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This deliverable aims to use the relevant oceanographic and ecological data available for the area to test the links among oceanographic processes, explanatory variable, ES, performance indicators and management questions relevant for ecological processes. To protect these sites and the services they provide, these models will be used to understand and predict how the man-induces changes and the resource exploitation could affect the ecological processes at different spatial and temporal scales. The development of case studies on selected Natura 2000 (N2K) sites will also allow testing the usefulness and the relevance of the ecological observing system in the Adriatic Sea (ECOAdS) to support significant management objectives in biodiversity conservation., ECOSS project (Observing System in the Adriatic Sea: oceanographic observations for biodiversity) is an EU 2014���2020 Interreg V-A Italy-Croatia CBC programme ID number 10042301

This deliverable aims to use the relevant oceanographic and ecological data available for the area to test the links among oceanographic processes, explanatory variables, ES, performance indicators and management questions relevant for target species. To protect these sites and the services they provide, these models will be used to understand and predict how the man-induces changes and the resource exploitation could affect the target species at different spatial and temporal scales. The development of case studies on selected Natura 2000 (N2K) sites will also allow testing the usefulness and the relevance of the ecological observing system in the Adriatic Sea (ECOAdS) to support significant management objectives in biodiversity conservation., ECOSS project (Observing System in the Adriatic Sea: oceanographic observations for biodiversity) is an EU 2014���2020 Interreg V-A Italy-Croatia CBC programme ID number 10042301

This deliverable is the result of the Activity 3.3 - ���Identification of key oceanographic processes and performance indicators for Natura 2000 marine sites���. This deliverable aims at developing a conceptual model to connect ecological and oceanographic observations with performance indicators, proper for answering specific management questions on environmental quality, conservation and biodiversity of the selected Natura 2000 (N2K) sites., ECOSS project (Observing System in the Adriatic Sea: oceanographic observations for biodiversity) is an EU 2014���2020 Interreg V-A Italy-Croatia CBC programme ID number 10042301

Report on the relationships between ecosystem-level management goals with ecological variables and oceanographic processes and the performance indicators - The report will individuate the main management questions of the selected Natura 2000 sites within the ECOSS Project, engaging in the whole process the site managers, local authorities and stakeholders. It will practically define the relationships between ecosystem-level management goals, ecological variables ecosystem services and oceanographic processes. The identification of the appropriate performance indicators will be a relevant part of the deliverable. The sites included are: Trezze San Pietro e Bardelli (IT3330009), Delta del Po (IT3270017 and IT3270023; two sites geographically overlapping and thus here combined), Tegnùe di Chioggia (IT3250047), Cres-Lošinj (HR3000161), Vis (HR3000469) and Malostonski Bay (HR4000015)., ECOSS project (Observing System in the Adriatic Sea: oceanographic observations for biodiversity) is an EU 2014–2020 Interreg V-A Italy-Croatia CBC programme ID number 10042301

