Suchergebnisse

Agricultural plant production has negative environmental impacts such as nitrate leaching and emissions of greenhouse gasses (N2O and CO2). Both phenomena are affected by the decomposition of soil organic matter and plant litter in soil, which is influenced by soil properties, climate, and agricultural management. Modeling is essential to improve the understanding and to predict the effects of management and its dependence on climate and soil properties. This thesis compiles three modeling studies performed with the objective to enhance our understanding of how organic matter decomposition and N dynamics in agricultural soils influence environmental impacts from plant production. Models have been applied at three levels of scale, ranging C and N mineralization of plant residues decomposed under lab conditions, field N dynamics, and a national C balance inventory for cropland. For optimal utilization of green manure and crop residue amendments, N mineralized during plant residue decomposition should be synchronized with plant N demand to minimize N losses to the environment. To achieve such synchronization, we need good prediction of net N mineralization immobilization kinetics during decomposition of relevant agricultural plant materials. This requires robust estimation of the partitioning of plant litter C and N into rapidly and slowly decomposing pools. This study presents a novel approach to partition plant C and N between two litter pools (rapidly and slowly decomposing), i.e., the simultaneous optimization of plant-specific and global parameters (against observed C and N mineralization kinetics in laboratory incubations). The study demonstrated that for a majority of the 76 plant residues, the model was able to predict C and N mineralization with reasonable precision. However, outliers were detected, which may indicate that the use of a global parameter for the C/N-ratio of the microbial biomass is not valid in all cases (i.e., specific plant materials appear to stimulate the growth of microbes with higher or lower C/N ratios than the ratio for the majority of the residues). Biochemical fractionation (SCD) and NIR-spectra of the plant residues were available and used for regression analyses to predict the optimized partitioning of C and N between the litter pools, thus searching for ways to accurately predict partitioning parameters using NIR and SCD data. Validation against a part of the dataset, which was not used for regression analyses, demonstrated that partitioning parameters obtained by regression models of NIR and SCD data were more appropriate than from chemical fractions directly. To investigate the environmental and production efficiency of organic stockless grain production, we studied the N dynamics in organic clover-grass and cereal of a stockless organic farm in Southeast Norway for an 8-10 year period using an ecosystem model (SPN). Additionally, scenario simulations of alternative crop rotations and plowing season in the present (1980-2009) and future (2071-2100) climate conditions were performed to explore the potential for improving stockless organic grain production. In an evaluation of efficiency indicators based on production and environment, only marginal improvements were possible by changing management, and this was also the case for the simulations using the future climate. This study clearly indicates that external nutrient resources are necessary to substantially improve the N use efficiency in stockless cereal systems. Consequently, such systems may be discouraged in the future and the reintegration of livestock is recommended. With the objective to estimate the soil C balance of Norwegian cropland on mineral soils, the IPCC methodologies for default (Tier 1) and Tier 2 were applied to agricultural activity data for the inventory period 1999-2009. National CO2 emissions were primarily caused by a reduction in manure available. The default Tier 1 method overestimated the decline in soil organic C, particularly for crop rotations without manure applications, compared to the Tier 2 method. National net CO2 emissions were 313 Gg CO2 yr–1 for Tier 1 and 139 Gg CO2 yr–1 for Tier 2. A reduction in livestock numbers during the inventory period appears to be an important reason for the high emissions. Thus, the emissions (as estimated) could be reduced by maintaining a high number of livestock. However, in the total greenhouse gas budget, the accompanying methane emissions from enteric