חרקים הם הקבוצה העשירה ביותר במינים מבין בעלי החיים, והם גם ממלאים שורה של תפקידים קריטיים במערכות האקולוגיות. צילום: שדה חקלאי עם מלכודת לחרקים. צילום: לירז כברה-לייקין
האם בשדה של פלפלים יש אך ורק פלפלים? אם תסתכלו מקרוב, תוכלו להבחין שממש לא: בין שורות השתילים מסתובבים להם לא מעט יצורים. בעבר נחשבו השטחים החקלאיים אזורים דלים ולא משמעותיים מבחינה אקולוגית, מעין "מדבר אקולוגי" שמתקיימים בו אך ורק גידולים חקלאיים. אך עם השנים, וכחלק מגיבוש תפיסה סביבתית רחבה יותר, הסתבר שהשטחים החקלאיים, למרות תדמיתם כשטחים שמנוצלים לצרכים אנושיים בלבד, יכולים למלא שורה של תפקידים אקולוגיים חשובים, בייחוד כאשר הם מנוהלים באופן בר-קיימא. בין היתר, הם משמשים בתי גידול למגוון בעלי חיים, חלקם חיוניים למערכת האקולוגית.
קיימים יתרונות אקולוגיים רבים לשטחים חקלאיים. הם תורמים לשמירה על המגוון הביולוגי, מסייעים בקיבוע חנקן ופחמן, מהווים גשר בין אזורי טבע ובתי גידול שונים ובכך משמשים מסדרונות אקולוגיים, וגם מסייעים בהגנה מפני סחף קרקעות. לצד זאת, ככל שהאוכלוסייה גדלה והפיתוח מאיץ, עולה הצורך בהקצאת עוד ועוד שטחים למטרות כמו בנייה ופיתוח תשתיות, לעיתים על חשבון שטחים חקלאיים. מכאן עולה הצורך להבין את רמת החשיבות האקולוגית של כל שטח ושטח כדי לתעדף אילו שטחים כדאי לשמר לצורכי חקלאות. אחת הדרכים הנפוצות כיום לבצע הערכה אקולוגית של שטח מסוים נעזרת בבעלי החיים שחיים בו, ובאופן ממוקד יותר – בחרקים.
חרקים הם הקבוצה העשירה ביותר במינים מבין בעלי החיים, והם גם ממלאים שורה של תפקידים קריטיים במערכות האקולוגיות כמו האבקה, בקרת מזיקים ועוד. בהקשר הזה חרקים יכולים לשמש אינדיקטורים למצב האקולוגי של השטח. ככל שבתא שטח מסוים יש מגוון גדול יותר של חרקים, כך ניתן להעריך שיש לו גם ערך אקולוגי גבוה יותר. לירז כברה-לייקין, דוקטורנטית בחוג לביולוגיה אבולוציונית וסביבתית באוניברסיטת חיפה, מובילה את המחקר בהנחיה משותפת של פרופ' תמר קיסר מאוניברסיטת חיפה ופרופ' יוחאי כרמל מהטכניון, ובו פותח מדד מבוסס בינה מלאכותית להערכת העושר והמגוון של החרקים. מטרתו היא לייעל את היכולת האנושית למדוד ולקבוע את חשיבותם האקולוגית של שטחים שונים, ולהצליח לגבש בזמן קצר תיעדוף ברור לגבי אילו שטחים כדאי לשמר למטרת חקלאות על בסיס תפקודם האקולוגי.
