论文标题：Deep learning method for collembola identification using single species and community combinations images

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Xiaohao Zhuang, Bin Wang, Zhijing Xie, Zhihong Qiao, Jun Feng, Jocelyn E. Behm, Clément Schneider, Beining Shi, Jiayin Zheng, Yunyi Gu, Yuanyuan Meng, Xin Sun, Shengjie Liu

发表时间：26 Sept 2025

DOI：10.1007/s42832-025-0352-9

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由中山大学和中国科学院城市环境研究所领衔的国际团队，开发了一种基于深度学习（YOLOv8模型）的跳虫（Collembola）快速鉴定新方法。该研究通过分析5020张涵盖中国6科51种跳虫的高清图像，首次实现：

1. 个体识别精度达97%，物种分类准确率83.05%；

2. 复杂群落场景适应性：针对不同多样性梯度（2~9属）的跳虫群落，模型精度稳定维持在80%以上；

3. 技术突破性：相较传统Faster R-CNN模型，YOLOv8在微小体型（1~2 mm）和形态相似物种的鉴别中表现更优。

科学价值

跳虫作为土壤健康的“指示生物”，在养分循环和生态系统功能中起关键作用。传统分类依赖专家显微镜观察，效率低下。本研究通过：

·创新数据增强：采用“剪切-粘贴”算法构建多样性梯度合成图像库；

·跨学科技术融合：结合计算机视觉与生态学，解决土壤动物鉴定的尺度敏感性和形态相似性难题。

应用前景

·生态监测：支持土壤污染评估和生物多样性保护

·农业实践：为精准农业提供土壤健康快速诊断工具

方法学拓展：技术框架可推广至螨类、线虫等土壤微型动物研究

作者及团队介绍

庄晓濠（第一作者），中山大学2023级硕士研究生，研究方向为AI识别土壤动物。

孙新（通讯作者），理学博士，中国科学院城市环境研究所，研究员，博士生导师。德国洪堡学者。近年围绕城市土壤生物多样性，系统揭示了城市土壤生物群落空间分布格局及驱动机制，并阐明了动物宿主与其寄生虫和病原菌的互作机制及其对人类健康的风险。目前在Nature Cities、PNAS、Glob Change Biol、Soil Biol Biochem等期刊发表论文120余篇、专著1部。主持国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目、科技部重点研发计划课题等十余项。担任多个国内外土壤学领域期刊编委。获第八届中国土壤学会优秀青年学者奖等。

刘胜杰（通讯作者），中山大学生态学院副教授，主要从事土壤生物学与生态学方面的研究，研究领域可分为：1）土壤节肢动物的多样性和生态功能；2）土壤食物网的结构和功能；3）土壤生态系统对全球气候变化的响应与调节。先后主持了3项国家自然科学基金，5项省部级项目。目前以一作或通讯作者（含共同）在国内外生态学和土壤学期刊发表研究论文20篇。

专题征稿

城市土壤生态与同一健康

Call for papers: Urban Soil Ecology and One Health

Urban landscapes are complex incubators for emerging public health threats, including the persistence and spread of zoonotic pathogens that jeopardize the integrated health of humans, animals, plants, and environments—a nexus addressed by the One Health framework. Within these ecosystems, soil biodiversity is a keystone component that underpins critical ecosystem functions, yet it persists as one of the least understood elements of urban ecosystems.

Aligned with the World Soil Day 2025 theme, "Healthy soils for healthy cities," this special issue calls for research to address this knowledge gap. We seek submissions that illuminate the distribution patterns and functional contributions of urban soil biota, particularly under pressures from human activity and climate change. We are also interested in studies exploring how harnessing urban soil biodiversity can lead to nature-based solutions for mitigating biodiversity loss, adapting to climate change, and reducing the urban burden of disease. We particularly encourage studies proposing frameworks for embedding soil biodiversity into urban governance and policy to directly enhance One Health outcomes.

Editors:

Prof. Dr. Xin Sun

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: xsun@iue.ac.cn

Prof. Dr. Manuel Delgado-Baquerizo

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), CSIC

Email: M.delgado.baquerizo@csic.es

Prof. Dr. Martin F. Breed

College of Science and Engineering, Flinders University, Bedford Park, South Australia, Australia

Email: martin.breed@flinders.edu.au

Prof. Dr. Alexei V. Tiunov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: a_tiunov@mail.ru

Prof. Dr. Yong-Guan Zhu

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: ygzhu@iue.ac.cn

Manuscript submission information:

Submission open date: 15 September 2025

Submission deadline: 31 May 2026

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

出版模式

快速出版：加速审稿，以CAP模式快速发表。

出版费用：免一切费用，包括审稿费、彩图费、出版印刷费等。

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收 录

ESCI, SCOPUS, CSCD核心库, BIOSIS, Geobase, Biological Abstracts, Google Scholar等。

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