Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Økosystemtjenester fra menneskeskabte systemer

 

Konstruerede økosystemtjenester er resultatet af økosystemets sundhedsforbedring af ressourcestrømme, infrastruktur og teknologisystemer, der efterligner naturen - cirkulære bioøkonomiske værdikæder, der udskiller ressource med naturlige systemer på måder, der er genoprettende og regenererende ved design.

De 17 bæredygtige udviklingsmål handler om at gendanne balance med lokale kortkædede cirkulære ressourceforvaltningssystemer designet til økosystemets sundhedsgendannelse.

To eksempler på igangværende forskningstemaer, der leverer konstruerede økosystemtjenester som f.eks. nedsættelse af klimaændringer og miljøgendannelse er beskrevet nedenfor.


Dyrkning af tang og bioraffinaderi
Tang, der er blevet opdrættet i asiatiske lande i mange årtier, nyder nu en voksende interesse i Europa og Nordamerika for dyrkning på land og bioraffinaderi på land på grund af de videnskabelige fremskridt inden for viden om økologi, fysiologi og kemi af forskellige tangarter. og biomolekyler. Dyrkningssystemer er økoindustrielt produktionssystem for biomasse, der efterligner naturlige omgivelser og livscyklusfaser i vækst af biomasse af tang. De leverer grønne-konstruerede økosystemtjenester (eksempler se figur) og giver økosystem-sundhedsrestitutioner.

Under væksten absorberer tang tang uorganisk bicarbonat (opløst atmosfærisk kuldioxid) i marine farvande og fikserer kulstof i kulstof, hvilket bidrager til afbødning af klimaændringerne. Derudover assimilerer den for store vandige næringsstoffer (nitrogen og fosfor), der udsendes fra akvakulturelle og landbrugsaktiviteter.

Offshore tangdyrkning og høstaktiviteter returnerer produceret tang biomasse til land for biokonvertering til forskellige værdifulde produktionsprodukter, der medfører yderligere miljømæssige fordele; For det første kan substitution af kommercielle produkter med intensive økologiske fodaftryk, fx tangbaseret biogas, erstatte energi med fossil oprindelse, og tangbaseret protein kan erstatte sojaprotein; for det andet har optimering af miljøpræstationer for industrielle systemer og processer, f.eks. tangbaseret fodertilskud vist sig at være i stand til at reducere op til 99% metanemission under den enteriske fermenteringsproces for mælkekvæg.

Derfor skaber omdannelse af råstof fra tang fra mariculture via bioraffinaderiprocesser til produkter af høj værdi, der skaber et elastisk biobaseret produktionssystem, der er kendetegnet ved cirkulære ressourcestrømme med lukket sløjfe og sundhedsbeskyttelse af økosystemet.

Fjernelse af uønskede stoffer
Udviklingen af ​​en biobaseret økonomi er en hovedprioritet for fremtidig forskning og teknologifremme i Europa, og sekundære ressourcer (såsom fødevareaffald) og tidligere uudnyttede marine biomasseressourcer er lovende råvarer til bioproduktproduktionen. Sådanne regenerative produktionssystemer letter genanvendelse af næringsstoffer mellem forskellige miljørum; for eksempel returnerer tangdyrkning og bioraffinaderi biomasse baseret på emissioner af menneskeskabte aktiviteter til bioraffinaderi på land for at tilvejebringe forskellige bioprodukter (f.eks. biogødning, fødevarer, dyrefoder og biokemikalier), der passer til kravene fra forskellige industrier og forbrugersamfund.

Imidlertid kan uønskede stoffer også bringes tilbage til det menneskelige samfund og endda koncentreres i bioprodukterne, for eksempel kan cadmium i produceret biogødning nå forbrugerne via landbruget til anvendelse af biogødning og fødevareproduktion. Et andet eksempel ville være mikroforurenende stoffer i spildevandsstrømmene, herunder lægemidler, biocider og mikroplast. Fjernelse af mikroforurenende stoffer er ikke omfattet af de regelmæssige rutiner for spildevandsrensningsanlæg, der udelukkende vedrører de organiske belastninger, nitrogen og fosfor. Mikroforurenende stoffer i spildevand, der udledes til naturlige vandforekomster, kan ende med forskellige økosystemrum, der forårsager forskellige miljøpåvirkninger. En af de potentielle veje kan være biokoncentration af mikroforurenende stoffer i fisk via fødekæder på tværs af trofiske niveauer i akviljø, og dette kan resultere i menneskelig eksponering via fiskeforbrug.

For at forhindre gentagelse og biokoncentration af uønskede stoffer i bioprodukter er det nødvendigt at implementere fjernelsesenheder i de regenerative produktionssystemer før emissioner og udledninger til naturen. Sådanne fjernelsesenheder leverer grøn-konstrueret økosystemtjeneste af fx at reducere øko-toksicitet og rense vand. Desuden kan naturen med reducerede menneskelige inducerede forstyrrelser i det naturlige miljø gendanne dens modstandsdygtighed og forbedre naturlige økosystemtjenester, der er grundlæggende for samfundsudviklingen.
For yderligere information om vores igangværende forskningsaktiviteter kan du besøge Engineered Ecosystem Services https://prezi.com/view/iL1M85h6Bj8pS0Iywgty/