fermentation would more than outweigh the reductions in CO2 emissions by high livestock numbers. Thus, care should be taken when focusing greenhouse gas mitigating strategies on C sequestration. This study highlights the need for integrated emission budgets for policy development and also for the collection of agricultural activity data regarding manure application practices such as application rates, water content, C content, and import export dynamics. This thesis delivers a contribution to the understanding of organic matter decomposition and N dynamics in agricultural soils by modeling studies performed at different scales. The findings herein support the notion that several factors beyond the biological system are crucial to reduce the adverse environmental impacts from agricultural soils, e.g., consumption patterns, market dynamics, and legislation. Also, fundamentally restructuring current production systems by reintegration of livestock and arable farming seems the best option to improve N use efficiency and sustain soil organic matter levels. To optimize the biological capacity to reduce environmental impacts, agroecosystem models that account for plant and livestock interactions are indeed needed and useful tools to characterize sustainable agricultural systems. ; Landbrukets planteproduksjon har negative miljømessige konsekvenser som for eksempel nitratutvasking og utslipp av klimagasser (N2O og CO2). Begge fenomener påvirkes av nedbryting av jordas organiske materiale og planterester i jord, som er påvirket av jordas egenskaper, klima og agronomisk praksis. Modellering er viktig for å bedre forståelsen og forutsi effekten av praksis og dennes avhengighet av klima og jordsmonnsegenskaper. Denne avhandlingen sammenslår tre modellstudier utført med det formål å forbedre vår forståelse av hvordan nedbrytning av organisk materiale og N dynamikk i dyrket jord påviker miljøet fra planteproduksjon. Modeller ble anvendt på tre nivåer: karbon (C) og nitrogen (N) mineralisering fra planterester nedbrutt under kontrollerte forhold i laboratorium, N dynamikk i felt, og et nasjonalt C budsjett for dyrket mark. For optimal utnyttelse av grønngjødsel og planterester tilført jorden og minimere N tap til miljøet, bør N mineralisert fra nedbrytning av planterester være synkronisert med plante N opptaket. For å oppnå en slik synkronisering, trenger vi god prediksjon av netto N mineraliserings- og immobiliseringskinetikk under nedbrytning av plantematerialer. Dette krever robust estimering av fordelingen av plante C og N i rasktog sakte-nedbrytende puljer. Denne studien presenterer en ny tilnærming til å skille plante C og N mellom to planterestpuljer, dvs. simultan optimalisering av plantespesifikke og globale parametere (mot observerte C- og N-mineralisering kinetikk i laboratorieinkubasjoner). Studien viste at for et flertall av de 76 planterestene, var modellen i stand til å forutsi C- og N-mineralisering med tilstrekkelig presisjon. Men der var outliers, hvilket kan tyde på at bruken av en global parameter for C/N-forholdet for den mikrobielle biomasse ikke er gyldig i alle tilfeller (dvs. spesifikke plantematerialer ser ut til å stimulere veksten av mikrober med høyere eller lavere C/N-forhold enn de som vokser på flertallet av planterester). Biokjemiske fraksjonering (SCD) og NIR-spektra av planterester var tilgjengelig og ble brukt for regresjonsanalyser for å forutsi den optimaliserte fraksjonen av C og N mellom plantepuljene, og dermed søke etter måter å nøyaktig forutsi fraksjonsparameterne ved å bruke NIR og SCD data. Validering mot en del av datasettet, som ikke var brukt for regresjonsanalysene viste at fraksjoneringsparameterne ved regresjonsmodeller av NIR og SCD data var mer passende enn fra kjemiske fraksjoner direkte. For å undersøke miljø- og produksjonseffektivitet av økologisk husdyrløs kornproduksjon, studerte vi N dynamikken i et vekstskifte med kløvergress og korn på en gård i Sørøst-Norge for en 8-10 års periode ved hjelp av en økosystemmodell. I tillegg, ble scenario simuleringer av alternative vekstskite og pløyesesong under nåværende (1980-2009) og fremtidige (2071-2100) klimaforhold utført for å undersøke potensialet for forbedring av husdyrløs økologisk kornproduksjon. I en evaluering av effektivitetsindikatorer basert på produksjon og miljø var bare marginale forbedringer mulige ved å endre vekstskifte og pløyesesong og dette var også tilfellet for simuleringer med det fremtidige klima. Denne studien indikerer