УДК 581.9 (470+571)

DOI: 10.24412/cl-36359-2021-740-746

«ФЛОРА РОССИИ» НА INATURALIST: ВКЛАД В ДОКУМЕНТАЦИЮ ФЛОРЫ СТЕПНЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ

«FLORA OF RUSSIA» ON iNATURALIST: CONTRIBUTION TO THE DOCUMENTATION OF FLORA OF STEPPE REGIONS OF RUSSIA

А.П. Серегин

A.P. Seregin

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия

Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

E-mail: botanik.seregin@gmail.com

Аннотация. С 2019 г. проект «Флора России» на платформе iNaturalist (https://www.inaturalist.org/projects/flora-of-russia) объединил профессиональных ученых и любителей природы. В сборе данных участвует свыше 11 000 человек. За два года участники собрали свыше 900000 фотонаблюдений по 7200 видам. Наблюдения из степной зоны слабо представлены в проекте, составляя менее 10% всех данных. Рассмотрены причины слабой документации флоры степных регионов.

Ключевые слова: флора, география растений, биоразнообразие, базы данных, гражданская наука.

Abstract. Since 2019, «Flora of Russia» project on iNaturalist (https://www.inaturalist.org/projects/flora-of-russia) brought together professional scientists and amateur naturalists. More than 11,000 people are involved in data collection. For two years, the participants collected over 900,000 photographic observations of 7,200 species. Records from the steppe zone are poorly represented in the project, accounting for less than 10% of all data. The reasons for insufficient documentation of the flora of the steppe regions of Russia are considered in detail.

Keywords: flora, plant geography, biodiversity, databases, citizen science.

Современные технологии позволяют собирать информацию о распространении живых организмов с беспрецедентной скоростью и эффективностью. Благодаря этому, 60% датированных записей в международной системе GBIF (https://www.gbif.org/) по точкам встреч живых организмов Земли были сделаны за последние десять лет (2011-2021 гг.). В большинстве случаев исследователи сейчас собирают данные в электронном виде сразу в поле с помощью различных электронных устройств. Эта информация стремительно поступает в мировой оборот научных данных, как правило, с использованием той же платформы GBIF.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова является ведущим поставщиком данных в GBIF среди российских организаций [9, 10]. Так, например, там полностью доступен оцифрованный Гербарий МГУ объемом свыше 1 млн гербарных образцов [10]. Однако данных коллекций недостаточно для объективного отражения распространения отдельных видов, их встречаемости, фенологии, экологии. Гербарные образцы, собранные до начала широкого применения спутниковой навигации, трудно надежно привязать к карте.

Особую роль в сборе подлинно больших данных о биоразнообразии играют непрофессиональные исследователи, которые создают электронные массивы информации о различных растениях, животных и грибах, используя простые общедоступные платформы, такие как ebird, iNaturalist, Pl@ntNet, Naturgucker и ряд других [8, 12]. Как правило, эти платформы работают и как вебсайты, и как приложения для мобильных устройств. В связи с этим для создания «Атласа флоры России» мы начали работу по привлечению широкого круга заинтересованных лиц с использованием современных технологий.

Наша научная группа запустила проект «Флора России» на международной платформе iNaturalist (https://www.inaturalist.org/projects/flora-of-russia) 09 января 2019 года [1, 5]. На тот момент на платформе содержалось около 11 тыс. подтвержденных наблюдений сосудистых растений по флоре страны. За два года в период существования проекта число наблюдений увеличилось более, чем в 80 раз. Сейчас в сборе данных по сосудистым растениям России участвует уже свыше 11 тыс. человек, зарегистрированных в iNaturalist. По данным портала «Люди науки», посвященному развитию научного волонтерства в России, проект «Флора России» является самым большим проектом в области гражданской науки (citizen science) в стране по числу участников.

Каждый участник имеет возможность загрузить на iNaturalist через сайт или приложение фотографию или серию фотографий о встрече вида A участником B в точке с координатами x, y в момент времени t. Также можно указать точность определения координат (z). Фотография или их серия с набором необходимых метаданных формируют так называемое «наблюдение», которое и сохраняется в базе. Именно с наблюдениями в дальнейшем работают эксперты, другие наблюдатели и прочие пользователи платформы.

