0
2766
Газета Экономика Печатная версия

18.02.2024 18:31:00

Нейросети помогут "Роснефти" пересчитать белых медведей в Карском море

Компания начинает в Арктике новую программу по изучению и сохранению фауны

Тэги: роснефть, нейросети, биоразнообразие, белые медведи, численность, карское море, крайний север, арктика, нацроект экология


роснефть, нейросети, биоразнообразие, белые медведи, численность, карское море, крайний север, арктика, нацроект экология Еще один масштабный проект, позволяющий сохранять биоразнообразие на Крайнем Севере, ученые, представители «Роснефти» и Минприроды анонсировали на форуме «Россия». Фото с сайта www.rosneft.ru

Российские ученые в этом сезоне впервые постараются пересчитать белых медведей, обитающих на берегах и в акватории Карского моря. Проект, реализуемый «Роснефтью», позволит получить данные о численности этих крупнейших хищников, а также состоянии их популяции в этом регионе. «Перепись» медведей проведут с использованием авиасъемки, в ходе которой будут использованы тепловизоры, а анализом огромного количества фотографий под контролем исследователей займутся нейросети. В масштабную программу работы ученых также включены исследования дикого северного оленя, краснокнижных рыб и редких видов птиц.

Как уже сообщала «Независимая газета», с 2020 года «Роснефть» в рамках национального проекта «Экология» выполняет масштабную корпоративную программу, в рамках которой изучаются ключевые виды-биоиндикаторы устойчивого состояния арктических экосистем. В приоритете ученых – занесенные в Красную книгу России белый медведь, атлантический морж, белая чайка, а также дикий северный олень. Результаты экспедиций, проведенных в рамках программы, помогли актуализировать и значительно пополнить данные о состоянии популяций, путях миграции и генетическом разнообразии исследуемых видов животных.

«Новый четырехлетний цикл работ предлагает новые методы и цели исследований, а мы ожидаем новых уникальных результатов, – заявил директор департамента научно-технического развития и инноваций «Роснефти» Александр Пашали, рассказывая о программе на выставке-форуме «Россия». – Географический фокус исследований смещен на другой регион – внимание ученых будет привлечено к устью Енисея, Западному Таймыру и акватории Карского моря. Программа состоит из четырех блоков: исследование белого медведя, дикого северного оленя, краснокнижных видов рыб и редких видов птиц в устье Енисея».

От оленей до редких рыб

В ходе первого блока работ ученые будут изучать таймырско-эвенкийскую популяцию дикого северного оленя. Сейчас информация об этих обитателях Западного Таймыра весьма фрагментарна и противоречива, исследователи рассчитывают дополнить и уточнить ее. «Роснефть» ранее уже организовывала изучение этого вида в ходе двух обширных экспедиций и организации авианаблюдения по маршрутам протяженностью более 26 тыс. км в районе центрального и восточного Таймыра. Полученные тогда данные позволили построить математические модели динамики численности, а также установить фактический и оптимальный размеры местной популяции. Теперь предполагается получить полную картину состояния этой группы оленей и понять, почему за последние десятилетия на пути их миграции произошли настолько серьезные изменения. «В 60-е годы XX века 90% популяции приходилось на западную часть Таймыра, но затем основная часть популяции почему-то сместилась на восток», – констатировал Пашали.

Исследования важны не только с научной, но и с социальной точки зрения, поскольку состояние популяции дикого северного оленя очень влияет на уклад жизни коренного населения, которое занимается традиционными промыслами. Полевые работы, которые будут проводиться в 2024–2025 годах, продолжат ранее организованные исследования в центральной и восточной частях полуострова, выполнявшиеся также при поддержке «Роснефти» 3–4 года назад. На основе различных показателей состояния популяции оленей ученые сделают выводы об экологических процессах, идущих в регионе, и их влиянии на местную природу.

