Visionsnotat fra Faggruppen Freshwater and Catchment Science (FACTS)

Transkript

1 Visionsnotat fra Faggruppen Freshwater and Catchment Science (FACTS) Vision, mission og strategi Vision Faggruppen for Freshwater and Catchment Science (FACTS) er en internationalt førende forskningsgruppe, som udfører grundforskning og, strategisk forskning i ferskvandsøkosystemer og oplande. FACTS forsker og underviser i ferskvandsøkologi og plantefysiologi, og rådgiver i sammenhænge mellem oplande og ferskvands økosystemer. FACTS vil gennemføre en talentudvikling ved at være en attraktiv arbejdsplads, som har og udvikler tilfredse og kompetente medarbejdere, samt tiltrækker nye medarbejdere og gæsteforskere fra hele verden. FACTS vil udvikle de nuværende undervisningstilbud på alle niveauer herunder nye PhD kurser, sommerkurser, SDC MSc kurser og efteruddannelseskurser. Mission FACTS bidrager med ny viden og undervisning inden for sammenhænge mellem vand- og stofkredsløb i oplande og ferskvands økosystemer, plantefysiologi og økologi, den biologiske struktur og funktion i vandløb og ådale, søer og vådområder, samt forskning i betydningen af klimaforandringer for oplande og ferskvandssystemer. Der udvikles nye overvågnings indikatorer, nye restaureringsmetoder, nye virkemidler og nye overvågningsteknologier, som alle er grundlaget for den forskningsbaserede rådgivning, der understøtter dansk og europæisk miljøpolitik. Gennem gruppens Fagdatacentre for Ferskvand og Landovervågningsoplande sikres synergi mellem forskning, overvågning og undervisning. FACTS leverer undervisning og rådgivning på det højeste faglige niveau inden for faggruppens forskningsmæssige kompetenceområder. Overordnet strategi FACTS vil udvikle og styrke den faglige position og profil inden for syv centrale fagfelter, samt en international universitets platform: : 1. Oplande - Vand- og stofkredsløb. 2. Klima og ferskvand. 3. Vandløbs- og ådalsøkologi. 4. Søøkologi. 5. Vådområders økologi. 6. Modeller. 7. Plantebiologi. 8. International universitets platform. Synergi og sammenhæng mellem faggruppens centrale fagfelter sikres gennem udvikling af modeller, forskningen i klima og ferskvand og den international universitets platform (Fig. 1).. FACTS vil styrke synergien mellem forskning, undervisning og rådgivning i de kommende år. Et centralt punkt for FACTS i de kommende år er at sikre talentudviklingen indenfor Faggruppens arbejdsområder, indsende projekt ansøgninger og udvikle undervisningsområdet med henblik på gennemførelsen af den fastlagte vision.

2 Figur 1. FACTS centrale fagfelter Synergi mellem forskning, overvågning, rådgivning og undervisning Overvågningsdata er blevet anvendt i forskningsmæssig sammenhæng, ofte i kombination med eksperimentelle studier. Overvågningsdata er typisk blevet udnyttet til at påvise empiriske sammenhænge, mens de eksperimentelle studier har påvist årsagssammenhænge i regulering af ferske økosystemer eller processer vedrørende omsætning eller transport af næringsstoffer. FACTS vil optimere indsatsen for at nyttiggøre overvågningsdata i forskningsmæssigt øjemed, specielt indenfor oplandsanalyser og modellering, samt i forbindelse med anvendelse af tidsserier til analyser af klimaændringernes betydning for ferskvandsøkosystemer. Omvendt vil ny viden fra forskningsprojekter blive implementeret i NOVANA overvågningsprogrammet i den udstrækning, det er muligt, når overvågningsforpligtelser og -økonomi tages i betragtning. Synergien mellem forskning og overvågning vil sikre og optimere, at rådgivning af centrale og decentrale myndigheder foretages på et fagligt robust og kompetent grundlag (Fig. 2).

3 FACTS underviser indenfor Faggruppens forskningsmæssige kerneområder samt i mere grundlæggende biologiske fag. Inddragelse af viden og erfaring fra såvel overvågning og rådgivning kan tilføre undervisningen yderligere aktualitet, samt tilvirke til at gøre undervisningen mere anvendelsesorienteret. Omvendt vil undervisningen bidrage til rekruttering af nye speciale- og Phd.-studerende og dermed etablering af projekter, som kan styrke faggruppens forskning (Tabel 1). FACTS har pt. ansvaret for følgende Grundkurser, BSc, MSc og Phd- kurser på fakultetet for Science and Technology: Grundkurser: 5 ECTS: Plantefysiologi 10 ECTS: Alger, planter, svampe BSc kurser: 10 ECTS: Akvatisk Biologi 5 ECTS: Planters Økofysiologi 5 ECTS: Landbrugets påvirkninger af miljø- og naturtilstanden i vandområder. MSc kurser: 10 ECTS: Ferskvandsbiologi 10 ECTS: Forvaltning af Natur og Miljø. 5 ECTS: Projekt i Planters Økofysiologi 5 ECTS: Data og Modeller i Natur og Miljøovervågningen. Phd kurser: 5 ECTS: Use of Wetlands in Water Pollution Control 5 ECTS: Scientific Writing and Speaking 10 ECTS: Wetland Biodiversity and Biogeochemistry (together with Agroecology) Sommerkurser: 5 ECTS: Restauration Ecology. Undervisning på kurser med andre som ansvarlige: MSc 10 ECTS: Nutrient Cycling (Agroecology) MSc 10 ECTS: Climate change and carbon cycling (Agroecology) Figur 2. Synergi mellem forskning, overvågning, rådgivning og undervisning