מי אתה, חרק? תשאלו את הבינה המלאכותית
ההשערה שעמדה מאחורי המחקר שבמסגרתו פותח המדד הייתה שמגוון ביולוגי של חרקים יתבטא במגוון של תכונות ויזואליות של גוף החרקים. במהלך המחקר, הוצבו כ-350 מלכודות דבק קלאסיות ב-26 אתרים שונים ברחבי הארץ: בשטחים חקלאיים וגם באזורי טבע פתוח הסמוכים להם. לאחר עשרה ימים, המלכודות נאספו ונסרקו ברזולוציה גבוהה. התמונות הועלו למאגר נתונים דיגיטלי של תמונות חרקים שנקרא STARdbi ושפותח באוניברסיטת בן-גוריון בנגב על ידי פרופ' חן קיסר. בשלב הראשון המערכת, המבוססת על בינה מלאכותית (AI), למדה לזהות ולהבדיל בין חרקים לעצמים אחרים, כמו אבקנים או פיסות עלים שנתפסו בטעות במלכודת; נמצאו יותר מ-8,000 תמונות חרקים.
בשלב הבא נותחו תמונות החרקים באמצעות כלים של עיבוד תמונה, חולצו מאפיינים ויזואליים של גוף החרק בכל תמונה (גודל, צורה וגווני צבע), ששימשו לחישוב המגוון הוויזואלי של החרקים בכל מלכודת בלי לזהות בהכרח כל מין ומין של חרק. לאחר מכן, אומתו התוצאות: 40 מלכודות נבחרו באקראי לבדיקה ידנית בידי מומחיות ומומחים שסיווגו את הזהות הטקסונומית של החרקים. ההשוואה העלתה מתאם חיובי גבוהה בין הזיהוי האוטומטי והזיהוי האנושי; כלומר, המערכת האוטומטית הצליחה להעריך נכון את מגוון החרקים.
מעבר לתפקידים שממלאים חרקים שונים במערכת האקולוגית של השטחים שבהם הם חיים, הימצאותם של חרקים מסוימים בשטחים חקלאיים (למשל חרקים שטורפים חרקים אחרים) עשויה למנוע התפשטות של מיני חרקים המזיקים לחקלאות, והשפעה זו מתעצמת ככל שהמגוון הביולוגי של החרקים בשטח גדול יותר. "מצאנו שמלכודות עם מגוון ביולוגי נמוך היו בדרך כלל כאלה שהכילו בעיקר מין מזיק אחד", אומרת כברה-לייקין. "לעומת זאת, מלכודות עם מגוון גבוה כללו מגוון קבוצות חרקים, לרבות אויבים טבעיים של מזיקים. ככל שיש יותר מינים בשטח אחד, כך המינים המזיקים פחות שולטים באותו תא שטח".
לדבריה, המערכת אינה באה להחליף לחלוטין את עבודת האנטומולוג (חוקר החרקים), אלא לקצר ולייעל את הזמנים. ״קל יחסית לאתר חרקים בשטח, אבל קשה לזהות באיזה מין מדובר", היא אומרת. "הזיהוי דורש מומחיות טקסונומית גבוהה, וכאן בדיוק נכנסת הבינה המלאכותית לתמונה. אם בעבר מומחה היה צריך להשקיע 3 עד 5 שעות לזיהוי חרקים במלכודת אחת, היום זה עניין של שניות. בעבר היינו צריכים לספור כל חרק ידנית, לעיתים מאות על כל מלכודת. עכשיו אפשר לקבל את המידע הזה בלחיצת כפתור. כיום גם עובדים במעבדה שלנו על זיהוי אוטומטי של מזיקי מפתח בחקלאות והאויבים הטבעיים שלהם על מנת לאפשר לחקלאים לדייק את הטיפול הדרוש בזמן אמת".
כדי לשמור על המגוון הביולוגי אפשר להשתמש בפחות חומרי הדברה. מלכודת לחרקים. צילום: לירז כברה-לייקין
שטחים חקלאיים תחת לחצי פיתוח
מגוון ביולוגי גבוה באזור השטחים החקלאיים אומנם יכול לסייע לבריאות המערכת האקולוגית, אבל לעיתים גם מייצר לא מעט כאבי ראש לחקלאים ונזקים לשטח החקלאי: יונקים שונים שמסתובבים בשדה ומזיקים לצינורות השקיה, או בעלי כנף כדוגמת עגורים שרומסים את הגידולים ואוכלים זרעים ושתילים. ״חלק בלתי נפרד מפיתוח התפיסה האקולוגית הבסיסית, הוא גם לייצר בסופו של דבר פתרונות יצירתיים שמטרתם ליישב כמה שניתן את הקונפליקט״, מדגישה כברה-לייקין. "במקביל לכך שהקונפליקטים מתרבים, עם השנים מתרבים גם הפתרונות הידידותיים לסביבה. למשל, בעמק החולה מפזרים מראש מזון לעגורים בחלקות מסוימות, כדי שלא יתפתו להיכנס לאזורים בשדה שבהם הם יעשו נזק. במקומות מסוימים מפזרים שקתות של מים, ובכך מפחיתים את הלחץ של היונקים לכרסם את הצינורות בלב חלקות הגידולים".