Проект «Флора России» организован в виде агрегатора 85 однотипных региональных проектов – по одному на каждый субъект Федерации (рисунок 1 А). С использованием штатных возможностей платформы в проекте широко внедрены принципы геймификации. Так, на главной странице портала размещены рейтинги регионов по числу наблюдений, видов и участников. Таблица с достижениями участников показывает топ-500 лидеров по числу загруженных наблюдений, найденных видов и сделанных определений как в общероссийском проекте, так и в каждом из региональных порталов.

Отдельно от основной страницы проекта созданы три технических портала, являющихся неотъемлемой частью «Флоры России» (рисунки 1 Б, 1 В, 1 Г).

(1) «Бэклог» (https://www.inaturalist.org/projects/flora-of-russia-needs-id-backlog) – проект, содержащий весь объем неопределенных и неверифицированных наблюдений (10-15% от общего объема наблюдений по флоре России) (рисунок 1 Б). Именно сюда попадают все наблюдения пользователей после загрузки на сайт, и уже в ручном режиме переносятся экспертами во «Флору России» или в «Серую зону» (см. ниже). Если верифицированное наблюдение было в дальнейшем переопределено, оно возвращается в бэклог для повторной верификации.

(2) «Потеряшки» (https://www.inaturalist.org/projects/flora-rossii-poteryashki-flora-of-russia-lost-and-found) – проект, в который попадают наблюдения, сделанные настолько близко от границы того или иного региона, что не могут точно быть привязаны к региональным границам (рисунок 1 В). Включен в основной проект в качестве 86-го проекта наряду с региональными. Объем данных минимален (несколько сотен наблюдений).

(3) «Серая зона» (https://www.inaturalist.org/projects/flora-of-russia-gray-zone) – вспомогательный проект, куда попадают наблюдения культурных растений флоры России (примерно 6% от общего объема данных), а также выбракованные наблюдения с техническими проблемами – отсутствующая или недостоверная дата, недостоверное или ошибочное место съемки, чрезмерное загрубление места съемки (радиус свыше 35 км), а также наблюдения, которые невозможно определить точнее, чем до семейства (рисунок 1 Г). Такие выбракованные наблюдения составляют чуть более 1% от общего объема данных.

В существовании проекта «Флора России» огромную роль играет экспертное сообщество [1, 5]. По сути, успех проекта фундаментально заложен именно в тесном взаимодействии активных наблюдателей и сообщества экспертов, готовых много и тяжело работать на общественных началах, щедро делясь своими знаниями с наблюдателями и обучая их узнавать растения. Самое большое число определений и верификаций сделали Д.А. Бочков (МГУ), С.Р. Майоров (МГУ), Ю.В. Шнер (МГУ), И.В. Кузьмин (Тюменский университет), А.П. Серегин (МГУ), А.Н. Химин (ср. школа № 2 г. Павловска), Р. Нурханов (г. Алма-Ата), С.А. Леднев (МГУ), Б.В. Большаков (г. Петропавловск-Камчатский), А.В. Верхозина (СИФИБР РАН), Н.С. Гамова (МГУ) и др.

Рисунок 1. Главные страницы основного и трех технических порталов проекта «Флора России» на iNaturalist: основной проект для верифицированных наблюдений (А), «Бэклог» для непроверенных фотографий (Б), «Потеряшки» для наблюдений, не попавших в региональные проекты (В), «Серая зона» для проблемных наблюдений и культурных растений (Г). Статистика на 30.01.2021 г.

Заметный объем работы выполняют известные отечественные флористы – специалисты по отдельным региональным флорам. Это Н.Н. Панасенко (Брянская область), С.А. Свирин (Севастополь и Республика Крым), А.Н. Ефремов (Омская область), В.Е. Прохоров (Татарстан), Т.Б. Силаева (Мордовия), О.А. Чернягина (Камчатка), И.Н. Поспелов (Красноярский край), С.В. Прокопенко (Приморский край), Р.А. Муртазалиев (Дагестан), А.Л. Эбель (Томская область) и др. Есть среди экспертов и знатоки отдельных групп – М.С. Князев (Fabaceae), Д. Альбах (Veronica), Д.В. Гельтман (Euphorbia), П.Г. Ефимов (Orchidaceae), однако в целом монографы-систематики пока не оценили важность данного ресурса как источника данных в своей работе.