4 1. Tema: Oplande Vand- og stofkredsløb. Visionen: Vi vil udvikle temaet til forskningsmæssigt at være i top 10 internationalt Formål Forskning Vi skal være i stand til at beskrive og modellere tabs-, omsætnings og transportprocesser (vand, næringsstoffer, pesticider) på forskellig skala (mark, opland, national og supranational) ved anvendelse af et ensemble af modeller dækkende både empiriske og deterministiske. Vi skal forske i at forudsige effekter af nye virkemidler ved anvendelse af modeller og eksperimentelle forsøg. Undervisning Vi skal tilbyde et kurser på PhD niveau i anvendelse af modeller til at analyse på næringstofkredsløb i oplande, herunder effekter af klima og virkemidler. Vi skal udbyde og deltage i undervisning på MSc niveau i næringsstofkredsløb og management af oplande. Vi skal udvikle og tilbyde efteruddannelseskurser for medarbejdere i miljøsektoren. Rådgivning Vi skal være førende i DK og have en parathed til ved hjælp af vores viden, data og modeller at kunne rådgive danske og internationale (HELCOM, EU) aktører om alt indenfor vand- og stofkredsløb i og til overfladevand. Vi skal udbygge vores viden om interaktionen (vand og stof) mellem grundvand og overfladevand, samt mellem overfladevand og grundvand. Indenfor vand- og stofkredsløb har de diffuse kilder og her især landbrugets arealanvendelse, afvanding og forbrug af næringsstoffer og pesticider en afgørende betydning for vandets mængde og kvalitet i grundvand og overfladevand, kulstofbalancen og især mængden af næringsstoffer, pesticider og sediment, der tilføres vandmiljøet. Påvirkningerne af vandets kredsløb og afvandingen (grødeskæring og oprensninger) giver store fysiske påvirkninger af den økologiske tilstand i vandløb. Desuden påvirker de store tab af næringsstoffer og sediment natur- og miljøtilstanden i vandløb, søer, kystvande og åbne havområder. Endvidere er kulstofbalancen i landbruget af stor betydning for klimaet. Der er derfor et stort samfundsmæssigt behov for at forske i effekter af landbruget for vandkredsløb, fysisk tilstand i vandløb, kulstofkredsløbet og næringsstofkredsløbet. Forskningen indenfor vand- og stofkredsløb skal følge vugge til grav princippet og være i stand til at kunne kvantificere såvel transporten som omsætningen af kulstof og næringsstoffer, fra næringsstofferne anvendes på markerne, til de transporteres til vandløbene og havet. Det er vigtigt eksperimentelt at få aftestet nye virkemidler og være i stand til at kunne beregne effekten af de virkemidler, som samfundet påtænker at anvende for at reducere drivhusgas emissioner og tabet af kulstof og næringsstoffer til vandmiljøet. Disse virkemidler skal anvendes i forbindelse med implementeringen af Vandrammedirektivet i de kommende år. Gruppen har et solidt internationalt netværk på området via deltagelse i EU projekter (EUROHARP, EUROLIMPACS, REFRESH), EU COST Action 869 som koordinator for en af aktiviteterne, deltagelsen i Baltic Nest Institute, samt deltagelse i BONUS forskningsprogrammet. Desuden forestår FACTS de årlige nationale beregninger og rapporteringer fra Landovervågningsoplande og Vand og stoftransporter til de danske kystvande. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer:

5 Hydrologisk modellering Der er etableret et samarbejde med GEUS om hydrologisk modellering og der er ønske om at uddybe samarbejdet for at blive bedre til at beskrive samspillet mellem grundvand og overfladevand. Der skal forskes i betydningen af overflade processer og afstrømningen i Danmark som et direkte afløb for sediment, pesticider, kulstof og næringsstoffer. Vi skal videreudvikle en eksisterende metamodel til beregning af afstrømning fra umålte oplande i Danmark. Vi vil fremover styrke forskningen i hydraulisk modellering af vandløb, oversvømmelser og koblingen mellem hydraulisk modellering, habitatmodellering og økologisk modellering i vandløb. Herunder være i stand til at simulere effekter af ændret afvandning og grødeskæring for vandstand i vandløb. Kvælstofkredsløb Etableret modelplatformen SWAT og integreret DK-QN og N-risiko platformen, herunder videreudviklet på N-reduktionskortlægningen til en finere skala. Etableret forskning i effekter af forskellige nye virkemiddelteknologier. Forsket i betydningen af opløst organisk kvælstof og kulstof fra forskellige arealanvendelser. Fosforkredsløb Etableret modelplatformen SWAT, DK-QP og P-risiko platformen. Igangsat et forskningprojekt om betydning af randzoner for P-tab og P-tilbageholdelse. Etablering af et forskningsprojekt om nye teknologier til måling af P. Organisk kulstof og sedimenttab og dynamik Forskning i sediment- og organisk kulstof budgetter på oplandsniveau, sediment- og organisk stof dynamik i vandløb (sedimentation og resuspension), tilbageholdelse på oversvømmede enge og transporten i vandløb. Vi vil udvikle modeller for sediment og organisk stof levering, skæbne og transport i oplande (SWAT & index type modeller). Udviklet ny viden om betydningen af levering af sediment og organisk stof for interaktion med habitater og økologien i vandløb og ådale, samt sedimentets og organisk stofs betydning for skæbne og effekt af miljøfremmede stoffer; Nye måleteknologier Fortsætte aftestning af nye måleteknologier til måling af vandføring med Geoscience, AU. Forsætte aftestning af passive samplere som SorbiCell s og aktive sensorer til måling af næringsstoffer i jordvand, drænvand og vandløb igennem den ansøgte og optagne forskningsinsfrastruktur af national betydning (søgt sammen med Agroøkologi). Internationalt samarbejde Udbygge det eksisterende internationale forsker-samarbejde (Baltic Nest Institute) om forvaltning af Østersøen gennem afvikling af oplandsmodeller for hele Østersøens opland. Indgå i og udbygge det internationale samarbejdsprojekter om oplandsanalyser (Kina, Uruguay, Vietnam m.fl.). Overvågning og rådgivning: Landovervågning: Landbrugets forbrug, udnyttelse og tab af næringsstoffer til vandmiljøet analyseres på forbrugs- og måledata fra 6 små landbrugsdominerede oplande og på statistiske data for hele landet. Disse data giver en unik sammenhæng mellem landbrugsaktiviteter på markerne og den følgende udledning til vandmiljøet og er en vigtig grundlag for model- og scenarieberegninger med hensyn til klimaændringer og effekt af virkemidler der anvendes til opfyldelse af vandrammedirektivet. Vand- og stofbelastninger: Vand- og stofbelastninger af søer og fjorde opgøres hvert år af Fagdatacenter for Ferskvand på baggrund af måledata fra ca. 100

