Аннотация результатов, полученных в 2022 году
При помощи беспилотного летательного аппарата оценена площадь нарушений древесного полога лесных массивов в окрестностях г. Владивостока пострадавших в момент прохождения тайфуна Майсак (сентябрь 2020 г.). Для исследуемого участка на основе натурных обследований составлена крупномасштабная геоботаническая карта, а данные сверхвысокого разрешения полученные с квадрокоптера позволили выполнить высокоточную оценку повреждений древостоя. Выявлено, что наиболее пострадавшими от тайфуна оказались коренные старовозрастные леса с доминированием пихты цельнолистной и корейского кедра, поддерживающие высокие уровни биологического разнообразия в естественных местообитаниях амурского тигра и дальневосточного леопарда на юге Приморского края. В то же время, древостои вторичных лесов, сформированные преимущественно дубом монгольским, пострадали от воздействия тайфуна в существенно меньшей степени. Крупные деревья пихты цельнолистной и корейского кедра возвышаются над пологом лиственных видов деревьев, поэтому они сильнее подвержены экстремальным ветровым нагрузкам. Выворачиваясь с корнями во время особо сильных порывов ветра, они обрушивались и повреждали соседние более низкорослые деревья по принципу падающего домино. Мы обнаружили участки поваленных деревьев площадью более полутора тысяч квадратных метров для коренных лесов с пихтой и кедром, в то время как для дубовых лесов площадь участков с поваленными деревьями не превышала, как правило, 400–500 квадратных метров. Доля поврежденных тайфуном лесов с пихтой цельнолистной и корейским кедром на особо охраняемой природной территории Ботанического сада-института ДВО РАН составила 10% от занимаемой ими площади, а для дубовых лесов этот показатель составил всего 1.7%. Разработаны и применены свёрточные нейронные сети различных архитектур, позволяющие автоматически определять кроны деревьев пихты цельнолистной и корейского кедра на фотоснимках сверхвысокого разрешения, полученных при помощи беспилотных летательных аппаратов. Точность распознавания форм крон достигает почти 90%, а точность распознавания конкретного вида дерева составляет почти 100%. Разработанные алгоритмы распознавания позволяют выполнять высококачественную и быструю оценку состава древостоя лесов южной уссурийской тайги, обнаруживать высокоценные деревья пихты и кедра. Созданная методика может найти применение в рамках мониторинговых исследований заповедников и национальных парков, а также лесоинвентаризационных мероприятиях органов лесного хозяйства и лесопользователей. При помощи методов глубокого машинного обучения, сведений о фактическом распространении пихты цельнолистной, ретроспективных и прогнозных климатических моделей созданы предварительные модели ареалов пихты цельнолистной для временного промежутка от максимума последнего оледенения (около 21 тысячи лет назад) до 2070 года. Современная климатическая обстановка потенциально способна поддерживать произрастание пихты цельнолистной на территории площадью около 155 тыс. км2. Площадь территорий, которые можно рассматривать как рефугиумы пихты цельнолистной, в пределах которых популяции вида могли бы беспрерывно существовать со времени максимума последнего оледенения до 2070 г. составляет 26.4 тыс. км2 или 11.2 тыс. км2 в зависимости от оптимистического или пессимистического сценария глобального потепления. Существенное сокращение численности популяций пихты цельнолистной в недавнем прошлом вследствие вырубок и пожаров приводит к прогрессирующей фрагментации ареала вида на фоне драматических изменений пригодной для вида климатической обстановки, особенно в южной части современного ареала (Корейский полуостров). Прогнозируемые изменения климата требуют пересмотра устоявшихся традиций управления лесами и создания лесных культур, в частности более широкого внедрения пихты цельнолистной в лесокультурную практику на территории юга Приморского края.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Чернопихтово-кедрово-широколиственные леса (ЧКШЛ) Дальнего Востока – это самая сложная по структуре и функциям лесная экосистема Российской Федерации – часть биома умеренных хвойно-широколиственных лесов мира. Пихта черная и сосна корейская (которую далее будем называть, как и наши предки, кедром) формируют верхний ярус лесной экосистемы, возвышаясь над общим пологом леса на 10-15 м. Древостой в пределах одной экосистемы исключительно разнообразный, включает до 20 видов деревьев, столько же кустарников и около десятка видов древесных лиан, распределенных по ярусам. В процессе продолжительной эволюции в борьбе за свет – главный ресурс в лесной экосистеме, ряд видов деревьев выработал адаптации к его недостатку, получив шанс воспроизводиться даже под сомкнутым пологом главных доминантов. Использование каждого сантиметра пространства экосистемы ассимиляционными органами деревьев обеспечивает высочайшую продуктивность экосистем ЧКШЛ, а сложнейшая структура приводит к уникально плотной «упаковке» экологических ниш, что и есть основа сосредоточения здесь невиданного больше нигде в России биоразнообразия и самых длинных и разветвленных пищевых цепей, контролируемых идеальными хищниками – тигром и леопардом. ЧКШЛ исторически были распространены в северной части Корейского полуострова и в самой южной части российского Дальнего Востока до северной широты 44 градуса, лишь незначительно заходя на территорию северо-восточного Китая. Бурный 20-й век привел к их полному исчезновению на Корейском полуострове: в Республике Корее пихту цельнолистную бережно сохраняют в самых северных провинциях, в КНДР леса с ее участием были уничтожены по время японской оккупации и последовавшей за ней корейской войны. В российской части ареала, ЧКШЛ вырубались, но предпочтения при рубках отдавалось сосне корейской – кедру. После вырубок в лесных экосистемах