Klima og Miljø - Introduktion
Verdens befolkning vokser, og befolkningsrige lande som Kina, Indien og Brasilien oplever stigende velstand. Globalt set er produktion og forbrug stigende, og det samme er mængden af affald og efterspørgslen efter knappe råvarer som brændstoffer, mineraler og metaller samt presset på økosystemer, biodiversitet og naturressourcer som dyrkbar jord, ren luft, biomasse og vand. Samtidig øges fokus i store dele af verden på betydning af et rent miljø for menneskers sundhed og trivsel. Det er en stor udfordring at sikre ibrugtagning af en bred vifte af vedvarende og miljøvenlige energiteknologier samt en mere bæredygtig brug af de globale ressourcer, herunder at øge genanvendelighed og at levere tilstrækkelige mængder vand i en kvalitet, der opfylder kravene til menneskers sundhed samt til produktion af fødevare og foder.
Forandringer i klimaet har indflydelse på en lang række fysiske og biologiske systemer på landjorden, herunder fx kystlinjer, vand- og spildevandssystemer, vandbalancen, energisystemer, infrastruktur, byggeri, produktion af fødevarer og andre biologiske produkter, økosystemer og biodiversitet samt nye forekomster af planter, dyr og sygdomme. Havet spiller en stor rolle for klodens klima og økologi, og der ligger betydelige udfordringer i afsmeltning fra de store iskapper, stigende vandstand samt risiko for opvarmning og forsuring af oceanerne. De ændrede vandforhold i vore farvande kan have betydelige konsekvenser for det marine økosystem. Dertil kommer, at der i Skandinavien ventes mere nedbør, hvoraf en større del vil falde som regn.
Effektive modeller for beskrivelse og forståelse af klimaprocesser og forudsigelser indebærer massiv dataindsamling og -analyse og i sammenhæng hermed, at dansk forskning sikres adgang til de relevante internationale observations- og forskningsinfrastrukturer. Der er i den forbindelse også behov for mere systematisk og sammenhængende overvågning af klimaforandringer, fx gennem brug af satellitobservation.
Scenarier for fremtidens klima er specielt usikre omkring forholdene ved polerne, og her har Danmark via rigsfællesskabet med Grønland og Færøerne særlige strategiske og internationalt interessante forudsætninger for at medvirke til at reducere usikkerhederne om, hvordan klimaforandringer ved polerne vil påvirke Arktis, og hvad det vil betyde for fremtidens vandstand, de globale og regionale havstrømme og drivhusgasniveauet i atmosfæren.
Københavns Universitet har identificeret 11 forskningsområder, som bør prioriteres i granskningen af fremtidens udfordringer og løsninger relateret til Klima og Miljø.
Klima og Miljø - Det forskningsmæssige grundlag for bæredygtig udvikling
1. Resumé
Den fremtidige udvikling i verden vil ske under en økonomi, som er begrænset af adgang til kritiske naturressourcer såvel som råderum for natur- og miljømæssige tjenester. Denne udvikling vil kræve en systemisk tilgang til problemløsninger fremfor den klassiske sektormæssige tilgang idet ressourceanvendelsen skal optimeres og samtænkes indenfor alle områder. Det stiller også nye krav til den type forskning, der skal understøtte denne samfundsudvikling, i det sådanne ”systemløsninger” kræver integreret bidrag fra mange forskellige discipliner. Det foreslås at etablere et bredt forskningsfokus på tværs af Danmark med det formål at understøtte en samfundsmæssig bæredygtig udvikling med skabelse og produktion af samfundsgoder i samtænkte og bæredygtige systemer. Danmark nyder allerede i dag godt af eksport indenfor grøn energi og tilsvarende udvikling af bæredygtige løsninger på andre vigtige områder vil ikke blot være nødvendige for Danmarks egen udvikling men vil understøtte fremtidige eksport muligheder.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Der er i dag en stigende erkendelse i samfundet af, at forvaltning af naturressourcer på det lokale såvel som det globale niveau er også en forudsætning for fortsat samfundsudvikling, og der udvikles i stigende grad systemer og mekanismer til denne forvaltning. Et klart eksempel her er de internationale bestræbelser på at begrænse menneskeskabte klimaforandringer. Men der er mange andre globale processer ud over klima, som vores menneskelig aktivitet påvirker i en sådan grad, at det kan udgøre en trussel for fortsat samfundsudvikling (jfr. ”Planetary Boundaries[1]” forskning, hvor danske forskere har ydet et væsentligt bidrag). Den fælles tråd i gennem FN’s nyligt vedtagne bæredygtighedsmålsætninger (SDGs) er en erkendelse af at fortsat samfundsudvikling kræver, at den menneskelige efterspørgsel af jordens ressourcer og tjenester afstemmes således, at den holdes indenfor ”udbuddet”. I lighed med andre lande er Danmark, og herunder de fleste større virksomheder i gang med at overveje hvilke tilpasninger og udviklinger, der er krævet for at operationalisere målsætningerne. ”Grøn vækst” er blevet et mantra, men der er fortsat meget begrænset viden og erkendelse af hvad dette betyder i praksis og hvad det egentlig består af. Der er således et stort behov for forskningsinput hvis den ønskede bæredygtige udvikling skal nås.
3. Forskningsbehov
For at opnå en bæredygtig udvikling er der behov for at betragte alle samfundets aktiviteter som en helhed og ikke som det sker i dag i isolerede delaktiviteter. Samspil og interaktioner med andre aktiviteter og processer må inddrages og betragtes. Et eksempel er fødevareproduktionen, hvor det ikke vil være muligt at brødføde de 9-10 milliarder mennesker der ventes at udgøre verdensbefolkning i 2050 alene med at optimere landbrugsproduktion eller dele deraf. Der er simpelthen ikke land arealer nok til at, man blot vil kunne opskalere den nuværende landbrugsproduktion til at imødekomme fremtidens behov. Tilsvarende, ville en sådan simpel udvikling af fødevareproduktionen medføre at fødevareproduktion og -indtag alene ville overskride den samlede tilladelige klimabelastning. En bæredygtig udvikling indenfor fødevareområdet forudsætter derfor en samtænkning af ”hele kæden” fra produktion over transport og opbevaring til forbrug og menneskenes adfærd, herunder valg af fødevarer og madspild. Med andre ord skal man tilpasse hele fødevaresystemet således at de ressourcer der indgår i produktionen anvendes så effektivt som muligt og recirkuleres. En sådan tilpasning af fødevaresystemet kræver et forskningssamarbejde der spænder fra landbrug over økonomi/forvaltningssystemer og humaniora, et samarbejde som i dag kun foregår i begrænset omfang fordi de enkelte forskningsområder er spredt eller ukoordineret. Der samme gælder for alle andre kritiske samfundsaktiviteter – energiforsyning, arealanvendelse på land og til havs, transport, byudvikling, osv.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
I det danske forskningslandskab findes der meget stærke miljøer, der beskæftiger sig med vigtige elementer af de samfundsmæssige systemer, der skal optimeres for at skabe en bæredygtig udvikling. Det er afgørende at der skabes en koordineret indsats for at bringe disse miljøer sammen med henblik på udvikling af de ”systemløsninger”, som er nødvendige for at omstille samfundet til en optimering af ressourceudnyttelse og begrænsning af miljøbelastningen.
5. Danske forudsætninger
Danmark har nogle unikke muligheder for at ”gå forrest” indenfor dette område set i en international sammenhæng. Vi har for eksempel en meget ”flad” og inkluderende beslutningsstruktur med god kontakt mellem politikere, virksomheder og forskning som er nødvendig for effektiv læring og overførsel af viden og løsninger. Vi har endvidere en række vigtige erfaringer fr energiområdet hvor vi har kunnet udnytte en tidlig indsats på energieffektivisering og alternative energikilder til at skabe en stor eksportvare (>10% af eksportporteføljen i dag). Der vil være gode muligheder for, ikke blot at skabe nødvendige optimerede løsninger på de største samfundsmæssige udfordringer, men for samtidig at udvikle disse til nye forretningsskabende bæredygtige løsninger indenfor en række områder. Danmark og dansk forskning står især med stærke forsknings-miljøer og dermed muligheder indenfor produktion og forbrug af fødevarer og energi og indenfor planlægning og udvikling af byer og landområder. Herunder stærke understøttende miljøer indenfor belysning af miljøkvalitet og miljøtjenester i land-vand-hav. Eksempler på typer af ”produkter” som kunne ventes fra et fokus på bæredygtighedsforskning er mekanismer, metoder og koncepter (forvaltnings- og adfærdsmæssige i kombination med tekniske) som fremmer effektiv ressource anvendelse og genbrug samt minimere udledning af uønskede materialer herunder kvælstof, plast etc. til miljøet, eller økonomimodeller, som tager højde for værdien af miljøgoder og menneskelige aktiviteters reelle miljø- og biodiversitetsomkostninger. Danmark er kendt og har et internationalt ”brand” som ledende indenfor ”grønne løsninger,” et brand som kun kan udnyttes fremadrettet hvis forskningen bidrager til udviklingen af nye løsninger.