6 overvågningsstationer, anvendelse af opgørelser af udledninger fra alle punktkilder, modelberegninger udledninger fra diffuse kilder og omsætning og tilbageholdelse af næringsstoffer i vandløb, søer og vådområder. Data mining - IT Sikre gamle forskningsdata Gryde Å, Haller Å, Gjern Å data fra vandløb og vådområder fra NPo og SMP forskningsprojekterne. International Publicering 25 peer reviewed papers. 10 populærvidenskabelige artikler danske tidsskrifter. Ansøgninger 5 ansøgninger til større forskningsprojekter gennem BONUS, forskningsrådene (DSF, FTP), deltagelse i EU projekter (INTERREG og Forskningsprogrammer) og ansøgning til Forskningsinfrastruktur af National betydning Observatorium for studie af landbrugets næringsstofbelastning af vandmiljøet og reduktionsmuligheder med innovative miljøteknologier. PhD kurser Udviklet og afholdt et PhD kursus i måling og modellering af diffust kvælstoftab, kvælstof omsætning og effekter af virkemidler mark til opland. Udviklet og afholdt et PhD kursus om måling og modellering af diffust fosfortab og effekter af virkemidler MSc kurser Udviklet et MSc kursus i modellering af NP på forskellig skala. Efteruddannelseskurser Udviklet og etableret et kursus i NP-risiko kortlægning og virkemiddelanalyser. Talentudvikling 2-3 Post Doc s; 3-4 PhD studerende; 8-10 MSc studerende. Fastansættelse af Forsker Hans Thodsen som seniorforsker (2012) og en seniorforker mere i perioden. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Naturstyrelsen, GEUS, VFL, Agroøkologi, AU, Bioscience, AU, KU-LIFE, ALTERRA, Wageningen University, The Netherlands; University of Plymouth, UK; University of Montevideo, Uruguay; SLU, Sweden; SYKE, Finland; BIOFORSK, Norway; IGB, Germany; NERC, UK.

7 2. Tema: Klima og Ferskvand Visionen: Vi vil udvikle temaet til forskningsmæssigt at være i top 3 internationalt Formål Forskning Vi skal være på sigt være i stand til at beskrive og modellere effekter af klimaændringer på struktur, funktion, metabolisme, stofomsætning (og gasudveksling) i vådområder, ådale, vandløb og søer, samt hele oplande i forskellige klimaer. Forskningen baseres på en bred palet af angrebsvinkler, omfattende Tid-for-sted analyser (bredde, længde og højdegradienter), analyser af sedimenter og tidsserier, kort- og langtidseksperimenter i felt og laboratoriet i DK og langs klimagradienter i den øvrige verden, samt modellering. Undervisning Vi skal tilbyde kurser på PhD niveau i analyse af klimaeffekter på ferskvand i DK og udlandet, og i samarbejde med andre temaer på MSc niveau Rådgivning Vi skal være førende i DK og have en parathed til ved hjælp af vores viden, data og modeller at kunne rådgive indenfor temaet både i DK og udlandet. Vi skal udbygge vores viden om klimaeffekter på ferskvand i tæt samarbejde med samarbejdspartnere på feltet inden for dette og andre discipliner. CRES er her et godt udgangspunkt På klimaområdet har faggruppen opnået en viden via vores indsamling af overvågningsdata, der giver mulighed for statistisk at analysere for sammenhænge mellem økosystemers respons og klima variabel som nedbør og temperatur. De mange indsamlede overvågningsdata har også gjort det muligt at gennemføre omfattende eksperimenter og empiriske studier af trends og respons i økosystemer på ændringer i klima. Vi har i FACTS opbygget en ekspertise i anvendelse af eksperimenter og en bred vifte af modeller som kan hjælpe med dels at forudsige effekter af klimaforandringer på hydrologi og stofemissioner, samt afsmittende effekter på de økologiske forhold i vandområder. Der er desuden opbygget en stor viden om effekter af målrettede tilpasningsstrategier som kan være en hjælp til at modvirke effekter af klimaforandringer, som restaureringsforanstaltninger, ændret arealanvendelse, ændret management af vandløb og ådale, reduktion i næringsstofbelastning, mv. FACTS står nationalt og internationalt meget stærkt på klimaområdet og er involveret i flere klimaprojekter på både nationalt (bl.a. CRES) og internationalt niveau (bl.a. REFRESH). Det er målet at konsolidere denne styrkeposition i fremtiden og især på modelsiden skal der oprustes som en integreret del af aktiviteterne beskrevet under modellering. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Klimaeffekter på biologisk struktur og funktion, biokomplexitet og biodiversitet i søer og vandløb Videreføre REFRESH eksperimenter og dataanalyser på eksisterende datamateriale fra Europa. Komparative studier mellem DK, Tyrkiet og Uruguay. Igangsætte studier i udvalgte catchments i Kina, med opfølgende eksperimenter. Ansøgninger til AU-IDEAS - igangsættes hvis bevilget. GRCR projekt på søer fortsættes og følges op af evt. bevilling til ARC og Carlsberg.

