борщевик сосновского история возникновения
Ученый раскрыл истинное происхождение борщевика в России
Доктор биологических наук Андрей Щербаков рассказал, как борщевик появился в России. По словам ученого, его специально завезли в страну еще в годы.
По мнению Щербакова, сорняк попал в Россию не из Америки, его привезли с Кавказа. В годах прошлого века Никита Хрущёв в желании догнать и перегнать США нацеливал аграриев на поиск новых силосных культур для животноводства, чтобы крестьяне больше давали стране мяса, молока, масла.
Андрей Щербаков, доктор биологических наук: «Наряду с кукурузой приглянулся борщевик, который рос на Кавказе, у него очень большая биомасса. Так его в приказном порядке и начали разводить в СССР».
Сейчас от засилья борщевика страдают многие регионы России, а для Подмосковья он уже давно стал настоящей напастью. Сорняк растет в 52 муниципалитетах, на борьбу с ним ежегодно тратится до 350 миллионов рублей, но с приходом весны борщевик прорастает вновь и захватывает все новые и новые территории.
Андрей Щербаков: «Он неистребим. Легко переносит лютые морозы и жаркий зной. Не боится химикатов, которыми опрыскивают заросли с летающих дронов. И даже особых насекомых, которые его якобы безжалостно пожирают».
В декабре 2014 года борщевик Сосновского зеленую массу и семена исключили из Общероссийского классификатора сельхозпродукции, с 1 января 2015 года борщевик утратил статус сельскохозяйственной культуры, а с декабря 2015 года был внесен в Отраслевой классификатор сорных растений России.
За неприятие мер по борьбе с борщевиком в установили штрафы до миллиона рублей. Тем не менее к сегодняшнему дню борщевиком заросло до 40% сельскохозяйственных угодий в стране.
Ядовитый борщевик: что представляет собой опасное растение
Во многих регионах нашей страны зацвел борщевик. Ученые уже бьют тревогу: его ядовитые заросли захватывают все большие территории. О том, чем он опасен, почему его так сложно победить и как уберечь себя от ожогов, рассказывает НТВ.
Борщевик Сосновского – ядовитое растение, откуда взялся, как опознать, фото
Борщевик Сосновского (лат. Heracleum) – это ядовитое растение, получившее широкое распространение на территории России и других стран.
Внимание! Трогать борщевик без специальной защиты нельзя – вы получите сильные ожоги!
Дикорастущий борщевик очень активно размножается и чрезвычайно живуч, является многолетним растением. К его уничтожению следует подходить осторожно и с четким планом. Подробнее о методах борьбы с этим сорняком вы можете узнать вэтой статье. Также там представлены инструкции по защите от борщевика.
Как вывели борщевик Сосновского
Борщевики разных видов давно росли на территории современной России, всего известно несколько десятков разновидностей.
История появления ядовитого борщевика в России начинается в 40-е годы XX века. По поручению Сталина (вероятно, поэтому уже в наше время борщевик получил название «Месть Сталина»), перед ботаниками и агрономами Советского Союза была поставлена задача – придумать неприхотливую сельскохозяйственную культуру которая решит вопрос прокорма скота. Откуда же взялся борщевик Сосновского? Его нашли на Кавказе – гигантское растение ростом до 3 метров казалось идеальным претендентом на роль главного силоса страны.
У борщевика Сосновского была только одна небольшая проблема, не дававшая ему самостоятельно распространиться за пределы родины. Для того чтобы взойти — его семена должны были длительное время отлежаться в грунте при низких температурах. Этот механизм позволял ему начинать расти не после первой оттепели, а уже после всех морозов которые могут погубить молодое растение в Кавказских горах, где поздние заморозки не редкость.
Но человеческое старание, культивирование быстро ликвидировали данный недостаток и так появился борщевик, каким мы его знаем сейчас. Его завезли во всей уголки необъятной страны. И действительно, нельзя поспорить с преимуществами борщевика – при его неприхотливости он даёт колоссальное количество зеленной массы и способен с легкостью выполнить свою задачу по обеспечению скота кормом. Сталин, а потом и Хрущев активно поддерживали его выращивание и распространение.