Кроме того, ученые займутся изучением миграции краснокнижных птиц, а также редких рыб. Так, будет организовано исследование водных биоресурсов устья Енисея, являющегося важным центром биологического разнообразия районов Крайнего Севера. В 2024–2026 годы планируется составить карты экологической чувствительности берегов Енисейского залива и прилегающей акватории Карского моря в районе расположения Бухты Север, а также заказника «Бреховские острова», оценив при этом условия обитания ценных видов рыб в устье Енисея. Проведенные исследования позволят разработать меры по защите наиболее важных сред обитания краснокнижных и ценных видов птиц, среди которых белоклювая гагара, орлан-белохвост, сапсан, малый лебедь, краснозобая казарка и пискулька.

При выполнении облетов предполагается использование самолета-лаборатории со специальным оснащением. На его борту – автоматизированная фото- и видеоаппаратура, высокоточный GPS-комплекс, рабочие места для ученых и наблюдателей. Самолет способен работать в сложных условиях Арктического региона, а исследователям для выполнения работ необходим высокий уровень координации при сборе и обработке данных. Для построения карт нужно будет обработать навигационные данные и построить авиасъемочные маршруты, дешифровать изображения и аудиозаписи, описать распределение животных и зафиксированных особенностей экосистем по маршруту полета, а затем дополнить сведения фондовыми и литературными данными. Кроме этого, в национальном заказнике «Бреховские острова» в период гнездования за птицами планируют наблюдать на лодочных маршрутах.

А в устье Енисея исследователи намерены проверить условия обитания и состояние популяций краснокнижных и ценных видов рыб. Особенно интересны в научном плане стерлядь, сибирский осетр, сибирский таймень, муксун, нельма, омуль арктический и сиг. Собранные в результате генетического анализа данные позволят пополнить Российскую национальную коллекцию эталонных генетических материалов. При организации экспедиций будет задействована различная техника: катера, суда класса «река–море», а также судно на воздушной подушке. Общая протяженность зоны проведения исследования, включая притоки Енисея, составит порядка 280 км. По результатам исследований планируется разработать специальные рекомендации, которые помогут защищать и сохранять редкие виды рыб.

Уязвимый царь Арктики

36-5-2480.jpg
Белый медведь – важнейший вид животных, 
по состоянию популяции которого
можно судить об экологии Арктического
региона.  Фото с сайта www.rosneft.ru
Однако наиболее масштабными будут исследования, посвященные царю Арктики – белому медведю. Этот хищник находится на вершине пищевой цепи и по состоянию его популяции ученые могут делать выводы об изменениях во всей арктической экосистеме.

На российском Севере обитают четыре популяции белого медведя. В то время как две хорошо изучены, исследования карской и лаптевской популяций имеют, что называется, «экспертный характер» – количество животных там еще никогда не подсчитывали, а имеющиеся данные были лишь предположительными. «Без оценки численности этих двух популяций сложно отслеживать их состояние и планировать стратегии сохранения этих краснокнижных видов, – отмечает Пашали. – В новом цикле работ мы планируем остановиться именно на карской популяции и впервые в истории России провести авиаучет ее численности с привлечением современных методов обработки больших данных».

Для того чтобы следить за маршрутами перемещения медведей, на некоторых из них нанесут спутниковые метки. Раньше у ученых в распоряжении были только ошейники с «маячками», потому они были вынуждены метить только самок – у самцов мощные шеи и в связи с этим устройства на них надежно закреплять не удавалось. В этом году планируется опробовать новые миниатюрные метки, которые крепятся на ухо животного. Эти новейшие спутниковые передатчики позволят отслеживать перемещения медведей и дадут возможность больше узнать об их активности и сезонной миграции.

При этом исследователи намерены использовать все доступные варианты изучения животных, как традиционные, так и наиболее современные. В итоге в арсенале ученых будут авиаучет, судовые и наземные наблюдения, исследования отдельных особей, позволяющие получить биологические образцы для лабораторных работ, которые будут проводиться в том числе молекулярно-генетическими методами.