klart at eksterne næringsstoff er nødvendig for å vesentlig forbedre produktivitet og bærekraft i husdyrløse kornsystemer. Derfor bør slike systemer kanskje frarådes i fremtiden og muligens burde husdyr reintegreres. Med det formål å estimere jord C balansen i norsk dyrket mark på mineraljord ble IPCC standard (Tier 1) og Tier 2 metodene anvendt med landbruksaktivitetsdata for beregningsperioden 1999-2009. Nasjonale CO2-utslipp var hovedsakelig forårsaket av en reduksjon i husdyrgjødseltilgjengelighet. Standard Tier 1 metode overvurdert nedgangen i jord organisk C, spesielt for vekstskifter uten husdyrgjødsel i forhold til Tier 2 metoden. Det nasjonale netto CO2-utslipp var 313 Gg CO2 år-1 for Tier 1 og 139 Gg CO2 år-1 for Tier 2. En reduksjon i husdyrtallet i løpet av beregningsperioden synes å være en viktig årsak til utslippene. Dermed kan utslippene (som estimert) reduseres ved å opprettholde et høyt antall husdyr. Men totale klimagassutslipp fra landbruket målt i CO2-ekvivalenter ville dermed øke fordi metanutslipp fra gjæring i vommen fra et større antall dyr veier tyngre enn den oppnådde reduksjonen i CO2-utslippene fra jorden. Derfor bør man være forsiktig med å fokusere klimagassformildende strategier for C lagring i jord. Denne studien understreker behovet for integrerte utslippsbudsjetter for politikkutvikling og også for innsamling av data om driftspraksis vedrørende husdyrgjødsel, så som bruksmengder, vanninnhold, C innhold, og import-eksport dynamikk. Denne avhandlingen gir et bidrag til forståelsen av nedbrytning av organisk materiale og N dynamikk i landbruksjord ved modellstudier utført på ulike skalaer. Funnene her støtter oppfatningen at flere faktorer utover det biologiske system er avgjørende for å redusere miljøulempene fra dyrket mark, for eksempel forbruksmønster, markedsdynamikk og lovgivning. Modelleringsøvelsene støtter også oppfatningen at reintegrering av husdyr og kornproduksjon kan forbedre N effektiviteten i landbruket som helhet, og bidra til å opprettholde jordas innhold av organisk materiale. For å optimalisere den biologiske evnen til å redusere miljøbelastningen, er agroøkosystemmodeller, som inkluderer plante- og husdyrinteraksjonen, et nyttig verktøy for å karakterisere bærekraftige landbrukssystemer.

Ebola and Marburg virus diseases, caused by Ebolavirus and Marburgvirus (filoviruses) respectively, are viral haemorrhagic fevers of public health importance. This is because of associated severity and impact on global health as it happened in Ebola Virus Disease (EVD) outbreak in West Africa in 2014 where the virus spread to other parts of the world. Uganda has reported eight filovirus outbreaks between 2000 and 2016. These outbreaks are thought to be caused by the interaction of people with animals such as non-human primates, bats and other unknown filovirus reservoirs. In this thesis, a systematic review and meta-analysis approach was used to pool all case fatality rates (CFR), and seroprevalence of EVD and MVD reported up to the year 2015. Occurrence points for filovirus outbreaks in Uganda and selected environmental variables were used in a species distribution model using MaxEnt software to develop risk maps for filovirus outbreaks in Uganda. Further, a questionnaire was administered and focus group discussions conducted to assess risky practices, knowledge, and attitudes toward EVD and MVD outbreaks. Blood samples were collected from apparently healthy humans and domestic animals (cattle, goat, sheep, pig and dog) from Ibanda, Kamwenge and Luweero districts in Uganda and tested for the presence IgG antibodies against ebolaviruses and Marburg virus using different serological approaches. The weighted average CFR of EVD estimated from the meta-analysis was 65.0% (95% CI (54.0–76.0%), whereas that of MVD was 53.8% (26.5–80.0%). The overall seroprevalence of Ebola virus from published literature was estimated at 8.0% (5.0%–11.0%), whereas that for Marburg virus was 1.2% (0.5–2.0%). The most severe species of ebolaviruses was Zaire ebolavirus while Bundibugyo ebolavirus was the least severe. This review showed that EVD and MVD still present with high lethality and low prevalence and their epidemiology still needs to be elucidated. The filovirus outbreak risk map developed predicted areas that had not reported outbreaks before, including Eastern and North-Eastern parts of Uganda. People were moderately knowledgeable about EVD and MVD, their modes of transmission and clinical symptoms; however, there