8 Klimaet og metabolisme i søer og vandløb Have beskrevet metabolisme i Lemming tanke. Gennemført de komparative studier af metabolisme i søer og vandløb mellem Uruguay og Danmark. Metabolisme i vandløb langs klimagradient med igangsætning af nye studier. REFRESH tank eksperimenter i søer og vandløbseksperimenter i forhold til klimaets effekter for skygge og flow. Klima og stofomsætning i ferskvand Have beskrevet klimaets betydning for N, P,Si og C dynamik og gennemført 15 N, DOC forsøg i Lemming tanke. Palæoøkologi og klima Udviklet nye metoder til beskrivelse af skift i struktur og biodiversitet, baseret på multiproxy metoder og simultan rekonstruktion af flere nøgle variable og publiceret en række artikler på emneområdet. Lave omfattende analyser og studier af sedimentmateriale indsamlet fra søer over hele kloden Internationalt samarbejde Fortsætte det gode og effektive samarbejde med Uruguay, Tyrkiet og Argentina, der har stort forskningsmæssigt afkast. Videre udvikle samarbejdet med Grønland, Kina og Afrika. Styrke samarbejdet med Brasilien, der har dansk bevågenhed i øjeblikket. Data mining - IT Sikre at gamle forskningsdata bliver oparbejdet og gjort tilgængelige til beskrivelse af tidsudvikling f.eks Gudenåundersøgelser, Suså, iltbalance i Søbygaard, mv International og national publicering 70 peer reviewed papers, 5 populærvidenskabelige artikler danske tidsskrifter. Ansøgninger Tre ansøgninger Indsendt til AU-IDEAS. Indsendt Marie Curie ansøgning, EU. Indsendt to ansøgninger til Carlsberg til studier i hhv. Grønland og Botswana, og til Grønland Climate Research Centre til studier as sedimentkerner i Grønland. Der planlægges to FFU ansøgninger i december til studier i Afrika. Flere ansøgninger på vej i Uruguay. FNU ansøges om videreførelse of Uruguaý- DK projektet i PhD kurser CRES PhD kurser, PhD kursus i Lund i MSc kurser Kun som del af andre kurser på ferskvand i DK og Kina Efteruddannelseskurser Ingen Talentudvikling Uddanne 4-5 PhD er, 2-3 Post Doc s, samt 5-6 MSc i perioden post Docs og PhD på ophold i DK, 4 PhDére i SDC.

9 Fastansætte Forsker Lone Liboriussen og fastholde Mariana Meerhoff på 10 timer pr. uge som Faggruppens spydspids i Sydamerika. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Der samarbejdes med mere en 90 grupper over hele verden

10 3. Tema: Vandløbs- og ådalsøkologi Visionen: Etablere ny og vigtig viden som både nationalt og internationalt bidrager væsentligt i forståelsen af vandløbsøkosystemers biologiske struktur og funktion Formål Forskning Centrale indenfor vandløbs- og ådalsforskning (allerede i DK) Undervisning Vi kan tilbyde kurser på MSc og PhD niveau i klassisk vandløbsøkologi og anvendt orienterede temaer. Rådgivning Væsentligste aktør indenfor forskningsbaseret rådgivning indenfor vandløb og ådale. Indenfor vandløbs- og ådalsøkologi står FACTS stærkt nationalt og internationalt i forskning af sammenhænge mellem abiotiske faktorer og biologisk struktur og funktion i vandløb og ådale. I eksisterende forskningsprojekter finansieret gennem bl.a. EU-REFRESH, EU-REFORM, DSF- MONITECH, FNU-biologisk struktur og funktion, FNU-Uruguay/DK, Carlsberg og Marie Curie - FRESHCLIM fokuseres på betydningen af hydromorfologi, klimaændringer og oplandsudnyttelse for biologisk struktur og funktion i vandløb og ådal med fokus på stofomsætning, biodiversitet og fødenet. FACTS har en vigtig national rolle i overvågning jf. Vandrammedirektivet og Habitatdirektivet i vandløb og ådale. Det er vigtigt, at data fra overvågningen sammen med eksperimentelle data anvendes til at øge vores forståelse af samspil mellem abiotiske og biotiske faktorer på forskellig rumlig og tidslig skala i vandløb og ådale, samt til udvikling af indikatorer, som kan anvendes til at afdække den økologiske tilstand. Sammenstilling af data kan udnyttes til udvikling af prediktive økologiske modeller til forudsigelse af forventet økologisk tilstand ud fra påvirkende faktorer. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Stofomsætning NPC omsætning i makrofytvandløb. Land-vand interaktion. Komparativ analyse mellem åben og skovvandløb. Næringsstofbegrænsninger i vandløb for processer. Betydning af klima og forskydninger. Hydromorfologi/hydrologi - biologiske samfund Betydning af hydromorfologi og hydrologi for biologisk struktur og funktion i vandløb og ådale, herunder effekter af vandløbsrestaurering, grødeskæring og genopretning af vådområder Gennemføre eksperimentelle studier mhp. at afdække mekanismer. Forskning i sedimentdynamik og betydningen af levering, transport og tilbageholdelse for habitater i vandløb. Stressor-respons Forskning i betydningen af multiple stressorer i vandløb. Forskning i genetisk, fysiologisk og adfærdsmæssig respons. Indikatorudvikling (dækkende fra biologiske processer til samfundsniveau).

11 Netværk Vandløbsnetværk og biologiske samfund/diversitet. Fødenetværk og processer. Hot-spot for processer (analyse af store datasæt). Betydning af korridorer. Arktiske vandløb Forskning i biologiske strukturer og funktioner i arktiske vandløb. International og national publicering 40 peer reviewed papers. 10 populærvidenskabelige artikler danske tidsskrifter. Ansøgninger Der søges et Vandløbscenter (VKR/ 15. Juni fonden). Ansøgning til NERC, UK. 2-3 ansøgninger til MST bekæmpelsesmiddel forskningsprogram. Ansøgninger behandles pt hos Carlsberg og Villumfonden PhD kurser Biological structure and function in streams: carbon and nutrient dynamic MSc kurser Akvatisk Biologi Vandløbsøkologi Efteruddannelseskurser Talentudvikling Ansættelse af 4 Post Doc s og uddannelse af 6-8 PhD er i perioden. Fastansættelse af Forsker Esben Kristensen som lektor/seniorforkser (2012) og 1 seniorforskere/lektor mere i perioden. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Queen Mary, London, UK; James Hutton, Aberdeen, Scotland; University of Aberdeen, Aberdeen, Scotland; SLU, Uppsala, Sweden; IGB, Berlin, Germany; Kansas State University, Manhattan KS, USA; NIWA, Hamilton, NZ; Biologisk Institut, KU, DK

