Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Актуальность
В последние десятилетия наблюдается значительное снижение депонирующей функции бореальных лесов (Pat et al., 2024), что связано преимущественно с уменьшением доли естественных ненарушенных насаждений. Леса национального парка «Красноярские Столбы» также претерпели существенные изменения после 2010 года в связи с массовым усыханием среднегорной тайги из-за деятельности инвазивного дендрофага - полиграфа уссурийского (Polygraphus proximus Blandford), что привело к потере большей части темнохвойных формаций из пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.) (Кнорре и др., 2015; Харук и др., 2019, 2025) — одной из главных лесообразующих пород заповедной территории, показательной экосистемы Восточных Саян. В условиях таких скоротечных изменений (вспышки массового размножения насекомых, пожары, ветровалы и т. п.) крайне необходима оперативная оценки углерод запасающей функции лесов особо охраняемых природных территорий и прогнозов направления углеродной составляющей (сток-источник) на ближайшее будущее.
Одной из проблем таких оценок является отсутствие фактических (актуальных) данных по состоянию лесного фонда, являющегося основой экосистемы национального парка (98% лесопокрытой площади), которую можно решить с помощью развития дистанционных методов инвентаризации лесов. А применение методов карбоновых полигонов, позволит осуществить оценку баланса углерода в меняющихся условиях.

Цель проекта
Оценка смещения углерод-депонирующей функции лесов особо охраняемой природной территории «Красноярские Столбы» после вспышки массового размножения инвазивного дендрофага и отработка методики оперативной дистанционной таксации для экстраполяции данных на большие площади.

Задачи
1. Рассчитать запасы углерода в растительности (почвах) на постоянных пробных площадях (ППП) национального парка и сравнить полученные данные с результатами аналогичных расчётов, проведённых на этих же ППП до массового усыхания древостоев от инвазивного короеда.
2. Отработать начальный этап методики дистанционной таксации лесов (БПЛА-лидар и мультиспектральная съёмка) с верификацией на наземных данных по ППП (наземная таксация), применить полученные данные для расчетов экосистемного углерода.
3. Проверить возможность экстраполяции данных, полученных на ППП, на большие территории национального парка.
4. Формирование карбонового полигона, как комплекса экосистем в больший набором данных по содержанию в них наземного углерода.

Сроки и этапы реализации
2027 г.
1. Покупка квадрокоптера с камерой LIDar, съемки пробных площадей поврежденных полиграфом и неповрежденных дендрофагами в разные вегетационные сезоны, проведение на данных площадях наземной лидарной съемки и проведение сравнительного анализа с имеющимися таксационными измерениями на ППП.
2. Формирование базы данных по облаку точек лидарной съемки, создание образов основных видов деревьев в разные фенологические фазы вегетационного сезона, сопоставление полученных результатов с использованием искусственного интеллекта (ИИ).
3. Пересчеты полученных данных по таксации древостоя разными методами на углеродный пул древостоя.
4. Формирование общего пула углерода ПП из полученных данных по древостою, опаду, наземной подпологовой растительности и данные по углероду почв на основе данных карбонового полигона.

2028 г.
1. Формирование карбонового полигона, как комплекса экосистем в больший набором данных по содержанию в них наземного углерода.
2. Интеграция результатов, прогноз углеродного баланса на основе модельных экосистем.
3. Публикация научных статей по полученным данным об опыте дистанционного распознавания таксационных характеристик для горных полидоминантных сообществ.; возможности использования карбонового полигона для расширенной оценки углерод депонирования экосистемы.
4. Популяризация проекта среди студентов высших учебных заведений, применение данных результатов в обучающих программах СФУ.
5. Представление результатов грантодателю.

Обоснование возможности исполнения
Коллектив имеет большой опыт научных исследований и мониторинга по теме проекта.
Наличие пилотов БПЛА, имеющих опыт работы на территории по теме формирования базы данных образов лесного фонда, а также наличие Договоров о сотрудничестве с организациями, заинтересованными в выполнении данного проекта.
На базе нацпарка совместно с Сибирским федеральным университетом в 2025 запущен карбоновый полигон для оценок эмиссии почвенного углерода.

Проект направлен на решение задач по приоритетным направлениям сохранения биоразнообразия особо охраняемых природных территорий, развития климатической повестки и технологий мониторинга углеродного баланса. Развитие карбоновых полигонов Сибири прямо отвечает задаче формирования национальной системы мониторинга потоков парниковых газов. Отработка методики оперативной дистанционной оценки состояния лесов на ООПТ имеет потенциал тиражирования на другие заповедные территории бореальной зоны.