Equipo Investigador
Jose Antonio Fernandes
Investigador sénior (PhD)
Diversidad de la comunidad fitoplanctónica y función del ecosistema a partir de los centinelas
El fitoplancton desempeña un papel central en el sistema terrestre y en la salud de los océanos. A través de la fotosíntesis, es responsable de la captación anual de alrededor de 50 Gt de carbono, una magnitud comparable a la de las plantas terrestres, y constituye la base de casi todas las redes tróficas marinas. La diversidad biológica del fitoplancton condiciona la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas oceánicos, influyendo directamente en la distribución de la biodiversidad marina y en procesos clave del ciclo del carbono.
En los últimos años, la observación de la diversidad del fitoplancton desde el espacio ha experimentado un avance significativo gracias a la radiometría de color del océano y, especialmente, al desarrollo de sensores hiperespectrales. Estos nuevos activos espaciales abren una oportunidad sin precedentes para caracterizar la biodiversidad marina de forma más detallada y sistemática. Sin embargo, el desarrollo de algoritmos robustos para explotar todo este potencial requiere conjuntos de datos in situ abundantes y de alta calidad, así como la integración con modelos y datos climáticos de referencia, esfuerzos que han sido impulsados en Europa a través de proyectos financiados por la Comisión Europea.
En este contexto surge Phytodiverse, un proyecto que responde a la necesidad de avanzar en la observación y monitorización de la diversidad del fitoplancton desde el espacio, alineándose con iniciativas europeas y con los activos de la Agencia Espacial Europea para contribuir al desarrollo de variables esenciales de biodiversidad marina.
El objetivo principal de Phytodiverse es impulsar el desarrollo científico y metodológico de algoritmos para la estimación de la diversidad del fitoplancton desde satélite, orientados a la generación de Variables Esenciales de Biodiversidad (EBV) y de indicadores derivados relevantes para la salud de los océanos.
De forma específica, el proyecto se propone:
AZTI participa en el desarrollo y aplicación de modelos de distribución de especies (SDMs) para el estudio de la distribución del fitoplancton, integrando principios de la teoría del nicho ecológico. En concreto, el proyecto emplea Modelos Aditivos Generalizados con restricciones de forma (SC-GAMs o GAM-NICHE), que permiten incorporar relaciones ecológicamente coherentes —como restricciones de monotonicidad y concavidad— entre las especies de fitoplancton y sus variables ambientales.
La contribución científica de AZTI se orienta a dos objetivos principales: por un lado, la cartografía del hábitat adecuado actual para distintas especies de fitoplancton; y, por otro, la comprensión de los factores que explican los cambios históricos en su distribución, a partir del análisis de series temporales.
Asimismo, desde AZTI también se realizará el cálculo de anomalías extremas a partir de diferentes conjuntos de datos satelitales que cumplan los estándares internacionales netCDF CF. Entre los datos analizados se incluyen productos de clorofila-a procedentes de la ESA Ocean Colour Climate Change Initiative, del producto global PACE OCI Nivel-3 de clorofila, así como de los nuevos productos que se desarrollen en el marco de PHYTODIVERSE.
Finalmente, se realizará un análisis comparativo para evaluar el impacto de la mejora en la estimación de clorofila-a y la reducción de lagunas de datos sobre los indicadores derivados, contribuyendo así a un uso más robusto de la teledetección oceánica en el estudio de la biodiversidad marina.
Phytodiverse generará nuevos productos satelitales y algoritmos avanzados para la observación de la diversidad del fitoplancton, ampliando las capacidades actuales de monitorización de la biodiversidad marina a escala regional y global. Los resultados permitirán una mejor caracterización de la sucesión y dinámica del fitoplancton en diferentes entornos, desde el Atlántico nororiental hasta el Adriático septentrional y el Ártico.
El proyecto trabajará en sinergia con iniciativas europeas recientes como Phyto-CCI, orientada a la ampliación de las Variables Climáticas Esenciales biológicas oceánicas, y TIME, centrada en el análisis de puntos de inflexión en los ecosistemas marinos. A partir de la integración de productos, indicadores y casos de estudio, Phytodiverse contribuirá a definir una hoja de ruta para futuras colaboraciones EC-ESA, identificando limitaciones y oportunidades.
En conjunto, el proyecto sentará las bases para una nueva área europea de colaboración en salud oceánica y biodiversidad, facilitando la integración de la observación de la diversidad del fitoplancton en sistemas europeos y globales de monitorización de la biodiversidad, con impacto directo en la ciencia, la gestión marina y las políticas ambientales.
Financiado por Plymouth Marine Laboratory a través de la convocatoria «European Coordination Action on Ocean Health and Biodiversity» de la Agencia Espacial Europea (ESA)
Plymouth Marine Laboratory (coordinador), HYGEOS, Institute of Oceanology, Polish Academy of Sciences, EMBRC – European Marine Biological Resource Centre, CNR-ISMAR (Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Scienze Marine), National and Kapodistrian University of Athens, AZTI
Financiado por Plymouth Marine Laboratory a través de la convocatoria «European Coordination Action on Ocean Health and Biodiversity» de la Agencia Espacial Europea (ESA)
Lineas de investigación: Gestión ambiental de mares y costas, Oceanografía operacional
Sublíneas de investigación: Evaluación del Estado de Salud del Medio Marino, Impacto y vigilancia ambiental en el medio marino, Observación y monitorización en tiempo real