Но оказалось, что это растение имеет и массу недостатков:
С перестройкой в СССР, когда сельское хозяйство стало приходить в упадок борщевик начал неконтролируемую экспансию, а с приходом 90-х годов и полного запустения в аграрном секторе — перешел в активное наступление и его распространение сменило масштаб с проблемы на катастрофу. Если в советском союзе борщевик считался полезной культурой, то сейчас официально считается вредителем и сорняком.
Распространение борщевика
География произрастания борщевика Сосновского чрезвычайно обширна, он растет по всей центральной и северной России, активно наступает на Урал и надежно обосновался в Коми. А также его можно встретить по всей восточной Европе – в Беларуси, Украине, Польше, Германии и других.
Благодаря своей неприхотливости борщевик можно встретить в самых разных местах. Вы можете его обнаружить на своем дачном участке в саду или огороде, в деревнях, вдоль дорог и на полях. Его повсеместное засилье имеет характер катастрофы.
Фото борщевика, его виды и как их отличить
Ниже рассмотрим, как выглядит борщевик, какие виды представляют угрозу для человека, а какие безобидны и даже полезны. Опасные виды борщевика – это прежде всего борщевик Сосновского, который как раз и распространился больше всего на территории России, и огромный борщевик Мантегацци (он же Кавказский), который чаще встречается в странах Европы и шанс наткнуться на него у нас значительно меньше.
Как отличить борщевик Сосновского в разное время года:
-Белые цветки, немного с розовым оттенком. Диаметр зонтиков до 80 см.
-Полый толстый ребристый стебель диаметром до 10 см. С маленькими волосками.
-Листья тройчатые, их размер достигает до 1 метра в поперечнике.
-Корневая система довольно мощная – от одного корня растет, как правило, несколько кустов. Длина корней до 2 метров.
Безопасные разновидности борщевика
Существует также множество других растений, похожих на борщевик Сосновского. Рассмотрим эти виды, чтобы знать, как их можно отличить от борщевика ядовитого.
Борщевик обыкновенный – произрастает по всей Европе. Высота достигает 1,5-2 метров. Часто именно его многие встречали в детстве, делали из него трубки и при этом не получали проблем в виде ожогов. А сейчас путают его с опасным видом и по неосмотрительности получают сильные ожоги.
Борщевик рассеченный (или пучка) – Похож на Борщевик Сосновского, но чуть меньших размеров. Применяется в народной медицине, а также съедобен.
Дягиль (или дудник) – лекарственное растение высотой до 2,5 метров. Легко отличить от ядовитого борщевика по цветкам. Диаметр соцветий всего примерно 20 см.
Сныть – безопасная съедобная трава. Его высота всего 1-1,5 метра, а листья трижды тройчатые, что позволяет легко отличить от борщевика Сосновского.
Борщевик мохнатый или медвежья лапа – безопасное растение семейства зонтичные. Употребляется в пищу как пряность. Высота достигает 1,5 метров.
Борщевик шерстистый (или сладкий) – произрастает на дальнем Востоке. Высотой 1,5-2 метра. На картинке можно видеть, что стебель и листья густо усыпаны волосками. За это он и получил своё название.
Башкирское общее название всех борщевиков – Курай. Еще из стеблей борщевика делают дудки, национальный башкирский музыкальный инструмент, который так и называется – курай.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Борщевик сосновского история возникновения
Я читала самые дикие предположения о том, как и зачем он заполонил всю страну, вплоть до совсем конспирологических.
После второй мировой войны, когда нужно было поднимать разрушенное сельское хозяйство, руководители СССР узнали, что в странах Южной Америки кормят скот растением огромных размеров — сочным и калорийным.
Узнали и дали распоряжение: найти такое же для нас, завезти, вывести, адаптировать к местным условиям.
Само растение борщевик Сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden) в 1944 году впервые обнаружила на Кавказе, выделила в новый вид и описала Ида Манденова. Она дала ему имя в честь своего учителя Дмитрия Ивановича Сосновского, знаменитого исследователя кавказской флоры.
Именно борщевик Сосновского был в 1947 году интродуцирован в северо-западной части РФ для экспериментов с его морозостойкостью сотрудниками Полярно-биологического сада-института. В это же время эксперименты с борщевиком начались и в Сыктывкаре, под руководством П.П. Вавилова (однофамилец). Учёные отметили отличную морозостойкость растения, его неприхотливость и огромную урожайность.