6. Mål, effekt og perspektiver
I de senere årtier har der især været fokuseret på den teknologiske forskning som bidragyder til samfundsudvikling. Der er dog en stigende erkendelse af, at en varig bæredygtig samfundsudvikling kræver, at teknologiske løsninger ikke ses i isolation, men i den samfundsmæssige og miljøkontekst hvortil de bidrager. Derfor er der behov for nye typer forskning – og forskningsresultater – der går på tværs af fagområder[2]. Her har de multifakultære universiteter et forspring ift. universiteter, som fokuserer primært på f.eks. teknologi eller erhverv, men de er samtidig begrænset af an manglende tradition for at arbejde på tværs af faggrænser med løsninger af samfundsudfordringer for øje. Der findes en del understøttende infrastruktur i Danmark (GTS institutter, forskerparker, øremærkede offentlige midler) rettet mod en hurtig overførelse af teknologiske forskningsresultater til anvendelse i samfundet, men der findes ingen tilsvarende infrastruktur i dag, der fremmer udvikling af de tværdisciplinære løsninger, samfundet har behov for i søgen efter en bæredygtig udvikling. Det foreslås derfor at der etableres et større samlet fyrtårnsmiljø indenfor området ”Bæredygtig udvikling”. Med udgangspunkt i de samfundsmæssige udfordringer, som er identificeret i f.eks. EU's forskningsprogrammer og verdens og FNs bæredygtighedsmålsætninger vil dette fyrtårn bringe ledende forskere indenfor hver deres område til samarbejde med bæredygtige løsninger for øje. Foruden at samle førende forskere fra ind- og udland vil fyrtårnet udgøre et magnet for de bedste studerende, og samfundets beslutningstagere fra både de private og offentlige sektorer.
7. Kontaktpersoner
Katherine Richardson, Sustainablity Science Centre, Statens Naturhistoriske Museum (SNM), KU. kari@science.ku.dk
+4528754285
Claus Beier, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning (IGN), KU. cbe@ign.ku.dk +45 93565244
Referencer
[1] Steffen et al. 2015. Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science 247 (6223): 736. DOI: 10.1126/science.1259855.
[1] Roco, M.C., W. Bainbridge, B. Tonn, G. Whitesides 2013. Convergence of knowledge, technology and society. Science Policy Reports Springer.
Klima og Miljø - Samtænkning af klimatilpasning og – afværgning i jordbrugssektoren
1. Resumé
Klimatilpasning og –afværgning spiller begge en rolle i jordbrugssektoren, men de tænkes sjældent sammen selvom nogle tiltag påvirker dem i hver sin retning. Der er derfor et behov for at tænke de to elementer sammen for at opnå en mere sammenhængende arealplanlægning – også i et klimaperspektiv. Det vil give mulighed for en bedre samfundsøkonomi.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Klimaforandringer påvirker vores samfund, og selv hvis vi i Danmark helt omstiller til et fossilfrit samfund, vil der være behov for yderligere reduktioner for at opfylde vores reduktionsforpligtigelse i 2050 som vedtaget i EU. Her spiller udledninger fra landbruget en central rolle og der er derfor fokus på hvordan man kan reducere udledninger fra landbruget. Samtidig påvirkes jordbruget af klimaforandringer (fx øget risiko for oversvømning, valg af træarter i skovbruget). I en klimapolitisk sammenhæng kan det derfor være relevant at tænke afværgning og tilpasning sammen – for at nå en efficient klimareduktion. Her ved vi imidlertid ikke nok om de synergier og konflikter der er mellem klimaafværgning og –tilpasning når vi ser på tværs af arealanvendelsen. En tydeligere samtænking vil give input til arealplanlægningen og reguleringen hvor klimaperspektivet kan tænkes ind sammen med de øvrige miljøeffekter. Der er derfor et behov for en opskalering og modellering af de arealmæssige og samfundsøkonomiske konsekvenser og muligheder ved en samtænkning.
3. Forskningsbehov
Danmark har stærke forskningsmiljøer indenfor regulering og arealplanlægning, og også indenfor hhv. klimatilpaning og klimaafværgning. Men der er et behov for at opskalere den viden man har om klima effekter på et enkelt areal til et nationalt og også internationalt niveau) og for at samtænke klimatilpasning og –afværgning. Herved vil man kunne bringe den, til tider fragmenterede, viden sammen, og bringe den i spil
4. Danske forudsætninger
Danmark har gode forskningsmiljøer på områderne – arealplanlægning, regulering, klimatilpasning, klimaafværgning. Yderligere ar vi en relativt høj detaljeringsgrad af viden om arealanvendelse og de afledte miljøeffekter. Vi har derfor et godt grundlag for at kunne arbejde med konsekvenser af samtænkning af klimatilpasning og –afværgning og bringe det videre i en international sammenhæng til præcisering af hvor der er muligheder for synergier og hvor tilpasning og afværgning nærmere står i kontrast til hinanden.
5. Mål, effekt og perspektiver
Beskrivelse af den betydning, en forskningsindsats på et givent område kan have for samfundet, eksempelvis i forhold til vækst og velfærd
6. Kontaktperson
Jette Bredahl Jacobsen, jbj@ifro.ku.dk, tlf: 35331746
Klima og Miljø - Intelligent vandinfrastruktur
1. Resumé
Danmark står overfor store samfundsmæssige udfordringer med interessekonflikter mellem landbrug og vandmiljø og behov for tilpasning til klimaændringer. Det kræver et markant forbedret data- og vidensgrundlag samt opbygning af bedre tillid mellem interessenter og myndigheder. Forskningsindsatsen vil understøtte et paradigmeskift med udvikling af innovative informationsteknologiske produkter, som gør det muligt for interessenter og borgere aktivt at bidrage med indsamling af lokale data og viden.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Udfordringer
Danmark står overfor en række store samfundsudfordringer relateret til vandområdet som fx
Landbrug og vandmiljø. Interessekonflikten mellem landbrugserhvervet og vandmiljøet er klassisk, men er blevet voldsomt tilspidset i de seneste år, fordi det er vanskeligt at finde løsninger, der både kan tilgodese erhvervets behov for at drive rentabelt landbrug og samtidig sikre så godt et vandmiljø, at vi kan opfylde kravene i EU’s Vandrammedirektiv. Den netop vedtagne Landbrugspakke vil i bedste fald kræve betydelig ny viden og mange flere nye data for at have en chance for at opfylde målsætningen om at nå et godt vandmiljø. Og måske er den ikke tilstrækkelig. Det mest konfliktfyldte emne i disse år er nitratudledningen fra landbruget, men der er også udfordringer med hensyn til fosfors påvirkning af vandmiljøet, pesticiders trussel overfor drikkevandet, vandingens påvirkning af sommervandføringer og vandløbenes manglende evne til effektivt at forhindre, at landbrugsområder periodevis står under vand.
Klimatilpasning i byer, det åbne land og kystområder. Klimaændringerne kan allerede ses mange steder, fx i form af øget hyppighed af voldsomme skybrud om sommeren og længerevarende regnperioder om vinteren (”Danmark forsumper”). På grund af mangelfuld viden, kendes mange af klimaeffekterne i dag kun med meget stor usikkerhed, hvilket vanskeliggør arbejdet med at designe effektive løsninger til klimatilpasning. Arbejdet med klimatilpasningen har indtil videre været fokuseret på at afbøde effekten af kraftigere regnhændelser (skybrud) i byområder. Men i de kommende år vil der blive behov for også at se på klimatilpasning i det åbne land for at imødegå øgede oversvømmelser af landbrugs- og byområder, mere tørre somre med øget vandingsbehov, klimagenereret øget udvaskning af næringsstoffer, m.v. Samtidig vil stigende vandstand i havene give anledning til saltvandsindtrængning i kystnære grundvandsmagasiner og oversvømmelser af lavtliggende byområder ved kysten.
Vand og sundhed. Visse stoffer som forekommer i vandet enten naturligt eller antropogent kan påvirke folkesundheden. Det drejer sig fx om nitrat, pesticider, klorerede og fluorerede stoffer, lithium, arsen. Der er utilstrækkeligt viden på dette felt.
Vand, energi og forsyning. Vand er essentiel for mange sektorer. Udover den klassiske vandforsyning til husholdninger og industri, indgår vand som en vigtig faktor i landbrugsproduktion, i energisektoren i forbindelse med bioenergi og visse former for lagring samt i naturen. Der er for lidt konkret viden om samspillet mellem sektorerne i vand-energi-fødevareproduktion-natur (nexus).
Tillid blandt interessenter. I takt med at interessekonflikterne tilspidses har vi set en stigende grad af mangel på tillid mellem interessenter og myndigheder. I den samme periode har staten gennemført reguleringer med centrale beslutninger uden inddragelse af interessenter i beslutningsprocessen og på et data- og modelgrundlag som har store usikkerheder på lokal skala. Mange landmænd forstår ikke og stoler ikke på de modeller, som staten benytter til reguleringen, og de er endog begyndt at miste tilliden til de data som staten indsamler. Mange landmænd er i stedet begyndt selv at måle vandstand i vandløb og nitratkoncentrationer i dræn. Den manglende tillid er en stor barriere for at opnå løsninger, som efterfølgende kan implementeres.