сохранялась лесная среда за счет никому не нужных тогда лиственных пород, и процессы восстановления экосистем успешно запускались и достигали кульминационных стадий. Экосистема, несмотря на подчас серьезные нарушения, была способна к восстановлению, а поток поколений основных лесообразователей не прерывался. Климатические изменения эффективно трансформируют ареалы экосистем как в бореальной, так и в умеренной зонах, и ЧКШЛ, распространенные по большей части южнее южных границ России, рассматривались многими исследователями как потенциально основные леса юга российского Дальнего Востока после предполагаемой миграции их основных компонентов и доминантов на север. На пихту цельнолистную возлагались надежды ресурсно значимой для лесного хозяйства породы. Проект в целом был посвящен оценке потенциала ЧКШЛ на российском Дальнем Востоке при существующих трендах климатических изменений. Проведенные исследования, увы, привели к неутешительным результатам: ареал ЧКШЛ сокращается, и данный тип экосистем переходит на российском Дальнем Востоке в рефугиальную стадию. При помощи методов глубокого машинного обучения, сведений о фактическом распространении пихты цельнолистной, ретроспективных и прогнозных климатических моделей созданы модели потенциальных ареалов пихты цельнолистной для временного промежутка от максимума последнего оледенения (около 21 тысячи лет назад) до 2070 года. Современная климатическая обстановка потенциально способна поддерживать произрастание пихты цельнолистной на территории площадью около 155 тыс. км2. Площадь территорий, которые можно рассматривать как рефугиумы пихты цельнолистной, в пределах которых популяции вида могли бы беспрерывно существовать со времени максимума последнего оледенения до 2070 г. составляет 26.4 тыс. км2 или 11.2 тыс. км2 в зависимости от оптимистического или пессимистического сценариев глобального потепления. Главными рисками для экосистемы на российском Дальнем Востоке, при условии исключения антропогенного воздействия, остаются климатические аномалии и связанные с ними особо опасные природные явления, такие как тропические циклоны (тайфуны). Нами проанализированы специфические воздействия ряда тайфунов, из последних, включая Лайонрок (2016) и Майсак (2020), на хвойные деревья, в том числе и на черную пихту. Оставленные непосредственно после тайфуна завалы деревьев – это лишь часть смертельного урожая стихии. Многие деревья, большая их часть, имеют силы выдержать первый удар стихии, но сильный ветер приводит к подрыву их корневых систем, далее наступает физиологическая засуха, дерево слабнет и оказывается незащищенным перед постоянным давлением естественного патогенного фона. Бактерии, грибы и насекомые за 3-5 лет завершают убийство, начатое тайфуном. Черная пихта в первую очередь подвергается ветровому давлению, поэтому увеличение частоты тайфунов будет ускорять ее исчезновение с зональных местообитаний. Но опасность потерять наши уникальные ЧКШЛ оказалась существенно ближе, и ее несет строгое, но не обдуманное заповедание территорий, приводящее к возрастанию плотности населения пятнистого оленя. Небольшие территории особо охраняемых природных территорий превращаются в убежища для оленей, и их популяцию несколько тигров, способных уместиться на заповедной территории, контролировать не могут. В результате мы вместо Уссурийской тайги получили практически современный Шервудский лес, просматриваемый на сотни метров. Процесс возобновления главных лесообразователей полностью прерывается, деревья не в состоянии обеспечить смену поколений. Экосистема обречена на коллапс. Работа над проектом позволила разработать технологии распознавания видов деревьев по материалам дистанционного зондирования Земли, которые могут и должны привести к революционным изменениям практики применяемого в России лесоустройства, позволяя получить большой пул информации о строении и составе экосистемы за очень короткое время и существенно меньшие усилия, чем сейчас тратят лесоустроители. Мы разработали и применили свёрточные нейронные сети различных архитектур, позволяющие автоматически определять кроны деревьев пихты цельнолистной и корейского кедра на фотоснимках сверхвысокого разрешения, полученных при помощи беспилотных летательных аппаратов. Точность распознавания форм крон достигает почти 90%, а точность распознавания конкретного вида дерева составляет почти 100%. Разработанные алгоритмы распознавания позволяют выполнять высококачественную и быструю оценку состава древостоя лесов южной уссурийской тайги, обнаруживать высокоценные деревья пихты и кедра. Созданная методика может найти применение в рамках мониторинговых исследований заповедников и национальных парков, а также лесоинвентаризационных мероприятиях органов лесного хозяйства и лесопользователей. Что мы имеем в сухом остатке после работы по данному проекту 1. Черная пихта на юге Приморья сейчас находится в угрожаемом состоянии, которое обусловлено как климатическими факторами, так и изменением природопользования. 2. В ближайшие 50 лет будет наблюдаться постепенное перемещение черной пихты с зональных местообитаний в рефугиумы. 3. Ускорять процесс будут более частые тропические циклоны. 4. Одним из наиболее эффективных уничтожителей черной пихты является пятнистый олень и существующая система управления особо охраняемыми природными территориями. Пятнистый олень полностью блокирует возобновление черной пихты на больших площадях. 5. Меры по сохранению крупных хищников, контролирующих популяции оленей, способствуют возвращению баланса в природные экосистемы, но сильно запаздывают. При существующем размере оленьей популяции растущие популяции тигра и леопарда не успевают предотвратить коллапс экосистемы ЧКШЛ. 6. При оставлении ситуации "как есть" вопрос о включении черной пихты в Красную книгу РФ станет актуальным при ее переиздании через 10 лет.