Réseaux d'information sur la biodiversité - situation outils et perspectives

Réseaux d’information sur la biodiversité

#biodiversityaq

Situation, outils et perspectives

Bruno Danis, Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique

Monday 19 December 11

http://www.slideshare.net/scarmarbin

http://www.slideshare.net/scarmarbin

Menu du jour

• décrire la vie sur Terre

• la biodiversité informatique

• le cas de l’Antarctique

• applications: biogéographie, conservation

• défis et perspectives


Décrire la vie


Biogéographie

• Etude des distributions des organismes vivants et des écosystèmes connexes;

• les rélations géographiques de ces organismes avec leur environment au cours du temps

• QUOI? OU? QUAND?


Biodiversité

La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et celle des gènes dans l'espace et dans le temps, ainsi que l'organisation et la répartition des écosystèmes aux échelles biogéographiques. (Wikipedia)


http://fr.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%A8ce

http://fr.wikipedia.org/wiki/Esp%C3%A8ce

Biodiversité

La variabilité des organismes vivants de toute origine y compris, entre autres, les écosystèmes terrestres, marins et autres écosystèmes aquatiques et les complexes écologiques dont ils font partie; cela comprend la diversité au sein des espèces et entre espèces ainsi que celle des écosystèmes. (Convention on Biodiversity)


Mesurer la biodiversité

• pas de mesure unique

• utilisation d’indices

• processus complexes, dynamiques, dans l’espace et le temps


Etat des lieux

• 1,75 M d’espèces décrites

• 3,6 - 100 M d’espèces en tout

• période d’extinction massive

• perte de services écosystémiques


Aspects politiques

• CBD 1992: MEA, CHM, GBIF

• Pas d’agence mondiale pour la biodiversité (vs FAO, OMS)

• IMOSEB => IPBES (sous UNEP)

• SPI


Le besoin d’information

• recherche scientifique

• conservation

• gestion

• => besoin d’un accès direct aux données primaires sur la biodiversité

• => besoin d’un panel d’outils

• la visualisation de la biodiversité





original slide: Huw Griffiths



“best&viewed&when&enlarged&to&a&1.55meter&diameter”


add


h8p://flare.prefuse.org/demo/


http://flare.prefuse.org/demo/

http://flare.prefuse.org/demo/

Les Réseaux d’information


L’évolution du web




Web2.0Web participatif, social et intelligence collective.

Markus Angermeier


http://fr.wikipedia.org/wiki/Web_social

http://fr.wikipedia.org/wiki/Web_social

http://fr.wikipedia.org/wiki/Intelligence_collective

http://fr.wikipedia.org/wiki/Intelligence_collective

Notre vision:Les données sont ouvertes, liées, utiles, et sauves

Copyright: © Christian Morel

original slide: Mark Parsons


Ouvertes

Open Data is a philosophy and practice requiring that certain data are freely available to everyone, without restrictions from copyright, patents or other mechanisms of control.—Wikipedia



Liées

The term Linked Data is used to describe a method of exposing, sharing, and connecting data via dereferenceable URIs on the Web.—Wikipedia



Utiles


Documentées, et utilisable dans un certain contexte d’analyse


Interopérables


La standardisation des données et des métadonnées permet aux systèmes d’échanger de l’information, de manière optimale


Sauves

Safe from hackers, from obsolescence, from undocumented change, from loss, and from the ravages of time.



un enregistrement digital détaillant l’instance d’un organisme: “quoi, où, quand, comment, par qui?” concernant une occurence

Les données primaires sur la biodiversité

original slide: Vishwas Chavan


Conservation and sustainable

use of biodiversity

Policy development and

decision making (at local, national,

regional, and global levels)

Monitoring of status and trends of biodiversity

(sound science)

Données sur la biodiversité

Importance des donnéesoriginal slide: Vishwas Chavan


• Prédire les effets des changements climatiques

• Analyser et prédire la dispersion des maladies sur les humains, les cultures, ...

