Учёные из Уфы разработали цифровые карты свойств почв Башкортостана

Авторы проекта утверждают, что ранее в Башкортостане и в России не проводилось подобных исследований с использованием региональных данных. В отличие от обычных двухмерных карт, отображающих свойства поверхности или отдельных почвенных горизонтов, новая технология позволяет анализировать характеристики почвы на различных глубинах и визуализировать их пространственное распределение в трехмерном объеме.

Основное внимание уделяется содержанию органического углерода и кислотности почв. Эти показатели играют ключевую роль в оценке плодородия земель, экологического состояния регионов и климатических процессов.

Работа, связанная с исследованием почв, имеет огромное значение для Башкортостана. Она способствует не только развитию науки, но и ее практическому применению. Министр земельных и имущественных отношений Наталья Полянская подчеркнула важность точных данных о состоянии почв. Эти данные необходимы для принятия эффективных управленческих решений.

Наталья Полянская отметила, что сегодня особенно важно поддерживать научные разработки и внедрять их в практику. Это способствует устойчивому развитию сельского хозяйства, экологии и экономики региона. Современные технологии позволяют перейти от трудоемких и неточных методов к цифровым инструментам. Эти инструменты помогают прогнозировать характеристики почв и принимать обоснованные решения. Точное знание свойств почв способствует более эффективному использованию земельных ресурсов. Научный потенциал Межвузовского кампуса играет важную роль в развитии региона. Это соответствует задачам повышения его инвестиционной привлекательности.

По данным исследователей, до 90% продуктов питания получают из почвы. Поэтому важно регулярно мониторить и оценивать её состояние. В прошлом почвенная картография основывалась на полевых исследованиях и ручной обработке данных. Специалисты изучали конкретные почвенные разрезы, учитывая климатические условия, рельеф, растительность, геологические особенности и другие факторы, а затем распространяли полученные результаты на обширные территории.

Сегодня цифровая почвенная картография работает иначе. С помощью компьютерных моделей выявляются статистические зависимости между свойствами почв и влияющими на них факторами, что позволяет прогнозировать характеристики почв в местах, где прямые измерения невозможны.

Работа над проектом в Межвузовском кампусе стартовала в 2020 году. За этот период учёные собрали и систематизировали данные из предыдущих исследований, подготовив их для машинного обучения. В результате в анализ вошли 29,4 тысячи измерений содержания органического углерода и более 22,3 тысячи измерений кислотности почв.

Кроме того, исследователи использовали 82 цифровые карты республики, содержащие информацию о климате, рельефе, геологии, гидрологии и почвах, а также спутниковые данные. Полученные 3D-модели прошли многоэтапную проверку, включая оценку точности прогнозов, их неопределенности и применимости.

Самым трудоемким этапом проекта стал сбор и подготовка исходных данных. Руководитель проекта, начальник лаборатории искусственного интеллекта в области экологии УГНТУ Азамат Сулейманов, подчеркнул, что команде пришлось объединить разрозненные сведения из научных публикаций, отчетов, диссертаций и других источников.

— Основная трудность заключалась в сборе и согласовании данных для обучения моделей. Это был самый продолжительный и сложный этап. Кроме того, данные распределены по территории неравномерно. Например, информации о горных районах Урала гораздо меньше, чем о равнинных зонах Башкортостана, так как полевые исследования в горах более сложны с точки зрения логистики, — поделился Азамат Сулейманов.

Исследователи планируют применять результаты своей работы в сельском хозяйстве, экологическом мониторинге и климатических исследованиях. Новые карты должны значительно улучшить точность оценки запасов почвенного углерода и уровня кислотности на территории всей республики.

Доцент БАГСУ Рим Галимов, председатель Общественного совета при Министерстве земельных и имущественных отношений Башкортостана, подчеркнул практическую значимость разработки для земельных отношений. По его мнению, использование цифровых данных позволит повысить объективность процедур работы с земельными ресурсами и снизить затраты.

— Башкортостан, как один из ведущих регионов агропромышленного комплекса, получит эффективный инструмент для управления земельными ресурсами. Это позволит улучшить качество государственных услуг, сократить временные и финансовые затраты всех участников процесса, обеспечить объективность при разграничении земель, а также создать надежную научную основу для защиты прав крестьянских и фермерских хозяйств, — сказал Рим Галимов.

Работа над проектом продолжается. В настоящее время в горных районах Урала проводятся дополнительные полевые исследования для расширения базы данных. В будущем команда планирует использовать более современные методы цифрового моделирования.

Проект реализуется в рамках государственного задания Минобрнауки России по изучению эмиссии и поглощения парниковых газов экосистемами Евразийского карбонового полигона, а также по поиску технологических решений для декарбонизации экономики Башкортостана.

Фото

Источник: https://pravitelstvorb.ru/news/29461/