National Biodiversity Future Center: l’nnovazione al servizio della biodiversità italiana

NBFC ha anche l’importante funzione di formare giovani ricercatori e operatori qualificati e di trasferire al territorio le conoscenze e le competenze necessarie per tutelare il patrimonio naturale, come sancito dall’articolo 9 della Costituzione, e generare valore socioeconomico. Attraverso queste azioni di ricerca partecipata, progettazione condivisa e attività di citizen science, NBFC contribuisce a generare la cultura della natura, portando la conoscenza della biodiversità in contesti diversi a partire dalle scuole di vario grado, sensibilizzando l’opinione pubblica e supportando i decisori politici nella pianificazione e gestione del territorio.

Ricerca e innovazione sulla base di modelli partecipativi

L’NBFC ha infatti strutturato le proprie azioni di ricerca e innovazione sulla base di modelli partecipativi, ovvero coinvolgendo tutti i cittadini nel cambiamento, secondo tre prospettive principali della biodiversità. La prospettiva della Natura per la Natura che evidenzia l’importanza di preservare la biodiversità per ciò che è e per ciò che offre in termini di evoluzione nel tempo. La prospettiva Natura per la Società, che si concentra sui valori strumentali e sui benefici diretti che la natura offre alle persone, come la produzione agricola, l’allevamento, la fornitura di nuovi farmaci e di processi che hanno impatti sull’ambiente ed il clima. La prospettiva Natura come Cultura che valorizza la multidimensionalità della biodiversità nella vita umana, considerando gli aspetti scientifici, artistici e culturali.

L’Environmental Intelligence (EI)

Uno degli ambiti di maggiore innovazione di NBFC è l’Environmental Intelligence (EI). Si tratta di una disciplina che integra informazioni provenienti da più fonti e che consente di analizzare e visualizzare le dinamiche ecosistemiche e ambientali. È importante sottolineare infatti che l’ecosistema è una struttura in continua evoluzione anche a causa dei cambiamenti climatici globali e che la descrizione delle relazioni tra i diversi taxa richiede la raccolta e l’elaborazione di diverse risorse di dati.

Per queste ragioni NBFC ha sviluppato un approccio di EI che lavora all’interfaccia tra ricerca scientifica, ambientale e sostenibilità, sfruttando i rapidi progressi nell’acquisizione di dati mediante sensori, tecnologie digitali, Internet of Things (IoT) e algoritmi di Intelligenza Artificiale per esplorare soluzioni efficaci per la conservazione, il monitoraggio ed il ripristino della biodiversità. Va inoltre precisato che la gestione dei diversi ambienti ed ecosistemi richiede il coinvolgimento di più attori e attraverso EI è possibile individuare ed esplorare processi decisionali partecipativi al fine di proporre soluzioni specifiche e personalizzate per i diversi contesti.

Le rilevazioni ambientali effettuate nell’ambito della EI possono riguardare la raccolta di dati ex situ (e.g. satellitari) o in situ (e.g. sensori nel suolo) sulla presenza di inquinanti nel suolo che, opportunamente elaborati, possono consentire di individuare la strategia per attuare la più efficace azione di rimediazione. Un altro esempio possono essere sensori che possono rilevare la presenza di inquinanti nelle acque dolci, salmastre o salate che, come nell’esempio, precedente possono poi consentire la messa in opera di azioni di rimozione degli stessi. Infine, lo sviluppo di innovativi sensori per la rilevazione di inquinanti atmosferici sia in ambiente indoor che outdoor possono aiutare sia lo sviluppo di azioni di sanificazione che di eventuali politiche o regole che impediscano il ripetersi dello stesso evento.

La creazione di quattro piattaforme tematiche dedicate alla biodiversità

Tra degli obiettivi del progetto NBFC: la creazione di quattro piattaforme tematiche dedicate alla biodiversità

È necessario disporre di adeguate reti di monitoraggio e sistemi hardware-software avanzati per garantire accessibilità e condivisione delle informazioni e possibilità di metterle in relazione con altre informazioni ambientali, dirette o indirette, come ad esempio le immagini satellitari del sistema europeo Copernicus, la distribuzione dei fattori di rischio o di minaccia per la biodiversità, le attività di conservazione, ripristino e valorizzazione della biodiversità.

L’importanza della condivisione dei dati

È inoltre essenziale promuovere la condivisione dei dati tra diverse istituzioni, organismi e paesi al fine di favorire la collaborazione e la cooperazione internazionale nella protezione della biodiversità. NBFC ha voluto investire su ciascuno di questi elementi per dare vita a quattro piattaforme tematiche dedicate alla biodiversità.