• Choix de nouvelles zones protégées

• Suivi des espèces invasives et prédiction des voies d’invasion

• Fournir de l’information aux preneurs de décision

• Fournir des données aux communautés scientifiques

Applications des données primairesoriginal slide: Vishwas Chavan


www.GBIF.org•Global Biodiversity Information Facility

•organisation intergouvernementale (depuis 2002)

•développer une infrastructure informatique globale pour une circulation efficace des données sur la biodiversité

•portail de données

•standards et outils

•formation

•réduction de la fracture numérique

•rapatriement des données



http://www.GBIF.org

http://www.GBIF.org

Seamless integration of data from many sourcesSearchesTaxonomicGeographic, by country,region, or bounding-boxBy datasetor a combination of these

Le portail de données du GBIF

http://data.gbif.org/



313&M&records

h8p://eol.org/pages/1/maps

original slide: Peter Desmet


http://eol.org/pages/1/maps

http://eol.org/pages/1/maps

Scientists, expertsGovernment officials at all levelsEducation at all levelsNGOs and the general public

These needs are highly varied, but can be met by open access to the same datasets

The same data can be analysed differently for different uses

Utilisateurs de GBIForiginal slide: Vishwas Chavan


Intégration des donnéesSpain

Madagascar

Data processing

from the two

databases

Each Protected

Area polygon

processed….

World Database on

Protected Areas

Primary Biodiversity

Data

Species geo-referenced data.

taxonomic resolution

(intelligence)

Protected areas

GBIFdata

GBIF geo-

referencedSpain 271 2.2 M 51%

Madagascar 72 0.35 M 61%

>181 M specimen

and observation data

>60,000

protected areas

Visualisation on WDPA site













Moving towards… global integration

ThreatenedSpp.; Red List Spp.

Migratory Spp.

Invasives, crop wild relatives,

medicinals, etc.

?



Cartographier les vecteurs

de maladie

Aedes albopictus “Asian Tiger Mosquito”

Invader - fastest spreading mosquito in the world

Aggressive daytime biter and pest

Known to transmit Dengue, La Crosse, St. Louis, Eastern Equine, Ross River, Rift Valley, and West Nile Viruses



Aedes albopictus – native range

Modeled native range in Asia from specimens & observations (ENM)



Aedes albopictus:potential USA invasion

Projected Asian niche onto present USA to create invasion risk-map.



Aedes albopictus: actual USA invasion (by county)



Aedes albopictus: world risk-map (present)



Sterculiaceae (Meliaceae, Dipterocapaceae)


Impact des changements climatiques


!All families and genera suffer habitat loss;!Some do gain habitat potential, but this requires

migration and suitable habitat (for forests) at destination;

!Important implications for REDD and other CC adaptation/mitigation programmes


Impact des changements climatiques


Autres réseaux

• OBIS

• ALA

• EOL

• ANTABIF

• => tous interconnectés, forment un écosystème interopérable

• => multiplication des contextes






www. biodiversity.aq


http://www.antabif.be


Le cas de l’Antarctique

original slide: Mike Sparrow


Changes in the Earth system have been observed. These are mainly (but not exclusively) due to changes in

Greenhouse gas concentrationsSource: IPCC 2007



Such changes can only be explained by including both anthropogenic (human) and natural forcings

Source: IPCC 2007



Surface temperature of the Earth until 2100 if greenhouse gas concentrations double. Based on a weighted average

of the IPCC CMIP3 models.Source: John Turner (BAS)



GOUVERNANCE DE L’ANTARCTIQUEoriginal slide: Mike Sparrow

• Pas de gouvernement central

• Régime juridique défini par l’ATS (1959)

• Système du Traité Antarctique

• Traité

• Comités consultatifs

• Secrétariat

• CCAMLR

• Protocole de Madrid


LE TRAITE ANTARCTIQUE

• Antarctica shall be used for peaceful purposes only (Art. I)

• Freedom of scientific investigation in Antarctica and cooperation toward that end … shall continue