Muligheder
Ny IT teknologi til folkelig dataindsamling. Den hurtige vækst af IT teknologi giver helt nye muligheder for at borgere kan indsamle, gemme og indsende lokale data ved hjælp af fx smartphones. Visse datatyper , nikkel, mf.ring og vandkvalitetsparametre en en prøve til fra et landbrug på 100 ha for at dokumentere effekterne.kan indsamles ved hjælp af nye billige sensorer, og billeder kan benyttes til at skaffe information om fx vandstand, udbredelse af oversvømmelser, osv. Staten vil aldrig have tilstrækkelig ressourcer til at indsamle alle de data der skal til for at reducere usikkerhederne af modelforudsigelser til et niveau, der er acceptabelt for lokale interessenter. Der ligger derfor et enormt potentiale i at give ildsjæle og berørte interessenter muligheden for at bidrage med lokal dataindsamling.
3. Forskningsbehov
Dataindsamling gennemført af borgere/interessenter med brug af nye sensorer og informationsteknologi. Der er behov for at udvikle nye metodikker og værktøjer, herunder nye billige sensorer til fx vandføring og vandkvalitetsparametre, og apps til smartphones, som kan understøtte dataindsamling fra borgere og lokale interessenter.
Integration af privat og offentlig monitering, databaser, modeller, geologisk og hydrologisk viden samt IT applikationer. Der er behov for at udvikle nye metodikker og værktøjer til integration af data fra privat og offentlig monitering, herunder at karakterisere kvalitetssikringstatus og usikkerhed på data. Denne integration af få nøjagtige ”hårde” data fra nationale overvågningsprogrammer med mange, og i nogle tilfælde, mindre nøjagtige ”bløde” data indsamlet af lokale interessenter indeholder mange nye udfordringer, men er samtidig forudsætningen for at kunne opnå det nødvendige datamæssige kvantespring. Tilsvarende, er der behov for at kunne kombinere de nye data med viden om vandets strømninger fra fageksperter såvel som fra lokale interessenter på en måde, så der både tilføres ny faglig viden, og så de lokale interessenter opnår en større grad af tillid og medejerskab hertil.
Hydrologiske observatorier. Overvågning af klimaændringers indvirkning på vandressourcens kvantitet og kvalitet i det åbne land. Udvikling af nye landbaserede on-line sensornetværk og luftbårne sensorer til måling af hydrologiske variable (nedbør, fordampning, jordfugtighed, grundvandsdannelse, udveksling mellem grundvand og overfladevand, vandløbsafstrømning) på større rumlig skala. Videreudvikling af integrerede hydrologiske modeller for assimilation af nye typer af data.
Måling af ekstreme hændelser. Udvikling af mobile målesystemer til detaljeret opmåling af ekstreme hændelser som oversvømmelser og tørke. For at kunne opnå en bedre viden om ekstreme hændelsers natur, omfang og konsekvenser er der behov for med kort varsel at kunne implementere en pålidelig instrumentering i de berørte områder til indsamling af data på relevante rumlige og tidslige skalaer. Analyse og tolkning ved hjælp af integrerede hydrologiske modeller med henblik på at udvikle tilpasningsforanstaltninger.
Menneskeskabte ændringer i vandets kredsløb i det åbne land og samspil med klimaændringer. Der er behov for at opnå en bedre viden om og udvikle mere nøjagtige beregningsværktøjer til beskrivelse af effekter af de menneskeskabte ændringer i vandets kredsløb i det åbne land, som fx oppumpning fra grundvandsmagasiner, dræning med grøfter og drænrør, markvanding samt ændringer i arealanvendelse og landbrugspraksis. Herunder er der behov for at mere viden om samspillet mellem de menneskabte ændringer og effekter af klimaændringer.
Grundvandets betydning for vandets kredsløb i byer. Der er mangel på viden om byers geologi. De øvre jordlag i byer er meget påvirket af menneskelig aktivitet, dels i form af århundreders antropogene aflejringer, dels på grund af andre jordlag ved bygninger, veje og ledningstraceer, samt endelig på grund af vand- og kloakrør som ofte ikke er tætte. Der er behov for mere viden om hvordan grundvandsforholdene er under bymæssige bebyggelser og om hvordan grundvandet påvirkes af byernes konstruktioner samt af det fremtidige klima.
Adaptiv forvaltning af vandressourcer. Der er behov for at udvikle mere effektive metodikker og værktøjer til forvaltning af vandressourcen med fokus på håndtering af komplekse situationer, hvor der er stor usikkerhed om fremtidige forhold og hvor interessenters holdninger er afgørende for den praktiske implementering.
Forbedret real-tids varsling af vand og vejr. Der er behov for mere nøjagtig offentligt tilgængelige prognoser af hele vandkredsløbet i Danmark, herunder vejr (temperatur, vind, nedbør m.v. ), grundvandsforhold, vandløbsafstrømning, oversvømmelser, m.v. Det kan fx ske ved at koble GEUS’ Nationale Vandressource Model og DMI’s vejrprognosemodel HARMONIE og skabe en platform, som giver alle nationale og lokale aktører mulighed for at udvikle en lang række tillægsprodukter.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
En vigtig forudsætning for at forskningsindsatsen lykkes er, at en bred vifte af slutbrugere aktivt inddrages i forskningen. Det drejer sig om i) lokale borgere og interessenter som skal engageres i lokal dataindsamling; ii) myndigheder (stat og kommuner) som skal tilslutte sig målsætningen om at deres egne data og modeller bør suppleres med lokalt indsamlede data og viden samt indgå i en aktiv test af de nye systemer/produkter; iii) firmaer, som skal bidrage med udvikling af nye sensorer og informationsteknologiske løsninger.
5. Danske forudsætninger
Der er særdeles gode forudsætninger for at forskningsindsatsen kan lykkes: i) Danmark har en særdeles stærk international forskningsmæssig position både med hensyn til vand og informationsteknologi; ii) lokale interessenter er veluddannede og motiverede til at bidrage med dataindsamling og lokal viden; iii) Danmark har en bred vifte af små og store højteknologiske virksomheder indenfor vandområdet som vil kunne bidrage med innovation og efterfølgende salg internationalt; iv) Danmark har en række store, fagligt stærke rådgivende firmaer der er interesseret i at udvikle og teste nye koncepter og produkter i Danmark og efterfølgende sælge viden internationalt.
6. Mål, effekt og perspektiver
Det overordnede mål er, at indsatsen, via markant forbedret data og vidensgrundlag, kan udgøre forudsætningen for, at der kan findes praktiske, blivende løsninger på de store samfundsmæssige udfordringer. Kombinationen af den helhedsorienterede tilgang og nye informationsteknologiske løsninger forventes endvidere at kunne forstærke den i forvejen store danske eksport på vandområdet.
7. Kontaktperson
Professor Jens Christian Refsgaard, GEUS, jcr@geus.dk, 30709830
Professor Karsten Høgh Jensen, IGN, khj@ign.ku.dk, 28752484
Klima og Miljø - Vand, kvalitet og infrastruktur i by og på land
1. Resumé
At sikre vand i tilstrækkelig kvalitet til produktion og drikkevand er en af de største udfordringer verdenssamfundet står overfor. Udfordringerne og kravene til vandets kvalitet er forskellige i de voksende byer og i det opdyrkede åbne land. Der er behov for at accelerere arbejdet med at udvikle nye innovative og bæredygtige løsninger, og Danmark har de rette forudsætninger og kompetencer til at være med forrest i denne udvikling.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Vandkvalitet. Der er behov for at se det gældende vandkvalitets-koncept efter I sømmene. Det er et koncept med basis i kemiske og toksikologiske metoder som ikke fuldt ud udnytter moderne måleteknikker og toksikologiske endpoints med fokus på sundhed. Med et ønske om mest højkvalitets vand for pengene er det kritisk med et vandkvalitetskoncept der er baseret på relevante kvalitetsvariable og med grænseværdier på ny viden.
Vandet i det åbne land – sameksistens mellem jordbrug og miljø. Der er behov for at finde løsninger, der både kan tilgodese landbrugserhvervets behov for at drive rentabelt landbrug og samtidig sikre så godt et vandmiljø, at vi kan opfylde kravene i EU’s Vandrammedirektiv. Problemstillingernes omdrejningspunkt handler om ferskvandets (dræn-, grund- og vandløbsvand) kvalitet.
Byens vandkredsløb og –kvalitet. Med den stigende urbanisering er der et presserende behov for at sætte fokus på vandkredsløbet og vandkvaliteten i byerne. Det handler om en analyse af samspillet mellem forureningskilder og vandkvalitet, samt fokus på prioriteringsværktøjer og løsninger, som tager hensyn til helheden i vandets kredsløb.
Forureningsstoffer i by og land. Et stort antal naturlige eller antropogene stoffer der kan påvirke menneskers sundhed udledes til vandmiljøet. Ud over klassiske kontaminanter som nitrat, phosphat, pesticider, og tungmetaller er der mange “nye” stoffer så som polyfluorerede stoffer, veterinære lægemidler, naturlige toksiner, surfactant-adjuvenanter, nanopartikler mm. – såkaldte “emerging contaminants” - hvor der er brug for viden og metoder”. EU har stort fokus på dette beredskab. Det er erkendt at kendte stoffer oftest kun forklarer 25 % af en vandprøves toksiske profil.