Облеты обследуемых территорий будут совершать одновременно два самолета-лаборатории, использующие тепловизоры нового поколения. Во время авиаучета съемку будут вести как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне, а обрабатывать полученные материалы планируется с помощью нейросетей. «Без привлечения машинной обработки невозможно будет выполнить этот объем работ, – говорит Пашали. – Данные съемки на Чукотке 2016 года мы обрабатывали пять лет, а в рамках нового цикла работ мы планируем получить более 2 млн снимков, которые иначе не проанализируешь. Есть и еще одна особенность – белого медведя на снегу и в видимом диапазоне заметить достаточно тяжело, и в инфракрасном тоже – его шерсть обладает отличнейшими теплоизоляционными свойствами. Но нейросети помогут нам распознать медведей даже в этих условиях и выяснить их численность».

Как отмечает заместитель директора Росзаповедцентра Минприроды Ольга Кремер, успешный опыт подобных исследований уже есть – в 2022 году при помощи российских беспилотников «Орлан-10» был проведен мониторинг на острове Врангеля, который называют «родильным домом» чукотско-аляскинской популяции белого медведя. «Сделано порядка 25 тыс. снимков, пройдено порядка 10 тыс. км маршрута, – рассказала Кремер. – Беспилотник летел на высоте до 200 м, то есть никакого шумового воздействия на биоту не оказывал. Мы протестировали этот способ мониторинга в арктических условиях – поняли, что работает, что нужно усовершенствовать. А в ходе исследований были получены уникальные результаты – 856 особей белого медведя было определено для острова Врангеля – это почти треть всей чукотско-аляскинской популяции».

В 2023 году аналогичные работы были проведены в якутской части популяции, где впервые в мире сведения, получаемые с беспилотников, сразу же обрабатывались при помощи искусственного интеллекта – нейросетей. «Сейчас эти данные верифицируются учеными, мы проверим, правы ли нейросети или насколько ошиблись, – сообщила Кремер. – Пока имеющиеся сведения тоже уникальны – порядка 165 особей было определено для Медвежьих островов. Вместе с Арктическим научным центром «Роснефти» мы получаем сведения на модельных площадках, которые можно будет экстраполировать на все места обитания субпопуляции. Это важнейшие данные – когда мы эти сведения представили на совещании пяти стран ареала белого медведя, они произвели фурор. В других странах таких исследований не проводится, в этой сфере Россия – лидер».

В экспедиционных и камеральных исследованиях, организованных «Роснефтью», задействованы специалисты ведущих научных и проектных организаций страны. Исследования белого медведя и моржа проводятся совместно с Институтом проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН, дикого северного оленя – с Сибирским федеральным университетом, белой чайки – с Арктическим и антарктическим научно-исследовательским институтом. После завершения экспедиций начнется кропотливая камеральная работа – ученые будут изучать полученные образцы, материалы и данные в лабораториях.

«Чаще всего исследования проходят на территориях обитания коренных народов, и их представители привлекаются для сбора сведений о путях миграции тех или иных видов животных, – также говорит Пашали. – Иногда они привлекаются к участию в экспедициях, поскольку, например, для отлова животных нужны их уникальные навыки, которых нет у людей из центральной части России».

Ученые отмечают, что в последние годы, возможно в связи с изменением климата, все чаще белые медведи стали появляться на суше и пересекаться с людьми, которые, в свою очередь, активизируют деятельность в Арктическом регионе.

Сотрудничество государства и бизнеса позволяет сохранять краснокнижных животных

По словам Ольги Кревер, необходимость выполнения программы сохранения биоразнообразия позволила создать целый консорциум компаний, который помогает организовать исследования и сохранять российскую флору и фауну. Совместная работа позволила добиться увеличения численности приоритетных видов редких животных в 2–6 раз. «Зубра было 800 особей в начале проекта, а в прошлом году – более 2000 особей, численность аргали (алтайский горный баран. – «НГ») выросла с 800 особей до 2500, дальневосточный леопард – начинали с нескольких десятков, а сейчас уже более 130 особей, – говорит Кревер. – Хотелось бы получить сведения о карской популяции белого медведя, поскольку о ней сведений мало, серьезных исследований не проводилось».

