生物多样性对于支持地球上所有生命的过程至关重要。它提供食物和能源等关键资源，并支持生态系统健康。然而，气候变化、森林砍伐和污染正在破坏栖息地，改变生态系统，消灭或引入对地球生物圈至关重要的物种。
为了应对环境变化和人类活动对生物多样性造成的挑战，在欧盟委员会的倡议下，由欧洲高性能计算机LUMI超级计算机所在地CSC-IT科学中心领导的一个由22个合作伙伴组成的联盟正在开发生物多样性数字双胞胎(BioDT)。
BioDT项目旨在通过整合先进的建模、模拟和预测能力，彻底改变我们对生物多样性动态的理解。通过整合和改进数字化数据和模型，BioDT为可持续生物多样性管理和生态系统保护提供了途径。BioDT结合了生物多样性、生态建模、FAIR数据、高性能计算和人工智能方面的专业知识。
BioDT旨在通过针对独立数据的迭代开发和验证来提高生物多样性模型的准确性和预测性能。这种方法对于开发决策支持工具和制定政策至关重要。
通过不断更新数据，BioDT将通过交互式地图和摘要提供生物多样性模式和过程的实时预测。该联盟利用来自主要研究基础设施(GBIF、eLTER、disco和LifeWatch ERIC)的现有技术和数据来实现这一目标。
该项目的影响扩展到解决关键问题，包括环境变化对物种和生态系统的影响，粮食安全以及欧盟和国际政策的实施。该项目有助于实现联合国可持续发展目标2(零饥饿)、3(良好健康和福祉)、13(气候行动)和15(陆地生命)。
为了测试其建模系统，BioDT正在开发10个原型数字双胞胎(pDTs)，重点关注高度保护和政策关注的物种和生态系统，如入侵物种、传粉媒介和草原。
pDTs主要分为四组:
物种响应对环境敏感环境变化:关注物种和生态系统之间的相互作用。通过结合时间动态而不是纯粹的时空替换，BioDT提高了时间预测和准确性。利用广泛的地理数据结合单一模型中的高分辨率时间序列数据，对不同的不确定性来源进行了量化ramework。
基因检测生物多样性:应对粮食安全和环境挑战通过整合基因组学方法进行分析基于传统的DNA数据Nal生物多样性数据。这对双胞胎的重点是作物野生近缘种和农业和粮食安全的其他遗传资源，以及在鲜为人知的栖息地中通过dna检测到的生物多样性。
政策关注的物种动态:应用建模和高性能计算在欧盟和国家认可的入侵和外来物种水平部分。这对双胞胎涉及使用当前物种发生的数据，并解决关键的环境问题nmental有限公司条件和对本地分类群和生态系统的入侵影响。
物种相互作用的影响:利用媒介物种预测疾病暴发，探索昆虫传粉媒介的模式和过程。交互双胞胎的工作包括进一步发展数据交换模型，并通过采集标本的数字化建立时间历史参考点。
pdt旨在使基本数据集、最佳实践、专业知识和经验教训可供研究人员和研究基础设施在实施用例时使用，同时提供。
pDTs测试了模型的预测性能和数据可用性情景，并通过情景模拟、预测和生物监测方法将其应用于应对生物多样性挑战。这种迭代方法旨在集成和比较各种建模方法的预测性能，从而促进下一代原型的开发。
为了进一步推进生物多样性数字双胞胎的发展和可靠性，BioDT团队发表了10篇科学论文，发表在开放科学学术期刊《研究理念与成果》(RIO)的“构建生物多样性数字双胞胎”这一期上。
“该系列提供了对为广泛的生物多样性主题开发数字双胞胎所取得的概念和技术进步的深入理解。通过BioDT项目，我们使广大受众能够互动地了解和预测跨时空的生物多样性变化，”CSC生物odt项目的科学协调员Gabriela Zuquim说
该集合作为BioDT计划项目输出的集中访问点。事实上，出版非传统和非传统出版的研究成果是开放科学期刊RIO的独特之处。另一个特点是，个别出版物有可能与其所促进的可持续发展目标相关联，从而进一步强调其重要性。
以BioDT为例，RIO使项目团队能够以同行评议的科学文章的形式说明生物多样性数字双胞胎原型的过程，从而确保其可发现性、可信度、可引用性、可重用性和长期的公众可用性。
通过选择这种透明的方式来分享他们经受住了严格的正式科学审查的科学工作，BioDT项目确保了未来的科学家能够更好、更有效地利用该联盟的研究人员开发的模型、数据和尖端技术。
例如，一份出版物描述了蜜蜂数字双胞胎原型。在对土地利用和蜂箱重量数据进行持续校准后，原型机将能够预测蜜蜂种群动态、螨虫侵扰和蜂蜜产量。该模型是在先前开发的模型的基础上开发的，旨在模拟单个蜂群的觅食。
通过使用数字孪生原型，用户可以交互式地将模型应用于不同的时间和地理尺度，从本地站点到整个地区甚至国家层面。因此，无论景观和管理策略的特殊性如何，它都可以成为评估德国各地蜂群生存能力和生产力的重要工具。
我们的愿景是，评估甚至可以考虑到不同的气候变化情景。该出版物还为原型的潜在用户提供了指导方针。
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rgen Groeneveld博士(德国亥姆霍兹环境研究中心)领导的论文作者提醒说，尽管蜜蜂“是一个受管理的物种，但它们受到气候变化、新出现的寄生虫和疾病、现代农业用地和可能不适当的养蜂做法的严重影响”，同时继续引用有关欧洲和美国趋势的令人担忧的数据。
同样，该集现有的其他出版物涉及在全球范围内产生影响的同样重要和紧迫的问题，包括疾病爆发、作物管理、入侵物种、鸟类和植被动态。
“建设生物多样性数字双胞胎项目论文合集完全符合我们的需求，”GBIF科学官员、合集的协调编辑德米特里·施格尔(Dmitry Schigel)说。“项目团队同意捕捉项目的迭代，并在项目进行了两年的时间里展示我们三分之二阶段的原型。
Pensoft的RIO期刊提供的创新平台让我们在一个不那么正式但仍然是同行评审的环境中描述我们的进展。多亏了作者团队、审稿人和共同编辑的高效工作，这期特刊迅速汇集在一起，现在使我们的原型数字双胞胎团队能够吸引和处理来自更广泛受众的反馈。”