Как и в GBIF, в iNaturalist реализована возможность CSV-выгрузок любых данных зарегистрированными пользователями (максимум 200 тыс. записей) [5]. Поскольку проект организован по административным единицам, то напрямую получить данные по ботанико-географическим выделам нельзя. Однако произвольные контуры можно предварительно загружать в виде kml-файлов в категорию «Места» и использовать для формирования выгрузок или создания проектов.

Сведения по числу наблюдений, видов и участников по 12 регионам, на территории которых преобладают зональные степи и пустыни, даны в таблице 1 (сведения на 29.01.2021).

К сожалению, флора степной зоны пока недостаточно представлена в проекте «Флора России» на iNaturalist. По нашим оценкам, не более 10% наблюдений сделаны в этой зоне (87 тыс. из 910 тыс.), при этом даже среди этого массива виды, отмеченные непосредственно в степных фитоценозах представлены слабо. На наш взгляд, это связано с несколькими причинами.

(1) Фенология степных растений. Большинство наблюдений «Флоры России» на iNaturalist пользователи делают в летние месяцы (рисунок 2 А) – июне (24%), июле (23%) и августе (18%), когда в зональных степях мало, что цветет, растения плохо различимы для непрофессиональных наблюдателей, а летний зной делает работу не очень комфортной. Так, наблюдения из степной зоны европейской части страны (рисунок 2 Б) сделаны, в основном в июне (32%).

Таблица 1. Основные показатели региональных проектов «Флоры России» на iNaturalist (регионы с преобладанием зональных степей и пустынь)

Рисунок 2. Распределение наблюдений проекта «Флора России» по месяцам: по флоре страны в целом (А) и по флоре степной зоны Европейской России (Б) (источник: gbif.org, данные от 16.01.2021).

(2) Фрагментированность степных сообществ. Как известно, в подзоне северных степей, а зачастую и в подзоне сухих степей высокий уровень сельскохозяйственной освоенности привел к резкому сокращению площади степных сообществ. Участники проекта документируют все разнообразие растений того или иного места, поэтому редкие сообщества, очевидно представлены хуже.

(3) Большая привлекательность ближайших гор. Во всех регионах, где степная зона соседствует с горами (Крым, регионы Кавказа, Башкирия, Челябинская область, Оренбургская область, Новосибирская область, Алтайский край и др.) наблюдается резкая диспропорция в плотности данных с равнин и с гор – последние оказываются более интересными для любителей природы. Это хорошо заметно на примере Крымских гор (рисунок 3 А), Кавказа (рисунок 3 Б), Урала (рисунок 3 В), Салаирского кряжа (рисунок 3 Г).

Рисунок 3. Примеры пространственного распределения данных в регионах с зональными степями и горами: Республика Крым (А), Ставропольский край (Б), Челябинская область (В), Новосибирская область (Г). Хорошо видно, что больше данных имеется из горных районов и окрестностей региональных центров.

(4) Таксономические трудности отдельных групп. Довольно много наблюдений различных видов сосудистых растений степной зоны не могут быть подтверждены экспертами, поскольку не могут быть надежно идентифицированы по фото. Прежде всего, это ковыли и другие злаки, маревые, полыни и ряд других. Кроме того, именно здесь сказывается недостаточная глубина регионального экспертного сообщества. Так, при средней доли не верифицированных фотографий в 11,3% (вся Россия), по Астраханской области не подтверждено 31,2% наблюдений, по Калмыкии – также 31,2%, а по Ставропольскому краю – 39,6%.

(5) Плотность населения. Плотность собранных данных «Флоры России» на iNaturalist лучше всего коррелирует с плотностью населения, поскольку участники проекта – обычные жители России. Шесть из семи ведущих регионов по числу наблюдений находятся в Средней России (Москва, Подмосковье, Тульская, Брянская, Курская, Нижегородская области), а примкнувшая к ним Новосибирская область имеет диспропорциональную пространственную выборку, смещенную не столько к Салаирскому кряжу, сколько к областному центру (рисунок 3Г).

В результате нашей работы – развития проекта «Флора России» и сообщества iNaturalist в России в целом – заметно меняется ландшафт имеющихся открытых данных о биоразнообразии страны, в том числе по сосудистым растениям. Так, на сегодняшний день массив данных iNaturalist [12] обеспечивает 26% данных по флоре России в GBIF (таблица 2), и эта доля с каждым месяцем неуклонно растет.