Работы по изучению животных Арктики «Роснефть» ведет совместно с Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. По словам его директора Сергея Найденко, за три года были проведены три большие экспедиции в Арктике, за это время исследователи встретили 48 медведей, отловили 19 особей и пометили спутниковыми ошейниками пять самок. «Удалось зафиксировать, что первое, что делают самки, выйдя с детенышами из берлог, – пытаются уйти от воздействия человека в высокие широты на лед, – говорит Найденко. – Причем перемещаются очень широко – от Земли Франца-Иосифа до севера Северной земли. Это приводит к тому, что идет постоянный обмен генами между этими двумя группировками. Мы внимательно оцениваем состояние животных и с некоторой опаской фиксируем увеличение числа животных с трихинеллой (это такой неприятный паразит арктических регионов) и с вирусом чумы плотоядных. Видимо, это происходит в связи с тем, что животные все чаще остаются на островах в теплый период, чаще контактируют друг с другом, что создает возможность для передачи патогенов. Медведи также в последнее время чаще контактируют с наземными животными, например с собаками».

У российских моржей – хороший иммунный статус

Также ученые обследовали популяции моржа – им удалось не только изучить уже известные лежбища этих ластоногих, но и открыть три новых, на одном из которых обнаружено более 2000 особей. Всего же в регионе было обнаружено до 7000 моржей. Ученые смогли установить на некоторых из них 26 передатчиков, организовали изучение кормовых ресурсов этого вида, а также провели генетические исследования. «Сравнивая наши данные на Земле Франца-Иосифа с данными, полученными в Гренландии, можно сказать, что в российской Арктике звери с более хорошим иммунным статусом и они могут быть более устойчивы к разным патогенам, которые проникают в популяцию», – говорит Сергей Найденко.

Ученые сходятся во мнении, что исследования, которые будут проведены в ходе экспедиций «Роснефти», уникальны – что-то подобное было организовано только в советский период, однако имевшиеся данные уже устарели, к тому же теперь будут использоваться новые методы получения данных. Полученные сведения сделают достоянием общественности – они, как и результаты ранее проведенных экспедиций, будут доступны не только специалистам, но и всем, кто интересуется биологией и природой Арктики. «Мы уже опубликовали более 20 научных статей и выпустили целую серию атласов, уже более 10 книг, – говорит Пашали. – Вся информация открыта для научного сообщества и всех желающих – распространяются бумажные версии, а электронные версии доступны для скачивания в интернете». n

Результаты недавних экспедиций

В девяти экспедициях в труднодоступных и малоизученных районах Арктики участвовали 50 ученых, представляющих ведущие научные учреждениях страны. За 14 месяцев полевых исследований было организовано 350 часов авианаблюдений для учета животных, из которых 120 часов – с использованием беспилотных летательных аппаратов. 79 животных были помечены спутниковыми передатчиками, в лаборатории проанализированы 1200 биологических образцов. Ученые установили в ключевых местах обитания исследуемых видов 18 фотоловушек, а затем получили и обработали примерно 300 тыс. полученных с их помощью снимков.


Читайте также


V церемония вручения призов в области веб-контента: искусственный интеллект плюс

V церемония вручения призов в области веб-контента: искусственный интеллект плюс

Вера Цветкова

Лауреаты  премии  определялись по итогам голосования ведущих представителей онлайн-кинотеатров, тв-каналов и медиаресурсов

0
172
Белых медвежат в Якутском зоопарке назвали Вилюй и Яна

Белых медвежат в Якутском зоопарке назвали Вилюй и Яна

Татьяна Астафьева

Компания "Роснефть" продолжает опекать и исследовать крупнейших наземных хищников

0
2012
Транспортная артерия в ожидании грузов

Транспортная артерия в ожидании грузов

Борис Николаев

Хватит ли запасов углеводородного сырья для расширения поставок по Севморпути

0
4530
Научные исследования и современные технологии позволяют геологам "Роснефти" открывать новые месторождения

Научные исследования и современные технологии позволяют геологам "Роснефти" открывать новые месторождения

Татьяна Астафьева

Представители компании отмечают профессиональный праздник высокими результатами

0
1512

Другие новости