במקביל, יש לא מעט פעולות שאפשר לבצע בשטח במטרה לשמור על המגוון הביולוגי. אפשר, למשל, להשתמש פחות בחומרי הדברה (לדוגמה באמצעות הדברה ביולוגית), או לצמצם גידור של שטחים, כיוון שגידור קוטע מסדרונות אקולוגים וכך מפריע למעבר בעלי חיים משטח אחד לאחר. האם הפעולות האלו מספיקות לשמירה על המגוון הביולוגי? לדברי כברה-לייקין, השינויים בשטח, כמו האצת הפיתוח, מחייבים שינוי עמוק יותר בניהול ובתכנון מראש של השטחים שיש לנו ומה שאנחנו בוחרים לעשות איתם. "אנחנו נמצאים בתקופה שבה שטחים רבים ברחבי כדור הארץ עם ערך אקולוגי גבוה הולכים ונעלמים״, אומרת כברה-לייקין. "שינויים בשימושי קרקע, בעיקר הפיכת שטחים טבעיים לשטחים חקלאיים, הם מהגורמים המרכזיים לכך. חשוב להבין ששטחים חקלאיים הם לא רק יצרני מזון, אלא גם חלק ממארג השטחים הפתוחים התומך במגוון הביולוגי. כל החלטה תכנונית כזו צריכה להישקל גם מנקודת המבט האקולוגית".
הפרויקט של כברה-לייקין נתמך ומומן על ידי משרד האנרגיה וקק"ל, כחלק ממחקר שמטרתו לבדוק את ההשפעות האקולוגיות של פרקטיקות של אנרגיה מתחדשת כמו פאנלים סולריים בשטחים חקלאיים. "אנחנו כעת ממשיכים לבדוק האם פרקטיקות כאלה פוגעות בגידולים או דווקא תורמות, ואיך הן משפיעות על המגוון הביולוגי. הכלי שפיתחנו יכול לעזור להעריך את ההשפעות האלו בזמן אמת, הודות למהירות היחסית שבה ניתן יהיה לאמוד את המגוון הביולוגי שנמצא בשטחים שונים".
לא מעט שטחים חקלאיים בארץ נמצאים תחת לחצי פיתוח, ומכאן הצורך הגובר בפיתוח כלים השוואתיים שיסייעו בהערכה האקולוגית של אותם שטחים, לצורך גיבוש סדרי עדיפויות לשימורם כשטחי חקלאות. "בארץ, בשונה ממקומות רבים בעולם, פחות ופחות שטחים מוקצים לטובת חקלאות, ומועברים למטרות פיתוח – כמו הרחבת יישובים קיימים והקמת אזורי תעשייה חדשים", היא אומרת. "גם אנרגיה סולארית דורשת הרבה שטחים. לכן חשוב ביותר שכבר בשלב התכנון יהיו כלים ומדדים ברורים לתיעדוף של אזורים מבחינה סביבתית אקולוגית. ואין לנו הרבה זמן, קצב קבלת ההחלטות במוסדות התכנון בארץ הוא לרוב מהיר מביצוע של מחקרים. אני מקווה שהמדד שפיתחנו ישתלב ככלי סטנדרטי, נגיש ומהיר לכל מי שעוסק בתכנון וניהול של שטחים חקלאיים".
