Цифровая модель iLand может дать прогноз развития леса через 100 лет

Лесным экосистемам будущего придется справляться с условиями, сильно отличающимися от сегодняшних, поэтому стратегический подход к управлению лесами имеет решающее значение. С этой целью исследовательская группа Мюнхенского технического университета разработала iLand — имитационную модель, которая может рассчитать долгосрочное развитие больших лесных ландшафтов, вплоть до отдельного дерева, включая нарушения, вызванные короедами и лесными пожарами.

По мнению ученых, в ближайшие десятилетия леса будут испытывать большое давление со стороны нехватки воды и насекомых-вредителей, для некоторых массивов это будет губительно. Именно поэтому необходим стратегический выбор видов деревьев и учет будущего развития для мероприятий по восстановлению лесов.

Но как предугадать, какие виды деревьев смогут внести свой вклад в устойчивый к климатическим изменениям лесной ландшафт через 20, 30 или 40 лет? С этой целью исследователи используют модели ландшафтного моделирования, то есть программное обеспечение, создающее цифровой образ реальности и способное отображать сложные экологические взаимодействия. iLand может создать цифрового двойника лесных ландшафтов и рассчитать их долгосрочное развитие при различных климатических сценариях, например, при постоянных климатических условиях, при потеплении климата.

Ранее разработанные модели имеют такой же принцип работы, но рассматривают отдельные древостои площадью несколько гектаров. С помощью iLand можно моделировать динамическое взаимодействие между отдельными деревьями или между деревьями и их насекомыми-вредителями на протяжении десятилетий и столетий на площадях до 100 тыс. га.

Разработчики показали, что iLand имеет широкий спектр возможных применений, так как высокое разрешение позволяет ей очень детально моделировать меры по управлению лесами. Например, можно рассчитать, как вырубка леса или посадка определенных пород деревьев влияет на остальной лес, или какие породы деревьев поглощают больше CO₂ и быстро накапливают биомассу для использования в качестве сырья. Можно также моделировать экстремальные события, такие как лесные пожары, ураганы или засухи.

iLand уже используется в качестве модели в более чем 50 исследованиях различных научных институтов во всем мире.

Вопросы применения цифровых технологий, искусственного интеллекта и беспилотных летательных аппаратов в лесных и сельскохозяйственных экосистемах будут рассмотрены на Международной научно-практической конференции «Защита леса — защита будущего». Мероприятие пройдет с 14 по 18 июля 2025 г. на базе Байкальского филиала Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора).

Елена Каримова

кандидат биологических наук

Источник: Dominik Thom et al, Parameters of 150 temperate and boreal tree species and provenances for an individual-based forest landscape and disturbance model, Data in Brief (2024). DOI: 10.1016/j.dib.2024.110662