PETRI-MED：提升地中海海洋浮游植物多样性监测

该文档主要介绍了PETRI-MED项目，该项目旨在通过整合基因组数据、卫星观测和人工智能技术，显著推进地中海海洋生物多样性评估。以下是对该文档的详细总结：

项目背景与重要性

海洋生物多样性对于维持健康和有弹性的生态系统至关重要。海洋中的各种生命形式，从微观的浮游生物到巨大的鲸鱼，都在维持生态平衡中发挥着关键作用。每个物种都为生态系统服务做出贡献，如氧气生产、碳封存和养分循环，这些对于地球的健康至关重要。此外，海洋生物多样性支持全球食物网，为超过三十亿人提供主要的蛋白质来源，并通过渔业、旅游业和生物技术促进蓝色经济。健康的海洋生态系统更能抵御和恢复环境变化和人类影响，如气候变化和污染。

在海洋生物中，浮游植物尤为重要。它们是海洋生态系统的基础，通过光合作用生产约50%的世界氧气，同时吸收大气中的二氧化碳，帮助缓解气候变化。浮游植物也是养分循环的关键参与者，回收氮和磷等必需元素，这对于海洋生态系统的生长和健康至关重要。

地中海的特殊性

地中海是一个重要的海洋和沿海生物多样性热点，为数百万人提供碳储存、食物供应和福祉等重要生态系统服务。然而，近年来，由于人类活动和全球变化，地中海海洋生态系统面临严重威胁。这些威胁包括过度捕捞、海上交通、污染、沿海开发以及气候引发的事件如热浪，导致生物多样性的大量丧失。因此，实施有效的保护和恢复措施势在必行。

PETRI-MED项目的目标

PETRI-MED项目的主要目标是：

1. 开发新型卫星指标：监测地中海微生物浮游生物群落组成和生物多样性的状态和趋势。
2. 识别时空模式：研究微生物浮游生物群落的分布和多样性。
3. 理解影响生物多样性模式的关键因素：包括生态连通性、河流径流、海洋洋流和沿海生态系统使用。

方法与技术

PETRI-MED将采用多学科方法，结合卫星观测、现场测量、生物地球化学和生态系统建模，以及人工智能技术。这种综合策略使得对海洋生物多样性进行详细和整体的评估，解决海洋生态系统的复杂性及其动态特性。

项目将开发两个基于AI的算法：

1. 全球开放水域地中海多样性指数算法：利用多光谱卫星海洋颜色数据和物理/生物地球化学变量，生成基于浮游植物群体的综合多样性指数。
2. 区域特定算法：针对特定区域，该算法结合元条形码和元基因组数据，关注每个区域相关的微生物驱动的生态系统功能，考虑关键的区域物理指标如跨岸和沿岸运输指数。

对政策制定者和利益相关者的支持

PETRI-MED项目与国际指令和建议保持一致，如欧盟2030年生物多样性战略、欧洲绿色协议、生物多样性公约、联合国2030年议程的可持续发展目标、联合国海洋科学促进可持续发展十年（2021-2030）以及生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）。项目将为政策制定者和利益相关者提供必要的知识，以采用优先化方法、设计保护策略、量化行动结果、系统管理海洋保护区（MPAs）并评估其可行性。

结论

PETRI-MED项目通过创新的方法和技术，旨在增强对地中海海洋生物多样性的理解，并支持海洋生态系统的可持续管理。通过开发新型指标和算法，项目将为生态系统管理和保护工作提供关键见解，帮助应对地中海面临的生物多样性危机。