Teknologier til behandling af vand. Menneskelig aktivitet fører uundgåeligt til kontaminering af vand – og derfor er der et stort behov for nye intelligente, high-flow, høj-kapacitets og cost-effektive kemiske/biologiske teknologier til fjernelse af kontaminanter fra vandet så tæt ved kilden som muligt. Nye udfordringer ses I forbindelse med rensning af drænvand I det åbne land, og rensning af vand I forbindelse med ekstreme nedbørshændelser særligt I byerne (“urban flushes”).
3. Forskningsbehov
Der er behov for en stærk øget indsats omkring vandkvalitet. Det nuværende vandkvalitetskoncept er baseret på enkeltstoffer, og omend vi i dag ved, at langt flere toksiske stoffer er tilstede, indgår de ikke i vandkvalitetskonceptet. Der skal arbejdes med et moderne vandkvalitetskoncept der udnytter nye målemetoders potentiale, og som sætter fokus på det der reelt er toksisk og påvirker levende organismer. Der er således et stort uudnyttet potentiale for at måle kemiske og mikrobiologiske “fingerprints” af vand I dets mange anvendelser – hvilket har et stort potentiale I forhold til fremtidens kvantificering af vandkvalitet.
Der er et betydeligt behov for nytænkning og innovation m.h.t. vandrensning. Landvindinger indenfor membranteknologi, nanoteknologi, elektrokemi, mikrobiologiske metoder mm. kan udnyttes til vandbehandling/rensning. Der skal arbejdes på nye felter, herunder vandrensning I det åbne land, den enkelte husholdnings rensning (lukket vandkredsløb) ogo rensning I forbindelse med ekstrem regnvejrshændelser.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Kompetencerne indenfor vand ligger fordelt på flere fagmiljøer/institutioner. Der er brug for at understøtte forskningen på en sådan måde at det fulde potentiale høstet ved en tværgående indsats. En vigtig gruppe at inkludere er – ud over borgerne – også de store vandforbrugende industrier (ikke mindst fødevareindustrien) og landbruget, som er den sektor der p.t. er mest I vælten I forhold til erhvervet. Desuden er rådgiversektoren en markant spiller sammen med de offentlige aktører.
5. Danske forudsætninger
Danmark har en styrkeposition indenfor vandanalyse, vandrensning, modellering og vandforvaltning. Danmark har stor erfaring fra årtiers mangesidede arbejde med at beskytte en følsom grundvandsressource.
6. Mål, effekt og perspektiver
At kunne sætte nye standarder for vandkvalitet og hvordan dette kvantificeres, samt at kunne bidrage til nytænkning og innovation på området.
7. Kontaktperson
Peter E. Holm, peho@plen.ku.dk, 3533 2414
Hans Chr. Bruun Hansen, haha@plen.ku.dk, 3533 2418
Klima og Miljø - Arktisk klima og havvandstigning
1. Resumé
De arktiske områder har temperaturstigninger der er mere end to gange højere end den globale opvarmning. Det har store konsekvenser for Grønland og Færøerne og vil påvirke fiskeri og erhverv. Opvarmningen vil også medføre massetab fra Grønlands Indlandsis og den herfra kommende havvandstigning vil påvirke meget store dele af verdens befolkning i fremtiden.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
I de arktiske områder skal der ske en tilpasning til de ændrede levevilkår. Vinterisen vil reduceres og påvirke fiskeriet, men varmere sommertemperatur vil tillade mere landbrug i Sydgrønland. Reduktion af havisen vil føre til åbning af Polarhavet og har stor betydning for skibsfart. Tilbagetrækning af Indlandsisen vil afdække områder der kan indeholde vigtige ressourcer. Massetab fra Indlandsisen og de omkring liggende iskapper og gletsjere vil give en stor del af den havvandsstigning vil opleve i de næste 100 år. Havvandstigning vil have en global impact på alle der nu bore tæt på havet.
Da Danmark gennem Rigsfællesskabet med Grønland og Færøerne er en meget væsentlig aktør, er det vigtigt at vi markerer os stærk i de arktiske områder, hvor vi også har stor tradition for forskning.
3. Forskningsbehov
Danmark og Grønland har stærke traditioner for Arktisk klimaforskning. Undersøgelse af fortidens klima fra iskerner fra Indlandsisen kortlægger hvorledes tidligere perioder med varmere klima har påvirket Indlandsisen. Der er behov for undersøgelser af, hvorledes havets temperatur ændre sig og hvorledes fiskeriet påvirkes samt hvorledes havisen udvikler sig. Undersøgelserne skal støttes af Earth System modelleringer af havet, atmosfæren og isen for at forbedre prognoserne for hvad der kommer til at ske i vores fremtid.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Arktisk forskning kræver en del logistisk planlægning og infrastruktur i form af forskningsstationer, skibe og lufttransport. Denne infrastruktur sikrer, at forskningen kan se og også at de nødvendige lange observationsserier kan fremskaffes.
5. Danske forudsætninger
De danske forudsætninger for at markere sig stærk på den internationale forskningsscene er meget stærke. De danske forskningsmiljøer har tradition for Arktisk forskning og der findes et netværk af forskningsstationer på Grønland og Færøerne der understøtter forskningen.
6. Mål, effekt og perspektiver
Forskningsindsatsen indenfor Arktisk Klima og havvandstigninger vil have stor betydning både regionalt for befolkningerne på Grønland of Færøerne men også globalt i forbindelse med skibsruter og havvandstigninger.
7. Kontaktperson
Dorthe Dahl-Jensen, Niels Bohr Institutet, ddj@nbi.ku.dk, 3532 0556 (2289 4537)
Klima og Miljø - Arktisk landbrug
1. Resumé
Global opvarmning forventes at medføre negative konsekvenser for naturen og miljøet i Arktis. En temperaturstigning kan imidlertid have positive følger for udvikling af landbrug. For at kunne udvide landbrugsarealet og indføre nye afgrødeplanter er det imidlertid nødvendigt at undersøge jordbundsforholdene i nye dyrkningsområder, konsekvenser af jordbehandling og gødskning samt sundhed og ernæringsværdi af nye og allerede dyrkede afgrødeplanter.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
I Sydgrønland foregår allerede en betydelig kartoffelproduktion og dyrkning af grøntsager som kinakål, majroer og icebergsalat. Når temperaturen stiger, kan nye dyrkningsarealer længere mod nord tages i brug, og der er mulighed for at indføre nye højværdi afgrøder som f.eks. bær og grøntsager. Hvis dette skal lykkes er der imidlertid behov for en dybdegående analyse af jordbundsforholdene i de nye arealer samt at studere behovet for gødskning.
Mange steder kombineres planteavl med fårehold, og det er dér muligt at kombinere kunstgødning med fåregødning og evt. tang. Dyrkning af kartofler og andre afgrødeplanter er hidtil foregået med begrænset sædskifte og uden brug af pesticider, men til trods for, at plantepatogene svampe findes i jorden, er afgrøderne ikke behæftet med alvorlige sygdomme som f.eks. kartoffelskimmel.
Andre steder i Arktis f.eks. i Alaska, hvor temperaturen er lidt højere end i Grønland, er sygdomme i f.eks. kartofler et stort problem trods sprøjtning med pesticider. Hvis dyrkningen i Grønland intensiveres og temperaturen stiger, er der derfor et stort behov for at tilvejebringe viden om dyrkning af kartofler og andre afgrøder i Arktis og Subarktis, samt at forstå hvordan balancen mellem gavnlige jordbundsmikroorganismer og potentielle skadevoldere kan opretholdes.
3. Forskningsbehov
Jordbundsanalyser af nye, hidtil uopdyrkede arealer skal hjælpe med at udpege potentielt fordelagtige dyrkningsområder. Sammen med analyse af næringsindholdet i jorden skal der udarbejdes en plan for gødskning. Udbytte og næringsindhold i nye og allerede dyrkede afgrødeplanter undersøges. Studier af balancen mellem gavnlige mikroorganismer og skadevoldere skal afklare, om dyrkningen skal suppleres med brug af pesticider eller om ændret dyrkningspraksis kan opretholde den sunde balance mellem gavnlige og skadelige organismer.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Forskning i Arktisk landbrug kræver, at der i landbrugsområderne i Sydgrønland er den nødvendige infrastruktur i form af forskningsstation og både til transport mellem dyrkningsarealerne. I Upernaviarssuk findes Grønlands eneste forskningsstation i landbrug og gartneri med drivhuse og andet nødvendigt udstyr. Forskningsstationen i Upernaviarssuk kan forholdsvist let opgraderes, således at de indledende undersøgelser af jordbund, gødning og mikroorganismer kan foretages her. De mere krævende analyser foretages i laboratorier i Danmark.
5. Danske forudsætninger
Grønland, Danmark og USA har erkendt, at Arktisk landbrug er et indsatsområde, og har som følge heraf sat området på listen over ”Joint Committee Indsatsprojekter”. Der er således etableret et samarbejde mellem Universiteterne i København og Fairbanks, Alaska, inden for Arktisk landbrug.