is still stigma suffered by survivors and their affected families. The overall filovirus IgG antibody seropositivity in human samples was 2.6% (19/724) of which 2.5% (18/724) was to Sudan ebolavirus, 0.1% (1/724) was to Bundibugyo ebolavirus, and 0.1% (1/724) was to Marburg virus. One individual had IgG antibody against Sudan ebolavirus and Bundibugyo ebolavirus. The risk factors for filovirus infection in humans identified included mining (OR=3.4, 95% CI; 1.3-8.5), male sex (3.1, 1.01 - 9.5), going inside mines (3.1, 1.2-8.2), cleaning corpses (3.1, 1.04-9.1) and contact with filovirus suspect cases (3.9, 1.04-14.5). This study shows that there is a possibility of Ebola and Marburg virus disease outbreaks going undetected as some people were found seropositive for filoviruses. It also shows that artisanal gold mining and living near bat-inhabited caves is a risk factor for infection with filoviruses. From the sampled domestic animal species, goats, pigs, dogs, and sheep from Uganda and goats from Democratic Republic Congo (DRC) and Ivory Coast had detectable IgG antibodies against ebolaviruses. Presence of detectable IgG antibodies against ebolaviruses in domestic animals (goats, pigs, dogs, and sheep) shows a potential of domestic species acting as intermediate transmitters between a filovirus wildlife reservoir and human beings. It is recommended that increased funding to do more research on filoviruses and other related emerging and re-emerging diseases, in general, to understand the epidemiology of these diseases better hence develop effective control and prevention strategies to avert future epidemics. ; Ebolavirus (EV) og Marburgvirus (MV) er virus innen filovirusfamilien og forsaker alvorlige infeksjoner med hemoragisk feber, Ebolavirussykdom (EVS) og Marburgvirussjukdom (MVS). Sjukdommene store betydning med stor dødelig og en dramatisk påvirkning av global helse ble illustrert under Ebola-utbruddet i Vest-Afrika i 2014 hvor viruset også ble spredt til mange andre deler av verden. Uganda er ett av de landene som har hatt mange utbrudd, med åtte rapporterte filovirusutbrudd mellom 2000 og 2016. Disse utbruddene antas å skyldes samspillet mellom mennesker og dyr som primater, flaggermus og andre ukjente reservoarer av EV og MV. I denne doktorgraden ble det brukt en systematisk litteraturgjennomgang og en statistisk metaanalyse for å vurdere dødeligheten av EVS og MVS og prevalensen av antistoff mot EV og MV, basert på studier publisert fram til 2015. Forekomst av EVS og MVS i Uganda og utvalgte miljøvariable ble så brukt i en artsdistribusjonsmodell ved hjelp av dataprogrammet MaxEnt for å utvikle risikokart for filovirusutbrudd i Uganda. Videre ble spørreskjema og fokusgruppediskusjoner benyttet i endemisk områder for å vurdere hvordan risikofylt praksis, kunnskap og holdninger påvirkes av utbrudd av EVS og MVS. Blodprøver ble samlet fra tilsynelatende friske mennesker og husdyr (storfe, geit, sau, gris og hund) fra Ibanda, Kamwenge og Luweero-distriktene i Uganda og testet for IgG-antistoffer mot EV og MV ved hjelp av forskjellige serologiske teknikker. ; NORAD ; publishedVersion

Denne PhD afhandling beskriver udviklingen af en matematisk model, der estimerer det kvantitative bidrag fra fire husdyrreservoirer til forekomsten af Salmonella infektioner hos mennesker i den Europæiske Union. Med henblik på at ekstrapolere resultaterne til lande, hvor datatilgængeligheden er mindre, præsenteres desuden en alternativ og mere udforskende metode baseret på ekspertvurderinger. Sidstnævnte skal ses som et første skridt på vejen til at kvantificere betydningen af forskellige smitteilder for human salmonellose i et mere globalt perspektiv. Human salmonellose i EU blev ved hjælp af en matematisk model tilskrevet udlandsrejse, fødevarebårne udbrud samt de fire husdyrreservoirer: svin, slagtekyllinger, kalkuner og konsumægsproducerende høner. Modellen inkluderede data fra 24 lande. Metoden kræver data vedr. Salmonella forekomst og serotypefordeling i husdyr, rapporterede infektioner hos mennesker, oplysninger om mulig erhvervelse af infektionen i udlandet (herfra benævnt "rejseinformation"), forekomst af fødevarebårne udbrud samt kilderne til disse, samt mængden af kød eller æg fra husdyrreservoirerne pr. land, som er til rådighed for forbrugerne i de enkelte lande. Datahåndtering, -analyse og -validering vurderedes at være af stor betydning for resultaternes kvalitet, og der blev derfor lagt vægt på at beskrive, hvad der kræves