Tvari apsauga
Mokslininkai siūlo pažangius technologinius sprendimus miškui: inovatyvų miškų regeneracijos modelį ir garsų analizės sistemą, leidžiančius prognozuoti miškų būklę ir aptikti pokyčių realiuoju laiku. Jų teigimu, tai gali tapti svarbia tvarios miškų apsaugos priemone.
Dabartiniai miškotvarkos metodai dažnai susiduria su didėjančiais aplinkosaugos iššūkiais, kurie pastaraisiais metais itin auga. „Miškai, ypač tokiuose regionuose kaip Lietuva, yra labai jautrūs vis šiltėjančioms žiemoms, o dėl daugybės skirtingų faktorių medžiai silpsta ir tampa pažeidžiamesni kenkėjų. Turbūt retas Lietuvoje negirdėjo apie mažą vabaliuką žievėgraužį, dėl kurio kertame didelius miškų plotus“, – sako R. Maskeliūnas.
Mokslininko nuomone, akivaizdu, kad tradicinių stebėsenos metodų – miškininkų vykdomų įprastinių vizualinių stebėjimų ar gaudyklių patikrinimų – nepakanka. „Niekada neturėsime tiek žmonių, kad būtų galima sužiūrėti, kas nuolatos vyksta miške“, – sako jis.
Ypač veikia egles
Vienas iš būdų situacijai gerinti – miškų regeneracijos dinamikos modelis, kuris prognozuoja, kaip miškai augs ir keisis laikui bėgant. Modelis stebi medžių amžiaus klases ir apskaičiuoja tikimybes, kiek medžių pereis iš vienos amžiaus grupės į kitą, įvertindamas jų augimo ir mirtingumo rodiklius.
Be to, pasak duomenų analitikos eksperto, KTU Informatikos fakulteto Realaus laiko kompiuterių sistemų centro (IF RLKSC) vadovo prof. Roberto Damaševičiaus, modelis padeda nustatyti, kurios medžių rūšys geriausiai prisitaiko prie skirtingų sąlygų ir kokiuose regionuose jas sodinti.
„Jis gali būti naudojamas mišrių miškų atsodinimo planavimui, siekiant didinti jų atsparumą klimato kaitai, taip pat prognozuoti, kur ir kada tam tikros rūšys taps pažeidžiamesnės kenkėjams, leidžiant imtis prevencinių priemonių. Priemonė prisideda prie miškų išsaugojimo, bioįvairovės išlaikymo ir ekosistemų paslaugų teikimo, padedant efektyviau skirstyti apsaugai skirtas lėšas ar kompensacijas miško savininkams“, – sako jis.
Šio modelio pagrindą sudaro pažangūs statistiniai metodai. Markovo grandinės modelis leidžia apskaičiuoti, kaip miškas pereina iš vienos būsenos į kitą, remdamasis dabartine situacija ir tikimybiniais augimo ir mirtingumo rodikliais. „Tai suteikia galimybę numatyti, kiek jaunų medžių išgyvens ar sunyks dėl ligų ar kenkėjų, padedant priimti geriau pagrįstus miškotvarkos sprendimus“, – sako KTU IF profesorius.
Niekada neturėsime tiek žmonių, kad būtų galima sužiūrėti, kas nuolatos vyksta miške.
Modeliui įvertinus visos šalies situaciją, paaiškėjo, kad klimato kaita ypač veikia egles. Šie medžiai Lietuvoje tampa vis pažeidžiamesni dėl ilgesnių sausų periodų vasarą ir vis šiltesnių žiemų. „Eglė, nors iš pradžių sparčiai auga jaunuose miškuose, vėlesniais amžiaus tarpsniais susiduria su didesniu mirtingumu. Tai siejama su sumažėjusiu atsparumu aplinkos poveikiui“, – teigia R. Maskeliūnas.
Galės pasiskųsti
Kita mokslininkų sukurta priemonė – garsų analizės sistema, kuri gali atpažinti natūralius miško garsus ir fiksuoti anomalijas, galinčias reikšti ekosistemos sutrikimus ar žmogaus veiklą. Garso analizė tampa svarbia miškų skaitmeninimo dalimi, leidžiančia realiuoju laiku aptikti aplinkos pokyčių ir greičiau reaguoti į galimas grėsmes.
Modelis, pasiūlytas KTU IF RLKSC doktoranto Ahmado Qurthobi, inovatyvus tuo, kad sujungia konvoliucinį neuroninį tinklą (CNN) su dvikrypčiu ilgalaikės trumposios atminties (BiLSTM) modeliu.
„CNN atpažįsta ir pateikia garsą apibūdinančius požymius, tačiau to savaime neužtenka norint suprasti, kaip garsai kinta laikui bėgant. Tam panaudojame BiLSTM, kuris analizuoja laiko sekas“, – aiškina R. Maskeliūnas.
Šis hibridinis modelis leidžia ne tik tiksliai atpažinti statinius garsus, pavyzdžiui, nuolatinį paukščių čiulbėjimą, bet ir dinamiškus garsų pasikeitimus – staigų kirtimo garsų atsiradimą ar vėjo stiprėjimą.
R. Maskeliūno teigimu, natūralūs gamtos garsai yra ypač svarbus miškų sveikatos rodiklis: „Pavyzdžiui, paukščių giesmės padeda stebėti jų aktyvumą, rūšių įvairovę ir sezoninius migracijos pokyčius. Neįprastai sumažėjęs arba žymiai padidėjęs paukščių garsų kiekis gali reikšti ekologines problemas, tokias kaip kenkėjai, ligos ar buveinių nykimas.“
Net patys medžių garsai, atsirandantys dėl vėjo, lapų judėjimo ar šakų lūžimo gali signalizuoti apie vėjo stiprumą ar struktūrinius medžių pokyčius dėl sausros ar kitų streso faktorių.
Mokslininkas priduria, kad modelis gali būti pritaikytas kitų aplinkos pokyčių stebėsenai. „Mūsų modelis galėtų aptikti gyvūnų garsus, pavyzdžiui, vilkų staugimą, elnių poravimosi šauksmą ar šernų veiklą, stebėti jų aktyvumą ir judėjimo modelius. Urbanizuotose teritorijose būtų galima stebėti triukšmo taršą ar intensyvumą“, – sako jis.
Pats sprendimas nėra tik popierinė inovacija. Garso analizės dalis nesunkiai integruojasi į KTU sukurtą išmanųjį miško daiktų internetą –„Forest 4.0“, diegiant papildomą modulį jau sukurtuose išmaniuosiuose inkiluose.
„Tai tarsi tylūs rytojaus ekosistemų sergėtojai, realiu laiku analizuojantys mūsų miškų širdies ritmą ir puoselėjantys pasaulį, kuriame technologijos klausosi gamtos“, – išradimų prasmę aiškina daiktų interneto ekspertas KTU prof. Egidijus Kazanavičius.
Naujausi komentarai