Automatisk billedbehandling til bestemmelse af strukturen i Fællesskabets størrelse af makroinvertebrater i floder

Kropsstørrelse er et vigtigt funktionelt træk, der kan bruges som bioindikator til at vurdere virkningerne af forstyrrelser i naturlige samfund. Fællesskabets størrelsesstruktur reagerer på biotiske og abiotiske gradienter, herunder menneskeskabte forstyrrelser på tværs af taxa og økosystemer. Imidlertid er manuel måling af små kropsorganismer såsom bentiske makroinvertebrater (f.eks. >500 μm til et par centimeter lang) tidskrævende. For at fremskynde estimeringen af samfundets størrelsesstruktur udviklede vi her en protokol til halvautomatisk måling af den individuelle kropsstørrelse af bevarede flodmakroinvertebrater, som er en af de mest almindeligt anvendte bioindikatorer til vurdering af ferskvandsøkosystemers økologiske tilstand. Denne protokol er tilpasset fra en eksisterende metode udviklet til at scanne marine mesozooplankton med et scanningssystem designet til vandprøver. Protokollen består af tre hovedtrin: (1) scanning af delprøver (fine og grove prøvestørrelsesfraktioner) af flodmakroinvertebrater og behandling af de digitaliserede billeder for at individualisere hvert detekteret objekt i hvert billede; 2) oprettelse, evaluering og validering af et læringssæt ved hjælp af kunstig intelligens for halvautomatisk at adskille de individuelle billeder af makroinvertebrater fra detritus og artefakter i de scannede prøver og (3) skildrer størrelsesstrukturen af makroinvertebratsamfundene. Ud over protokollen omfatter dette arbejde kalibreringsresultaterne og opregner flere udfordringer og anbefalinger til at tilpasse proceduren til prøver fra makroinvertebrater og overveje yderligere forbedringer. Samlet set understøtter resultaterne brugen af det præsenterede scanningssystem til automatisk måling af kropsstørrelse af flodmakroinvertebrater og tyder på, at afbildningen af deres størrelsesspektrum er et værdifuldt værktøj til hurtig biovurdering af ferskvandsøkosystemer.