for at frembringe et datasæt med standardiserede oplysninger for alle lande (Manuskript I). Data om rapporterede Salmonella infektioner hos mennesker blev skaffet fra det Europæiske Center for Sygdomsforebyggelse og Kontrol (ECDC) via Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA). Salmonella forekomsten i de fire husdyrarter blev indhentet fra de EU-dækkende baseline undersøgelser (BS) rapporteret af EFSA og blev, når det var nødvendigt, suppleret med oplysninger fra EU's Zoonoserapport (EUSR) ligeledes publiceret af EFSA. Oplysninger om fødevarebårne Salmonella udbrud blev også leveret af EFSA. Mængden af animalske fødevarer til rådighed til forbrug blev estimeret på baggrund af data om fødevareproduktion og samhandel indhentet fra det europæiske statistisk kontor, EUROSTAT. Disse data blev suppleret med oplysninger fra sammenslutningen af fjerkræslagterier i EU, AVEC. Der var visse begrænsninger i data, som for nogle lande inkluderede manglende deltagelse i en af baseline undersøgelserne, manglende indberetning af fødevarebårne udbrud eller rejseinformation, manglende indberetning af serotype specifikke data, manglende indberetning af case-baserede data og manglende tilgængelighed af data i EUROSTAT. For at standardisere de foreliggende oplysninger, blev det antaget, at human tilfælde uden rejseinformation var indenlandsk erhvervede, og human tilfælde uden specifik serotype information blev tildelt en serotype i forhold til serotypefordelinger observeret i det samme datasæt eller fra andre referencedata. Manglende EUROSTAT data blev estimeret baseret på tidligere år, og manglende baseline data blev, hvor det var muligt, erstattet af data fra EUSR. For nogle lande var datamængden og – kvaliteten for ringe til, at de kunne indgå i modellen uden at kompromittere validiteten af resultaterne. Det endelige datasæt omfattede Østrig, Belgien, Cypern, Tjekkiet, Danmark, Estland, Finland, Frankrig, Tyskland, Grækenland, Ungarn, Irland, Italien, Letland, Litauen, Luxembourg, Holland, Polen, Portugal, Slovakiet, Slovenien, Spanien, Sverige og Storbritannien. Tre lande blev inkluderet i den indledende analyse, men ikke i det endelige datasæt. Det var Bulgarien, hvor 100% af de humane tilfælde ikke havde oplysning om serotype; Rumænien, som kun deltog i én baseline undersøgelse og ikke havde andre relevante data, og desuden havde en stor andel human tilfælde uden serotypeoplysning; samt Norge, der ikke er en del af EU og ikke rapporterer til EUROSTAT (Manuskript I). Den Bayesiansk model, som blev anvendt til den matematiske analyse, sammenligner serotypefordelingen i mennesker med serotypefordelingen i husdyrreservoirerne. Modellen estimerer antallet af tilfælde af human salmonellose i de 24 lande fra hvert af disse reservoirer, samt fra rejser og udbrud baseret på de ovennævnte data (Manuskript II). Konsumægsproducerende høner (dvs. æg) blev anslået til at være den vigtigste kilde til salmonellose hos mennesker i EU med 48,1% (95% Credibility Interval (CI) 47,5 til 48,8%) af tilfældene, efterfulgt af svin (29,6%, 95% CI 28,9-30,3%). Kalkuner og slagtekyllinger blev estimeret til at være mindre betydningsfulde kilder og bidrog med hhv. 4,4% (95% CI 4,2-4,7%) og 3,7% (95% CI 3,4-4,0%) af tilfældene. I alt blev 10,2% af alle Salmonella tilfældene rapporteret som værende rejserelaterede, og 3,9% af tilfælde blev rapporteret som værende en del af et udbrud med ukendt kilde. S. Enteritidis var den hyppigste serotype og ansvarlig for 95,9% af de tilfælde som blev tilskrevet æg, 56,9% af tilfældene tilskrevet slagtekyllinger, 30,4% af de kalkunrelaterede tilfælde og 28,3% af de svinerelaterede tilfælde. Den vigtigste serotype i svin var S. Typhimurium, som udgjorde 63,1% af de svinerelaterede tilfælde. Landespecifikke resultater viste, at æg var den vigtigste kilde til salmonellose i 13 lande (Østrig, Tjekkiet, Estland, Tyskland, Grækenland, Ungarn, Letland, Litauen, Luxembourg, Slovenien, Slovakiet, Spanien og Storbritannien), mens svin var den store bidragyder i otte (Belgien, Cypern, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Polen og Sverige). I Finland og Sverige kunne hovedparten af salmonellainfektionerne relateres til udlandsrejse. Rejse var også en vigtig kilde i Irland, Storbritannien og Danmark om end i lavere grad. I Holland var andelen af infektioner fra æg og svin omtrent det samme. I Danmark blev den vigtigste fødevarekilde estimeret at være kalkun, mens slagtekyllinger var den største kilde i Portugal (Manuskript