12 4. Tema: Søøkologi Visionen: At være (fortsat) i top 5 i verdenen indenfor anvendt forskning i søøkologi, især lavvandede søer og at kunne tiltrække forskere/gæsteforsker fra hele verden. Formål Forskning Vi skal være i stand til at beskrive og forstå de vigtigste økologiske processer og sammenhænge i søer og kunne forudsige effekter af nye virkemidler (næringsstofreduktion, restaurering, klima) ved modeller, tidsserier, emperi og eksperimentelle forsøg. Undervisning Vi skal tilbyde (og være ansvarlige for) kurser på MSc og PhD niveau i søøkologi. Rådgivning Vi skal være førende i DK og have en parathed til ved hjælp af vores viden, data og modeller at kunne rådgive om alt indenfor søøkologi og søers tilstand. Vi skal udbygge vores viden om interaktioner mellem biologisk struktur og næringsbelastning (relationer til VRD, vandplaner). Indenfor søøkologi er FACTS en af de førende forskningsgrupper i verden indenfor forståelsen af søer og specielt de lavvandede søers biologiske struktur og funktion. Forskningen har især været fokuseret på næringsstoffers påvirkning af søers økologi, næringsstofomsætning i søer og reguleringsmekanismer i både ferskvands- og brakvandssøer, som baggrund for udvikling af restaureringsmetoder, der ændrer den biologiske struktur i søerne. Forskningen vil fremover også fokusere på langtidseffekten af restaureringsindgreb, som ændrer den biologiske struktur i søer og de bagvedliggende mekanismer. Dernæst er der behov for viden om effekten af nye metoder, samt at kombinere restaureringsmetoder, der benytter biologiske og kemiske indgreb således, at kommunerne kan gennemføre de mest kost-effektive restaureringsprojekter. Udvikling af indikatorer vil fortsat være af væsentlig betydning i relation til implementeringen af EUdirektiverne. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Biologisk struktur og dets samspil Fastholde højt internationalt niveau og kontaktflader. Gennemføre selvstændig MSc undervisningsforløb. Effekter af næringsstofbelastning, herunder specifikt effekter kvælstof Øget viden om effekter til fastholdelse af klarvandet tilstand i lavvandede søer (relevant i relation til VRD). Sørestaurering

13 VKR CLEAR-projektet fortsætter i Afledte projekter i Kina. Indgå i opfølgning på vandplaner, hvor søer skal restaureres de kommende år. Effekter af kombinerede restaureringsmetoder. Næringsstofkredsløb, N og P Baggrund for modeller, sørestaurering og effekter biologisk struktur. Recovery af søer. Samspil opland søkvalitet Opnå øget forståelse af samspil mellem opland og søtilstand. Effekter af diffus belastning og landbrugets rolle for vandkvalitet i søer. Samspil overvågning-forskning Forskningsbaseret rådgivning af NST af høj kvalitet. Mulighed for kontrakter NST. Mulighed for EU-projekter i relation til VRD (fx a la WISER). Sømodeller Videreudvikling af prediktive og mere dynamiske modeller (ligger også i anden temagruppe). Kan anvendes i forvaltning og lovgivningsarbejde. Gode kontaktflader og muligheder for projekter internationalt. Remote sensing Muligheder for satelitovervågning til montering af søtilstand og forekomst af alge opblomstringer. MST projekt indtil Småsøer og vandhuller Vigtige biotoper for biodiversitet og rekreative formål, men ringe forståelse for deres biologiske struktur og funktion.. International og national publicering 30 peer reviewed papers. X populærvidenskabelige artikler danske tidsskrifter. Ansøgninger 1-2 ansøgninger til større forskningsprojekter. Ansøgning til MST teknologi puljen for fortsættelse af Remote Sensing. EU ansøgninger a la WISER med støtte til VRD implementering. PhD kurser UDviklet et PhD kursus i lavvandede søers økologi. MSc kurser Udviklet et selvstænding MSc kursus i søøkologi. Efteruddannelseskurser? Talentudvikling Uddannelse af 2-3 MSc i perioden. Ansættelse af 1-2 Post Doc i perioden. Uddannelse af 1-2 PhD er i perioden.

14 Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere

15 5. Tema: Vådområder Visionen: At være førende i Danmark og en anerkendt forskningsgruppe internationalt i anvendt forskning i vådområders økologi og biogeokemiske processer. Formål Forskning Vi skal være i stand til at beskrive og forstå de vigtigste hydrologiske og biogeokemiske processer i vådområder og deres indvirkning på biodiversiteteten via forskning og indsamling af overvågningsdata. Undervisning Vi skal forsat tilbyde (og være ansvarlige for) kurser på MSc og PhD niveau i vådområde processer og deres biodiversitet. Rådgivning Vi skal være førende i DK til at rådgive styrelser og kommuner om retablering af vådområder ift. omsætning og tilbageholdelse af næringsstoffer, emission af drivhusgasser og deres biodiversitet. Indenfor vådområder er FACTS den vigtigste aktør nationalt med en stigende anerkendelse internationalt på grund af overvågningsprogrammerne efter VMPII, den stigende anvendelse af vådområder som virkemidler i Vandplaner og flere nuværende større forskningsprojekter fra Det Strategiske Forskningsråd (MONITECH, SUPREMETECH), EU forskningsprojekter (REFRESH) og danske forskningsprojekter (GUDP). Der er endvidere lavet stærke internationale netværk og i 2012 er FACTS ansvarlig for afholdelsen af den Europæiske dimension af Society Wetland Sciences (SWS) på Campus, AU. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Vådområders hydrologi Forskningen i vådområders hydrologi (uforstyrrede referencer) er vigtig ift. deres biodiversitet og forståelsen for omsætningen af NPC og emissionen af NPC. Vådområders biogeokemi herunder drivhusgas emission Forskningen i vådområders biogeokemi med henblik på at omsætte kvælstof og tilbageholde fosfor har været en grundpille gennem de sidste 25 år. Forskningen har været understøttet af den tidligere overvågning af restaurerede vådområder under VMPII og vi vil arbejde for at der skal ske en tilsvarende indsamling af data fra de nye NP-vådområder der etableres som følge af vandplanerne. Forskningen styrkes i de kommende år hvor omsætningen af nitrat, kulstoffets betydning og drivhusgasemissionen bliver studeret i både naturlige og restaurerede vådområder. Desuden måles der på betydningen af sedimentationen i vådområder og temporært oversvømmede enge for tilbageholdelse af NPC. Vådområders biodiversitet Forskningen i vådområders biodiversitet ift. deres hydrologi og biogeokemi herunder jordpuljernes CNP indhold, samt jord- og grundvandets indhold af næringstoffer, ph, mv. vil blive styrket i de kommende år ved at studere 11 forskellige reference lokaliteter i Danmark.

