Атлас флоры России: система документации и анализа пространственного разнообразия растенийНИР

"Atlas of the Russian Flora": a system of documentation and analysis of spatial plant diversity

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 23 марта 2021 г.-31 декабря 2021 г. ПЕРВЫЙ ЭТАП: Атлас флоры России": система документации и анализа пространственного разнообразия растений
Результаты этапа:
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. ВТОРОЙ ЭТАП: Атлас флоры России": система документации и анализа пространственного разнообразия растений
Результаты этапа: Работа по гранту шла по плану-графику, на каждом этапе она была проделана в полном объеме, по некоторым этапам результаты значительно превзошли намеченные ожидания. Годовой план работы научной группы включал 15 этапов: частично взаимосвязанных, частично автономных. Сведения о фактически проделанной работе структурированы ниже по этапам. Наиболее важными этапами в 2022 году, которые уже сейчас определяют важнейшие достижения проекта, стали: Этап 6 (в части создания базы данных «Local floras of Russia: records from literature», 566 009 записей из 604 источников); Этап 9 (в части разработки и внедрения модуля «Помогатор» Цифрового гербария МГУ для работы волонтёров и привлечение волонтёров); Этап 10 (в части подготовки и онлайн-публикации предварительных карт «Атласа флоры России» для 9062 видов сосудистых растений); Этап 15 (в части разработки новых карт флористического районирования России). Этап 1. Подготовка и сканирование новых материалов. Планировалось, что в 2022 г. будет подготовлено и отсканировано в Гербарии МГУ не менее 12 тыс. новых образцов. В марте 2022 года в фонды Гербария МГУ передана коллекция Института леса АН СССР. Общий оценочный объем коллекции – 20–28 тыс. образцов. По итогам обработки новых сборов и частичной обработки переданной коллекции Института леса факту, мы осуществили в 2022 г. включение в фонды Гербария МГУ 15,8 тыс. новых образцов из отделов Восточной Европы (5 681 шт.), Сибири и Дальнего Востока (6 489 шт.), Кавказа (2 273 шт.), Средней Азии (1 064 шт.), Монголии (330 шт.) и других. Общий объем физической коллекции достиг отметки в 1 107 261 образцов, по объемам фондовой коллекции это 59-й гербарий мира. Доля оцифрованных коллекций составляет 94,6%. Этап 2. Геопривязка образцов по алгоритму ИСТРА; Этап 3. Геопривязка образцов ручная. Планировалось, что будет привязано к координатам не менее 50 тыс. образцов (30 тыс. шт. по алгоритму ИСТРА; 20 тыс. шт. ручных геопривязок). За отчётный год мы впервые ввели в базу координаты для 103 347 образцов. Покрытие геоданными выросло до 66,8% всех образцов Цифрового гербария МГУ, а для образцов сосудистых растений с территории России – до 80,0% (649 350 из 811 422). Однако результаты 2022 г. в этой части гораздо больше – нам радикально улучшилось качество геоданных в результате планомерной ручной верификации автоматических геопривязок: так, с территории России за 2022 г. в базе было учтено 129 тыс. новых ручных геопривязок (было 277,2 тыс., стало 406,2 тыс.). Этап 4. Ввод текстовых данных с этикеток. Планировалось, что будет введено в базу данных текст этикеток не менее 20 тыс. образцов. Эта работа не является приоритетной для «Атласа», однако она позволяет сократить время, необходимое для точной ручной геопривязки образцов (Этап 3). По итогам 2022 г., достигнутые результаты заметно превосходят плановые – введено 64 тыс. этикеток (было 497 тыс., стало 561 тыс.). Этап 5. Анализ пространственных пропусков. Выявление пространственных пропусков проведено для оцифрованных в 2022 г. данных литературы (база данных «Local floras of Russia»). У нас имеется всего один крупный пропуск на границе Якутии и Красноярского края. Это, на сегодняшний день, единственное крупное белое пятно на карте флористической изученности России. По территории площадью около 200 000–250 000 кв. км не имеется ни одного опубликованного флористического списка, маршрутного описания флоры, результатов геоботанического или ресурсного обследования растительного мира. Эта территория включает среднее течение р. Ниж. Тунгуска, верховья р. Вилюй, верховья р. Оленёк, среднее течение р. Котуй. Кроме того, традиционно подготовлена