2005/2006 Il presente lavoro di dottorato ha avuto come obiettivo l'identificazione e l'interpretazione di situazioni di riferimento e di relazioni tra caratteristiche abiotiche e caratteristiche biotiche in ambienti marini costieri, attraverso l'uso di metodi multivariati tradizionali e di metodi basati sulle reti neurali per la classificazione, l'analisi di gradiente e la modellazione di dati ambientali. Il crescente interesse per gli ambienti marini e in particolare per le aree costiere nasce dall'importanza che tali aree hanno per la vita dell'uomo, e dalla considerazione che esse sono soggette a molteplici impatti antropici che interagiscono con le grandi eterogeneità e variabilità intrinseche degli agenti forzanti naturali degli ambienti costieri. In particolare le aree costiere sono interessate da elevata densità abitativa, sono sede di attività portuali ed industriali, di attività di pesca ed acquacoltura e di attività turistiche. Le esigenze contrastanti di tali attività devono inoltre permettere una fruizione senza rischi delle aree marine costiere per attività di diporto e di tempo libero, e spesso tutto ciò è in contrasto con le esigenze di conservazione del loro valore naturalistico, paesaggistico, storico ed artistico. Per una corretta implementazione di politiche di conservazione biologica, gestione e recupero ambientale è dunque necessaria l'identificazione di situazioni di riferimento, e la descrizione della loro evoluzione nel tempo e nello spazio, contro di cui confrontare la situazione attuale o gli obiettivi di ripristino posti dalla legislazione. L'importanza di tale obiettivo è riconosciuta nell'ambito scientifico internazionale e recepita da recenti disposizioni legislative. In particolare la direttiva europea 2000/60/CE prevede che siano effettuate analisi delle caratteristiche dei diversi corpi d'acqua e che siano definite delle condizioni di riferimento tipiche specifiche per ognuno di essi. Gli elementi da considerare per le acque costiere e le acque di transizione per raggiungere tali obiettivi includono la composizione e le abbondanze delle popolazioni planctoniche e bentoniche, i parametri chimico-fisici e le condizioni morfologiche. Nel presente lavoro di ricerca sono stati analizzati dataset riferiti ad ambienti costieri e di transizione dell'Adriatico settentrionale. Secondo la disponibilità di dati, tali dataset contenevano variabili chimico-fisiche (p.es. temperatura, salinità, nutrienti), morfologiche (p.es. profondità), idrodinamiche (p.es. tempi di residenza) e biologiche (p.es. abbondanze planctoniche, ricoprimenti bentonici). L'obiettivo delle analisi sui dataset di parametri chimico-fisici è consistito nell'identificazione di masse d'acqua omogenee, che consiste nell'individuazione del numero delle masse d'acqua, nella descrizione delle loro caratteristiche in funzione delle variabili utilizzate, nella derivazione di una loro evoluzione spazio-temporale tipica, e nell'interpretazione della loro dinamica in funzione di fenomeni e forzanti noti. A tal fine sono stati utilizzati soprattutto metodi multivariati di ordinamento e clusterizzazione, quali k-means, Self-Organizing Map, fuzzy k-means. L'obiettivo dell'analisi su dati biologici era l'identificazione e la descrizione di biocenosi caratteristiche di una certa area e momento. I dati biologici erano riferiti ad organismi appartenenti ad un unico comparto trofico (p.es. autotrofi), oppure ad organismi di comparti trofici diversi. In generale, si è cercato di caratterizzare ogni biocenosi attraverso l'individuazione delle specie caratteristiche, cioè quelle che indicano il verificarsi di determinate condizioni ambientali, e delle specie dominanti, cioè quelle che maggiormente contribuiscono ai flussi di materia ed energia in ogni biocenosi. Un ulteriore obiettivo è stata la ricerca di relazioni tra biocenosi e variabili chimicofisiche e spazio-temporali, e l'interpretazione di tali relazioni secondo plausibili modelli causali. Per questi fini sono stati utilizzati metodi di analisi di gradiente indiretta (clusterizzazione e ricerca relazioni con variabili), metodi di analisi di gradiente diretta (Redundancy Analysis, Canonical Correspondence Analysis) e metodi di predizione (Backpropagation Neural Network). Il lavoro si è quindi articolato in diverse fasi nel corso delle quali sono stati considerati aree e metodologie diverse in funzione della disponibilità ed accessibilità di dati storici o attuali. Per analizzare dataset molto diversi tra loro è stato necessario l'utilizzo e la messa a punto di strumenti avanzati di analisi e modellamento dei dati e di presentazione dei risultati. I problemi più frequentemente incontrati erano legati alla tipologia dei dataset disponibili, quasi mai costruiti con lo scopo di testare un'ipotesi precisa, ma risultanti piuttosto da fusioni a posteriori di insiemi di dati raccolti nel corso di progetti diversi, con finalità , metodologie e disegni sperimentali differenti. Molte volte i dati sono stati raccolti con una copertura insufficiente nella dimensione spaziale o temporale, che ha reso quindi difficoltosa l'applicazione di metodi statistici rigorosi e la generalizzazione dei risultati nel dominio del tempo e dello spazio. In fase di pretrattamento è stato sovente necessario ricorrere a procedure di trasformazione e di aggregazione dei dati, e di codifica di alcuni parametri in variabili qualitative. Le variabili biologiche hanno presentato ulteriori problemi data la stocasticità dei fenomeni biologici, l'incertezza nella determinazione di alcune specie e la conseguente eterogeneità e complessità dei dataset. La scelta della metrica opportuna è stata quindi un passo necessario in tutte le analisi su dati biologici. In particolare gli studi effettuati nel lavoro di dottorato ed esposti nella presente tesi sono i seguenti: studio sulle masse d'acqua del golfo di Trieste e della laguna di Venezia in base ai parametri chimico-fisici; studio su 10 anni di popolazioni fitoplanctoniche lungo la fascia costiera del Veneto e su 30 anni di campionamenti di popolazioni fito e zooplanctoniche nella laguna di Venezia; studio sulle comunità planctoniche multitrofiche nella laguna di Venezia; studio sulle comunità fito e zoobentoniche nella laguna di Venezia.

1. The aim of the present study was to propose a biotic index (North Adriatic Mesophotic BiogEnic Reefs, NAMBER) suitable for assessing the ecological quality of the mesophotic biogenic reefs of the northern Adriatic continental shelf based on photographic sampling. 2. At each of the 20 study sites, the degree of bioconstruction (expressed as percentage cover of crustose coralline algae), the α-diversity (expressed as the mean number of taxa), and the degree of sensitivity to human disturbance and climate change (based on literature data and expert judgement) of the benthic assemblages were selected as descriptors and combined in the NAMBER index, using the best values that the three metrics can currently achieve in the studied region as a reference. 3. The study highlighted that there was large spatial heterogeneity among reefs and high variability in the ecological quality values obtained by NAMBER, ranging from bad to high. The index indicates that reefs lying furthest from the coast, under substantially lower anthropogenic pressure, have a generally higher status of environmental quality. However, a clear geographical pattern did not emerge, as reefs close together often had different ecological qualities. 4. The NAMBER index, which combines three ecological descriptors, in accordance with the requirements of the European Marine Strategy Framework Directive, represents a specific adaptation to the northern Adriatic Sea of a multimetric index previously developed for the north-western Mediterranean Sea, capitalizing on previous knowledge and research efforts. 5. This multimetric biotic index provides an effective standardized tool for monitoring programmes and environmental impact assessments in the northern Adriatic mesophotic biogenic reefs and lays the foundation for ecosystem-based management and conservation in this basin.

Ocean acidification is expected to cause significant changes in the marine environment over the coming century. The effects of acidification on organisms’ physiology have been studied over the past two decades. However, the experimental findings are not always easily comparable because of differences in experimental design, and comparable experiments do not always produce similar results. To rigorously integrate the current knowledge, we performed a meta-analysis of published studies focused on benthic organisms in the Mediterranean Sea, both in controlled manipulative experiments and in situ experiments near vent areas. In each experiment, the effect of acidification was calculated as the log-transformed response ratio (LnRR) of experimental versus control conditions. The quantitative results obtained by the meta-analysis highlight: (a) an increase in fleshy algae cover, which may lead to a competitive advantage over calcifying macroalgae; (b) a reduction of calcification by both algae and corals; (c) an increase in seagrass shoot density under low pH; and (d) a general increase in the photosynthetic activity of macrophytes.