II). Danske strategier for risikohåndtering af Salmonella i jord-til-bord kæden omfatter anvendelse af en såkaldt smittekilderegnskabsmodel, det estimerer bidraget fra de vigtigste animalske fødevarekilder til infektioner hos mennesker i Danmark. Det danske modelkoncept dannede grundlag for EU-modellen beskrevet i Manuskript II. Som en del af valideringsprocessen af EU-modellen, blev resultaterne for Danmark i EU-modellen sammenlignet med dem, der opnås under brug af den danske model i samme periode (Manuskript III). Den danske model pegede på svinekød (9,3% af tilfælde), som den vigtigste kilde til salmonellose i perioden, efterfulgt af æg (7,5% af tilfælde) og slagtekyllinger (4,7% af tilfælde), mens EU-modellen til sammenligning tilskrev 15,6% af tilfælde til svin, 15,1% til kalkuner, 10,5% til æg og 2,8% til slagtekyllinger. Andelen af rejserelaterede tilfælde var 30,6% i den danske model mod 18,2% i EU-modellen. Infektioner, der ikke kunne henføres til nogen bestemt kilde, svarede til 16,7% af tilfældene i den danske model og 14,1% i EU-modellen. De observerede uoverensstemmelser kan forklares ved forskelle i modellernes struktur og de grundlæggende antagelser: a) en andel af tilfældene uden rejseinformation tilskrives rejse i den danske model, hvilket baseres på proportionen af rejsetilfælde observeret for tilfælde med fuld rejseinformation; i EU-modellen antages det, at ingen rejseinformation er lig med ingen rejserelation, da mange lande ikke skelner mellem "nej til rejse" og "ingen rejseinformation", b) den danske model anvender Salmonella typefordelinger baseret på både serotypning, fagtypning og resistensbestemmelse, mens EU-modellen kun anvender serotypefordelinger, fordi mere detaljerede typningsdata ikke var til rådighed for de fleste lande og/eller kilder; dette giver en mere specifik fordeling af tilfælde til de rigtige kilder i den danske model; c) et større antal smittekilder i den danske model giver flere muligheder for specifik fordeling af tilfælde, hvilket formentlig resulterer i en mere korrekt fordeling af kilder; d) den danske model anvender officielle data om mængden af dansk producerede og importerede fødevarer til rådighed til forbrug, men tager i modsætning til EU-modellen ikke hensyn til den mængde, der importeres specifikt fra hvert land, hvilket resulterer i at bidrag fra lande med høje Salmonella forekomster underestimeres i den danske model (manuskript III). Alt taget betragtning, så rangerer de to modeller tre ud af de fire kilder i samme rækkefølge, og mens EU-modellen må anses for at være nyttig for lande, som ikke umiddelbart har den datadetaljeringsgrad som findes i Danmark, vil Danmark kunne drage større nytte af at anvende landespecifikke importdata frem for at anvende resultaterne fra EU-modellen. Det sidste kapitel beskriver en alternativ metode til at estimere kilder til human salmonellose for Tjekkiet, Bulgarien, Norge og Rumænien, hvoraf de tre sidstnævnte ikke var inkluderet i EU modellen pga. manglende data. Ved hjælp af clusteranalyser blev 28 lande grupperet efter nogle udvalgte variable, som karakteriserer landenes sociale og økonomiske status, den animalske husdyrproduktion samt kostvaner. Hvis data var tilgængelige, blev variable som afspejler forekomsten af Salmonella hos mennesker og husdyr også inddraget. Resultaterne af analyserne blev fremlagt et panel af eksperter med ekspertise indenfor fødevaresikkerhed, epidemiologi og risikomodellering. Disse blev bedt om at komme med estimater for den relative betydning af Salmonella smittekilder for de førnævnte lande, baseret på disses lighed med lande, for hvilke resultater allerede forelå dvs. på baggrund af resultater fra EU-modellen. Eksperterne blev også bedt om at evaluere metodens egnethed og anvendeligheden af resultaterne. Eksperternes individuelle estimater blev evalueret dels ved en sammenligning med de tjekkiske resultater, som var til rådighed fra EU-modellen, men også i forhold til estimaternes ensartethed og usikkerhedsintervallerne mellem de forskellige estimater fra samme ekspert og imellem eksperterne i panelet. Evalueringen resulterede i, at svarene fra fem ud af de syv respondenter blev bibeholdt i de endelige analyser. Selv om panelet angav estimater for Tjekkiet som ikke var identiske med dem fra EU-modellen, var der enighed om rækkefølgen af betydningen af de animalske kilder, og der var enighed i panelet om samme rækkefølge. Det vurderes derfor, at metoden med nogle justeringer, kan være nyttig til at prioritere