הערכה אקולוגית של שטחים חקלאיים: פיתוח מדד AI למגוון חרקים מעופפים כביו-אינדיקטורים

שטחים חקלאיים ממלאים תפקודים אקולוגיים חשובים ומשמרים מגוון ביולוגי, אך לרוב אינם מוגנים סטטוטורית ומועדים לפיתוח. ישנו צורך גובר בפיתוח כלים השוואתיים שיסייעו בהערכה האקולוגית של שטחים אלו לצורך גיבוש סדרי עדיפויות לשימורם ולבחינת היעילות של ממשקים ידידותיים לסביבה. מחקר זה מפתח מדד נתמך-AI להערכת מגוון ביולוגי בשטחים חקלאיים, תוך שימוש בחרקים מעופפים כביו-אינדיקטורים. חרקים עשירים ביותר במינים, מספקים שירותי מערכת חקלאיים חשובים כמו האבקה ובקרת מזיקים, וקלים יחסית לניטור בשדה. אולם הקושי בהגדרה וזיהוי, שדורשים מומחיות טקסונומית, מגבילים את היקף הניטור של קבוצה זו. השערת המחקר היא שמגוון ביולוגי של חרקים מתבטא במגוון של תכונות ויזואליות של גוף החרקים. לבחינת ההשערה פיזרנו מלכודות דבק צהובות ללכידת חרקים מעופפים בחלקות חקלאיות בעונות שונות, בגידולים ובאתרים שונים באזור הים-תיכוני בישראל. סרקנו אותן באיכות גבוהה וניתחנו את המידע באמצעות כלים של עיבוד תמונה ולמידת מכונה, בשלושה שלבים: 1. אימון מודל לזיהוי אוטומטי של כלל החרקים על המלכודת ותיחומם ע"י ריבוע תוחם; 2. חילוץ של מאפיינים ויזואליים משלימים מתמונות החרקים שמבטאים את גודל הגוף, הצבע והצורה. עבור כל חרק שתוחם התקבל גריד של מאפיינים, ששימש לחישוב מדד למגוון הוויזואלי בכל מלכודת; 3. ולידציה של המדד באמצעות פיענוח טקסונומי של מלכודות מדגמיות. החרקים הוגדרו עד לרמות טקסונומיות שונות ע"י טקסונומים מומחים, וחושב מדד מגוון שאנון המבוסס על הזיהוי הטקסונומי בכל מלכודת. מצאנו קורלציה חיובית גבוהה בין מדד מגוון AI למדד המגוון הטקסונומי, ותוצאה זו תומכת בהשערת המחקר שלנו. בפיתוח זה אנו מציעים מדד השוואתי, פשוט ומהיר לביצוע, ככלי לניטור אקולוגי שייתן מענה שתואם את קצב קבלת ההחלטות בתכנון וניהול בר-קיימא של שטחים חקלאיים.