серия интернет-публикаций для волонтёров, в каждой из которых мы анализировали региональные диспропорции данных проекта «Флора России» на iNaturalist: https://www.inaturalist.org/projects/flora-rossii-i-kryma-flora-of-russia-and-the-crimea/journal/64284 Этап 6. Оцифровка печатных атласов. Работы по данному этапу в текущем году не предполагались, однако именно здесь был достигнут один из действительно важных научных результатов проекта за 2022 год. Мы создали ещё один действительно большой массив данных по флоре России. База данных «Local floras of Russia: records from literature» на 27.11.2022 является третьим по объему источником открытых электронных данных по разнообразию сосудистых растений России в GBIF. Число записей в базе «Local floras of Russia» составляет 566 009 шт. Мы оцифровали данные из 3 017 географических пунктов (604 источника) – это как полные описания локальных флор, так и важнейшие работы с маршрутным описанием флоры и растительности глубиной до 1975 г. (в т.ч. полные архивы важнейших отечественных журналов, сборники статей, монографии, диссертации). Средняя точность геопривязки составила 21 965 м. Этап 7. Публикация материалов в ЦГ МГУ. Общие результаты данного этапа заметно превзошли ожидаемые благодаря активной работе научной группы. Общее число геопривязок Цифрового гербария МГУ превышает 832 тыс. (план – 600 тыс.), общее число введенных этикеток превышает 566 тыс. (план – 340 тыс.). Эти результаты являются ключевыми индикаторами состояния проекта. Счетчики числа геопривязок и числа оцифрованных этикеток находится на главной странице портала (http://plant.depo.msu.ru/ ) и обновляются в режиме реального времени. Общая статистика Цифрового гербария МГУ на 3.12.2022 г.: образцов – 1 248 669; изображений – 1 227 368; видов – 39 827; геопривязок – 831 858; этикеток – 565 759; OCR – 670 640. Этап 8. Поддержка ЦГ МГУ. Производился непрерывно в режиме 365/7/24. Осуществлялся членами IT-команды для обеспечения распределенного доступа к данным как членов научной группы, так и пользователей. Устранено несколько десятков нестабильностей. Этап 9. Разработка портала. В 2022 г. создан новый модуль «Помогатор» Цифрового гербария МГУ (https://plant.depo.msu.ru/pomogator ). Это игровой модуль для волонтёров и, одновременно, полезный инструмент в повседневной гербарной работе. Тестовая версия «Помогатора» запущена в ноябре 2022 г. За месяц (т.е. в период тестирования системы) участниками дано 79 157 ответов – 58 868 ответов от сотрудников Гербария МГУ и 20 289 ответов от волонтёров. Этап 10. Подготовка картографических сервисов. Это ещё один этап, по которому получен прорывной результат: подготовлен, сгенерирован и выложен в открытый доступ комплект сеточных карт «Атласа флоры России» для 9 062 видов (около 80% флоры России). Карты для 2500 видов проверены и аннотированы. Предварительные карты «Атласа» доступны в Цифровом гербарии МГУ в паспорте каждого образца как в опен-версии (например, https://plant.depo.msu.ru/open/public/item/MW0009416), так и в полной карточке образца (например, https://plant.depo.msu.ru/open/module/itempublic?d=P&openparams=%5Bopen-id%3D1743789%5D , закладка «Атлас флоры России»). Этап 11. Подготовка публикаций. Полностью подготовлено и опубликовано к моменту сдачи промежуточного отчета за второй год проекта 3 статьи в журналах Web of Science Core Collection. Кроме того, издана 1 статья в журнале из Scopus и 4 публикации, индексируемых в РИНЦ. См. раздел публикации. Этап 12. Подготовка отчетов. Технический этап. Этап 13. Подготовка наборов данных для онлайн публикации. Этап 14. Интеграция сторонних наборов данных. Основой данных для «Атласа флоры России» стали данные, размещенные в GBIF. Общий объем данных по флоре сосудистых растений России в GBIF составляет 5 327 088 записей (в т.ч. из них 1,8 млн записей – это данные нашей научной группы, а еще 2,1 млн – это данные, которые мы курируем). Этап 15. Анализ данных. Была разработана 26-частная схема флористического районирования России на основе кластерного анализа сеточных данных. Филогенетическое районирование России на основании сеточных данных «Атласа» при современных разрешающих способностях метода удалось довести до 6 выделов. Итоговое шестичастное деление показывает хорошее расхождение неметрического многомерного шкалирования в пространстве филогенетических расстояний.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. ТРЕТИЙ ЭТАП: Атлас флоры России": система документации и анализа пространственного разнообразия растений