Queste piattaforme multilivello sono uno strumento fondamentale per la comunità scientifica nazionale e internazionale, per i decisori politici e per gli enti interventisti che sono chiamati a tutelare la diversità biologica nei diversi contesti ambientali. Il successo della realizzazione delle piattaforme risiede in un approccio altamente qualificato e multidisciplinare che vede coinvolti esperti sia nel campo dell’informatica e delle scienze computazionali sia della biodiversità (zoologi, ecologi, botanici, ecc.). Queste piattaforme potranno fornire alla comunità scientifica adeguate risorse di modellistica, di calcolo e di analisi anche basate su Intelligenza Artificiale per previsioni sul futuro della biodiversità, servizi alle pubbliche amministrazioni, per un’adeguata analisi delle informazioni esistenti, inclusi i nuovi dati che potranno essere raccolti a scala nazionale da attività di “scienza dei cittadini”.

Un secondo ingrediente è stato l’accesso a risorse HPC e Cloud molto potenti come quelle offerte dal cluster Galileo 100 e ADA Cloud. Le piattaforme saranno sviluppate dal consorzio interuniversitario italiano Cineca e saranno costituite da quattro pilastri dedicati, rispettivamente, alla digitalizzazione e mobilizzazione delle informazioni sulla biodiversità custodite nelle collezioni museali nazionali (con una massa critica iniziale di almeno 5 milioni di esemplari), alla biodiversità genetica (con migliaia di campioni per generare dati a tre livelli di complessità, diversità della comunità ecosistemica, genomi delle specie e diversità genomica intraspecifica), alla biodiversità molecolare (attraverso l’analisi su serie di dati relative a biorisorse, biomolecole e bioattività), al rapporto tra biodiversità e servizi ecosistemici (con modelli integrati di ecoidrologia, distribuzione delle comunità e ciclo del carbonio con capacità di aggiornamento in tempo quasi reale).

Queste piattaforme, quindi, fungono da digital twin per il monitoraggio, le attività di conservazione, il ripristino e valorizzazione della biodiversità, per promuovere la condivisione dei dati tra diverse istituzioni, organismi e paesi al fine di favorire la collaborazione e la cooperazione internazionale nella protezione della biodiversità. Qui saranno raccolti ed elaborati dati provenienti da diverse fonti: archivi storici, genetici e biomolecolari, database internazionali, reti satellitari e sensori terrestri. Saranno forniti modelli predittivi che permettano di analizzare lo stato attuale della biodiversità e di prevedere scenari futuri, a supporto delle istituzioni nella gestione sostenibile del territorio e delle risorse naturali e fornire strumenti per pianificare politiche basate su dati concreti.

Il Biodiversity Gateway: una porta d’accesso tra la ricerca scientifica e la società

Tutti i dati raccolti dal NBFC saranno resi disponibili alla comunità in open access su di una piattaforma digitale chiamata Biodiversity Gateway (BG). Questo portale è progettato per rivolgersi a un pubblico italiano, europeo e internazionale.

Tra i suoi compiti c’è quello di sensibilizzare sul problema della biodiversità a livello planetario, nell’area mediterranea e su piano nazionale, ma anche raccontare storie emblematiche e specifiche del territorio, offrire consulenze, approcciarsi alle biodiversità in modo sostenibile e utilizzare concretamente tutto ciò che sarà prodotto dagli spoke del NBFC. Questa piattaforma nazionale deve collegare la comunità scientifica che si occupa della biodiversità, con il sistema delle imprese, le amministrazioni pubbliche, i professionisti della conservazione della biodiversità e la cittadinanza nel suo complesso. Questa missione sarà realizzata con strutture di informazione pensate per servire gli stakeholder, con interventi di comunicazione adatti a catturarne l’attenzione e offrire loro servizi di alta qualità basati su formati pensati per essere fruiti in ambienti fisici e digitali.

In linea con la sua missione primaria, NBFC si pone come riferimento scientifico e supporto ad enti gestionali e di intervento, imprese e cittadini, affinché si possa conservare, monitorare, ripristinare e valorizzare la biodiversità. Questa opera di disseminazione scientifica si è resa possibile grazie ad interventi emblematici come la digitalizzazione della biodiversità a partire dal patrimonio conservato nei musei e nelle collezioni distribuite sull’intero territorio. NBFC si è perciò dotato di Gateway, dove i prodotti ottenuti grazie alla ricerca e le innovazioni tecnologiche, come i nuovi sensori, le tecnologie informatiche e di AI, possano diventare, da un lato, strumenti al servizio dei cittadini per concorrere alla conservazione della biodiversità e, dall’altro lato, basi di innovazione per le imprese per generare valore economico e sociale.