(Art. II)

• Scientific observations and results from Antarctica shall be exchanged and made freely available

(Art. III)

• All areas of Antarctica, including all stations, installations and equipment within those areas … shall be open at all times to inspection

(Art. VII)



L’ANTARCTIQUE DANS LE SYSTEME TERRE



In the future the whole of the Antarctic Region is predicted to warm: 3.4°C by 2100

Source: John Turner (BAS)

Summer&DJF& Autumn&MAM&

Winter'JJA' Spring'SON'



THE POLAR REGIONS IN THE EARTH SYSTEM(1) Ice Sheets and Sea Level Rise

Sea Level Rise by 2100: ➡18-59 cm (IPCC 2007)

➡up to140 cm (ACCE 2009) ➡75-190 cm (Rahmstorf 2010)➡90-160 cm (SWIPA 2011)

“Ice sheets will be the dominant contributor to sea level rise in the 21st century” (Rignot et al, 2011)



THE POLAR REGIONS IN THE EARTH SYSTEM(3) The Oceans: Global Overturning Circulation

Driven by sinking of dense cold waters at both poles - Redistributes heat around the globe (e.g. keeps western

Europe ~5 °C warmer)



THE POLAR REGIONS IN THE EARTH SYSTEM(3) The Oceans: Melting Glaciers

‘Warm’ ocean melts Pine Island Glacier from beneath

Lowpressure cell(ASL) forces warm subsurfacewater to well up and penetrate under ice shelf



THE POLAR REGIONS IN THE EARTH SYSTEM(3) The Oceans: Ocean Acidification



ANTARCTICECOSYSTEMS

Shifts in Penguin Populations on the Western Antarctic

Peninsula are Attributed to Changes

in Precipitation Patterns and Sea Ice.

McClintock et al. (2008)



As sea ice decreases krill population decreases and salp population increases...

ANTARCTIC ECOSYSTEMS

Change per decade

over twofold decrease

up to twofold decrease

less than 5% change

up to twofold increase

over twofold increase

Atkinson et al (2004)



ANTARCTIC ECOSYSTEMS AND PEOPLEEconomic and Strategic Interests in the Antarctic



• Haute adaptation à un environnement extrême

• Haut niveau d’endémisme (>50% des espèces)

• Essentiellement marine (78% vivent sur le fond)

• >8000 espèces connuses. Estimations: autour de 20.000

• Sous-étudié (surtout les zones abyssales)

• Probablement très sensible aux changements climatiques

• Besoin de systèmes d’information performant et dédié

Biodiversité Antarctique


SCAR-MarBIN

• Année Polaire Internationale 2007/08

• Census of Antarctic Marine Life (CAML)

• Ocean Biogeographic Information System (OBIS)

• Financement: Politique Scientifique Belge (BELSPO)

• Accès aux données sur la biodiversité marine

Marine Biodiversity Information Network


ANTABIF

• SCAR-MarBIN

• Global Biodiversity Information Facility (GBIF)

• Financement: Politique Scientifique Belge (BELSPO) et contributions internationales

• types de données: taxonomie et biogeographie

• biodiversité marine, terrestre et limnétique

Antarctic Biodiversity Information Facility


• Antarctic Node for OBIS

• Antarctic Node for GBIF

• Data management component for new SCAR PPGs: ANT-ECO, ANT-ERA

• Biodiversity component of SOOS

• Antarctic Node for GEO-BON

Antarctic Biodiversity Information Networks


• Construire un réseau (écosystème) d’information

• Accès ouvert et gratuit aux données et aux technologies

• Exposer les données et métadonnées

• Rester à l’écoute de la communauté

• Adopter les meilleurs standards

• Servir la science, la conservation, la gestion

Philosophie

Riddle, M. Australian Antarctic Division


Portails de données

• En ligne depuis Oct 2005

• open access

• 935,000 visiteurs

• 8,400,000 hits

• 60,000,000 dld records

• Citations: 183


Taxonomie

• Le premier RAMS

• Panel de 60+ éditeurs

• WoRMS, CoL and EoL

• 17,098 taxa (RAMS)

