Вы бывали на Колыме?.. А вот доктор технических наук, заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий ТЭИ СФУ Владимир ШИШОВ нынешним летом посетил эти места не столь отдалённые. Поездка подарила самые яркие впечатления в уходящем году. Профессор не только работал не покладая рук (возглавлял научно-исследовательскую экспедицию), но и с пользой отдыхал. Ни свет ни заря (часов этак в 5 утра) отправлялся на любимую рыбалку, случалось, вылавливал в тамошних реках хариуса, рискуя жизнью: берега облюбовал медведь, то и дело члены группы натыкались на его следы. Но обо всём по порядку.

Не было бы ни Колымы, ни «алмазного ожерелья» Якутии, если бы в 2014 году проект Шишова не получил грант в конкурсе Российского научного фонда. Проект — из области дендрохронологии, и после победы в конкурсе Шишову предложили стать экспертом РНФ, хотя вообще-то он — не биолог, а математик.

«Теперь, чтобы самому оценивать конкурсные заявки, приходится налегать на чтение специальной литературы, быть в курсе всех событий и достижений, — признаётся Владимир Валерьевич. — Людей вводит в тупик тот факт, что я, математик, занимаюсь вроде бы чем-то посторонним. Но это ошибочное мнение, математика на самом деле царица наук. Я благодарен судьбе за то, что, когда был ещё студентом КГУ, Институту леса имени В.Н. Сукачёва для работы в проекте, который тогда курировал нынешний ректор СФУ Евгений Александрович ВАГАНОВ, срочно понадобились математики. Так я попал в академическую лабораторию. И сегодня трудно сказать, кто я больше —
математик, биолог или эколог?

В. Шишов крайний слева

Например, если взять наш проект «Экспериментально-теоретический анализ изменчивости роста древесных растений в континентальной части Сибири», то в рабочую группу включены не только экологи, но и эксперты в области биологии, ботаники, физиологии древесных растений, прикладной математики; люди, занимающиеся информационными технологиями. Кроме того, мы сотрудничаем с университетом Барселоны, где работает хорошая команда физиологов-экологов во главе с профессором Эмилией ГУТЬЕЙРЕС. В прошлом году я проводил там недельный семинар на тему «Имитационная модель роста древесных растений», и две замечательные девушки — магистр и аспирант университета Барселоны загорелись темой и приехали на полгода поработать в нашей команде. Я, честно говоря, сомневался, как они перенесут сибирский климат, ведь в Барселоне температура даже зимой не опускается ниже +10 градусов. Но прошло два месяца, и слышу от них: «Как тут здорово! Будем скучать по морозу…».

Как и в прошлом году, нынче летом профессор Шишов возглавлял экспедицию по Енисейско-Ленской трансекте. Группа собрала материал (1200 кернов) и сейчас анализирует, какие факторы влияли на рост древесных растений в континентальной части Сибири. Как узнать, что в целом изменится в нашей экосистеме, если температура поднимется, скажем, на два градуса? Нет ответа. Поэтому информация, зашифрованная в годичных кольцах деревьев, крайне важна. А зашифровано там может быть многое: температурный режим, уровень влажности почвы в разные годы на данной территории, пожары и даже нашествия вредителей, например сибирского шелкопряда, под корень сметающего лес на своём пути.

— За счёт анализа внутренней структуры самого годичного кольца на основе имитационной модели VS (Ваганова-Шашкина) можно отследить, как дерево росло в течение сезона, как клетки образовывались, — поясняет Владимир Валерьевич. — Мы создали алгоритмы, которые позволяют и автоматически (с помощью нейронных сетей), и вручную контролировать параметры, выявленные благодаря моделированию роста древесных колец. Более того, сейчас мы обучаем машину находить решения, которые близки к реальным.

— А если подробнее?

— Надо сделать так, чтобы моделируемая реакция была похожа на ту, которую на самом деле дерево проявляет. Берём имитационную модель за основу, трансформируем внешний сигнал при помощи простых преобразований и получаем на выходе модельное поведение дерева. При этом точно знаем, как дерево ведёт себя в естественных условиях, и можем сравнить, насколько адекватно мы смоделировали реакцию растения. Это и есть параметризация модели. Таким образом, имея модель и её параметризацию, мы можем оценить прирост деревьев на достаточно большой территории. А в нашем проекте исследуется территория протяженностью 3,5 тысячи километров с запада на восток. Если опишем процесс хорошо, то сможем прогнозировать, что будет происходить с лесными экосистемами при тех или иных климатических сценариях. Актуальность нашей работы возрастает ещё и в связи с тем, что, по словам специалистов, климат стал «нервозный», увеличилось количество экстремальных событий — наводнения, засухи и т.д.

— Каковы ваши впечатления от нынешней экспедиции?

— Летом мы проехали маршрут от Якутска до Магадана, это около 1700 км на машине вдоль федеральной трассы (сначала Лена, потом Колыма). Федеральная трасса была выбрана с расчётом, что если найдём что-то интересное — всегда есть возможность вернуться, не заказывая вертолёт. Ехали в основном по грунтовой дороге. Мешали большие тяжеловозы, попадались крутые перевалы, небольшие речки пересекали федеральную трассу без всяких мостов… Енисейско-Ленская трансекта интересна ещё и тем, что это буферная зона, находится на границе с вечной мерзлотой. Всегда интересно анализировать такого рода данные — можно «поймать» эффекты, которые не встретишь, например, в зоне вечной мерзлоты.

И вот один пассаж: количество осадков в Якутске в среднем такое же, как в… знойной Сахаре, но в отличие от пустыни воды здесь много. Режим увлажнения на якутской земле очень специфичный: грунтовые воды подходят совсем близко, сказывается и вечная мерзлота.

Встречаются в Якутии карстовые образования, когда вдруг на каком-то участке территории вместо леса видишь кратер, наполненный водой. Этот феномен сейчас исследуют многие учёные.

Хочу поделиться ещё одним наблюдением. Если в Якутии посёлки чистые, обустроенные, ухоженные, то на Колыме, в Магаданской области встречаются города-призраки да редкие посёлки золотодобытчиков-временщиков. Встречали там и следы сталинских лагерей, и оставленные на месте бывших золотых приисков «лунные кратеры» и горы. Встречались и абсолютно безжизненные реки. Очень хочется верить, что природа этого красивейшего края всё же со временем восстановится…