Работы по адаптации этого растения в сельское хозяйство стали проводить наперегонки одновременно в Москве, Ленинграде, Житомире, Киеве, Минске, Нарьян-Маре, Петрозаводске, Ереване и ещё в куче институтов, в тч в Прибалтике и ГДР. Кто вперёд засеет самые обширные площади и получит самый выдающийся урожай с гектара. Борщевик офигевал от количества внимания и ухода, и пёр дуром ввысь и вширь. Коровы и овцы его с аппетитом лопали, сельхозработники радовались: забот никаких, прёт сам, пропалывать не надо, красота.
В 1951 году за использование борщевика в качестве силосной культуры очень топил Лысенко, так как силосная масса этого растения превышала массу всех известных ранее силосных культур в 20 раз. Ну ещё бы. Скорость роста борщевика Сосновского составляет до 10 см в сутки.
Итак, с этого момента, то есть с середины XX-го века, борщевик Сосновского начинает свою историю в России как многолетняя кормовая силосная культура, и её начинают массово сеять и возделывать на территории РСФСР. Кормовому борщевику Сосновского дали отдельное красивое имя — «Северянин». Борщевик ехидно хихикал в кулачок.
В России сорт борщевика Сосновского «Северянин» был признан «утратившим хозяйственную полезность» и исключен из госреестра достижений селекторов только в 2012 году (для сравнения, в Прибалтике к такому же решению пришли в конце 80-х прошлого века). Официально борщевик Сосновского был признан вредным и опасным сорняком только в конце 2015 года, ахаха. Тормоза.
С 2019 года за разведение борщевика были введены штрафы. Но специалисты считают, что все эти меры были приняты слишком ПОЗДНО. Борщевик к этому времени уже распространился повсеместно, и вывести его без трудоёмких и дорогих мер, принимаемых на уровне государства, уже невозможно.
Биологические особенности, делающие борщевик практически неуязвимым.
1) Возможностью цвести и плодоносить множество раз за сезон (поликарпичностю) обладает около 2% популяции борщевика. Но этих 2% вполне достаточно для огромного преимущества перед другими растениями, учитывая его урожайность и способность вытеснять эндемики с их исконных мест обитания.
4) Насекомые для оплодотворения борщевику не обязательны: у него высокая способность к самоопылению. Умничка борщевичок. Сильное и независимое растение.
6) Семена способны распространяться на большие расстояния при помощи ветра, животных и человека. В первый год прорастает до 90% семян. На второй год прорастает от 30 до 60% не проросших в первый год семян. Некоторые плоды могут порасти лишь через 5-6, в отдельных случаях даже через 12-15 лет.
7) Растения борщевика отлично переносят заморозки и засуху.
8) После плодоношения борщевик погибает, но в неблагоприятных условиях при отсутствии условий для цветения это удивительное растение может жить до 12 лет! Терпеливо поджидая момент, когда уже наконец можно будет размножиться, дать миру 100 000 плодовитых потомков и только тогда наконец сдохнуть.
9) Особенность популяции борщевика в том, что он легко и не прилагая никаких усилий полностью вытесняет другие виды растений. У него огромная плотность прорастания семян (неск. тыс. на 1 кв.м.). Растения, проросшие первыми, дают плотную тень (до 80% солнечного света поглощается листьями борщевика) и высасывают всю воду из почвы, и это не даёт прорасти другим видам, но нисколько не мешает прорастанию других семян самого борщевика. Поэтому часто можно наблюдать лес из огромных патриархов, в тени которых бурно и дружно подрастает сочный молодняк.
10) На семенах борщевика есть эфирномасличные канальцы, которые за зиму сгнивают, и весной все эфирные масла попадают в почву. Эти масла ингибируют (тормозят) прорастание семян других видов растений вокруг каждого семечка борщевика. Отвал башки. Умри всё живое, короче. Полный восторг.
Чем опасен борщевик.
Сок борщевика содержит светочувствительные вещества из группы фуранокумаринов (псорален, бергаптен, метоксален). Под действием ультрафиолетового излучения они переходят в активную форму, способную вызывать серьёзные повреждения кожи (воздействие на клеточные структуры происходит на уровне ДНК), требующие длительного лечения и не всегда проходящие бесследно. После контакта с растением, особенно в солнечные дни, на коже может появиться сильный ожог. Опасность заключается в том, что прикосновение к растению первое время не вызывает никаких неприятных ощущений: они появляются, когда смывать сок уже поздно, реакция пошла.
