• Energy Research

AbstractUnder persistent eutrophication of European water bodies and a changing climate, there is an increasing need to evaluate best‐management practices for reducing nutrient losses from agricultural catchments. In this study, we set up a daily discharge and water quality model in Hydrological Predictions of the Environment for two agricultural catchments representative for common cropping systems in Europe's humid continental regions to forecast the impacts of future climate trajectories on nutrient loads. The model predicted a slight increase in inorganic nitrogen (IN) and total phosphorus (TP) loads under RCP2.6, likely due to precipitation‐driven mobilization. Under RCP4.5 and RCP8.5, the IN loads were forecasted to decrease from 16% to 26% and 21%–50% respectively, most likely due to temperature‐driven increases in crop uptake and evapotranspiration. No distinct trends in TP loads were observed. A 50% decrease in nutrient loads, as targeted by the European Green Deal, was backcasted using a combination of management scenarios, including (a) a 20% reduction in mineral fertilizer application, (b) introducing cover crops (CC), and (c) stream mitigation (SM) by introducing floodplains. Target TP load reductions could only be achieved by SM, which likely results from secondary mobilization of sources within agricultural streams during high discharge events. Target IN load reductions were backcasted with a combination of SM, fertilizer reduction, and CC, wherein the required measures depended strongly on the climatic trajectory. Overall, this study successfully demonstrated a modeling approach for evaluating best‐management practices under diverging climate change trajectories, tailored to the catchment characteristics and specific nutrient reduction targets.

AbstractDrawing on collective experience from ten collaborative research projects focused on the Global South, we identify three major challenges that impede the translation of research on sustainability and resilience into better-informed choices by individuals and policy-makers that in turn can support transformation to a sustainable future. The three challenges comprise: (i) converting knowledge produced during research projects into successful knowledge application; (ii) scaling up knowledge in time when research projects are short-term and potential impacts are long-term; and (iii) scaling up knowledge across space, from local research sites to larger-scale or even global impact. Some potential pathways for funding agencies to overcome these challenges include providing targeted prolonged funding for dissemination and outreach, and facilitating collaboration and coordination across different sites, research teams, and partner organizations. By systematically documenting these challenges, we hope to pave the way for further innovations in the research cycle.

Les évaluations des services écosystémiques et des pertes de fonctions des paysages de zones humides (c.-à-d. les zones humides et leurs bassins hydrologiques) souffrent de lacunes dans les connaissances concernant les impacts des changements hydroclimatiques en cours. Cette étude étudie les changements hydroclimatiques au cours de la période 1976-2015 dans 25 zones humides réparties dans les zones climatiques tropicales, arides, tempérées et froides du monde. Les résultats montrent que les paysages de zones humides ont été soumis à des changements de précipitations (P) et de température (T) cohérents avec les changements moyens sur la superficie terrestre du monde. Cependant, les paysages humides arides et froids ont connu des augmentations de T plus élevées que leur zone climatique respective. En outre, le P moyen a diminué dans les paysages humides arides et froids, contrairement au P des zones climatiques arides et froides, ce qui suggère que ces paysages humides sont situés dans des régions où les pressions climatiques sont élevées. Pour la plupart des paysages humides avec des données de ruissellement (R) disponibles, les diminutions étaient plus importantes dans R que dans P, ce qui a été attribué à l'aggravation des impacts du changement climatique par des pertes d'évapotranspiration accrues, par exemple causées par des changements d'affectation des terres. Las evaluaciones de las pérdidas de servicios y funciones de los ecosistemas de los paisajes húmedos (es decir, los humedales y sus cuencas hidrológicas) adolecen de lagunas de conocimiento con respecto a los impactos del cambio hidroclimático en curso. Este estudio investiga los cambios hidroclimáticos durante 1976-2015 en 25 paisajes húmedos distribuidos en las zonas de clima tropical, árido, templado y frío del mundo. Los resultados muestran que los paisajes húmedos estuvieron sujetos a cambios de precipitación (P) y temperatura (T) consistentes con los cambios medios en la superficie terrestre del mundo. Sin embargo, los paisajes húmedos áridos y fríos experimentaron mayores aumentos de T que su respectiva zona climática. Asimismo, el P medio disminuyó en los paisajes húmedos áridos y fríos, contrariamente al P de las zonas de clima árido y frío, lo que sugiere que estos paisajes húmedos se encuentran en regiones de presiones climáticas elevadas. Para la mayoría de los paisajes húmedos con datos de escorrentía disponibles (R), las disminuciones fueron mayores en R que en P, lo que se atribuyó al agravamiento de los impactos del cambio climático por mayores pérdidas de evapotranspiración, por ejemplo, causadas por cambios en el uso de la tierra. Assessments of ecosystem service and function losses of wetlandscapes (i.e., wetlands and their hydrological catchments) suffer from knowledge gaps regarding impacts of ongoing hydro-climatic change. This study investigates hydro-climatic changes during 1976-2015 in 25 wetlandscapes distributed across the world's tropical, arid, temperate and cold climate zones. Results show that the wetlandscapes were subject to precipitation (P) and temperature (T) changes consistent with mean changes over the world's land area. However, arid and cold wetlandscapes experienced higher T increases than their respective climate zone. Also, average P decreased in arid and cold wetlandscapes, contrarily to P of arid and cold climate zones, suggesting that these wetlandscapes are located in regions of elevated climate pressures. For most wetlandscapes with available runoff (R) data, the decreases were larger in R than in P, which was attributed to aggravation of climate change impacts by enhanced evapotranspiration losses, e.g. caused by land-use changes. وتعاني تقييمات خدمة النظام الإيكولوجي وفقدان وظائف الأراضي الرطبة (أي الأراضي الرطبة ومستجمعاتها الهيدرولوجية) من فجوات معرفية فيما يتعلق بآثار التغير المائي المناخي المستمر. تبحث هذه الدراسة في التغيرات المناخية المائية خلال الفترة 1976-2015 في 25 من المناظر الطبيعية الرطبة الموزعة عبر المناطق المناخية الاستوائية والجافة والمعتدلة والباردة في العالم. تظهر النتائج أن المناظر الطبيعية للأراضي الرطبة كانت عرضة لتغيرات هطول الأمطار (P) ودرجة الحرارة (T) بما يتفق مع متوسط التغيرات في مساحة اليابسة في العالم. ومع ذلك، شهدت المناظر الرطبة القاحلة والباردة زيادات T أعلى من منطقة المناخ الخاصة بها. كما انخفض متوسط P في المناظر الطبيعية الرطبة القاحلة والباردة، على عكس P في المناطق المناخية القاحلة والباردة، مما يشير إلى أن هذه المناظر الطبيعية الرطبة تقع في مناطق ذات ضغوط مناخية مرتفعة. بالنسبة لمعظم الأراضي الرطبة التي تحتوي على بيانات الجريان السطحي (R) المتاحة، كانت الانخفاضات أكبر في R منها في P، والتي تعزى إلى تفاقم تأثيرات تغير المناخ بسبب خسائر التبخر والنتح المعززة، على سبيل المثال الناجمة عن تغيرات استخدام الأراضي.