Проект «Флора России» на iNaturalist бурно развивается, привлекая к себе внимание как научного сообщества, так и людей, интересующихся природой на досуге. Неравномерность данных постепенно компенсируется их значительным объемом, что позволяет даже по недостаточно представленным регионам формировать интересные массивы пространственных, таксономических, фенологических и визуальных данных, требующих научной обработки и творческого осмысления. Приглашаем всех неравнодушных вливаться в наши ряды!

Таблица 2. Ведущие массивы данных по флоре сосудистых растений России в GBIF

Благодарности. Развитие и пополнение Цифрового гербария МГУ и проекта «Флора России» на iNaturalist сейчас идет по региональным грантам Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) из средств:

- РФФИ и Правительства Тульской области по проекту № 19-44-710002, рук. Т.Ю. Светашева;

- РФФИ и Правительства Краснодарского края по проекту № 19-44-233012, рук. А.П. Серегин;

- РФФИ и Правительства Иркутской области по проекту № 20-45-380009, рук. Н.В. Степанцова;

- РФФИ и Правительства Кемеровской области по проекту № 20-44-420007, рук. С.А. Шереметова.

Список литературы

1. Флора России на платформе iNaturalist: большие данные о биоразнообразии большой страны / А.П. Серегин, Д.А. Бочков, Ю.В. Шнер, Э.В. Гарин, С.Р. Майоров, П.В. Голяков, Б.В. Большаков, В.Е. Прохоров, М.М. Маллалиев, Г.М. Виноградов и др. // Журнал общей биологии. 2020. Т. 81, № 3. С. 223-233. http://dx.doi.org/10.31857/S0044459620030070.

2. Artemov I., Egorova A. Locations of plants on dot distribution maps in the Flora of Siberia (Flora Sibiraea, 1987-1997). 2020. Central Siberian Botanical Garden SB RAS. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/jb84wg accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

3. Bukharova E. Chronicle of Nature – Phenology of Plants of FSE Zapovednoe Podlemorye. 2019. Federal State Establishment United Administration of Barguzinsky State Nature Biosphere Reserve and Zabaikalsky National Park «Zapovednoe Podlemorye». Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/n6vriq accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

4. Crop Wild Relatives Occurrence data consortia. A global database for the distributions of crop wild relatives. 2018. Version 1.12. Centro Internacional de Agricultura Tropical – CIAT. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/jyrthk accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

5. «Flora of Russia» on iNaturalist: a dataset / A.P. Seregin, D.A. Bochkov, J.V. Shner, E.V. Garin, I.N. Pospelov, V.E. Prokhorov, P.V. Golyakov, S.R. Mayorov, S.A. Svirin, A.N. Khimin et al. // Biodiversity Data Journal. 2020. Vol. 8. e59249. – http://dx.doi.org/10.3897/BDJ.8.e59249.

6. Kiseleva D. Chronicle of Nature – Phenology of Plants of Zhiguli Nature Reserve. 2019. I.I. Sprygin Zhiguli State Nature Biosphere Reserve. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/ecfeiu accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

7. Lampinen R., Laiho E. Finnish Floristic Database (Finnish Museum of Natural History Collections). 2020. Version 1.40. Finnish Biodiversity Information Facility. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/kasmwk accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

8. Pl@ntNet automatically identified occurrences / A. Affouard, A. Joly, J. Lombardo, J. Champ, H. Goeau, P. Bonnet. 2020. Version 1.2. Pl@ntNet. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/mma2ec accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

9. Seregin A.P. A grid-based database on vascular plant distribution in Vladimir Oblast, Russia. 2017. Lomonosov Moscow State University. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/hoafrr accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

10. Seregin A. Moscow University Herbarium (MW). 2021. Version 1.168. Lomonosov Moscow State University. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/cpnhcc accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

11. Seregin A., Stepanova N. MHA Herbarium: collections of vascular plants. 2021. Version 1.70. Tsitsin Main Botanical Garden Russian Academy of Sciences. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/827lk2 accessed via GBIF.org on 2021-01-30.

12. Ueda K. iNaturalist Research-grade Observations. 2021. iNaturalist.org. Occurrence dataset https://doi.org/10.15468/ab3s5x accessed via GBIF.org on 2021-01-30.