При попадании сока борщевика в глаза вследствие ожога роговицы может развиться слепота. Зарегистрированы случаи слепоты у детей, игравших с полыми стеблями борщевика как с подзорными трубами.
Аэрозоль сока борщевика и его пыльца при высоких концентрациях могут вызвать отёк верхних дыхательных путей (в первую очередь гортани), а также верхних частей пищевода.
Как бороться с борщевиком.
Какие методы точно НЕ работают?
— Выжигание тоже неэффективно. Семена сохраняются в почве под слоем пепла и прекрасно прорастают на следующий год. Кроме того, от почек на корнях, оставшихся в земле, вскоре после выжигания тоже пойдут новые растения (сатанинский хохот борщевика).
— Обрезка соцветий. Малоэффективный метод, много семян уже хранится до поры до времени в почве, и дружно прорастает снова и снова, и опять же почки на корнях, и см срок жизни без цветения: напомню, 12 лет.
Работающие способы.
Как ни странно, одним из самых эффективных способов борьбы с борщевиком признана плотная высадка топинамбура (или любого другого замещающего растения) в место его обитания, можно даже прямо в заросли (зауважала топинамбур). Другие замещающие растения: люпин, пырей, кострец, козлятник, злаковые и газонные травы.
Гербициды тоже отлично работают: РаундАп, Торнадо, Ураган, Спрут, Грейдер, Буран, Граунд. Но с ними не всё так просто: обработка проводится раз в месяц, может понадобиться до трёх обработок в сезон, и ещё парочка на следующий год, поскольку гербициды на основе глифосатов не воздействуют на семена борщевика (опять сатанинский хохот). После того, как все растения в конце концов погибнут, участок засевают замещающими культурами.
Еще для борьбы с борщевиком используют укрывание непрозрачной полиэтиленовой пленкой всего участка, на котором он растет. Пленку необходимо утяжелять грузами, так как в течение двух недель после укрывания побеги борщевика будут пытаться приподнять и прорвать пленку. Пленку необходимо оставить на участке до июня следующего года (помним про семена). После снятия пленки нужно срочно засадить участок замещающими культурами.
Комбинирование всех этих методов дает неплохой результат, но только если рядом с участком, в пределах примерно полукилометра хотя бы, нет других зарослей борщевика (если есть, то борьба может продолжаться вечно).
Я и глазом не успел моргнуть, как ватага ребятишек с гиканьем и воинственными криками, сжимая в руках импровизированные сабли – деревянные пруты и палки, устремилась в атаку на заросли разлапистых исполинов (некоторые из них достигали в высоту двух метров). «Стойте! Опасно!» – успел крикнуть я, но было уже поздно. Детишки принялись рубить и крушить «врага». Во все стороны полетели ошметки зелени, брызнул ядовитый сок. Вечером, одного из «бойцов» увезла «скорая» – рука пацана вздулась, покраснела и невыносимо болела. Хорошо, что все обошлось – врачи смазали руку какой-то мазью и сделали укол. Остальные дети, к счастью, получили лишь незначительные «ранения». Эх, вот что значит городские ребятишки – они понятия не имели, с чем им пришлось столкнуться.
Впрочем, от этих ядовитых растений страдают не только дети. Ежегодно летом жертвами борщевиков, которые давно уже оккупировали пустоши, неудобья, обочины дорог большинства российских территорий, становятся тысячи взрослых. Порой заросли борщевика можно встретить даже в городских парках, а то и дворах.
Когда-то я был уверен, что борщевик – это растение-мутант, то ли специально выведенное в секретных лабораториях, то ли появившееся благодаря загрязнению окружающей среды. А однажды в автобусе я услышал, что его семена были завезены к нам американскими шпионами. Однако ни шпионы, ни коварные зеленые человечки из летающих блюдец к появлению этого растения не причастны. В действительности это даже никакой и не мутант, а всего лишь травянистое растение семейства зонтичных – борщевик Сосновского. Латинское название рода – Heracleum, по имени Геракла, что, как предполагают, связано с большой скоростью роста борщевика и его богатырскими размерами. Селится борщевик преимущественно на хорошо освещаемых и влажных местах, не боится заморозков и жары и может вымахать в высоту до 4-х метров. Надо заметить, что среди представителей растений-гераклов есть и безопасные, съедобные виды, например борщевик сибирский. Борщевик же Сосновского идет на корм скоту в переработанном виде, как силос.