6. Mål, effekt og perspektiver
Forskning i Arktisk landbrug vil have en stor og umiddelbar betydning både lokalt for den enkelte fåreholder og landbruger og for resten af befolkningen i Grønland, som sikres sunde, bæredygtige fødevarer.
7. Kontaktperson
Peter Stougaard, Institut for Plante- og Miljøvidenskab, psg@plen.ku.dk, telefon 3533 2609 / 3023 1784
Klima og Miljø - Klimaændringerne og det arktiske samfund
1. Resumé
Klimaændringerne i Arktis vil i de kommende år få væsentlig indflydelse på det grønlandske samfund og Rigsfællesskabet. Der er derfor behov for en integreret tværvidenskabelig indsats, som samlet og på tværs af natur- og samfundsvidenskab belyser klimaændringerne, deres effekt på den fysiske natur, økosystemerne og de levende resurser samt de affødte muligheder og udfordringer i relation til tilpasning og bæredygtig udvikling i Arktis og ikke mindst for det grønlandske samfund.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Grønland og Rigsfællesskabet kan i de kommende år se frem til en række udfordringer og muligheder som følge af de direkte og indirekte konsekvenser af klimaændringerne. De mulige direkte konsekvenser af klimaændringerne omfatter bl.a. (i) ændringer i de levende resurser og i adgangen til de ikke-fornybare resurser som følge af opvarmning og ændret sne-/havis-dække, (ii) ændringer i besejlingsforhold som følge af ændret havisdække, og (iii) ændrede funderingsforhold, som følge af smeltende permafrost. Til de indirekte konsekvenser hører bl.a. (i) ændring af den sikkerhedspolitiske situation og herunder Rigsfællesskabets geopolitiske betydning som følge af den vigende havis i Polhavet og globaliseringen af Arktis, (ii) ændrede erhvervsmuligheder i Grønland som helhed, i landets nye vækstområder og i de traditionelle fangersamfund, og (iii) socio-økonomiske konsekvenser forårsaget af ændret erhvervsstruktur. Hvis Grønland og Rigsfællesskabet skal være i stand til at tilpasse sig bæredygtigt til disse konsekvenser og skabe en konkurrencemæssig fordel i relation til de nye og ændrede erhvervsmuligheder, er der behov for en massiv og fokuseret tværvidenskabelig vidensopbygning.
3. Forskningsbehov
Siden starten af 1990’erne har langt størstedelen af den danske arktiske forskning handlet om klimaændringer og deres effekter på den fysiske natur og økosystemerne. Målet har været at sætte os i stand til at forstå en række komplekse processer for derved bedre at kunne forudsige klimaændringerne og deres effekter. Vi har i dag nogle meget avancerede klimamodeller, vi begynder at forstå, hvordan klimaændringerne vil påvirke Grønlands indlandsis, havisen og permafrosten, og vi har et ret godt indblik i en lang række af de mekanismer, som på kryds og tværs af økosystemerne vil påvirke planterne og de mindre dyr i havet og på land i et varmere klima. Vi begynder også så småt at forstå, hvordan disse ændringer i økosystemerne og den fysiske natur i sig selv vil kunne påvirke klimaet.
I de seneste cirka ti år er klimaændringerne begyndt i væsentligt omfang at påvirke Arktis og herunder Grønland. Isen i Polhavet smelter meget hurtigere, end vi troede muligt for blot få år siden, og dette har haft en lang række uventede konsekvenser. Verdens øjne er blevet rettet imod Arktis blandt andet på grund af nye kommercielle muligheder indenfor eksempelvis råstofindvinding, fiskeri, turisme og søtransport. Samtidig er den sikkerhedsmæssige/geopolitiske situation ændret, fordi Polhavet, som tidligere var mere eller mindre utilgængeligt, nu ligger åbent i store dele af året. Lokalt i Grønland er klimaændringerne så småt begyndt at påvirke erhvervslivet, blandt andet igennem ændrede muligheder for fiskeri, fangst, besejling, turisme og råstofindvinding. Politisk har dette i Grønland blandt andet medført en tro på muligheden af en snarlig selvstændighed.
På trods af de sidste cirka tyve års klimarelateret forskning i Arktis, er vi i dag fortsat kun i meget begrænset omfang i stand til at forudsige og vurdere de samfundsmæssige/socio-økonomiske muligheder og udfordringer, som klimaændringerne vil resultere i for Grønland og resten af Arktis. Der er derfor behov for en intensiveret arktisk forskning, og der er behov for en arktisk forskning, som i højere grad end hidtil skaber link hele vejen fra klimaændringerne, over den fysiske og levende natur, til konsekvenserne for de folk, som lever i området. Dette kræver et bredt samarbejde på tværs mange forskellige forskningsdiscipliner indenfor såvel det naturvidenskabelige område som det samfundsvidenskabelige og sundhedsvidenskabelige område.
I de internationale forskningsstrategier fokuseres der i dag meget mere end tidligere på behovet for forståelse af udfordringerne og mulighederne af klimaændringerne for de relevante interessenter både lokalt, regionalt og internationalt. De relevante interessenter er i sidste ende befolkningerne i de berørte områder, men blandt de vigtige interessenter er også det private erhvervsliv og den offentlige sektor.
De nye internationale prioriteringer for forskningen i det arktiske område ses blandt andet i rapporten ’Integrating Arctic Research – a Roadmap for the Future’, udgivet i 2016 af International Arctic Science Committee (IASC), samt i prioriteringerne i EU Horison2020’s arktiske dimension. Også Arctic Council prioriterer vidensopbygning mht. bæredygtig udvikling og tilpasning i Arktis, blandt andet via sine arbejdsgrupper AMAP, CAFF, EPPR, PAME og SDWG. Nationalt peger den udenrigs- og sikkerhedspolitiske redegørelse af Peter Taksøe-Jensen fra maj 2016 på mulighederne for igennem forskning i klimaændringer og arktiske forhold ’at styrke bidraget til den globale klima- og miljøforskning, styrke sin arktiske profil internationalt og bidrage til en lokal og bæredygtig vækst i Grønland’. Også i kongerigets arktiske strategi for 2011-20, udgivet af Udenrigsministeriet i 2011, peges der på forskning som en central komponent i den udvikling, der på sigt og på et bæredygtigt grundlag skal skabe nye muligheder for den arktiske befolkning.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
En strategisk arktisk forskningsindsats skal favne bredt. Der er behov en grundvidenskabelig styrkelse af vores viden om klimaændringer og deres betydning for økosystemerne og de levende resurser, der er behov for en anvendelsesorienteret forskning for at forberede bl.a. en bæredygtig tilpasning til klimaændringerne og globaliseringen samt en mulig indvinding af de ikke-fornybare resurser, og der er behov for en mere teknisk orienteret forskning, som kan sætte os, og herunder erhvervslivet i Danmark og Grønland, i stand til at udnytte fordelene og reducere ulemperne ved klimaændringerne til gavn for Rigsfællesskabet.
I en international sammenhæng er Rigsfællesskabets arktiske forskning af meget høj kvalitet men karakteriseret ved, at være spredt på mange forskellige institutioner i Danmark og Grønland. En integreret strategisk forskningsindsats vil derfor fordre mekanismer, som sikrer en koordineret indsats på tværs af de bedste forskningsmiljøer ved forskningsinstitutionerne; evt. suppleret med en fælles varetagelse af den relativt komplicerede logistik, som er et vilkår for meget arktisk forskning. Det er samtidig vigtigt at sikre en inddragelse af de relevante interessenter, herunder den offentlige sektor og erhvervslivet, særligt i den mere anvendelsesorienterede og tekniske forskning.
Der er i Grønland og Danmark et massivt behov for uddannelse af fremtidens arktiske specialister. Det er derfor vigtigt, at et arktisk FORSK2025-tema i videst muligt omfang integrerer eller understøtter uddannelse på mange forskellige niveauer ved egne initiativer og/eller i samarbejde med en bred vifte af undervisningsinstitutioner i Danmark og Grønland. En koordineret indsats vedr. dette er taget på tværs af de højere læreanstalter i Danmark og Grønland, og en kobling imellem disse nye undervisningstilbud og en strategisk forskningsindsats med fokus på de relevante nye problemstillinger vil derfor være helt oplagt. En styrkelse af de højere læreanstalter i Grønland kunne f.eks. ske ved etablering af mere koordinerede forsknings- og undervisningsinitiativer både i Nuuk og i det nye vækstområde omkring Ilulissat i Disko Bugt.
5. Danske forudsætninger
Danske og grønlandske forskningsinstitutioner har sammen ekspertise på meget højt internationalt niveau vedr. klimaændringer i Grønland og deres effekt på Indlandsisen, den fysiske natur og de marine og terrestriske økosystemer, både i en anvendelsesmæssig og en grundvidenskabelig kontekst. Der findes endvidere spredte og stærke forskningsgrupperinger i Grønland og Danmark, som arbejder med mere samfundsmæssige forhold relateret til klimaændringer og generelle udviklingsproblemer. Der er behov for at bringe disse grupperinger sammen på tværs af natur- og samfundsvidenskab, og der er behov for at styrke den socio-økonomiske forskning i erhvervsudviklingens konsekvenser, for at kunne skabe en samlet forståelse af klimaændringerne, hele vejen fra effekterne på den fysiske natur og økosystemerne og til konsekvenserne for befolkningen og virksomheder i Grønland.
