Лаборатория геоботаники

Сосредоточение исследований растительного покрова российского Дальнего Востока и зарубежной северо-восточной Азии в лаборатории геоботаники.

Полная интеграция в мировую науку, укрепление и расширение сотрудничества с ведущими мировыми центрами, специализирующимися на исследованиях в области наук о растительности, биоклиматологии, лесной экологии и охраны растительного мира на глобальном уровне.

Обеспечение совместно с университетами полного цикла подготовки специалистов в областях ресурсопользования, связанных с растениями, с целью достижения максимального эффекта использования растительных ресурсов в экономике России.

Растительность была в фокусе исследований Ботанического сада-института ДВО РАН с момента его основания. Именно поэтому при выборе участка для заложения Ботанического сада учли мнение ведущих дальневосточных геоботаников: Бориса Павловича Колесникова и Николая Евгеньевича Кабанова, а первые детальные исследования растительного покрова на его территории были организованы и проведены Галиной Эразмовной Куренцовой. В зависимости от решаемых задач, лаборатория в разное время носила разные названия: лаборатория экспериментальной экологии и акклиматизации растений, рекреационных лесов и ландшафтной архитектуры, охраны и мониторинга растительного покрова, экологии растительного покрова и, наконец, геоботаники.

С момента своего образования и по сегодняшний день главным приоритетом лаборатории являются исследования климатогенных и антропогенных изменений растительного мира. На начальных этапах становления лаборатория разрабатывала научные основы конструирования лесопарковых и парковых ландшафтов (Виталий Павлович Селедец). В 1980-е годы проводились работы в области про мышленной ботаники, в результате которых был подобран ассортимент пыле- и газоустойчивых растений для Южного Приморья (Нина Михайловна Воронкова, Александр Николаевич Прилуцкий). В 1987 году была издана книга «Озеленение городов Приморского края», ставшая настольной для ландшафтных дизайнеров.

В период с 1997 по 2004 годы лабораторию возглавлял Александр Павлович Добрынин. Прикладные исследования были усилены решением фундаментальных вопросов. Большим вкладом в данное направление стала монография А.П. Добрынина «Дубовые леса Дальнего Востока», в которой на основе обширных материалов предложены меры по оптимизации охраны и использования этой крупной растительной формации. Значительное внимание уделялось исследованиям по мониторингу растительного покрова особо охраняемых и перспективных для охраны природных территорий. В 2005-2016 годах лабораторией руководил Борис Сергеевич Петропавловский. В этот период фундаментальные исследования лаборатории заняли прочные позиции в мировой науке о растительности. Получены новейшие сведения о состоянии и динамике растительного покрова дальневосточного региона, выявлены основные природные и антропогенные факторы, влияющие на характер современных изменений в растительном покрове. Разработаны и опробованы под ходы к моделированию из менений растительного покрова в зависимости от факторов природной среды.

Аккумуляция данных по состоянию растительного покрова на особо охраняемых природных территориях стала результатом поддержанной инициативы Б.С. Петропавловского об организации серии Дальневосточных конференций по заповедному делу. Особый вклад Борис Сергеевич внес в обустройство экспериментального лесного массива Ботанического сада-института ДВО РАН и в организацию научных исследований и образовательного процесса на его основе.

Материальная база лаборатории геоботаники за последние 10 лет существенно обновилась, благодаря чему появилась возможность проведения современных исследований в областях дендрохронологии, биоклиматологии, дистанционного зондирования растительного покрова, моделирования структуры экосистем на разных уровнях организации.
В настоящее время лаборатория геоботаники располагает комплексом приборов для дендрохронологических исследований: буравами разных размеров, устройством для измерения ширины годичных колец Lintab, дендрометрами для мониторинга и измерений диаметра ствола деревьев. Для исследований пространственной структуры лесных экосистем в наличии имеются Lidar наземного базирования, лазерные и ультразвуковые дальномеры. Портативная почвенная химическая лаборатория позволяет оперативно получить данные об основных химических и физических свойствах почв.

Дистанционные исследования проводятся на основе анализа материалов высокого и сверхвысокого разрешения с использованием современного программного обеспечения. Для создания ортофотоизображений растительного покрова используется беспилотный летательный аппарат DJI Mavic 3.

Созданы и обучены нейронные сети, позволяющие точно идентифицировать кроны сосны корейской и пихты цельнолистной на материалах дистанционного зондирования Земли сверхвысокого разрешения, полученных с помощью беспилотного летательного аппарата с RGB-камерой. Показано, что данная технология особенно актуальна при исследованиях сообществ особо угрожаемой формации чернопихтово-кедрово-широколиственных лесов: за короткий промежуток времени стало возможным установление числа и точных координат деревьев пихты цельнолистной и сосны корейской на больших площадях.

В сотрудничестве с Чешской академией наук проведена детальная датировка воздействия тропических циклонов (тайфунов) на лесные экосистемы прибрежных зон северо-восточной Азии с помощью анализа годичных колец деревьев за 300 лет. Установлено существенное усиление активности тропических тайфунов в более северных широтах в последнее столетие, и дан прогноз об ускорении продвижения северной границы активности циклонов к северу. Дана оценка последствий тайфунов Дуджуан (2015 г.), Лайонрок (2016 г.), Линглинг (2019 г.), Майсак (2020 г.).

Выполнено моделирование размещения особо ценных в лесном хозяйстве видов деревьев умеренных и бореальных лесов в условиях современной и прогнозируемой к 2070 г. климатической обстановки. Исследованы плейстоценовые рефугиумы видов, где в настоящее время сосредоточены древний генофонд. Дана оценка перспектив изменения ареала видов при современных тенденциях изменения климата, рекомендованы регионы, оптимальные для заложения плантаций на перспективу 50 лет.

На основе полученных материалов проведена критическая ревизия классификации зональной растительности Дальнего Востока, ранее разработанной в серии наших работ, а также в работах других авторов. Единицы растительности позиционированы в системе глобального растительного покрова.

Результаты опубликованы в серии статей и в книгах ведущих мировых издательств.

На основе мультиспектральных снимков Sentinel-2 с применением машинного обучения создана подробная карта растительности острова Кунашир (южные Курилы) с пространственным разрешением 20 м/пиксель.

РНФ, 2022–2023, «Чернопихтово-кедрово-широколиственные леса юга Дальнего Востока в условиях усиления активности тропических циклонов: оценка повреждений, закономерности восстановительной динамики и прогнозирование распространения при изменении климата», руководитель П.В. Крестов

РНФ, 2020–2022, «Лесные плантации в условиях изменения климата на юге Дальнего Востока России: результаты и перспективы 90-летней лесокультурной практики», руководитель К.А. Корзников

РНФ, 2018–2019, «Режим нарушений и изменение закономерностей динамики лесных экосистем юга Дальнего Востока России в условиях усиления тропических циклонов», руководитель К.А. Корзников

РФФИ, 2019–2021, «Влияние мощных тайфунов на режим естественной динамики ненарушенных лесных экосистем юга Дальнего Востока России в течение последних 350 лет», руководитель А.С. Возмищева

РФФИ, 2018–2020, «Научные основы восстановления растительного покрова техногенных ландшафтов в условиях юга Дальнего Востока России (остров Сахалин)», руководитель К.А. Корзников.

Петренко Татьяна Яковлевна – к.б.н., старший научный сотрудник

Дзизюрова Виолетта Дмитриевна – младший научный сотрудник

Замуруева Виктория Владимировна – младший научный сотрудник

Белова Софья Константиновна – лаборант