Родиной борщевика Сосновского является Кавказ. В Средней полосе и многих других регионах России растение появилось в прошлом веке, после Отечественной войны. Виновником в распространении борщевика является Иосиф Сталин. Однажды, узнав, что в Северной Америке борщевик является ценной кормовой культурой, товарищ Сталин лично приказал разводить его повсеместно. Из сорняка борщевик превратился в культивируемое растение. Дело Сталина по разведению борщевика продолжил Хрущев, а затем Брежнев. В 70-х годах борщевик посоветовали выращивать полякам, однако местным животноводам это не понравилось, поскольку молоко коров, потребляющих борщевик, отдавало горечью. К тому же выяснилось, что растение ядовито. И хотя выращивать борщевик в Польше перестали, его еще долгое время называли не иначе как «месть Сталина».
В нашей стране разведение борщевика тоже почти повсеместно забросили. Но было уже поздно. Гигант вырвался на свободу и начал завоевывать территории, размножаясь сам по себе, безо всякого контроля. Еще лет 30 лет назад, когда растение культивировалось, высказывались опасения, что после завершения периода эксплуатации посевы борщевика будет сложно ограничить либо уничтожить и что он может превратиться в злостного засорителя полей, так как способен к размножению самосевом. Эти опасения теперь оправдались.
Опасность борщевика в том, что все части растения содержат фурокумарины – вещества, резко повышающие чувствительность организма к ультрафиолетовому излучения. Соприкосновение со стеблями, листьями, цветками борщевика приводит к тому, что на коже появляются ожоги. Участки тела, на которые попал сок, вскоре начинают зудеть и краснеть. Кожа отекает, а через две недели начинает шелушиться. На память остаются темные пигментные пятна, сохраняющиеся до шести месяцев, а в более тяжелых случаях и на всю жизнь.
Самые сильные фитоожоги борщевик вызывает, соприкасаясь с влажным телом в жаркие солнечные дни. Но чтобы получить ожог, достаточно и непродолжительного и несильного облучения солнцем участка кожи, испачканного соком растения. Врачи говорят, что волдыри от соприкосновения с борщевиком могут появится как через несколько часов, так и спустя несколько суток. Основными жертвами борщевичных зарослей были и остаются дети.
Страдают от ядовитого «геракла» не только жители России. В Эстонии, например, Министерство охраны окружающей среды даже начало разработку комплекса мероприятий, направленных на его уничтожение. А победить коварное растение можно только механическими способами: например, выкапывать поштучно во влажную погоду или затопить на 47 дней. Многие пытаются выкашивать растение до созревания семян, но борщевик живуч настолько, что выкашивать его нужно три раза за лето еще в нежно-салатном виде, срезая основной стебель до 10 см от земли. И так три-четыре лета подряд – именно столько не теряют всхожести семена. Причем от человека с косой борщевик защитился – растет по кочкам, канавкам, речным берегам и лесным опушкам.
Чтобы избежать контакта с борщевиком, надо своевременно распознать опасное растение и держаться от него подальше. Но если «столкновение» все-таки произошло, необходимо сразу промокнуть сок платком или салфеткой, не размазывая, и тотчас закрыть пораженное место от солнца несколькими слоями ткани (одеждой или повязкой). Дома следует тщательно промыть место соприкосновения с ядом борщевика водой с мылом или спиртом. Участки тела после контакта с соком или растением следует защищать от солнечного облучения двое суток. Если контакт произошел в темное время суток и никакие меры не были приняты, то при облучении кожи на следующий день клинические симптомы бывают такие же, как и при поражении днем. Коварство борщевика в том и состоит, что если вовремя не заметить попадания яда на кожу, то потом что-либо предпринимать бывает поздно.
Карты распространения борщевика Сосновского и зачем мы сделали свою
Предыстория вопроса
Борщевик Сосновского (wikipedia.org
По оценкам учёных и специалистов сейчас заражено более миллиона гектаров в европейской части России.
