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Enregistrement W4415531975 · doi:10.1016/j.soilbio.2025.110021

Digging deeper: deep joint species distribution modeling reveals environmental drivers of Earthworm Communities

2025· article· en· W4415531975 sur OpenAlexfundno aff
Sara Si‐Moussi, Wilfried Thuiller, Esther Galbrun, Thibaud Decaëns, Sylvain Gérard, Daniel F. Marchán, Claire Marsden, Yvan Capowiez, Mickaël Hedde

Notice bibliographique

RevueSoil Biology and Biochemistry · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueInvertebrate Taxonomy and Ecology
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesHORIZON EUROPE European Research CouncilFondation pour la Recherche sur la BiodiversiteInstitut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'EnvironnementAgence Nationale de la RechercheMinistero della transizione ecologicaEngineers Nova Scotia
Mots-clésEarthwormDiggingHabitatLand coverVegetation (pathology)Species distributionLand useEcosystem

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Earthworms are key drivers of soil function, influencing organic matter turnover, nutrient cycling, and soil structure. Understanding the environmental controls on their distribution is essential for predicting the impacts of land use and climate change on soil ecosystems. While local studies have identified abiotic drivers of earthworm communities, broad-scale spatial patterns remain underexplored. We developed a multi-species, multi-task deep learning model to jointly predict the distribution of 77 earthworm species across metropolitan France, using historical (1960–1970) and contemporary (1990–2020) records. The model integrates climate, soil, and land cover variables to estimate habitat suitability. We applied SHapley Additive exPlanations (SHAP) to identify key environmental drivers and used species clustering to reveal ecological response groups. The joint model achieved high predictive performance (TSS > 0.7) and improved predictions for rare species compared to traditional species distribution models. Shared feature extraction across species allowed for more robust identification of common and contrasting environmental responses. Precipitation variability, temperature seasonality, and land cover emerged as dominant predictors of earthworm distribution but differed in ranking across species and functional groups. Species clustering into response groups to climatic, land use and soil revealed distinct ecological strategies including a gradient of sensitivity to precipitation seasonality, differential habitat preferences in terms of vegetation cover and wetness and trade-offs between soil acidity and organic matter quality. Our study advances both the methodological and ecological understanding of soil biodiversity. We demonstrate the utility of interpretable deep learning approaches for large-scale soil fauna modeling and provide new insights into earthworm habitat specialization. These findings highlight land cover and seasonal climate variability as efficient proxies for soil biodiversity, providing actionable indicators for global monitoring initiatives and helping to identify habitat requirements of earthworm species to guide emerging earthworm conservation strategies in the face of global environmental change. • Earthworms are key drivers of soil function, influencing organic matter turnover, nutrient cycling, and soil structure. Understanding the environmental controls on their distribution is essential for predicting the impacts of land use and climate change on soil ecosystems. While local studies have identified abiotic drivers of earthworm communities, broad-scale spatial patterns remain underexplored. • We developed a multi-species, multi-task deep learning model to jointly predict the distribution of 77 earthworm species across metropolitan France, using historical (1960–1970) and contemporary (1990–2020) records. The model integrates climate, soil, and land cover variables to estimate habitat suitability. The joint model achieved high predictive performance (TSS > 0.7) and improved predictions for rare species compared to traditional species distribution models. Shared feature extraction across species allowed for more robust identification of common and contrasting environmental responses. • We applied SHapley Additive exPlanations (SHAP) to identify key environmental drivers and used species clustering to reveal ecological response groups. Precipitation variability, temperature seasonality, and land cover emerged as dominant predictors of earthworm distribution but differed in ranking across species and functional groups. Species clustering into response groups to climatic, land use and soil revealed distinct ecological strategies including a gradient of sensitivity to precipitation seasonality, differential habitat preferences in terms of vegetation cover and wetness and trade-offs between soil acidity and organic matter quality. • Our study advances both the methodological and ecological understanding of soil biodiversity. We demonstrate the utility of interpretable deep learning approaches for large-scale soil fauna modeling and provide new insights into earthworm habitat specialization. • These findings highlight land cover and seasonal climate variability as efficient proxies for soil biodiversity, providing actionable indicators for global monitoring initiatives and helping to identify habitat requirements of earthworm species to guide emerging earthworm conservation strategies in the face of global environmental change.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,025
Score d'incertitude au seuil0,207

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,185
Écart entre enseignants0,172 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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