AU kursuskatalog arkiv

Analyse og management af agroøkosystemer på regionalt niveau ( forår 2010 - 15 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: engelsk (eller dansk)
• Niveau: Kandidat kursus, obligatorisk
• Semester/kvarter: 2. semester, 1. og 2. kvarter
• Timer per uge: 4-8 lectures/exercises per week. Required programme: Participation in exercises and project-based group work. Field trips.
• Deltagerbegrænsning: 24.
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 21877

Formål

Formålet med kurset er at give de studerende teoretisk og praktisk indsigt i temaer og data, der er lagret i Geografiske InformationsSystemer (GIS) og nationale overvågningsdata, der bruges til belastningsanalyser af forureningen af overfladevand under EU’s vandrammedirektiv på oplands- eller regionalt niveau. Dette omfatter en vurdering på landskabsniveau af vekselvirkningerne mellem jordbrugsproduktion, forskellige former for tab af næringsstoffer og de økologiske virkninger. De studerende vil få teoretisk og praktisk indsigt i funktion og anvendelse af forskellige hydrologiske modeller og næringsstofmodeller, der kan anvendes som redskaber til analyse af den aktuelle tilstand of det terrestriske og akvatiske miljø inden for danske vandløbsoplande og regioner. Desuden vil der blive draget paralleller til udvalgte eksempler fra andre EU-lande. De studerende vil få teoretisk og praktisk indsigt i de metoder, der bruges til at vurdere de økologiske forhold i overfladevand, de væsentligste belastninger på overfladevand og enkle sammenhænge mellem abiotiske variable og biotiske indikatorer. De studerende vil også opnå teoretisk og praktisk indsigt i indholdet af en række virkemidler, der kan tages i brug i vandområdeplaner til at etablere gode økologiske forhold i vandmiljøet.

Læringsmål

Ved afslutning af kurset forventes de studerende at have:

• Praktisk indsigt i information, der er lagret i GIS og som bruges til analyse af stofstrømme (tab, transport og optagelse) fra marker til overfladevand.
• Forståelse af betydningen af omfang i miljøanalyser.
• Teoretisk og praktisk indsigt i stofstrømme i luft, jord og vand spændende fra målemetoder, måledesign, beregning af stofstrømme og metoder til kildeopsplitning.
• Teoretisk og praktisk indsigt i forskellige metoder til analyse af hydrologien i afstrømningsområder og til opsætning og kalibrering af afsætnings-/afstrømnings-NAM-modellen.
• Teoretisk indsigt i forskellige modeller (empiriske; processtyrede) til analyse af stofstrømme i afstrømningsområder.
• Teoretisk og praktisk indsigt i værktøjer til risikoanalyse af kvælstof- og fosfortab til grund- og overfladevand i vandområder – viden om anvendelse af den empiriske udvaskningsmodel NLES og værktøjer til kortlægning af kvælstof- og fosforrisici.
• Praktisk indsigt i udvikling af vandområdeplaner, der anvender og implementerer en række virkemidler, herunder såvel ændringer i dyrkningsmetoder som ændringer i anvendelsen af landområder og naturgenopretning (randzoner, vandløbsgenopretning, vådområder m.v.).
• Praktisk indsigt i at anvise socioøkonomiske løsninger til minimering af påvirkninger fra jordbrugsproduktion på det terrestriske og akvatiske miljø.
• Praktisk indsigt i analyse af det akvatiske miljøs påvirkning, tilstand og betydning.
• Praktisk indsigt i metoder og værktøjer til vurdering af den økologiske kvalitet af det akvatiske miljø.

Indhold

De studerende vil blive introduceret til relevant information, der er lagret i GIS og som er nødvendig som grundlæggende datainput til analyse af agro-økosystemer på regionalt niveau og oplandsniveau. De studerende vil blive undervist i den teoretiske baggrund for og anvendelse af forskellige nøglemodeller. Sådanne modeller er i dag afgørende for analyser af jordbrugets belastning med hensyn til det terrestriske og akvatiske miljø. Niveaurelevans i analysemodellerne vil blive diskuteret. De studerende vil blive introduceret til en række virkemidler, der er til rådighed for planlæggere af vandområder i forbindelse med etablering af god økologisk kvalitet i overfladevand i henhold til vandrammedirektivet. De studerende vil få indsigt i både direkte og indirekte virkninger af de forskellige virkemidler og de socioøkonomiske omkostninger og den potentielle implementering af dem under forskellige fysiografiske og jordbrugsmæssige forhold. De studerende vil også blive introduceret til metoder til overvågning og analyse af de økologiske forhold i overfladevand, lære om de vigtigste forbindelser mellem abiotiske og biotiske forhold og om belastningerne på fauna og flora i ferskvandsområder og de mulige økologiske reaktioner på belastningsændringer.