Распространение борщевика Сосновского Проект РНФ, № 16-14-10323 (Рук. В.Г. Петросян), ИПЭЭ РАН
О борщевике Сосновского в последнее время много пишут в СМИ, но он далеко не самое опасное растение, которое можно встретить в лесах России. Борщевик Сосновского, по крайней мере, не смертелен. К слову, на Хабре есть интересный цикл заметок о более ядовитых и смертельных растениях.
Тренд на Борщевик
Общественный интерес к картам борщевика Сосновского возрос в 2017 году. Этому способствовали:
доступность бесплатных спутниковых снимков Sentinel-2 (о том, как европейская программа Copernicus и спутники Sentinel, повлияли на разные отрасли я напишу как-нибудь отдельно)
возросший интерес к самому борщевику. По данным Google Trends видно появление скачков интереса каждое лето с 2017 года.
Борщевик Сосновского в Google Trends
Карты распространения Борщевика
К настоящему времени существует больше десятка разных карт распространения Борщевика.
По способу наполнения они делятся на:
Краудсорсинговые карты распространения борщевика Сосновского
Главным плюсом краудсорсинговых карт является то, что они, в теории, оперативно показывают самые социально значимые очаги борщевика, то есть, те места, где борщевик представляет наибольшую опасность для людей (а иначе бы без людей, никто не отметил бы его на карте). И на основе таких карт можно планировать тактические шаги по борьбе с сорняком.
На этом плюсы заканчиваются и начинается большой список компромиссов:
Краудсорсинговые карты не точны
Во многих картах в принципе не предусмотрено какой-либо информации, кроме указания точки заражения (не области) и текстового описания. На основе такой информации нельзя судить об объемах заражения и динамике.
Там, где можно указать полигон заражения, даже если не рассматривать вопросы точности, эти данные надо перепроверять. Вот пример абьюза одной из карт, на которую обратили внимание и популяризировали СМИ в мае 2021 года:
Борщевик в Кремле по данным краудсорсинга
Краудсорсинговые карты не подходят для оценки общей степени заражения
Можно спросить, а нужно ли искать борщевик там, где он не угрожает людям. Если ставить задачу глобальной победы или контроля над борщевиком, то нужно. Это вопрос экологической политики и экономики средств.
Одной из первых карт можно отметить карту РИВР (распространение инвазивных видов растений на примере борщевика Сосновского).
Одна из старейших карт распространения борщевика Сосновского. Наполняется профессионалами для профессионалов. Представляет большую ценность для научного изучения борщевика Сосновского.
Но, к сожалению, для целей планирования борьбы или сбора статистики, подходит очень ограниченно. Данные об очагах заражения обновляются от случая к случаю и карточки очагов не содержат данных о площадях.
Самой популярной среди обычных пользователей, наверное, является краудсорсинговая карта волонтёрского сообщества Антиборщевик.
Карта перезапускалась и улучшалась несколько раз. Последний перезапуск был в 2020 году: помимо возможности одновременного добавления очагов разными пользователями, добавили функционал комментариев, улучшили юзабилити.
Также на эту карту добавляются карты борщевика, распознанные по спутниковым снимкам. (об этом ниже)
Насколько мне известно, главный фокус сообщества это именно краудсорсинговая карта и ребята готовят ещё одно большое обновление по этой части.
Карта может считать краудсорсинговой:
изначально она наполнялась на основе данных от муниципалитетов
сейчас карта также обновляется на основе поступающих заявок на портал Добродел
Помимо того, что карта является рабочим инструментом для органов власти, в плюсы можно записать актуальность и отображение статуса борьбы.
Минусами этой карты, помимо стандартных краудсорсинговых, являются:
Методология, по которой в качестве очагов выделяются кадастровые участки, а не зоны распространения борщевика. Это даёт ошибку как в случае с большими кадастрами, где борщевик может быть только на небольшой площади, так и в случае со скоплениями маленьких кадастровых участков (например, коттеджные посёлки), где выделяется один «крайний» кадастр, а остальные пропускаются.
Наличие непрозрачной дополнительной прослойки между пользователем, который оформил заявку на Доброделе, и конечной карты. Таким образом, нельзя объективно судить даже о том, насколько полно эта карта отражает ситуацию на Доброделе.