målrettet Salmonella kontrol i lande uden tilstrækkelige data til en mere datadrevet fremgangsmåde. På sigt kan metoden måske bruges til at identificere "surrogatlande," hvorfra prævalensdata kan "lånes" og anvendes i en matematisk model baseret på sammenligning af Salmonella typer. Dette PhD projekt har fremlagt resultater for et Europæisk smittekilderegnskab for Salmonella, samt evalueret de anvendte metoder og fremkommet med løsninger til, hvordan man kan håndtere manglende eller utilstrækkelige data i lignende undersøgelser. Projektet har også opnået resultater, som kan lægge grunden for fremtidige forsøg på at udarbejde Salmonella smittekilderegnskaber i et mere globalt perspektiv. ; This thesis presents a mathematical modeling approach to estimate the contribution of four animal reservoirs of the food chain to the occurrence of salmonellosis cases in humans in the European Union. In addition, an alternative and more explorative approach based on expert elicitation is attempted in order to extrapolate results to countries with less data availability, as a first step to perform source attribution of Salmonella in a more global perspective. Cases of foodborne salmonellosis in humans were attributed to travel, outbreaks and four animal reservoirs, namely pigs, broilers, turkeys and laying hens, using a Bayesian model based on microbial subtyping in 24 countries of the European Union. The chosen approach is recognized as data intensive, requiring numbers for Salmonella occurrence in food-producing animals, reported human cases, information on possibility of infection abroad (from here on referred to as "travel information"), human cases originating from outbreaks with and without a confirmed source and amounts of the meat or eggs of each animal reservoir originating from each country and available for consumption in each country. Thus, special data management, analysis and validation was required to produce a dataset containing standardized information for all countries (Manuscript I). Data on reported human cases were provided by the European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) through the European Food Safety Authority (EFSA). Salmonella prevalences in animals were obtained from the EU-wide baseline studies (BS) conducted by EFSA and complemented where necessary with information found in the European Union Summary Report (EUSR), as published by EFSA. Information on outbreaks was also provided by EFSA. The amount of food available for consumption was calculated based on trade data obtained from the European Statistical Office (EUROSTAT) and complemented with information from the Association of Poultry Processors and Poultry Trade in the European Union Countries (AVEC). Common limitations included non-participation in all BS, non-reporting of outbreaks or travel information, non-reporting of serovar-specific information, non-reporting of case-based data and non-availability of trade data on EUROSTAT. In order to standardize the information available, cases without travel information were assumed to be domestic; cases without specific serovar information were redistributed according to serovar proportions observed in the same dataset or other reference documents; missing trade information was estimated based on previous years, and non-participation in a BS was supplied, where possible, with data from the EUSR. When the lack of original data was considered too extreme to the point of compromising the attribution results, countries were excluded. The resulting dataset comprised Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, the Netherlands, Poland, Portugal, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden and the United Kingdom. Three countries were included in the initial analysis, but were excluded from the final dataset. Those were: Bulgaria, which presented 100% of human cases without serovar detailing; Romania, which only participated in one BS and had not enough surrogate data to be retrieved from the EUSR, besides reporting a large parcel of cases without serovar information; and Norway, which is not part of the EU and does not report to EUROSTAT (Manuscript I). A Bayesian modeling approach which compares the occurrence of serovars in humans with the occurrence of the same serovars in animals of the food-chain was used to estimate the contribution of each of these reservoirs, travel and outbreaks to the number of human cases of salmonellosis in the 24 countries present in the dataset previously