Der er en del større og mindre forskningsinitiativer i Danmark og Grønland, som arbejder på tværs af natur-, samfunds- og sundhedsvidenskab, men etablering af et egentlig integreret forskningsmiljø på tværs af universiteter og i samarbejde med erhvervslivet og den offentlige sektor vil kræve en markant strategisk indsats og tilførsel af nye strategiske forskningsmidler.
Der er siden midten af 1990’erne sket en kraftig udbygning af forskningsinfrastrukturen i Grønland, væsentligst på basis af private fondsmidler. I Nuuk har den lokale universitetspark med Grønlands Universitet og Grønlands Naturinstitut stort set været under langsom udbygning i hele perioden, der er etableret forskningsstationer i de øde dele af Grønland ved Zackenberg og Station Nord, og der er p.t. flere planer om at forbedre forskningsinfrastrukturen i Disko Bugt, blandt andet ved lokal etablering af et Isfjordscenter i Ilulissat.
Samtidig satser de danske og grønlandske forskningsinstitutioner massivt på mulighederne i den arktiske forskning, og der er på tværs af forskningsinstitutionerne, blandt andet i regi af ’Forum for Arktisk Forskning’, etableret en lang række samarbejder, som sigter imod samlet at løfte opgaven mht. relevant vidensopbygning omkring klimaændringerne i Arktis og deres effekt på den fysiske natur, den levende natur og menneskene, som lever der. Der er således gode forudsætninger for at igangsætte en markant forskningsindsats på tværs af fag og universiteter, og den nødvendige infrastruktur er i det store hele på plads.
6. Mål, effekt og perspektiver
Grønland oplever i disse år meget store omvæltninger, bl.a. som følge af klimaændringerne. Klimaændringerne kan føre til forbedrede muligheder for bl.a. fiskeri, besejling og råstofudvinding. Det overordnede mål for indsatsen er, at disse ændringer håndteres på en sådan måde, at de bliver til gavn for Grønland og Rigsfællesskabet. Men, en proaktiv og bæredygtig udnyttelse af mulighederne fordrer en bedre kvantitativt såvel som kvalitativt funderet forståelse af de kommende ændringer og deres betydning for de levende resurser, infrastrukturen og samfundet.
En øget vidensopbygning på dette område vil være til gavn for både den offentlige sektor og det private erhvervsliv, da begge har behov for et konkret vidensgrundlag for dels at kunne drage fordel af de positive effekter af klimaændringerne og omsætte disse kommercielt og dels at kunne tilpasse sig til de negative effekter af klimaændringerne og reducere omkostningerne i forbindelse hermed.
En lang række private og offentlige initiativer i Grønland er allerede med til at understøtte den udvikling. Nuuk har i flere år været i meget markant vækst, blandt andet som følge af de nye muligheder i Grønland, og i Disko Bugt giver blandt andet den vigende havis og udsigten til snarlig etablering af en ny Atlantlufthavn grobund for en række offentlige og private initiativer indenfor bl.a. fiskeri, turisme, bygge- og anlægsvirksomhed samt råstofefterforskning.
Eksempelvis planlægges der pt. etablering af 400 nye hotelværelser i Ilulissat, og en lang række små og store erhvervsinitiativer er i støbeskeen. Disse positive perspektiver og vækstpotentialer fordrer understøttelse via en målrettet og tværvidenskabelig forskningsindsats, som både favner klimaændringerne og deres effekter, de socio-økonomiske udfordringer og muligheder samt de nye bæredygtige erhvervsmuligheder.
7. Kontaktperson
Professor og Institutleder Claus Beier, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet, e-mail: cbe@ign.ku.dk, tlf.: +45 93565244
Professor og Centerleder Bo Elberling, Center for Permafrost, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet, e-mail: be@ign.ku.dk, tlf.: +45 35322520
Professor Niels Fold, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet, e-mail: nf@ign.ku.dk, tlf.: +45 35322561
Chefkonsulent Morten Rasch, Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, Københavns Universitet, e-mail: mras@ign.ku.dk, tlf.: +45 23227109
Klima og Miljø - Nuuk som arktisk forskningshub
1. Resumé
Den voksende internationale interesse for Arktis kommer til udtryk i mange forskellige typer af aktiviteter, hvoraf de fleste i et eller andet omfang har en geopolitisk motivation. Gennem det seneste århundrede har omverdenens ageren i Arktis været domineret af forskningsaktiviteter, og i langt mindre grad af ressource prospektering eller udnyttelse.
Danmarks vej til Arktisk er tæt forbundet med Grønland og et tættere fællesskab i riget gennem en fælles dansk/grønlandsk forskningssatsning kan både styrke Danmarks forskningsposition på det arktiske område og samtidig skabe ny udvikling i Grønland. Danmark har en klar interesse i at understøtte udviklingen af forskning og uddannelse i Grønland. En mulig vej derhen kunne være et fælles grønlandsk/dansk initiativ om at gøre Nuuk til en arktisk science-hub.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Den danske forskning i Arktis har primært fokuseret på Grønland. På linje med de fleste andre landes forskning, har dansk forskning primært haft Grønland som case – for klimaforandringer, for social udsathed, for geologiske eller biologiske fænomener etc. – og har ikke fokuseret meget på at aktivere forskningen ind i det grønlandske samfund. Flere danske universiteter og fonde har gennem tiden investeret i forskningsstationer i Grønland, men disse ligger næsten alle langt fra de grønlandske byer, og har derfor meget lidt vekselvirkning med det grønlandske samfund. I de senere år er der eksempler på fondsinvesteringer i centerlignende konstruktioner i Nuuk og i Sisimiut, som potentielt kunne havde haft en rolle i forhold til samfundsudvikling og kompetenceopbygning. Men disse investeringer er altid tidsmæssigt afgrænsende, og der sker derfor kun begrænset vidensopbygning i Grønland. Forskningen er altså ikke blevet forankret permanent i det grønlandske samfund og bidrager derfor heller ikke til en varig værdiskabelse for Grønland.
Island og Færøerne har oplevet stor økonomisk vækst gennem modernisering og diversifikation af erhvervsstrukturen. I begge lande er denne udvikling baseret på et højt uddannelsesniveau og massive offentlige og private investeringer i forskning. Uddannelsesniveauet i Grønland er katastrofalt lavt, og andelen af BNP der investeres i forskning er størrelsesordener mindre end i resten af Norden. Dette er den vigtigste barriere for økonomisk og social udvikling i Grønland.
3. Forskningsbehov
Vi forslår derfor, at Danmark investerer i at opbygge fælles Dansk-Grønlandsk forskningsinfrastruktur i Nuuk som er center for videregående uddannelser i Grønland med institutioner som Ilisimatusarfik (Grønlands Universitet), Pinngortitaleriffik (Grønlands Naturinstitut), Grønlands Klimaforskningscenter, Asiaaq (Grønlands Forundersøgelser), Nunatta Katersugaasivia (Grønlands Nationalmuseum & Arkiv) og Groenlandica (Grønlands Nationalbibliotek). Forskninghsinfrastruktur skal ikke opfattes snævert som feltstationer eller laboratorier, men i høj grad også gæsteforskerboliger, informationsinfrastruktur og biblioteksadgang.
Norge har oprettet universitetscenteret UNIS på Svalbard, som en markant del af deres arktiske satsning. Et forsknings”hub” i Nuuk vil adskille sig markant fra UNIS, dels ved en bredere forskningsprofil, der bl.a. omfatter, sprog, kultur, samfund, journalistik, sundhed fiskeribiologi og oceanografi, dels ved at vekselvirke direkte med et arktisk samfund og medvirke til lokal kompetenceopbygning og samfundsudvikling.
Af praktiske og legitimitetsmæssige årsager går Danmarks adgang til Arktis gennem Grønland. En forskningshub med dansk deltagelse - fysisk forankret i Grønland - vil være en naturlig base for Dansk forskningstilstedeværelse i Arktis. Herfra er der umiddelbar adgang til en række faciliteter, så som: Igangværende moniteringsprogrammer i Nuukområdet. En unik samling af historiske data, inden for fiskeribiologi, klima, kultur- og samfundsforhold og sundhed. En stor logistikplatform med bl.a. forskningsskibe, laboratorier, feltstationer, fly- & helikopterkapacitet, forskerindkvartering og hoteller. Feltarbejdsmuligheder inden for alle videnskabsgrene, herunder naturvidenskab, samfundsvidenskab, sundhedsvidenskab, jura, teologi og humaniora. Gode muligheder for kobling til aftagererhverv indenfor bl.a. turisme, fødevarer og mineralske råstoffer.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Udover at styrke erhvervsudviklingen og sikre en bedre udnyttelse af landets ressourcer, vil styrkelse af vidensinstitutioner i Grønland øge sandsynligheden for at Grønland tager policy-beslutninger på et vidensmæssigt velfunderet grundlag. Når man tager Grønlands geostrategiske placering i betragtning er det særligt vigtigt, at landet kan tage beslutninger, som ikke svækker landets anseelse eller spillerum, endsige bringer Rigsfællesskabet i fare, hverken på kort eller lang sigt.