Результаты этапа: Наиболее важными результатами в 2023 г. (третий год проекта из четырёх), которые уже сейчас определяют важнейшие достижения проекта, стали: Этап 6 (в части создания и размещения в открытом доступе базы данных «Vascular plants of the Soviet Far East (1985–2006)», 156 760 точек); Этап 10 (в части размещения в открытом доступе карт «Атласа флоры России» для 8793 видов сосудистых растений, в т.ч. 4882 полностью проверенные карты); Этап 15 (в части создания новой карты флористического районирования России). Этап 1. Подготовка и сканирование новых материалов. В 2023 г. в фонды Гербария МГУ поступило и было полностью обработано 14 354 образца (план не менее 12 тыс.). Общий объем физической коллекции достиг отметки в 1 121 615 образцов, по объемам фондовой коллекции это 59-й гербарий мира. Доля оцифрованных коллекций превышает 95%. В результате активного роста коллекций и инфраструктурных решений Гербарий Московского университета получил дополнительные институциональные голоса для голосования на Номенклатурной сессии Международного ботанического конгресса, который состоится в 2024 г. в Мадриде. Число голосов было увеличено с трёх до четырёх (или пяти). Окончательное решение будет опубликовано в феврале 2024 г. Этап 2. Геопривязка образцов по алгоритму ИСТРА; Этап 3. Геопривязка образцов ручная. За отчётный год мы впервые ввели в базу координаты для 82 132 образцов (планировалось, что будет привязано к координатам не менее 25 тыс. образцов – 15 тыс. шт. по алгоритму ИСТРА; 10 тыс. шт. ручных геопривязок). Однако результаты 2023 г. в этой части гораздо значительнее – мы заметно улучшили качество геоданных в результате планомерной ручной верификации автоматических геопривязок: так, с территории России за 2023 г. в базе было учтено 41,8 тыс. новых ручных геопривязок (было 406,2 тыс., стало 448,0 тыс.). Этап 4. Ввод текстовых данных с этикеток. По итогам 2023 г., достигнутые результаты заметно превосходят плановые – введено 64 тыс. этикеток (было 561 тыс., стало 625 тыс.) (планировалось, что будет введён в базу данных текст этикеток не менее 15 тыс. образцов). Эта работа не является приоритетной для «Атласа», однако она позволяет сократить время, необходимое для точной ручной геопривязки образцов (Этап 3). Кроме того, оцифровка текстовых данных стала эффективным инструментом для геопривязки образцов с помощью автоматических и полуавтоматических методов обработки текстового корпуса (Этап 4). Этап 5. Анализ пространственных пропусков. Результатами анализа пространственных пропусков стал ранжированный перечень атласов, флор и сводок, которые будут в приоритетном порядке переведены в формат базы данных для закрытия максимального числа квадратов. Этап 6. Оцифровка печатных атласов. Результаты работ по оцифровке 1135 карт по 4142 видам из восьмитомной сводки «Сосудистые растения Советского Дальнего Востока» (1985–1996) полностью размещены в открытом доступе по адресу https://doi.org/10.15468/pa3dv8 . Из этого источника после оцифровки карт мы получили следующее число новых записей по регионам: Чукотский АО – 17573 шт., Магаданская область – 10254 шт., Камчатский край – 22605 шт., Хабаровский край – 25428 шт., Амурская область – 18921 шт., ЕАО – 3323 шт., Приморский край – 38709 шт., Сахалинская область – 18817 шт., а также Якутия – 41 шт. Этап 7. Публикация материалов в ЦГ МГУ. Общее число геопривязок Цифрового гербария МГУ превышает 905 тыс., общее число введенных этикеток превышает 625 тыс. Эти результаты являются ключевыми индикаторами состояния проекта в части работы с гербарными коллекциями. Счетчики числа геопривязок и числа оцифрованных этикеток находится на главной странице портала (http://plant.depo.msu.ru/) и обновляются в режиме реального времени. Общая статистика Цифрового гербария МГУ на 29.11.2023 г.: образцов – 1297712, изображений – 1274394, видов – 36959, геопривязок – 905211, этикеток + OCR – 625329 + 660857. Этап 8. Поддержка ЦГ МГУ. Производился непрерывно в режиме 365/7/24. Осуществлялся членами IT-команды для обеспечения распределенного доступа к данным как членов научной группы, так и пользователей. Также на серверы Цифрового гербария МГУ переведена фундаментальная электронная библиотека «Флора и фауна», созданную А.