Тот же оператор может, например, взять и отклонить заявку пользователя, направив стандартную отписку. Нередки случаи, когда сначала приходит отписка, и только повторное обращение приводит к каким-то результатам.
Спутниковые карты распространения борщевика Сосновского
Как я уже писал, появление доступных спутниковых снимков Sentinel-2 дало толчок к картографированию борщевика. Несмотря на низкое разрешение в 10м на пиксель, борщевик Сосновского очень хорошо виден даже на таких снимках:
его яркий зелёный цвет хорошо выделяет его на фоне растительности
он очень быстро разрастается, поэтому очаги занимают большие видимые территории
в отличие от возделываемых с/х культур, у него отсутствует какая-либо упорядоченность текстуры (или, можно сказать, что текстура случайная)
У карт по снимкам есть ряд ограничений:
разрешающая способность снимка не позволяет распознать сорняк, который занимает менее 1 пикселя
сложно определить сорняк, если он смешан с другими растениями или объектами, или закрыт от съёмки (например, в лесу)
иногда бывают проблемы с доступностью снимков для нужной территории в нужное время
Помимо Sentinel-2, можно использовать высокоточные спутниковые снимки или съёмку БПЛА. В этом случае качество распознавания существенное повышается.
Ниже примеры распознавания борщевика на высокоточных космических снимках и ортофотопланах с БПЛА.
Борщевик на высокоточных снимках (разрешение Борщевик на снимках с БПЛА (разрешение
Спутниковый индекс борщевика Сосновского?
В этой работе автор Дмитрий Рыжиков проанализировал спектральные отражения борщевика наземным спектрометром и на спутниковых снимках и заметил, что борщевик Сосновского достаточно хорошо можно определить по комбинации зеленого, синего и ближнего инфракрасного спектров.
Комбинации спектров, характерны для борщевика Сосновского и других поверхностей из диссертации «Контроль зон произрастания борщевика Сосновского по спектральным характеристикам отражённых волн оптического диапазона»
На основе комбинации этих трёх каналов он сформулировал вегетационный индекс борщевика Сосновского. Вместе с вегетационным индексом NDVI, который показывает уровень здоровья растительности, это индекс позволяет уже на каком-то уровне определять борщевик по спутнику, даже без использования ИИ моделей (хотя точность остаётся относительно невысокой).
В том же 2018 году компания Совзонд выпустила свою карту распространения борщевика по Московской области. Несмотря на свой возраст, она до сих попадает на первые страницы поиска по запросу «карта борщевика», а слой борщевика с неё многие используют у себя. Например, до середины 2021 года именно этот слой использовался в качестве основного на карте сообщества Антиборщевик.
Изначально там был только слой с данными по Московской области от 2017 года, но в последнее время добавляется все больше и больше данных.
Отдельно можно отметить, что карту стараются максимально проверить через личное посещение очагов произрастания. В 2021 году главный автор карты лично проехал половину европейской России, чтобы верифицировать карту.
Карта экспедиции сообщества Антиборщевик для верификации карты
К сожалению, по Московской области спутниковая часть карты обновлена только по 2019 году, так как по 2020 году ребятам не удалось на своём стеке технологий собрать безоблачную мозайку по Московской области.
Закрытые карты администраций регионов
Насколько я знаю, администрации отдельных регионов заказывают себе карты распространения борщевик. К сожалению, несмотря на то, что эти карты делаются на наши с вами деньги, эти карты не выкладываются в общий доступ, и сказать что-то о них сложно.
Нерешенные проблемы всех публичных карт распространения борщевика
Сопоставимость и поддержка
Каждый раз приходят новые команды и делают новую карту, на новой технологии, с новыми данными и новой методологией
Даже сейчас, когда есть набор спутниковых данных за 5 лет, нет карт одного и того же региона в динамике
Поиск баланса между стремлением к идеальному «качеством» и практическим применением того, что уже получается
Ограниченность доступного технического ресурса (в основном для спутниковых карт)
Многие спутниковые карты борщевика сделаны на простых моделях, а иногда даже просто на ручном анализе спектров (например, по тому же индексу борщевика), которые фундаментально ограничены по точности
В общем, посмотрев на все это, мы решили сделать для себя ещё одну карту.