5. Danske forudsætninger
Danmark har en klar interesse i at understøtte udviklingen af forskning og uddannelse i Grønland. En mulig vej derhen kunne være et fælles grønlandsk/dansk initiativ om at gøre Nuuk til en arktisk science-hub. Der er allerede i dag et fundament at bygge på, men hvis det for alvor skal lykkes, vil et reelt samarbejde mellem Danmark og Grønland formentlig være en forudsætning. Der er stor vilje til at indgå i sådan et samarbejde i de grønlandske institutioner og i departementet for uddannelse.
Behovet for forskningsinfrastruktur uden for de beboede dele af Grønland, primært i Nord- og Østgrønland kunne eventuelt dækkes som et led i suverænitetshåndhævelse og overvågning ved at oprette mobile midlertidige forskningsstationer. Det kunne være i form af et forskningsskib som hvert år kan ligge i en ny region, eller ved oprettelse af STOL landingsbaner og teltlejre. I begge tilfælde kunne logistikken varetages af fastboende grønlandsk personel, således at denne rigsfællesskabsaktivitet er forankret i Grønland.
6. Mål, effekt og perspektiver
Der er et betydeligt potentiale i at styrke den danske forskningsindsats i Grønland på en måde, så forskningen bidrager til at styrke den økonomiske og sociale udvikling af Grønland. Grønland og Danmark har gennem de seneste årtier oplevet en stigende grad af splittelse i politisk anskuelse af Rigsfællesskabet. Samtidig er der, paradoksalt nok, sket en løbende tilpasning af det grønlandske samfund til den danske samfundsmodel. I samme periode er ulighed i levevilkår, uddannelsesniveau og adgang til sundhedsydelser vokset mellem Danmarks og Grønland, således at den grønlandske befolkning oplever et stigende efterslæb i forhold til Danmark. Upåagtet at dette langt hen ad vejen skyldes politiske beslutninger taget i Grønland og selvstyrets forvaltning af de hjemtagne områder, er den stigende ulighed en destabiliserende faktor i forhold til Rigsfællesskabet.
En faktor som kunne virke stabiliserende, men som i vidt omfang er fraværende, er fælles løsning af reelle praktiske opgaver til gavn for hele rigsfællesskabet, og tilstedeværelsen af rigsfællesskabsinstitutioner i Grønland. Oprettelsen af Arktisk Kommando med hjemsted i Nuuk er et godt eksempel på en fællesinstitution, som er vellidt og bidrager til den grønlandske samfundsøkonomi.
7. Kontaktperson
Professor Minik Thorleif Rosing, Statens Naturhistoriske Museum, KU. Tlf.: +4535322368; E-mail: minik@snm.ku.dk
Klima og Miljø - Byernes nye rolle i fremtidens globale samfund
1. Resumé
Verdens byer er dér, hvor fremtidens økonomiske, sociale og klimamæssige udfordringer komme til at udfolde sig og hvor løsningerne skal implementeres. Det gælder både i Danmark og Vesten, hvor byerne primært er under transformation og i fx Asien og Afrika, hvor byerne vokser med hidtil uset hast. Derfor kræves der viden om de processer, som skaber udfordringerne, bl.a. omkring jobskabelse, erhvervsudvikling, migration, demografi, segregation og klimatilpasning, og om hvordan planlægning og udvikling af attraktive byer kan medvirke til at løse disse udfordringer.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Den stigende urbanisering har ført til at byerne i højere grad end tidligere er blevet de steder, hvor de samfundsmæssige udfordringer og konflikter kommer til udtryk og hvor løsningerne på disse udfordringer skal implementeres, hvis et moderne velfærdssamfund skal opretholdes og der skal skabes ny økonomisk udvikling, der tilpasser sig de ændrede grundvilkår. Udfordringerne er mange, men væsentligt er bl.a., hvordan byerne kan sikre fremtidens vækst og udvikling og skabe attraktive rammer om borgernes hverdagsliv, også i tider hvor de udfordres af klimaændringer eller økonomisk krise. Det handler om at skabe resiliente byer. Det gælder byer i vækst, men også byer som er under omdannelse eller ligefrem i tilbagegang.
Økonomisk handler det om erhvervsudvikling, innovation og jobskabelse, om den have den nødvendige arbejdskraft og de rette kompetencer til at understøtte videnssamfundet. Det handler om en ændret demografi, hvor byer som f.eks. København udfordres af færre erhvervsaktive på lang sigt, men andre byer har en overvægt af unge. Socialt er der risiko for stigende polarisering, social uro og segregation bl.a. med baggrund i en øget migration. Miljømæssigt handler udfordringerne om at sikre ressourceeffektive byer og forholde sig til klimatilpasning både på kort og land sigt. Adgang til sunde, attraktive boliger, gode byrum og grønne områder, og et effektivt transportsystem er essentielt for byernes økonomiske udvikling og befolkningens trivsel og sundhed, og der er gode muligheder for at kombinere med grønne klimatilpasningsløsninger. De mindre byer og landsbyer, ikke bare i udkantsområderne, har ganske særlige problemer. Løsninger kunne pege i retning af en udvikling på baggrund af stedbundne ressourcer, et bedre samspil med de større byer og de omkringliggende landområder.
Planlægning og bypolitik står således både med en række dilemmaer og store udfordringer omkring sammenhængen mellem vækst, attraktive byer og klimatilpasning. Dette er ikke kun danske eller europæiske byer, men også byer andre steder i verden inklusive det globale syd – løsningerne og omfanget kan være forskelligt, men mange af udfordringerne er de samme.
3. Forskningsbehov
Grundlæggende er der et behov for at præcisere, hvad byernes nye rolle består i. Hvorfor er det på denne geografiske skala at mange af samfundets udfordringer og konklifter skal finde løsning? Dette kræver indsigt i de samfundsmæssige processer, som er med til at ændre byernes rolle især i forbindelse med sammenhængen mellem vækst og udvikling og attraktive byer med fokus på hverdagslivet.
Der er behov for at forstå byernes rolle/position i det globale samfund, hvordan globaliseringen påvirker byerne især i forbindelse med den økonomiske og sociale udvikling herunder en stigende økonomisk, social og geografisk ulighed, migration og ændret demografi.
Der er et behov for at forstå den komplekse sammenhæng i byerne mellem økonomisk vækst, attraktive bymiljøer og borgernes hverdagsliv. Hvilke konsekvenser har udvikling af videnssamfundet for byernes muligheder i den globale konkurrence og hvad er sammenhængen til erhverv og arbejdskraft? Byliv betaler sig i form af højere grundværdier, og byer med en stor talentmasse klarer sig bedre end andre. Mange byer investerer i gode offentlige byrum, bæredygtige og effektive transportløsninger og grøn struktur som et led i at være attraktive. Men hvordan er sammenhængen i bredere forstand mellem bymiljøernes kvalitet, det hverdagsliv den tilbyder borgerne og dens attraktivitet for talent nationalt og internationalt?
Der er behov for bedre at forstå byernes rolle i klimatilpasningen, og om hvordan denne tænkes i sammenhæng med byernes generelle udvikling. Hvor sikres resiliente, ressourceeffektive og klimatilpassede byer på lang sigt? Hvilke tiltag er relevante på denne geografiske skala? I denne sammenhæng er endvidere by land-relationen vigtig, da land, som by i disse år er under stærk forandring. Bynære landområder bliver bosætningssted for nye befolkningsgrupper og der opstår pendlerlandsbyer, hvor beboerne er væk i dagtimerne. Landområderne i udkanterne affolkes med mange tomme huse til følge. Det udfordrer på sigt opretholdelse af livet i landområderne og de mindre bebyggelser. Der er et behov for i højere grad at få en forståelse af transformationen af de bynære landområder og deres rolle i byudviklingen og klimatilpasningen.
Bypolitik og byplanlægning er fællesskabets og samfundet måde at guide byernes udvikling. Den regulerende fysiske planlægning, som den fx kommer til udtryk i planlovssystemet, er under pres i Danmark, og samtidig arbejder mange kommuner innovativt med strategisk og inddragende planlægning. I tredje verdens byer bruges der mange ressourcer på at udarbejde store byplaner, som aldrig implementeres. Både i Danmark og globalt er der derfor behov for at undersøge, hvilke typer planlægning der særligt kan understøtte individets udfoldelse inden for fællesskabets rammer, hvordan de bedst skabes og implementeres gennem ’good governance’.
4. Danske forudsætninger
I Danmark er der et solidt grundlag for at analysere byernes nye rolle ikke kun i Danmark, men globalt inklusive erfaringer med komparative studier. Der er stærke forskningsmiljøer, særligt på KU, AAU, RUC og arkitektskolerne. Tre stærke miljøer (KU, AAU og Arkitektskolen Århus) har siden 2004 været samlet i Center for Strategisk Byforskning (http://byforskning.ku.dk/), som har initieret og gennemført tværdisciplinær forskning om den samtidige byudvikling i relation til erhverv, boliger, bymiljø og planlægning. På alle miljøer undervises der ligeledes i byrelaterede emner.
