный жук поражает различные виды сосен, ослабленных опасными погодными явлениями, в бореальных лесах Северной Америки: его массовое нашествие привело к гибели миллионов сосен в США и Канаде.

Короеды и древоточцы, нападающие только на ослабленные деревья, например, представители Ips, Scolytus, Buprestid и Cerambycid, могут уничтожать деревья, ослабленные опадением листвы и/или пожарами.

Короед-типограф (Ips typographus) затрагивает бореальные леса в странах Северной Европы.

Бореальные леса уже уязвимы к меняющимся условиям окружающей среды, например, к воздействию изменения климата. Для уменьшения воздействия этих вредителей и сохранения здоровья и разнообразия бореальных экосистем необходимы стратегии мониторинга и управления.

Какие способы цифровизации методов мониторинга и экологичной борьбы с вредителями являются наиболее эффективными?

Сегодня многие страны используют передовые технологии для устойчивого управления лесными ресурсами и их сохранения.

Беспилотные летательные аппараты и воздушные датчики дают разноплановые возможности для проведения оперативного мониторинга лесов и получения данных о густоте деревьев, их здоровье и признаках заражения вредителями или болезней. Облачные решения для дистанционного зондирования предоставляют возможность осуществлять мониторинг лесов практически в режиме реального времени с использованием таких платформ, как Google Earth Engine, что позволяет эффективно анализировать изображения с высоким разрешением со спутников, например, Sentinel-2. Эта технология способствует реализации более масштабных программ мониторинга лесов и обеспечивает удобный доступ к архивам спутниковых данных.

Технологии мультиспектральной и гиперспектральной визуализации необходимы для мониторинга состояния здоровья лесов и выявления изменений в лесах. Они могут собирать данные на различных длинах волн, позволяя получать представление о состоянии здоровья деревьев и экологических параметрах, например, для определения видовой принадлежности. К примеру, при выявлении заражения короедом многоспектральная визуализация может обнаруживать нездоровые деревья в лесу.

Для мониторинга вредителей в режиме реального времени используются такие цифровые технологии, как «умные ловушки», датчики и мультиспектральные камеры. Они собирают данные о наличии вредителей и состоянии окружающей среды и могут отправлять оповещения, когда уровень распространения вредителей превышает пороговые значения, с целью превентивной борьбы с вредителями. Для анализа моделей поведения вредителей, прогнозирования нашествий и оптимизации стратегий по борьбе с ними также можно использовать ИИ-алгоритмы, что позволяет проводить соответствующие своевременные меры, например, точечное опрыскивание и локализованную обработку.

Кроме того, ИИ помогает в разработке моделей прогнозирования нашествий вредителей на основании погодных условий и предыдущих заражений, давая специалистам по лесному хозяйству возможность эффективно принимать профилактические меры. ИИ также полезен при использовании методов биологической борьбы: внедрения естественных хищников или феромонов для препятствования размножению, причем датчики Интернета вещей отслеживают их эффективность в отношении популяций вредителей, сводя к минимуму использование химических веществ и снижая воздействие на окружающую среду.

ФАО разработала “Дорожную карту лесного хозяйства на 2024-2031 годы – от идеи к действиям”. Каковы основные элементы этой дорожной карты?

ФАО разработала “Дорожную карту лесного хозяйства на 2024-2031 годы: от идеи к действиям” для борьбы с глобальными проблемами. Особое внимание в ней уделяется смещению парадигмы в сторону поиска баланса между защитной и продуктивной ролью лесов. Три основных аспекта дорожной карты:

Охрана и восстановление лесных экосистем для сохранения жизни на суше, а также обеспечения устойчивости и преобразований агропродовольственных систем​.

Распространение рационального производства и создание устойчивых «зеленых» производственно-сбытовых цепочек и биоэкономики, в том числе посредством восстановления продуктивности лесов и агропродовольственных систем.

Распространение научно обоснованных инноваций в лесном хозяйстве для ускорения преобразований агропродовольственных систем.​

ФАО также перечисляет шестнадцать приоритетов в рамках этих трех направлений. В частности, Организация уделяет большое внимание следующему:

-         Оказание поддержки в прекращении и обращении вспять обезлесения и деградации лесов.

-         Создание благоприятной среды для ускорения восстановления лесов и ландшафтов.

-         Поддержка мер по смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним.

-         Поддержка стран в отношении всестороннего учета проблематики биоразнообразия.

-         Поддержка лесных решений посредством всеохватного распространения инноваций и т.д.

Уважаемая д-р Широма, Отделение ФАО для связи с Российской Федерацией сердечно благодарит вас за это интервью и желает дальнейших успехов в вашей непростой работе и осуществлении вашей благородной миссии!