16 Konstruerede vådområder Der satser stærkt på forskningen i hvordan sådanne konstruerede systemer kan opbygges og hvordan rensningen kan optimeres i systemerne for landbrugets diffuse udledninger af N, P og pesticider via drænvand. Forskningen fortsætter den tidligere forskning i omsætning og tilbageholdelse af N og P på overrislede enge og i våde enge. International og national publicering 15 peer reviewed papers. 5 populærvidenskabelige artikler danske tidsskrifter. Ansøgninger Vi har planer om at lave en integreret ansøgning altså sø, vandløb & vådområder til BONUS programmet hvor vi vil samarbejde med vore internationale partnere Vi har tænkt at ansøge VKR fonden om et vandløbs og ådals projekt, sammen med de væsentligste danske aktører på området. PhD kurser Vi skal fortsætte med PhD kurset, som er afviklet i MONITECH regi i september i år Wetland restoration ecohydrology and biogeochemical nutrient cycling, sammen med Institut for Agroøkologi, AU. MSc kurser Vi skal fortsætte med sommerskole kurset om Restaurerings teknologi. Vi skal udvikle et 10 ECTS kursus under Agroøkologi om restaurering af søer, vandløb og vådområder, som startes i foråret Vi kunne med fordel satse på nye kurser indenfor miljøteknologi: i) konstruerede vådområder, ii) Vådområders hydrologi, biogeokemi og økologi sammen med Institut for Agroøkologi og Institut for Geoscience. Efteruddannelseskurser Der er et stort behov i kommunerne for efteruddannelse vedrørende restaurering og pleje af vådområder så vi kunne med fordel satse på at udvikle målrettede kurser indenfor miljøteknologi: i) konstruerede vådområder, ii) Vådområders hydrologi, biogeokemi og økologi. Kurserne kan med fordel afvikles sammen med Insitut for Agoøkologi og Institut for Geoscience. Talentudvikling Uddannelse af 4-5 MSc i perioden. Ansættelse af 1-2 Post Doc i perioden. Uddannelse af 4-5 PhD er i perioden. Ansættelse af en seniorforsker/lektor i perioden. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Institut for Agroøkologi og Institut for Geoscience, AU; KU-LIFE, IGB, Berlin (hvor vi har en samarbejdsaftale). Nordisk og nordeuropæisk netværk under etablering indenfor konstruerede vådområder (Irland, Sverige, Norge, Holland, Tjekkiet).

17 6. Tema: Modeller Visionen: Vi vil udvikle temaet til forskningsmæssigt at være i top 5 internationalt og førende i DK (indenfor stoftransport og økologi) Formål Forskning Vi skal være i stand til at beskrive, via modeller, tabs-, omsætnings- og transportprocesser på forskellige skala i oplande, samt økologiske interaktioner i akvatiske miljøer. Vi skal være i stand til at simulere effekterne af fremtidige scenarier på ferske systemer, drevet af forskellige kræfter (klima, management), via forskellige modeller (empiriske, statistiske og dynamiske). Vi skal være i stand til at bruge den nyeste biogeokemiske viden til videreudvikling og evaluering af modeller. Undervisning Vi skal tilbyde (og gør det allerede) kurser på M.Sc. og Ph.D. niveau, både nationalt og internationalt (AU, SDC, Afrika platform), omfattende opsætning, anvendelse og udvikling af oplands- og akvatiske økosystem modeller (med forskellige kompleksitets niveau). Rådgivning Vi skal være en førende aktør indenfor rådgivning af danske og internationale myndigheder (e.g., vandplaner, handleplaner og vandrammedirektiv) både indenfor fersk- og marint miljø (e.g., Baltic Sea Action Plan). FACTS vil videreudbygge modelkompetencen inden for de centrale forskningsområder, hvilket vil skabe en sammenhæng og synergi mellem de forskellige fagfelter, samt sikre en sammenhæng til marine modeller. Modellerne skal opbygges på baggrund af både nuværende og fremtidige data, indsamlet i NOVANA overvågningsprogrammet, kombineret med data fra forskningsprojekter som CRES, CLEAR, REFRESH, MAFIA. FACTS vil målrette forskningen mod udvikling af forskellige typer af modeller (empiriske og deterministiske), som kan kvantificere transport og omsætning af næringsstoffer fra mark til vandløb, søer og marine områder, hvilket giver det nødvendige link mellem næringsstofkilder og effekt på vandmiljøet. Modeludviklingen vil bidrage til udvikling af Bioscience samlede modelkompetence, herunder udvikling af forvaltningsrettede modeller under Baltic Nest. Koblingen af oplands- og akvatiske modeller bliver et vigtigt indsatsområde i de kommende år pga. en stor forvaltningsmæssig efterspørgsel efter både mere simple empiriske modeller og dynamiske sø- og vandløbsmodeller. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Model-chaining (integreret modellering fra land til vand) En demonstration af vores brede kompetencer til at modellere vand- og stof-transport igennem landskabet, samt de økologiske effekter der er associeret med denne transport (e.g., SWAT- PCLake-Odense Fjord model kobling). Et tilsvarende internationalt eksempel på ovenstående er SWAT-DYRESM-CAEDYM kobling på Tyrkiets største ferskvandssø (REFRESH). SWAT-modellering