Зачем мы сделали ещё одну карту?
Когда мы задумывались о своей карте зимой 2020-2021, единственная рабочая карта по Московской области была за 2017 год. Сейчас появилась за 2019 год. Надежды, что летом 2021 в публичном доступе появится карта за 2021 год, нет до сих пор.
Есть проект активистов из Борщевиктори по 2021 году, но предположу, что он будет завершен уже осенью. Кстати они ищут ищут волонтеров для верификации самых зараженных районов.
Вызов, который мы решали для себя – сделать карту во время сезона борьбы с борщевиком, чтобы можно было использовать ее для реальной работы в сезоне
Нужен был свой движок, чтобы можно было в реальном времени анализировать свежие данные. Например, для контроля качества обработки борщевика.
Нас не устраивало качество доступных карт, как с точки зрения точности распознавания, так и закрытости информации по исходным данным для распознавания
Карта борщевика в Московской области по данным 2021 года
Так выглядит пример самой карты с распознанным борщевиком Сосновского (снимок Sentinel-2, 1 пиксель = 10х10 метров)
Участок карты с распознанным борщевиком Сосновского
Согласно нашей карте, распознанная площадь заражения борщевиком по Московской области составила 34 тысячи гектар
Карта заражения Московской области борщевиком Сосновского в 2021 году
Городские округа с наибольшей площадью заражения борщевиком:
Очевидно, что эти данные не полностью отражают реальную картину:
С одной стороны, все участки заражения борщевиком Сосновского меньше 10х10 метров или участки со смешанной растительностью не определяются из-за ограничений спутниковых снимков Sentinel-2.
Оптимизируя параметры моделей, мы ставили в приоритет Recall за счёт Precision. Задача была не пропустить участки борщевика там, где они есть, пусть и пришлось расплачиваться за это
10-15% ложных срабатываний.
Уже в текущем виде карта позволяет уточнить контуры распространения борщевика и сократить расходы и время на его дальнейшую обработку.
Ниже представлено, насколько может отличаться контур обработки борщевика, нарисованный человеком в системе РГИС Московской области (жёлтый контур), и контур, распознанный моделью (красный контур).
Сравнение данных РГИС и ИИ модели
Особенности технической реализации:
Карта сделана на основе Sentinel-2, с верификацией отдельных районов по высокоточным снимкам и ортофотопланам с БПЛА
Используются свежие данные за 2021 год (никто ещё не делал по 2021 году)
Используем модели компьютерного зрения (если коротко, то свёрточные сети тайлами от 5х5 пикселей), а не просто фильтры по спектрам или 1-пиксельные модели
Такой подход показал свою эффективность при анализе с/х земель, где одним из отличительных признаков является текстура
По нашей оценке, за счёт такого подхода удаётся повысить точность на 15-20%
Проанализировали множество снимков, начиная с 2018 года, чтобы иметь возможность оценить участки в динамике
Пришлось скачать свыше
1 ТБ спутниковых снимков за все года
Примеры применения технологии картирования борщевика для других целей
Обе темы заслуживают отдельного подробного рассказа, поэтому в этой заметке только кратко их затрону.
Сделали MVP, который накладывает карту борщевика на кадастровый слой и определяет кадастровые участки с необработанным борщевиком
С юридической точки зрения, подобная система не может быть основанием для выписки предписаний. Но с такими данными в разы повышается эффективность работы инспекторов, которые могут заранее понять, куда надо ехать для проверки.
Научились проводить аудит подрядчиков по борьбе с борщевиком
Со спутника отлично видно, какие очаги борщевика были обработаны, а какие нет.
Если будем продолжать, то наметили для себя несколько направлений, куда двигаться дальше
Моделирование распространения. То есть прогнозировать границы очагов борщевика Сосновского в следующем году на основе текущего
Использование временных рядов для более точной оценки наличия и определения расцвета борщевика
Оценка распространения борщевика Сосновского в лесу на основе периметра леса
Заключительное слово и благодарности
Отдельно хочу поблагодарить своего коллегу Даниила Овсянникова, который в 2020 году облетал на БПЛА борщевик в большинстве районах Московской области, а потом провёл кучу бессонных ночей и выходных для того, чтобы подготовить корректную разметку данных для обучения моделей.