5. Mål, effekt og perspektiver
En forøget forskningsindsats inden for dette område vil klart være afgørende for at forstå byernes nye rolle i et dansk og globalt perspektiv, som de steder hvor mange af samfundets store udfordringer vil udspille sig og derfor også i højere grad løses. Forskningen vil kunne pege på konsekvenserne af udfordringerne for samfundet, hvad enten vi taler om jobskabelse, byrum, ressourceeffektivitet eller klimatilpasning og medvirke til at pege på løsningsmulighederne. Fremtidens vækst og velfærd afhænger bl.a. byernes evne til at løfte disse opgaver.
I et globalt perspektiv vil denne forskningsindsats også bidrage til forståelsen af konsekvenserne af den mangel på planlægning, der karakteriserer mange af ulandenes hurtigt-voksende storbyer og forøge den forskningsmæssige basis for Dansk rådgivning.
6. Kontaktperson
Gertrud Jørgensen. Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, KU. gej@ign.ku.dk 35331828
Lasse Møller-Jensen. Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, KU. lmj@ign.ku.dk 35322566
Lars Winther. Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, KU.
lw@ig.ku.dk 35322554
Klima og Miljø - Emissionsbaseret regulering af planteproduktion
1. Resumé
Større pres på fødevareproduktionen pga. klimaændringer og andre globale trends fører til stigende fokus på optimering af både produktion og miljøeffekter. Et reelt skifte til produktionseffektivt emissionsbaseret regulering af landbruget kræver, at landmænd og deres rådgivere i langt højere grad end i dag udstyres med realtids-måledata, it-værktøjer og beslutningsstøtte til optimale handlinger og virkemidler på mark, bedrift- og oplandsskala.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Der forventes et stigende behov for fødevarer på internationalt marked samtidigt med, at klimaforandringerne i stigende grad påvirker landbrugsproduktionen i Nordafrika og Sydeuropa negativt, og også giver udfordringer her. Der bliver stigende krav om, at EU’s betydelige biomassefodaftryk uden for EU’s grænser bør begrænses. Implementeringen af stramme miljømål i EU-lovgivningen begrænser produktionsmulighederne og innovationen mht. til at finde løsninger. Samfundsudfordringen ligger i, at balancere vores interne miljømål med vores globale påvirkning og at medvirke til at sikre den globale føde-varesikkerhed. Natur-og landbrugskommissionen anbefalede at basere regulering på lokalt målte værdier af udledning, så snart som teknologi bliver tilgængelig. Emissionsbaseret udledning efter ”industriel” model lægger ansvaret for valg af metoder til at opnå de specificerede emissioner på lodsejerne og deres rådgivere, der får et stort behov for yderligere viden og beslutningsstøtteværktøjer.
3. Forskningsbehov
En af de væsentligste årsager til N tab i moderne optimeret planteproduktion er, at jordens egen N forsyning varierer betydeligt indenfor den enkelte mark, hvorfor gødningstildelingen i dele af marken bliver supra-optimal, med eksponentielt stigende tab til følge. Forudsigelse/måling af variation i N forsyning fra jorden ved hjælp af nye spektroskopiske metoder (NIR, FTIR-PAS etc.), og kombination af dette med dette med eksisterende positionsspecifik viden om jordbund og løbende monitering af afgrødens biomasse og N optag (sensorer, satellit-data) er essentielt. Kvælstoffjernelsen fra mark til vandmiljø er også heterogent fordelt, og målinger i vandmiljø repræsenterer oftest et mix af arealer med forskellig udvaskning og kvælstoffjernelse. Omlægning til et emissionsbaseret reguleringssystem stiller krav til 1) billige og robuste online realtidsmålinger af næringsstofkoncentrationer i planter, (jord) og vandmiljø på relevante skalaer. 2) it-løsninger, der bearbejder og sammenholder information fra forskellige datakilder (vejrstationer, managementdata, satellitter/droner, jordinformation, landbrugsmaskiner, næringsstof-målinger) og omsætter det til management-relevant information (mark, bedriftsskala), 3) nye innovative metoder til at sikre tilgængelige næringsstoffer korrekt fordelt i tid og rum og fjernelse af næringsstoffer, der har forladt rodzonen, 4) Beslutningsstøttesystemer, organisationsformer og finansieringsmodeller, der hjælper lodsejere til at identificere problemarealer og tage beslutninger om optimale driftsformer og virkemidler på oplandsskala), og 5) fortsættelse af forskning i og kortlægning af de tilgrundliggende processer, der påvirker næringsstofbalancerne. Dette punkt inkluderer yderligere viden om redoxforhold og effekter af vådere forhold som følge af klimaændringer.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Der er behov for igangsætning af pilotprojekter, hvor forskellige koncepter kan udvikles af afprøves i en relevant skala med lodsejere og i samarbejde med landbrugets vidensinstitutioner og organisationer. Indsatsen skal være tværfaglig, og dele af den kan bygge videre på igangværende forskning som f.eks Innovationsfondsprojektet ”Future Cropping”. Det forudses, at stigende miljøkrav i vore nabolande vil gøre den genererede viden attraktiv også uden for Danmarks grænser.
5. Danske forudsætninger
Vi har indgående kendskab til de overordnede parametre der kontrollerer N omsætning og tilgængelighed i Danmark, samt relativt avancerede og velfungerende agro-økosystemmodeller som Daisy og derfor et godt udgangspunkt for at kunne forbedre forudsigelsen af N tilgængelighed. Desuden er der et godt samarbejde mellem universiteter og landbrugets vidensinstitutioner.
6. Mål, effekt og perspektiver
Med nye spektroskopiske metoder (NIR, FTIR-PAS etc.) til at bestemme variation i N forsyning fra jorden skabes de informationer, der skal til, for at kunne gøde økonomisk såvel som miljømæssigt optimalt i hvert enkelt punkt i marken. Dermed vil landbrugets planteproduktion kunne øges og den miljømæssige belastning samtidig nedbringes, sådan at produktivitet og belastning afkobles.
Beslutningssystemer, der bidrager til hele tiden at give mulighed for at tage de rigtige driftsmæssige beslutninger (efterafgrøde/mellemafgrøde, næste afgrøde i sædskiftet, pletdræning af kritiske områder osv.) bidrager ligeledes til denne afkobling. Beslutningsstøtte til grupper af lodsejere sigter på identifikation af og fælles løsninger for sårbare områder, placering af forskellige former for vådområder og lignende tiltag til begrænsning af den fælles emission. Alle disse indsatser vil have betydning dels for landbrugets rentabilitet og sikring af en stabil høj produktion med minimale miljøeffekter, men vil også give mulighed for teknologieksport, både inden og uden for EU.
7. Kontaktperson
Prof. Lars Stoumann Jensen, lsj@plen.ku.dk, 2122 2039
Klima og Miljø - Recirkulering af ressourcer og betydning i en cirkulær økonomi
1. Resumé
Øget recirkulering og udnyttelse af vigtige ressourcer (plantenæringsstoffer, bioaktive komponenter, energi) i samfundets affaldsstrømme er helt afgørende for en mere bæredygtig udvikling. Prioritering af forskning og udvikling i såvel de bio-fysisk-tekniske som socio-økonomiske aspekter ved dette vil være helt central for at udvikle denne del af en mere cirkulær økonomi for mere bæredygtige samfund.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
En lang række af de materialer og grundstoffer vi benytter os af i et moderne industrialiseret samfund er begrænsede ressourcer, af fysiske, miljømæssige og/eller økonomiske grunde. Af særlig interesse er de grundstoffer der indgår i planter og dyr; disse kan ikke substitueres (som fx kobber i elektronik) og vores fortsatte fødevare- og biomasseproduktion er helt afhængige af at vi kan forsyne vore afgrøder med dem. Samtidig belaster vi vores miljø med et overskud af især kvælstof og fosfor, som gør at disse pt. overskrider de såkaldte ’planetary boundaries’ flere gange.
3. Forskningsbehov
Derfor er der et evident behov for at udvikle principper, metoder, teknologier og systemer til recirkulering af ressourcer i samfundets affaldsstrømme, især fra landbrugets husdyrgødning og byernes spildevand og faste affald.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Vigtigt at indsatsen udvikles tværdisciplinært mellem forskningsmiljøer/grupper indenfor agronomi, ingeniør og økonomi.
5. Danske forudsætninger
Danmark har internationalt meget stærk position på forskning i affaldshåndtering, jordbrugssystemer og miljø, og kan derfor udvikle et unikt potentiale på dette felt.
6. Mål, effekt og perspektiver
Dette vil være af afgørende betydning for udvikling af en cirkulær økonomi, og vil kunne bidrage til skabelse af mange ”grønne” jobs og økonomisk basis for fremtidens velfærd.
7. Kontaktperson
Professor Lars Stoumann Jensen, lsj@plen.ku.dk, 2122 2039