18 Opsætning af SWAT for hele DK, samt udvikling af SWAT til at omfatte nøgle-processer for P- transportveje. Opsætning af SWAT for hele Østersøens opland i samarbejde med partnere i BNI. Der arbejdes parallelt med en allerede operationel DAISY opsætning. Akvatiske modeller Parallelisering af modeller således supercomputer kraft kan anvendes til at minimere beregningstider (AU Ideas ansøgning er indsendt i håb om støtte til dette). Udvikling og opsætning af ny open source model på nøgle søer i DK (e.g., Furesøen, som skal modelleres igennem CLEAR2 projektet). Ansøgning er indsendt til Villum Fonden (Young Investigator Program) for at støtte denne udvikling igennem oprettelsen af et Aquatic Modelling Center ved AU. Demonstrere anvendelse af samme modeltype i både et fersk og marint miljø (med udgangspunkt i den open source model, der er under udvikling jævnfør ovenstående punkt). Udvikling af vandløbsøkologiske modeller (bl.a. til beskrivelse af makrofyt vækst), Samlet model-platform Synliggørelse af den samlede modelkompetence ved Bioscience (igennem hjemmeside), samt hvilke problemstillinger der kan løses ved brug af de forskellige modeller (empiriske, statistiske og dynamiske). Fælles protokoller for anskaffelse og behandling af input data (klima, vandføring, kemi, biologi, GIS) International og national publicering peer reviewed papers. 2-3 populærvidenskabelige artikler i danske tidsskrifter. Ansøgninger Ansøgning er indsendt til AU-IDEAS og Villum Fonden (Young Investigator Program), bl.a. for oprettelsen af et Aquatic Modelling Center ved AU. 1-2 ansøgninger til større forskningsprojekter, herunder en BONUS 2012 ansøgning. PhD kurser Anvendelse af modeller til at forudsige effekter af klimaforandringer på afstrømning og akvatiske økosystemer. MSc kurser Udvikling af et selvstændigt MSc kursus i koblet oplands og akvatisk økosystem modellering. Efteruddannelseskurser Databehandling og opsætning af modeller indenfor forvaltning. Talentudvikling Uddannelse af 2-3 MSc i perioden. Ansættelse af 1-2 Post Doc i perioden. Uddannelse af 1-2 PhD er i perioden. Forlænge deltidsansættelsen af projekt senioforsker Karsten Bolding. Ansættelse af 2 seniorforskere/lektorer gennem perioden. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Texas A&M og USDA (USA), University of Delft (Holland), Baltic Nest Institute, Stockholm University (Sverige), SYKE (Finland), the University of Western Australia (Australien), The University of Waikato (New Zealand) og Jinan University (Kina). Danske samarbejdspartnere: SDU, KU, GEUS, AAU, DHI, Naturstyrelsen.

19 7. Tema: Plantebiologi Visionen: Vi vil producere ny viden på internationalt topniveau indenfor akvatiske planters økofysiologi. Formål Forskning At udføre forskning på internationalt topniveau i akvatiske planters økofysiologi med henblik på at opnå en bedre forståelse af planters funktionelle rolle og fordeling i akvatiske økosystemer Undervisning At undervise på alle niveauer af biologiuddannelsen indenfor planterelaterede emneområder (Planter, Plantefysiologi, Planters Økofysiologi, Systemøkologi, Akvatisk Biologi, Ferskvandsbiologi, mv). Desuden at afholde specialiserede Phd-kurser inden for planters økofyiologi. Rådgivning Ingen. Indenfor plantebiologi er der en lang tradition for grundforskning og strategisk forskning i planters tilpasninger til og samspil med det omgivende miljø især på individ og populationsniveau. Forskningen dækker alle fotoautotrofe organismegrupper, men fokuserer især på vand- og sumpplanters økofysiologi. Forskningen er grundvidenskabelig, men med væsentlige elementer af strategiske og anvendte aspekter med relation til global change og miljøforvaltning. Der er en betydelig undervisningsbelastning indenfor området på alle dele af biologiuddannelsen. Forskningen er finansieret fra FNU, FTP, VKR, DSF, EU og MST. Der vil blive forsket i følgende strategiske temaer: Vand- og sumpplanters økofysiologi Forskningsemner er (i) fotosyntese, kulstofoptagelse og tilpasninger til det akvatiske miljø; (ii) næringssalte, deres optagelseskinetik, assimilering og resourceallokering; (iii) intern transport af metaboliske gasser og drivhusgasser i planter og betydningen for emission til atmosfæren; (iv) rodudskillelse af ilt og betydningen for omsætning i sedimenter; (v) stress tolerance for anoxia, salt og pesticider; (vi) mossers økologiske rolle i arktiske ferskvandsøkosystemer; (vii) betydning af N og P for planters fordeling i vandløb; (viii) vegetationsøkologi i Lobeliesøer; og (ix) biodiversitet og klimaeffekter i Grønland. Invasionsbiologi Forskningen søger at øge forståelsen af de processer og egenskaber hos invasive planter, der betinger, at de er invasive i nye udbredelsesområder, men ikke hvor de er hjemmehørende. Forskningen fokuserer på udvalgte invasive vand- og sumpplanter. Ved undersøgelse af planternes genetik og økofysiologi søges forklaringer baseret på naturlig selektion, genetiske begrænsninger og genetiske betingede tilpasninger i økofysiologiske egenskaber. Endvidere søges invasionshistorien for udvalgte vandplanter i New Zealand og sumpplanten Tagrør i Nordamerika klarlagt. Der arbejdes ud fra forskellige hypoteser for invasion, herunder øget fænotypisk plasticitet, kromosomfordobling og hybridisering, og allelopati.