Gateway è uno spazio fisico e virtuale di dialogo e collaborazione, dove individui e organizzazioni possono confrontarsi, sviluppare progetti e partecipare al discorso pubblico. Attraverso articoli, video, infogra­fiche e risorse educative, il portale sensibilizza il pubblico sull’importanza della biodiversità e sulla necessità della sua protezione, stimolando una cultura di apprezzamento e responsabilità collettiva verso la natura. La piattaforma supporta anche lo sviluppo sostenibile, fornendo dati e approfondimenti per progetti innovativi e rispettosi della biodiversità. Promuove la cooperazione tra cittadini, imprese e istituzioni per realizzare soluzioni sostenibili in linea con gli obiettivi di conservazione. Tra i servizi offerti spiccano l’accesso a dati aggiornati, il supporto alla conservazione, l’assistenza scientifi­ca ad amministrazioni pubbliche e alle autorità locali, il sostegno all’innovazione tecnologica e le risorse per l’educazione ambientale. Un punto centrale dell’iniziativa è il suo approccio iterativo che inizia sensibilizzando il pubblico sui temi della biodiversità e raccoglie progressivamente i contenuti generati sul campo. Questo metodo non solo supporta la comunità scienti­fica nella sua attività di ricerca, ma si adatta continuamente ai risultati emergenti integrandoli nella piattaforma. Nel tempo, BG rifletterà la crescita e l’impatto degli sforzi del NBFC, consolidando i successi della ricerca e delle azioni di conservazione che diventeranno valore per i cittadini, gli innovatori e le istituzioni.

Gateway sarà quindi un grande contenitore emblematico di storie del territorio, di consigli scientifici, di valorizzazione della biodiversità in chiave sostenibile, di condivisione di quanto prodotto dai portavoce di NBFC nei tre anni di progetto. Si tratta di un sistema innovativo in grado di connettere e valorizzare le informazioni relative alla biodiversità, di gestire la conoscenza e renderla fruibile, e soprattutto di generare innovazioni attraverso il collegamento con gli enti, la personalizzazione dei servizi, i sistemi di data analytics e di Intelligenza Artificiale che permettono di rendere concretamente applicabili al territorio procedure, conoscenze e processi. Gateway diventerà lo strumento che gli stakeholder utilizzeranno per cogliere tutte le opportunità economiche, tecnologiche, sociali e culturali che emergono dalla ricerca sulla biodiversità.

Come già detto, Gateway è sì strutturalmente composto da un insieme di servizi digitali ma anche da una serie di presenze fisiche in cui si trovano gli uffici e le mostre permanenti e temporanee. I gruppi di lavoro si occupano dell’analisi dei bisogni degli stakeholder, della produzione diretta di parte dei servizi, del coordinamento editoriale dei contributi degli spoke e delle altre strutture chiamate a partecipare, della pubblicità e della promozione dei servizi. Gateway può contare su poli specializzati nelle attività relative alla citizen science, alla biourbanistica, alla produzione di soluzioni innovative per la comunicazione della scienza.

Tutti i luoghi fisici nei quali Gateway sviluppa le sue funzioni sono anche sedi di mostre e iniziative dedicate ai cittadini perché possano conoscere e apprezzare la biodiversità in tutte le sue forme e significati. A questo contribuiscono anche i parchi e i musei che si occupano di biodiversità, che possono valorizzare la loro funzione anche diventando finestre sulla comunicazione della ricerca dell’NBFC ai cittadini e dimostratori delle buone pratiche delle pubbliche amministrazioni. Ad esempio, ritroveremo un ampio spazio dedicato (circa 150 mq) all’interno del Fano Marine Center per ciò che concerne il tema della biodiversità in ambiente marino. Per quella terrestre e delle acque interne, il BSG avrà un ampio spazio dedicato all’interno dell’Area territoriale di Ricerca di Roma 1 del CNR di Montelibretti (RM), con la collaborazione di quattro istituti CNR che si occupano di biodiversità: IRET, IRSA, IIA, IGAG. Per lo studio della biodiversità urbana, il BSG avrà un ampio spazio dedicato all’interno delle sedi dell’Università Milano-Bicocca.

