Биологи и географы МГУ построили карту обитания дальневосточного леопарда

Биологи и географы МГУ построили карту богатых хвойно-широколиственных лесов — местообитаний редкого дальневосточного леопарда. Картографирование выполнено с использованием методов машинного обучения и данных дистанционного зондирования. В основе классификации спутниковых снимков — обширный полевой материал. Ученые выяснили, что распространение смешанных лесов с пихтой черной (Abies holophylla) фрагментарно и приурочено к особо охраняемым природным территориям. Наибольшие по площади их участки сохранились на территории России. Карта поможет в планировании природоохранных мероприятий. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Результаты работы представлены на всероссийской конференции «Растения в муссонном климате — Х: Растительный генофонд востока Азии и климат». 

Исследования проводились в рамках Междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Будущее планеты и глобальные изменения окружающей среды».

Чернопихтово-широколиственные леса (чернопихтарники) — это одна из наиболее богатых лесных экосистем умеренного климата, как по числу видов растений, так и по числу экологических ниш. Древесный ярус в них образован пихтой цельнолистной или черной (Abies holophylla), сосной кедровой корейской (Pinus koraiensis) и комплексом лиственных видов деревьев. Эти леса послужили рефугиумом во время оледенений в Плейстоцене — в них сохранилось большое число видов реликтовой флоры. На вершине сложных пищевых цепей – редкие хищники: амурский тигр (Panthera tigris altaica) и дальневосточный леопард (Panthera pardus orientalis). Увы, к настоящему моменту на большей части ареала чернопихтарники исчезли вследствие рубок и пожаров.

Для того, чтобы стало возможным разработать комплекс мер по сохранению и восстановлению этих уникальных лесных сообществ, необходимо знать их современный ареал, динамику его изменения и другие параметры. До настоящего времени такие данные отсутствовали. Исследователи биологического и географического факультетов МГУ впервые построили карту распространения чернопихтово-широколиственных лесов на всем их ареале, используя современные методы дистанционного зондирования и подходы к классификации мультиспектральных данных. 

«Источником данных послужили согласованные спутниковые изображения Landsat за 1997–2001 и 2017–2021 годы. Картографирование выполнено методом бинарной классификации на основе деревьев решений с итеративной процедурой активного обучения с использованием оригинального обучающего набора. Мы использовали набор ежегодных фенологических показателей, полученных из синего, зеленого, красного, NIR, SWIR1 и SWIR2 диапазонов, а также данные из цифровой модели рельефа», — рассказал доцент кафедры экологии и географии растений биологического факультета МГУ Сергей Дудов.

Актуальная площадь чернопихтово-широколиственных лесов (по данным на 2021 г.) составляет 2791.5±1496.2 квадратных километров. Большую долю неопределенности в оценку площади вносят данные с территории Северной Кореи. По оценкам ученых, 45% общемировой площади чернопихтарников находится на территории Северной Кореи, 32% — в России, 20% — в Китае, и 3% — в Южной Корее. Площади, покрытые чернопихтарниками, высоко фрагментированы. Наиболее крупные фрагменты этих лесов сохранились на юге Приморского края.

Построенная карта была апробирована во время полевого сезона 2023 года и имеет высокую достоверность отражаемых результатов. Общая точность картографирования составляет 0.97±0.03. А анализ научных данных прошлых лет позволил оценить степень сокращения ареала экосистем. За последние 120 лет площадь чернопихтарников на всем ареале значительно сократилась вследствие экстенсивного лесопользования.

«Мы планируем оценить уязвимость чернопихтово-широколиственных лесов по критериям Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП). Подход рассматривается как глобальный стандарт по оценке рисков экосистемам и интегрирован в Куньминско-Монреальскую глобальную рамочную программу по сохранению биоразнообразия. Такая оценка позволит внести чернопихтарники в глобальные и региональные Красные списки (по аналогии с Красными списками для видов) и обосновать, таким образом, дальнейшие меры их охраны. Для этого обязательно понадобятся уже полученные данные о распространении чернопихтарников: два из пяти критериев, рассматриваемых МСОП, являются географическими и оценивают географическое распространение экосистем и его изменение в исторический период», — рассказала аспирант кафедры геоботаники и экологии растений биологического факультета МГУ Виолетта Дзизюрова.