20 Plantebaseret vandrensning Forskningen fokuserer på planternes rolle i naturlige og konstruerede vådområder for omsætning af organisk stof, næringssalte og miljøfremmede stoffer. Herunder betydning af planter som organisk kulstofkilde for denitrifikation, betydningen af iltudskillelse fra rødder for nitrifikation, og betydningen af næringsoptag. Desuden undersøges planternes betydning for emission af drivhusgasser. Is-algers fotosyntese og primær produktion Forskningen omfatter udvikling af nye metoder Imaging-PAM til at undersøge aktivitet og produktion af isalger i arktiske områder (Grønland). Forskningen udføres i samarbejde med forskere fra andre grupper ved AU (Marin Økologi), RUC og New Zealand. Forskningen er grundvidenskabelig, men resultaterne vil have stor betydning for at forstå og kvantificere produktionsforholdene i arktiske fjorde. Populations og spredningsbiologi Forskningen søger at øge forståelse af vandplanters populations- og spredningsbiologi. Specifikke undersøgelser omfatter spredning af vandplanter i vandløb og genetablering af ålegræs i kystnære farvand. Forskningen omfatter både felt- og laboratorieundersøgelser, og anvender økofysiologiske og genetiske teknikker. Samlet international og national publicering 40 peer reviewed papers. 5 populærvidenskabelige artikler i danske tidsskrifter. Fremtidige ansøgninger Nye projekter er søgt fra VKR, FNU, EU, Carlsberg og FTP. PhD kurser Fortsat afholdelsen af de eksisterende kurser Use of Wetlands in Water Pollution Control, Writing and Speaking Science in English for Biology Students, Ecological functioning of streams. Grundkurser, BSc og MSc kurser Fortsat udbud af - og deltagelse i - tværgående og special kurser i biologiuddannelsen. Desuden SDC undervisning. Efteruddannelseskurser Ingen Talentudvikling Fastansættelse af Lektor Brian Sorrell (2012) + udvidelse af VIP-stab med minimum én med ekspertise i planters økofysiologi. Uddannelse af 11 PhD er og 2-3 Post Doc s. Vigtigste nationale og internationale samarbejdspartnere Institut for Agroøkologi, Institut for Fødevarer, Biologisk Institut (KU), NIWA (New Zealand), Louisiana State University, Kansas State University, Qingdao Institute of Marine Geology

21 8. Tema: Internationalt universitets samarbejde Visionen: Visionen med Platformen Miljø og Klima under initiativet Building Stronger Universities in developing countries (BSU) er at bidrage til udvikling af en vidensbaseret miljøbeskyttelse og en bæredygtig udnyttelse af naturens resurser gennem vidensopbygning på universiteter i udviklingslande. Visionen med temaet Vand og Miljø under Sino-Danish Centre for Education and Research (SDC) er, sammen med centrets moderinstitutioner i Kina og Danmark, at give et signifikant bidrag til den internationale viden om bæredygtig udnyttelse og management af vand i landskabet, samt uddanne kandidater og forskere med en bred viden indenfor området. Faggruppen vil fortsat arbejde stålfast på at styrke vores positionering og bidrage til undervisningen og forskningssamarbejdet inden for Danske Universiteters initiativ Building Stronger Universities in developing countries og i partnerskabet mellem danske og kinesiske universiteter (Sino-Danish Centre for Education and Research - SDC). Baggrund Baggrunden for BSU initiativet er FN's millennium deklaration 2000, hvor verdens ledere forpligtede sig til at indgå i et globalt partnerskab for at halvere fattigdom på kloden inden For at bidrage til Danmarks nye strategi på udviklingsområdet nedsatte rektorerne for de otte danske universiteter en arbejdsgruppe, som i 2009 fremlagde en rapport med anbefalinger for, hvorledes den danske universitetssektor kan bidrage til at styrke kapacitetsopbygning inden for forskning og tertiær uddannelse i udviklingslandene. Rektorkollegiets Forretningsudvalg lancerede den 29. juni 2010 fire tema-platforme under BSU, og den 18. august 2010 offentliggjorde Rektorkollegiets platformens formandskab. Under platformen Miljø og Klima har FACTS arbejdet målrettet for at køre den nye platform i stilling herunder skabt grundlaget for den fremtidige placering af platformens sekretariat i FACTS. Sino-Danish Centre for Education and Research (SDC) blev officielt åbnet i Beijing i efteråret SDC er et samarbejde omkring forskning og undervisning mellem Danske Universiteter, Ministeriet for Videnskab, Teknologi og Udvikling og Graduate University Chinese Academy of Sciences (GUCAS). Det overordnede formål med SDC er at styrke samarbejdet mellem danske og kinesiske forskningsmiljøer samt at tilbyde målrettede master- og Ph.d-uddannelser med relevans for industri, samfund og miljø. Der er på nuværende tidspunkt udvalgt fem forskningstemaer, som skal fungere på det dansk-kinesiske universitet. Vand og Bæredygtig Miljø er et af temaerne, og FACTS har i høj grad bidraget til promoveringen af dette tema. FACTS indtager i dag en central position i forhold til opbygningen af den fremtidige uddannelse, som ledes af KU-LIFE. I efteråret 2010 og foråret 2011 er der opnået enighed om uddannelsens indhold og akkrediteringen forventes i efteråret På nuværende tidspunkt er der i FACTS indskrevet to Ph.d.-studerende ved såvel AU som GUCAS, og de to tager bl.a. ophold hos en GUCAS-institution som del af Ph.d.- uddannelsen.

22 Strategiske resultater i de kommende 2-3 år: BSU ( ): 12 PhD kurser; 8 PhD stipendier; 4 Scientific writing workshops; 3 tematiske workshops; > 30 udvekslingsophold af afrikanske forskere til DK fokuseret publicering/ansøgningsudarbejdelse. Derudover implementering af hele governance strukturen på de fire universiteter i hhv. Ghana og Tanzania. SDC ( ): Akkreditering af MSc uddannelsen; initiering af master programmet i 2012; indskrivning af MSc studerende i 2012; indskrivning af 10 dansk-finansierede PhD studerende. SDC (2014): Tildeling af master grader og PhD grader i 2015; indskrivning af 30-50% af Vand og Miljø master kandidater på PhD programmet i 2014; sikre 5-10 mio. DKK fondsmidler fra nationale og internationale kilder.