1. Resumé
Miljøet er under kraftig forandring, såvel lokalt som globalt. Dette stiller store krav til fremtidens miljø- og biodiversitetsmonitering. Samtidig er mulighederne for højteknologisk monitering under kraftig udvikling. Det foreslås derfor at iværksætte forskning, som involverer biovidenskabelige, teknologiske og forvaltningsmæssige miljøer, som kan udfolde dette potentiale til gavn for det danske samfund og miljø og med store muligheder for eksport af teknologi og knowhow.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Miljøet er under kraftig forandring, såvel lokalt som globalt. Klimaforandringer medfører ændrede temperaturforhold, som både forårsager højere middeltempera-turer, flere perioder med ekstremt vejr og en ændret årstidsvariation. Ud over at disse faktorer i sig selv drastisk ændrer livsbetingelserne for levende organismer, medfører de også indvandring af nye arter, herunder pathogener og parasitter. Klimaforandringer spiller også sammen med en række andre problematikker, såsom habitatfragmentering, eutrofiering og effekterne af utilsigtet introduktion af invasive organismer. Alle disse miljømæssige udfordringer stiller krav til øget, forbedret og omkostningseffektiv monitering med henblik på 1) at kunne kvantificere og forstå konsekvenserne af miljøændringerne for miljø, biodiversitet og samfundet, og især 2) at kunne følge og forecaste udviklingen og i bedste fald i tide iværksætte afværgeforanstaltninger.
Den teknologiske udvikling muliggør nu monitering i hidtil uset omfang og form som eksempelvis: Udvikling og miniaturisering af sendere og sensorer gør det muligt at måle dyrs fysiologiske responser på miljøforhold direkte i naturen og at følge deres bevægelser i landskabet; remote sensing baseret på satellit-data gør det muligt at monitere ændringer i vegetation, landskaber og miljøparametre på både stor og lille geografisk skala; analyser af DNA i prøver af vand og jord (eDNA) gør det muligt at monitere arters tilstedeværelse; analyser af genekspression i organismer gør det muligt at monitere, om ændringer i miljøforhold forårsager stress-responser.
Det danske forskningslandskab med sine excellente biovidenskabelige og teknologiske kompetencer har unikke forudsætninger for at udvikle og videreudvikle på disse teknologier og- ikke mindst - at integrere teknologi, biovidenskab og forvaltning i færdige koncepter, som kan bruges i fremtidens monitering. Ud over selve den stærkt forbedrede monitering, som muliggør real-time forvaltning, vil metoder og koncepter være attraktive for mange andre lande og således kunne danne grundlag for eksport af teknologi og knowhow.
3. Forskningsbehov
Forskningsbehovene kan opdeles i 3 områder.
1) Der er behov for at udvikle/videreudvikle teknologier. Behovene vil være forskellige for de forskellige teknologier. F.eks. vil yderligere miniaturisering af sensorer og sendere kunne gøre teknologien endnu mere bredt anvendelig, mens en af udfordringerne ved eDNA analyse består i at blive i stand til bedre at gøre metoder kvantitative ud over at detektere tilstedeværelse eller fravær af arter.
2) Der ligger et større grundlagsskabende forskningsarbejde i at identificere præcis de parametre, der skal moniteres. Hvis man eksempelvis udvikler metoder til at forecaste opblomstringen af giftige alger i søer eller til at monitere tilstedeværelsen af invasive arter, vil det i mange tilfælde kræve et forudgående arbejde med at sekventere de gener, man vil bruge til DNA barcoding i forbindelse med eDNA-analyser. Ligeledes vil det være nødvendigt forudgående at forstå sammenhængen mellem en bestemt miljømæssig stress og stress-responsen i organismen, før man kan udvikle og iværksætte monitering baseret på måling af stressresponsen. Endelig vil mange moniteringsmetoder kræve kalibrering, eksempelvis direkte sammenligning af remote sensing data med vegetationsanalyser fra udvalgte typer lokaliteter.
3) Der ligger et større forskningsarbejde i selve implementeringen af moniteringen, dvs. at udvikle systemer og beslutningsprocedurer, der gør, at moniteringsresultaterne hurtigt og effektivt indgår i forvaltningen. Adaptiv forvaltning, altså tilpasningsdygtig forvaltning, vil være et nøglekoncept her, således at monitering direkte føder ind i den videre forvaltning, og at forvaltningen løbende og efter behov justeres.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forsknings-indsatsen
Det skal her slås fast, at højteknologiske værktøjer, som ikke besvarer de rigtige, relevante miljø- og biologiske spørgsmål er lige så lidt værd, som miljø- og biologiske spørgsmål uden den rigtige teknologi til at besvare dem. En integrativ og tværfaglig tilgang er derfor nødvendig, og forskningen må have et betydeligt element af at identificere de korrekte biologiske spørgsmål og parametre. Et stærkt fundament af grundlagsskabende forskning er derfor nødvendigt.
5. Danske forudsætninger
Det danske forskningslandskab med dets biovidenskabelige institutter, teknologi-ske forskningsmiljøer, og stærke traditioner for videnskabeligt baseret rådgivning om miljø og forvaltning af levende ressourcer har så stor bredde og så høj international kvalitet, at det dækker samtlige relevante områder og discipliner. Indenfor en række områder, har danske forskningsgrupper været pionerer, såsom brug af sensorer til monitering af dyrs adfærd og fysiologiske responser, udvikling af meto-der til eDNA analyser, brug af remote sensing i biodiversitetsforskning, højteknologiske 'omics metoder til måling af miljømæssig stress m.fl.
6. Mål, effekt og perspektiver
En stærk satsning med henblik på at udvikle og implementere højteknologisk miljø- og biodiversitetsmonitering vil medføre en omkostningseffektiv monitering af hidtil uset kvalitet og detaljeringsgrad. Det vil kunne medvirke til at give Danmark en førerposition inden for miljøområdet og vil kunne danne grundlag for eksport af teknologi og knowhow.
7. Kontaktperson
Professor Michael Møller Hansen
Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers
Tlf: 40 24 71 91
E-mail: mmh@bios.au.dk