Kurset vil begynde med en teoretisk introduktion til de forskellige GIS-data, der anvendes i en belastningsanalyse, fulgt af en teoretisk introduktion til en række forskellige modeller (empiriske, deterministiske og procesorienterede), der kan anvendes til analyse af hydrologi og stofstrømme på oplands- og regionalt niveau.

De studerende vil få praktisk indsigt i og erfaring med forskellige modeller ved at anvende dem på virkelige oplande. De studerende vil komme til at arbejde i projektgrupper med brug af eksisterende data fra forskellige databaser. Projektgrupperne vil blive trænet i at udføre en oplandsanalyse af hydrologi og stofstrøm ved brug af en kombination af GIS-data, overvågningsdata og modeller. Som en del af kurset vil hver projektgruppe udføre en øvelse, hvori den udfører en belastningsanalyse af et tildelt vandområde og opstiller et forslag til en vandområdeplan for oplandet indeholdende forskellige forslag til virkemidler til at opnå en god økologisk kvalitet i overfladevandet. Hver projektgruppe skal aflevere en rapport om deres fælles resultater af oplandsanalysen, herunder en analyse af omkostningerne ved den valgte indsats- og handleplan, de direkte og indirekte virkninger og de forventede økologiske reaktioner i overfladevandet.

Faglige forudsætninger

• Grundlæggende og praktisk viden om brugen af GIS (for eksempel fra AU’s GIS-kursus for biologer) eller fra kurset Jordbrug og Miljø på DJF’s bacheloruddannelse i Jordbrug, fødevarer og miljø.
• Grundlæggende temakursus i ”Næringsstofomsætning og miljøstyring” og/eller ”Landskabsøkologi og biodiversitet” eller tilsvarende.
• Det anbefales studerende, der ikke har en bachelorgrad i jordbrugsvidenskab, at tage et af de ”Grundlæggende temakurser” på kandidatuddannelse i Jordbrug, Natur og Miljø, dvs. kurset ”Næringsstofomsætning og miljøstyring” og/eller ”Landskabsøkologi og biodiversitet” eller i det mindste at tage to af kurserne i kursuspakken ”Jordbrug og miljø”, der tilbydes studerende på biologi og jordbrugsvidenskab på Aarhus Universitet, eller tilsvarende.

Underviser

Course managers: Brian Kronvang, research professor, AU-NERI (The National Environmental Research Institute) and Tommy Dalgaard, head of research unit, AU-DJF. Experts from AU-NERI and AU-DJF will conduct the teaching.

Undervisnings- og arbejdsform

En kombination af teoretiske forelæsninger, praktiske øvelser med data og modeller af to studieområder, feltekskursioner og et projektseminar med gruppeanalyse af et afstrømningsområde.

Engelsk/dansk, afhængigt af international deltagelse.

Litteratur

The EU Water Framework Directive and part of some of the guidance documents from EU on the Water Framework Directive.

A few chapters from the book ' Agriculture, Hydrology and Water Quality - .Edited by P.M. Haygarth and S. C. Jarvis - CABI Publishing.

Chapter 30 og 31 from the book *Phosphorus: Agriculture and the Environment' - Agronomy Monographs No. 46.

Odense Pilot River Basin - Pilot project for river basin management planning - Water Framework Directive Article 13, Danish Ministry of the Environment, Environment Centre Odense, 123 pp.

The NAM manual - a precipitation-runoff model.

Andersen and Kronvang (2005) ‘MODIFYING AND EVALUATING A P INDEX FOR DENMARK, Water, Air, and Soil Pollution (2006) 174: 341-353

Kronvang et al. (2005): 'Nutrient pressures and ecological responses to nutrient loading reductions in Danish streams, lakes and coastal waters' Journal of Hydrology, 274-288.

Baattrup-Pedersen et al. (2008): Can a priori defined reference criteria be used to select reference sites in Danish streams? Implications for implementing the Water Framework Directive. Journal of Environmental Monitoring

Kronvang, B., Bechman, M., Lundekvam, H., Behrendt, H., Rubæk, G.H., Schoumans, O.F., Syversen, N., Andersen, H.E. & Hoffmann, C.C. 2005: Phosphorus Losses from Agricultural Areas in River Basins: Effects and Uncertainties of Targeted Mitigation Measures. - Journal of Environmental Quality 34: 2129-2144

A number of other research papers concerning hydrological and nutrient modelling and implementation of river basin management plans (e.g. a special issue of Journal of Environmental Monitoring coming up soon).

Studieordning og bedømmelse

Kandidatuddannelsen i jordbrug, natur og miljø

• Mundtlig, bedømt efter 7-skala med ekstern censur

Mundtlig prøve på grundlag af projektrapporten (vægt: to tredjedele) og pensum (vægt: en tredjedel), der vil blive bedømt samlet med brug af 7-trinsskalaen med ekstern censur. Prøven varer 30 minutter. De studerende kan vælge, om de ønsker at blive eksamineret på dansk eller på engelsk.