Il Geoportale della Biodiversità Marina in Italia

Tra gli strumenti ad oggi già consultabili troviamo il Geoportale della Biodiversità Marina in Italia, implementato all’interno di NBFC-Spoke1, che raccoglie informazioni su specie e habitat marini, sull’ambiente e su come l’uomo usa il mare. In Italia si raccolgono dati sulla biodiversità dal ‘700. Tuttavia, mentre le conoscenze sulla fauna terrestre e fluviale sono piuttosto avanzate, le conoscenze sulla distribuzione e sullo stato della biodiversità in mare sono ancora limitate e devono essere ampliate e aggiornate. Le analisi condotte da NFBC mostrano come solo il 12% delle coste italiane sia stato mappato da un punto di vista geomorfologico e addirittura solo il 2.5% da un punto di vista di specie e habitat associati. Si tratta di percentuali risibili considerato che abbiamo dati ad alta risoluzione di tutta la superficie della Luna, di Marte e di Venere. In questo ambito, il geoportale di NFBC è stato concepito per diventare uno strumento importante di gestione dati, un modello di riferimento per il Paese. Con una mappa interattiva, chiunque può esplorare la distribuzione delle specie, gli usi del mare e le misure di protezione. È rivolto a cittadini, autorità locali e ricercatori, per aumentare la conoscenza della biodiversità marina e aiutare a gestire meglio il mare e le sue risorse. L’architettura e l’implementazione del geoportale sono state progettate per raccogliere, rendere omogenei, integrare, condividere e accedere in modo interoperabile dati sulla biodiversità (dati storici e attuali, dati provenienti da studi sperimentali e da monitoraggio, a livello di singole popolazioni/specie/habitat/ecosistemi), variabili ambientali e pressioni antropiche. Il geoportale consente ai ricercatori di capitalizzare queste informazioni per raggiungere obiettivi di biodiversità e implementare la pianificazione spaziale in Italia. L’architettura è progettata per adattarsi a tutti gli standard e le migliori pratiche per la raccolta, l’integrazione, la disponibilità e la condivisibilità dei dati, seguendo i principi FAIR (findable, accessible, interoperable, reusable). L’insieme di queste informazioni potrà facilmente essere condiviso in modo da rappresentare con maggiore solidità la biodiversità italiana e mediterranea.

Tutelare la biodiversità per garantire il futuro

Nel contesto attuale di cambiamento climatico, perdita di habitat, estinzione locale e globale delle specie, è fondamentale riconoscere il ruolo cruciale che la biodiversità svolge nel mantenimento del funzionamento del Pianeta.

’Italia è tra i Paesi del Mediterraneo più ricchi di biodiversità e di specie endemiche. Questo va riconosciuto e valorizzato. La biodiversità non è solamente un elenco di specie che vivono in determinati ambienti ma è l’insieme di interazioni che essi sviluppano tra di loro e con l’ambiente: questo insieme costituisce il vero valore della biodiversità. Le interazioni tra le specie sono fondamentali perché sono alla base di tutti gli ecosistemi e generano valore: dal mantenimento della stabilità ecosistemica, alla produzione di energia al ricircolo e rigenerazione delle risorse ambientali.

Il concetto di Servizi Ecosistemici

Dalla conoscenza degli ecosistemi, dalla consapevolezza dei benefici diretti ed indiretti che questi possono produrre per l’uomo e l’ambiente e per rendere “misurabili” suddetti benefici, è stato introdotto il concetto di Servizi Ecosistemici.

Questi si distinguono in quattro categorie principali: approvvigionamento, regolazione, di supporto e culturali. I primi si riferiscono al valore diretto che gli ecosistemi apportano alla società come il cibo, le materie prime, i farmaci e i composti bioattivi. I secondi si riferiscono al fatto che la biodiversità contribuisce a rigenerare e far circolare le risorse naturali come l’acqua e l’aria ed ha effetti diretti sul clima, mitigando gli eventi estremi.

Quelli di supporto sono tra i servizi ecosistemici più basilari che concorrono per esempio alla formazione del suolo, alla fotosintesi e al ciclo dei nutrienti fondamentali per generare elementi minerali quali azoto, fosforo e potassio indispensabili per la crescita e lo sviluppo degli organismi. Infine, ci sono i benefici culturali, cioè i benefici non materiali che l’uomo ottiene dagli ecosistemi e dai loro abitanti, attraverso l’arricchimento spirituale, lo sviluppo cognitivo, la riflessione, e gli spunti di tipo estetico, artistico e scientifico legati al paesaggio. Una società consapevole del valore della biodiversità è più adatta ad affrontare le sfide del XXI secolo, può affrontare con maggior successo la transizione ecologica necessaria di fronte ai cambiamenti climatici e può innovare più radicalmente, con un orientamento fondamentale verso la sostenibilità.

Oggi, NBFC si sta radicando progressivamente a livello europeo ed internazionale, divenendo un vero e proprio riferimento mondiale: il centro, riconosciuto dall’OCSE come partner strategico, collabora alle grandi iniziative europee e sta siglando accordi con Paesi in tutto il mondo, a partire da quelli del bacino del Mediterraneo, con cui condivide strategie e progettualità per contrastare gli effetti del cambiamento climatico sulla natura. NBFC adesso al compito di realizzare il progetto reso possibile dai fondi PNRR. E non sarà una missione semplice poiché la tutela della biodiversità e lo sviluppo economico passano attraverso l’alleanza tra la scienza e l’economia, ovvero il mondo della produzione. Tra questa connessione indispensabile però c’è uno spazio che potrebbe essere occupato proprio dal progetto NBFC affinché la difesa degli ecosistemi si possa coniugare alle condizioni necessarie per l’incremento della prosperità.

Riferimenti Bibliografici