• RAS en construction

• 24,248 taxa (RAS)


Biogeographie

• 1,288,441 entrées

• 198 datasets

• 5,235 taxa

• OBIS, GBIF

• Téléchargeable

• WebGIS

• Webservices


Aperçu du portail de données






Fonctionnalités


• organisé en sous-domaines: “.aq” = Antarctica

• www.biodiversity.aq

• data.biodiversity.aq

• ipt.biodiversity.aq

• afg.biodiversity.aq

• scratchpads.biodiversity.aq

• ogc.biodiversity.aq

biodiversity.aq




• site généraliste

• news

• contact

• sponsors

• governance

• flux RSS: blog, PIC, photostream, slideshare, Mendeley









data. biodiversity.aq• trouver les données primaires

• visualiser les occurrences sur une carte interactive

• accéder aux données taxonomiques

• télécharger les données

• accéder aux statistiques d’utilisation

• envoyer du feedback

• accéder à la doc techniqueMonday 19 December 11

data. biodiversity.aq


ipt. biodiversity.aq

• préparer et nettoyer les données

• publier les données primaires

• publier les metadonnées

• pousser les données et métadonnées vers ANTABIF & GBIF

• générer et soumettre une publication scientifique “Data Paper”


ipt. biodiversity.aq


Flux de données

Your data

standardize

DwC-A

upload publish

IPT ANTABIF

publish

Data Paper

(votre point de vue)


afg. biodiversity.aq

• Aide à l’identification

• Plateforme de publication/partage pour des guides de terrains personnalisés

• Images de haute qualité

• Descriptions d’experts

• Construit à la volée, depuis différents sources

• Génération d’un pdfMonday 19 December 11



Antarctic Field Guidesafg.biodiversity.aqafg. biodiversity.aq


afg.biodiversity.aqafg. biodiversity.aq














L’Atlas biogéographiqueatlas.biodiversity.aqatlas.scarmarbin.be

• Versions papier et digitale

• “Remake” d’un classique (Hedgepeth 1969)

• Générer des cartes thématiques

• Générer des cartes prédictives

• Construire une plateforme interactive

• Génération dynamique du contenuMonday 19 December 11

Hedgpeth&1969’s&Folio


http://share.biodiversity.aq/Atlas/Resources/AntarticMapFolio11.pdf

http://share.biodiversity.aq/Atlas/Resources/AntarticMapFolio11.pdf

Mashing&(and&sharing)&data&layers

SlopeBathymetryChlorophyll

Distance to the continentDistance to bird colonies

Distance to iceDistance to shelf

Distance to canyonFloor temperature

...



Identifier les lacunes


Evaluer notre ignorance

• “Nettoyage” de toute la base de donnée

• Données bathymétriques ajoutées à toutes les entrées benthiques

• comptage des espèces vs stations pour les phylums majeurs (nematoda, mollusca, cnidaria, echinodermata, chordata, arthropoda & annelida)

• comptage des espèces vs stations pour les groupes majeurs (poissons, oiseaux et mammifères, pélagique et benthiques)

• Analyse bathymétrique. Stations & espèces benthiques en fonction de la profondeur.


Ensemble des données


Toutes les espèces


Nematoda


Annelida


Cnidaria


Echinodermata


Mollusca


Chordata


Arthropoda


• La couverture spatiale & taxonomique varie fortement en fonction du groupe considéré

• Certains taxa majeurs sont “manquants”: Eponges, Isopodes, Pycnogonides, Bryozoaires, Decapodes, Crinoides & Brachiopodes

• Zones sous- ou non-échantillonnées: ouest de la mer de Weddell, mer d’Amundsen, zones abyssales

Résumé


Benthos


Benthos


Pelagos


Oiseaux et Mammifères


Poissons


• Distorsion vers les zones peu profondes, les stations de recherche et les trajectoires de navires de recherche