Б. Шипуновым. После смерти основателя в декабре 2022 г. она едва не была утрачена (общий объем 16 437 наименований отсканированных книг по различным вопросам ботаники и зоологии и около 6 тыс. флор на иностранных языках). Доступно зеркало системы по адресу https://shipunov.depo.msu.ru/shipunov/school/sch-ru.htm Этап 9. Разработка портала. Работы по данному этапу в 2023 году не предполагались. Этап 10. Подготовка картографических сервисов. В качестве ключевого результата для проекта в 2023 году мы разместили в открытом доступе комплект обновлённых и отредактированных карт «Атласа флоры России», который содержит сеточные карты 8793 видов сосудистых растений, в т.ч. 4882 полностью проверенные карты. Обновлённые карты опубликованы в Цифровом гербарии МГУ. Прямые ссылки на комплект карты: https://plant.depo.msu.ru/module/collectionpublic?openparams=[open-id=301765963] https://plant.depo.msu.ru/open/public/search?collection=ATLAS https://plant.depo.msu.ru/open/public/search?searchBy=any&queryString=FLORUS%20ATLAS Этап 11. Подготовка публикаций. За третий год проекта полностью подготовлено и опубликовано 2 статьи в Q1-журналах Web of Science Core Collection (журналы «Molecular Biology and Evolution», «Ecology and Evolution»). Кроме того, издано 2 статьи в журналах, индексируемых в Scopus (журналы «Botanica Pacifica», «Ботанический журнал»). Этап 12. Подготовка отчетов. Технический этап. Этап 13. Подготовка наборов данных для онлайн публикации. Этап 14. Интеграция сторонних наборов данных. На 3.12.2022 г. по сосудистым растениям России поисковый модуль GBIF выдавал 5 137 464 находки (без учёта Крыма), а годом позже (30.11.2023 г.) ¬– 6 273 944 шт. Таким образом, за третий год практической реализации проекта данные по флоре России в GBIF выросли на 1 136 480 ед. Кроме того, имеется 220 354 находки по сосудистым растениям Крыма (только с геопривязками), что на 30 730 шт. больше, чем год назад (было 189 624 ед.). Таким образом, общий объем данных по флоре сосудистых растений России в GBIF составляет 6 494 298 записей. Этап 15. Анализ данных. Мы провели флористическое районирование России на основе датасета FLORUS23 с использованием кластерного и филогенетического анализа сеточных данных. Оно состоит из 26 безранговых районов, которым мы дали предварительные названия. Ниже приведен список районов и для каждого дан топ-вид с максимальным индикаторным значением IndVal. Ареалы этих видов наилучшим образом характеризуют получившиеся пространственные выделы: 1) Алтае-Саянский: Juniperus pseudosabina (0,57); 2) Становой: Salix alexii-skvortzovii (0,40); 3) Северо-Европейский: Melampyrum sylvaticum (0,31); 4) Уральский: Seseli krylovii (0,87); 5) Путоранский: Papaver variegatum (0,53); 6) Восточносибирский: Thesium repens (0,27); 7) Кавказский: Trifolium trichocephalum (0,92); 8) Кольско-Ямальский: Hieracium alpinum (0,47); 9) Курило-Сахалинский: Abies sachalinensis (0,85); 10) Крымско-Кубанский: Alyssum hirsutum (0,72); 11) Джугджурский: Crepis burejensis (0,39); 12) Курило-Камчатский: Cypripedium yatabeanum (0,55); 13) Корякский: Mertensia pubescens (0,40); 14) Даурский: Oxytropis myriophylla (0,75); 15) Верхоянский: Smelowskia jacutica (0,44); 16) Ишимский: Seseli strictum (0,69); 17) Среднеобский: Abies sibirica (0,20); 18) Урало-Донской: Stachys recta (0,62); 19) Среднерусский: Picea abies (0,46); 20) Маньчжурский: Vitis amurensis (0,71); 21) Прикаспийский: Artemisia pauciflora (0,76); 22) Гыдано-Новоземельский: Phippsia concinna (0,29); 23) Высокоарктический: Saxifraga platysepala (0,59); 24) Лено-Чукотский: Cardamine digitata (0,38); 25) Якутский: Papaver jacuticum (0,41); 26) Колымский: Eremogone tschuktschorum (0,22).
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. ЧЕТВЕРТЫЙ ЭТАП: Атлас флоры России": система документации и анализа пространственного разнообразия растений
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".