Проекты

Описание инициативы (проектной идеи)

Проект направлен на создание пилотной сети общественного научного мониторинга водных экосистем особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга с участием школьников и применением современных инструментальных методов анализа.
В Санкт-Петербурге действует система профессионального мониторинга природных комплексов ООПТ. Вместе с тем для изучения сезонной динамики водных экосистем и вовлечения жителей в их сохранение востребованы дополнительные стандартизированные наблюдения, которые могут проводиться подготовленными школьными исследовательскими командами под методическим и экспертным сопровождением специалистов. Сегодня школьные экологические исследования зачастую носят разовый характер, выполняются разными методами и редко формируют сопоставимые многолетние ряды данных.
В рамках проекта на базе пяти образовательных организаций будут созданы пять школьных исследовательских станций «Биос-Лаб ООПТ». За каждой станцией предполагается закрепить водный объект одной из особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга. В качестве пилотных территорий рассматриваются государственные природные заказники «Озеро Щучье», «Гладышевский», «Сестрорецкое болото», «Юнтоловский» и памятник природы «Петровский пруд». Окончательный перечень территорий и точки наблюдений будут определены с учетом рекомендаций профильных специалистов и установленного режима особой охраны.
Каждая станция будет оснащена единым комплектом для проведения гидробиологических и гидрохимических исследований. Ключевыми элементами станут разработанный командой проекта автоматизированный программно-технический комплекс анализа проб зоопланктона с применением компьютерного зрения и нейросетевых алгоритмов, а также компактный спектрофотометр для определения гидрохимических показателей воды. В состав станций также войдут средства отбора и подготовки проб, цифровая оптика и необходимое вспомогательное оборудование.
Для всех пяти станций будет разработан единый протокол наблюдений. Педагоги и школьники пройдут подготовку по методам отбора проб, работе с исследовательским оборудованием, определению основных групп зоопланктона, проведению гидрохимического анализа, фиксации полевых наблюдений и внесению результатов в общую цифровую систему.
За каждой школьной командой будет закреплена постоянная территория наблюдений. Исследования будут проводиться в одних и тех же контрольных точках в разные сезоны. Планируется определять состав и структуру сообщества зоопланктона, основные гидрохимические и физико-химические показатели воды, а также выполнять фотофиксацию состояния водных объектов и береговой зоны. Совмещение биологических и гидрохимических данных позволит оценивать сезонные изменения водных экосистем и выявлять участки, требующие дополнительного внимания специалистов.
Важным элементом проекта станет система контроля качества данных. Работа школьников будет проводиться по стандартизированным методикам, результаты автоматизированного распознавания зоопланктона будут сохраняться вместе с исходными изображениями, а полученные материалы будут проходить выборочную и экспертную верификацию. Школьные наблюдения не заменяют профессиональный государственный экологический мониторинг, а формируют дополнительный массив данных о состоянии водных экосистем ООПТ.
По итогам проекта будут созданы и апробированы пять школьных станций мониторинга, подготовлены не менее 10 педагогов и 50 школьников-исследователей, проведён полный сезонный цикл наблюдений на пяти ООПТ, сформирована единая база гидробиологических и гидрохимических данных. Для каждой исследуемой территории будет подготовлен цифровой экологический паспорт водной экосистемы, включающий результаты наблюдений, фотоматериалы и динамику исследуемых показателей. Полученные результаты будут объединены на интерактивной карте.
Материалы проекта и аналитические отчёты планируется передавать профильным специалистам и организациям, участвующим в управлении и изучении ООПТ. При выявлении устойчивых изменений или аномальных значений результаты смогут использоваться как основание для проведения дополнительных профессиональных исследований.
Проект имеет выраженный образовательный и социальный эффект. Учащиеся будут участвовать не в разовой учебной демонстрации, а в реальном долговременном исследовании природных территорий своего региона, осваивая методы гидробиологии, гидрохимии, компьютерного зрения, обработки данных и экологического мониторинга. Это формирует ответственное отношение к ООПТ и профессиональный интерес к естественным и инженерным наукам.
После завершения грантового периода созданные станции продолжат работу на базе образовательных организаций. Новые поколения школьников смогут проводить наблюдения в тех же контрольных точках, что позволит постепенно формировать многолетние ряды данных. Пилот на пяти ООПТ станет основой для последующего масштабирования модели «школа — ООПТ — экспертный центр» на другие особо охраняемые природные территории Санкт-Петербурга и регионов России.