• Ensemble du jeu de données: les observations d’oiseaux et de mammifères dominent l’analyse de l’effort d’échantillonnage

• Les données benthiques déterminent les schémas d’ensemble de la richesse spécifique

• Co-occurrence entre les “hotspots” de données benthiques et la présence de stations

Conclusions


Notre ignorance est abyssale


• La distorsion due à la variabilité de l’effort d’échantillonnage est responsable d’un grand nombre de patrons observés

• Distorsion massive due à un sous-échantillonnage du profond

• Certaines zones et taxa, bien représentés, sont utilisables pour des analyses ultérieures

Conclusions


2,8 espèces d’isopodes sont décrites chaque année

600+ ont été découvertes durant ANDEEP

214 années pour tout décrire!

De Broyer C & Danis B, DSRII 2011

Identifier les lacunes


Biodiversité et changement climatique


Parkinson, 2002

Sea-ice change

declininggrowing or stable

Colonies:



≤50% decrease in krill population

Atkinson et al 2004

1976 - 2003

Over 2-fold decrease / 10 years

Over 2-fold increase / 10 years

© I. Arndt, source: AWI



Bracegirdle, 2008



COPE or ADAPT

MOVE • deeper • further South

Meredith & King 2005

Ocean warming

EXTINCTION

+0.05°C / year



Cheung et al 2009

Changes in species composition - 2050original slide: Huw Griffiths


Sea Ice Zone: January

1991

1993

1998 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Stress: 0.05

Southern Ocean Continuous Plankton Recorder

65 mm

0.5 mm

Pre-2000:large zooplankton (krill) Post-2000:

small zooplankton (Oithona)

Hosie, pers. com.



Influencer


CCAMLR• Convention for the Conservation of

Antarctic Marine Living Resources

• fait partie du système du Traité Antarctique

• “to conserve marine life of the Southern Ocean”

• s’applique à toutes les ressources marine vivantes entre le continent et le front polaire


a

REPORT OF EXPERTS WORKSHOP (HOBART, SEPTEMBER 2006)

BIOREGIONALISATIONOF THE SOUTHERN OCEAN

“Bio”regionalisation

• nécessaire afin d’entreprendre la désignation d’un système d’AMPs

• données physiques et environnementales

• concentration de chlorophylle

• il fallait un peu de “bio” quand même...


Mettre du ‘bio’ dans la bioregionalisation

• utiliser la biodiversité afin de rendre les processus de bioregionalisation et la désignation d’AMP cohérents?

• connaît-on réellement la biodiversité Antarctique?

• Travail principalement sur les shelfs

• avons-nous suffisamment de connaissances?

• Beaucoup de travaux sont (toujours) en cours


Perspectives


Le futur (proche)

Expansion/évolution des capacités

Interopérabilité

Exploration des données

Intégration des données génétiques

Outils d’aide à l’identification

Implication de la communauté

Implication des citoyens


Perspectives

Héritage digital du CAML et de l’APIEtat de l’environnement Antarctique, Etat 0 Nouvelle biorégionalisation, aires marines protégéesLe lien entre plusieurs disciplinesConsolidation de la communauté du SCARUn changement de cultureConservation informée et adaptativeOptimisation des efforts de recherche

Rose A. DZMB


Défis

• Science faisant un usage intensif des données

• Déluges de données

• Fracture numérique

• Intégration des autres types de données

• Données noire et données orphelines

• Changement de culture


PICLes Polar Information Commons


Remerciements

• Huw Griffiths, BAS

• Mike Sparrow, SCAR

• Mark Parsons, NSIDC

• Sergio Alvarez, Vizzuality

• Vishwas Chavan, GBIF

• Peter Desmet, Canadensys


image&©&NY&Times&#biodiversityaq


http://www.polarcommons.org

http://www.polarcommons.org

Technology

Réseaux d'information sur la biodiversité - situation outils et perspectives