Новые инструменты картирования растительности помогают гибкому управлению пастбищами

Мощные новые цифровые инструменты картирования, разработанные исследователями Университета Невады в Рино, могут улучшить управление пастбищными угодьями, особенно общественными землями на обширном западе США.

Значительные улучшения в картировании растительности, достигнутые в ходе исследования университета, предоставляют менеджерам пастбищ, как владельцам ранчо, так и федеральным управляющим общественными землями, более качественную информацию для принятия масштабных решений по смягчению последствий выпаса скота, лесных пожаров и других потенциальных нарушений.

Исследование провели Лукас Фиппс, эколог пастбищных угодий, и профессор Тамзен Стрингем из Департамента сельского хозяйства, ветеринарии и пастбищных наук Колледжа сельского хозяйства, биотехнологий и природных ресурсов Университета. Результаты опубликованы в журнале Rangeland Ecology and Management.

Работа с большими данными

Фиппс объяснил, что новый процесс картирования использует надежное машинное обучение для обработки огромных объемов информации, собранной спутниковыми снимками, а также данных, кропотливо собранных поколениями ученых на местах. Результат: карты-сетки, которые показывают закономерности растительности точнее, чем предыдущие методы.

Точная информация о растительности особенно важна в Неваде, где федеральному правительству принадлежит более 80% земли. Многие владельцы ранчо в штате хотят большей гибкости в управлении пастбищами, которые они арендуют у федеральных агентств. Фактически, четыре ранчо в штате объединились с Бюро по управлению земельными ресурсами (Bureau of Land Management) для тестирования методов управления, которые дают владельцам ранчо больше возможностей самостоятельно реагировать на меняющиеся условия.

Но такой гибкий менеджмент требует наилучшей возможной информации о растительности и изменениях в ее структуре, чтобы обеспечить соответствующий выпас, сказал Фиппс.

Два ранчо в Неваде, участвующие в Программе выпаса скота, основанной на результатах (Outcome-based Grazing Program) BLM — ранчо Winecup-Gamble к северо-востоку от Уэллса и ранчо Smith Creek к западу от Остина — стали испытательными площадками для технологии картирования, разработанной исследователями Университета.

Огромное ранчо Winecup-Gamble было бы особенно сложным для традиционных методов картирования растительности, сказал Фиппс. Ранчо занимает около миллиона акров (площадь больше, чем у штата Род-Айленд) вдоль границы штатов Невада и Юта. Многие удаленные участки ранчо было бы сложно контролировать на местах.

Высококачественное картирование

В прошлом карты растительности создавались на основе исследований типов почв, а также данных о таких факторах, как количество осадков, средние температуры и высота над уровнем моря. Появление дистанционных данных со спутника Landsat NASA позволило исследователям создавать крупномасштабные карты с середины 1980-х годов и отслеживать крупномасштабные изменения из года в год.

Процесс, разработанный Фиппсом и Стрингем, использует машинный анализ более 40 экологических переменных для создания карт растительности, которые содержат больше информации и информацию более высокого качества, чем существующие картографические продукты. Карты, созданные по новому процессу, были проверены натурными наблюдениями на 450 участках.

Несмотря на точность и широкий охват карт растительности, созданных с помощью машинного обучения и дистанционного зондирования, Фиппс отметил, что новая технология все еще не может заменить наблюдения опытных ученых, работающих в поле.

«Работа на местах остается золотым стандартом, — сказал он. — Но для создания карт больших или удаленных территорий возникает проблема нехватки людских ресурсов».

Влияние на Запад и мир

Проект картирования хорошо соответствует миссии Университета как университета, предоставленного землей (land-grant university), где большая часть работы сосредоточена на улучшении повседневной жизни людей в Неваде и за ее пределами, сказал Фиппс. Усилия по восстановлению природных территорий после нарушений, вызванных пожарами, геологоразведкой и внедорожниками, будут усилены благодаря лучшему пониманию закономерностей растительности.

Хотя новое картирование растительности было разработано на двух ранчо в Неваде, Фиппс сказал, что очевидным следующим шагом будет его внедрение на всей оставшейся территории Невады и соседних штатов.

И выиграют от этого не только Невада и другие западные штаты. Фиппс отметил, что другие страны, которые не проводили обширных почвенных обследований, могли бы использовать новую технологию для создания высококачественных карт растительности, позволяющих принимать более обоснованные решения.

«Научное сообщество, владельцы ранчо и федеральные управляющие землями заинтересованы в добросовестном управлении пастбищными угодьями, — сказал Фиппс. — Они очень положительно отзывались о работе Университета, увидев возможности этого важного нового инструмента для картирования растительности».