Учёные Межвузовского кампуса разработали цифровые карты свойств почв Башкории

Подобную работу с использованием регионального массива данных, по словам авторов проекта, ранее не проводили не только в Башкортостане, но и на территории России. В отличие от традиционных двухмерных карт, которые показывают свойства поверхности или отдельных почвенных горизонтов, новая технология позволяет оценивать характеристики почвы на разных глубинах и видеть их пространственное распределение в объеме.

Речь идет прежде всего о содержании органического углерода и кислотности почв. Эти параметры важны для оценки плодородия земель, экологического состояния территорий и климатических процессов.

Значение такой работы для региона связано не только с развитием науки, но и с ее практическим применением. Заместитель Премьер-министра Правительства Башкортостана — министр земельных и имущественных отношений республики Наталья Полянская подчеркнула, что точные цифровые данные о почвах могут использоваться при принятии управленческих решений.

— Сегодня очень важно поддерживать и поощрять такие научные решения, использовать их для устойчивого развития сельского хозяйства, экологии и экономики региона в целом. Внедрение современных технологий позволяет перейти от трудоемких ручных методов к точным цифровым инструментам, позволяющим прогнозировать характеристики почв на обширных территориях и принимать управленческие решения на базе надежных данных. Точное знание свойств почв позволит региону эффективнее вовлекать земли в хозяйственный оборот. Мы видим, как научный потенциал Межвузовского кампуса работает на развитие республики, и это полностью соответствует задачам, которые мы ставим в рамках повышения инвестиционной привлекательности региона, — отметила Наталья Полянская.

По словам авторов научного проекта, из почвы получают до 90% всех продуктов питания. По этой причине важно проводить мониторинг и оценивать состояние почвы. Традиционная почвенная картография во многом опиралась на полевые обследования и ручную обработку данных. Специалисты изучали отдельные почвенные разрезы, учитывали климат, рельеф, растительность, геологию и другие факторы, после чего переносили полученную информацию на большие территории.

Современная цифровая почвенная картография строится иначе. Компьютерные модели позволяют находить статистические связи между свойствами почв и факторами их формирования, а затем прогнозировать характеристики на территориях, где непосредственные измерения отсутствуют.

Работу учёные Межвузовского кампуса начали ещё в 2020 году. За это время они собрали и систематизировали данные предыдущих исследований, а затем подготовили их для машинного обучения. В итоге в работу вошли 29,4 тыс. измерений содержания органического углерода и более 22,3 тыс. измерений кислотности почв.

Дополнительно исследователи использовали 82 цифровые карты республики, включавшие сведения о климате, рельефе, геологии, гидрологии, почвах и спутниковые данные. Полученные 3D-модели прошли многоступенчатую проверку, в том числе по точности прогнозов, их неопределенности и области применимости.

Наиболее трудоемкой частью проекта стал именно сбор и подготовка исходной информации. Автор проекта, начальник лаборатории искусственного интеллекта в исследованиях окружающей среды УГНТУ Азамат Сулейманов, отметил, что исследователям пришлось объединить разрозненные данные из научных публикаций, отчетов, диссертаций и других источников.

— Основная сложность состояла в сборе и гармонизации данных для дальнейшего обучения моделей. Это был самый долгий и трудный процесс. Кроме того, данные распределены по территории неравномерно. Например, для Уральских гор информации значительно меньше, чем для равнинных районов Башкортостана, поскольку полевые обследования в горных территориях сложнее с точки зрения логистики, — рассказал Азамат Сулейманов.

Авторы рассчитывают использовать результаты исследования в сельском хозяйстве, экологическом мониторинге и климатических исследованиях. Новые карты должны повысить точность оценки запасов почвенного углерода и кислотности в масштабах всей республики.

Практическую ценность разработки для земельных отношений отметил председатель Общественного совета при Министерстве земельных и имущественных отношений Башкортостана, доцент БАГСУ Рим Галимов. По его словам, цифровые данные помогут сделать процедуры работы с земельными ресурсами более объективными и снизить затраты.

— Башкортостан как один из лидеров агропромышленного комплекса получит мощный инструмент управления: повышение стандартов госуслуг, минимизацию временных и финансовых затрат для всех участников процесса, объективность при разграничении земель и надежную научную базу для соблюдения прав крестьянских и фермерских хозяйств, — отметил Рим Галимов.

Исследование продолжается. Сейчас в горных районах Урала проводятся дополнительные полевые работы, чтобы расширить массив данных. В дальнейшем команда планирует применять и более современные методы цифрового моделирования.

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России по теме оценки эмиссии и поглощения парниковых газов экосистемами Евразийского карбонового полигона и поиска технологических решений для декарбонизации Башкортостана.

Справочно.

Напомним, по поручению Президента Владимира Путина в России создается сеть современных кампусов. К 2030 году в стране должно появиться созвездие из 25 кампусов. Работу по данному направлению ведет Правительство Российской Федерации и Минобрнауки России. В настоящее время при поддержке национального проекта «Молодежь и дети» проектируются и строятся 24 таких студгородка. К 2036 году количество кампусов увеличится до 40.

Башкортостан стал одним из пилотных регионов России, где реализуется федеральный проект по созданию сети современных кампусов. Первая очередь Межвузовского студенческого кампуса Евразийского научно-образовательного центра в Уфе была открыта в феврале 2024 года.

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