described (Manuscript II). Laying hens (i.e. eggs) were estimated to be the most important source of human salmonellosis at EU level, with 48.1% (95% Credibility Interval (CI) 47.5 – 48.8%) of cases, followed by pigs (29.6%, 95% CI 28.9-30.3%). Turkeys and broilers were estimated to be less important sources of Salmonella, contributing with 4.4% (95% CI 4.2-4.7%) and 3.7% (95% CI 3.4-4.0%), respectively. A total of 10.2% of all salmonellosis cases were reported as being travel-related, and 3.9% of cases were reported as being part of outbreaks with unknown source. S. Enteritidis was the most important serovar in the study, being responsible for 95.9% of cases attributed to laying hens, 56.9% of cases attributed to broilers, 30.4% of turkeys and 28.3% of cases attributed to pigs, for which the main serovar was S. Typhimurium (63.1% of cases attributed to this source). Country-specific results show laying hens as the most important source of salmonellosis in 13 countries (Austria, Czech Republic, Estonia, Germany, Greece, Hungary, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Slovenia, Slovakia, Spain and the United Kingdom), whereas pigs were the larger animal contributor in eight (Belgium, Cyprus, Finland, France, Ireland, Italy, Poland and Sweden). In Finland and Sweden the majority of Salmonella infections were estimated to be travel-related. Travel was also an important source in Ireland, the UK and Denmark, although to a lower extent. In the Netherlands, the proportion of disease attributed to layers and pigs were similar. In Denmark, the most important food-animal source was estimated to be turkeys, and broilers were the major source in Portugal. (Manuscript II). Danish strategies for risk management of Salmonella in the farm-to-fork continuum include the routine application of a source attribution model to estimate the contribution of the major animal-food sources to human infections by Salmonella in Denmark. This model concept formed the basis for the model described in Manuscript II. As part of the validation process of the EU model, results for Denmark in the EU model were compared with the ones obtained using the Danish model in the same period (Manuscript III).The Danish model points to pork as the main animal source of human salmonellosis in the period (9.3% of cases), followed closely by table eggs (7.5% of cases) and broilers (4.7% of cases), while the EU model attributed 15.6% to pigs, 15.1% to turkeys, 10.5% to eggs and 2.8% to broilers. Travel-related cases constitute 30.6% in the Danish model and only 18.2% in the EU model. Cases that could not be attributed to any source corresponded to 16.7% in the Danish model and 14.1% in the European model. Discrepancies in numbers are explained by differences in model structure and basic assumptions: a) cases with no travel information in the Danish model are redistributed according to proportions observed in cases with full information; in the EU model, as some countries did not provide any information regarding travel prior to sickness, it had to be assumed that no information means no travel; b) the Danish model uses data subtyped to phage-type level, while the EU model only uses serovar level, as phage-type data in humans and animals was not sufficiently available; this allows the more specific allocation of cases to the right sources; c) the larger number of sources in the Danish model allows more options for specific allocation of cases, presumably resulting in a more correct distribution of cases among sources; d) the Danish model uses official data on amount of domestic and imported food items available for consumption in the country, but does not as opposed to the EU model take into account the amount imported from each country specifically, which results in an underestimation of the contribution from high prevalence countries as compared to the EU model (Manuscript III). All facts considered, the two models rank three out of the four sources in a similar order and, while the EU model is considered useful for countries which cannot readily attain the level of detailing found in Denmark for monitoring and surveillance data, Denmark would benefit more from applying country-specific data than to adopt the results of the EU model. The last chapter presents an alternative approach to obtain results for the Czech Republic, Bulgaria, Norway and Romania, the last three of which were excluded from the EU-model due to insufficient data. Using clustering techniques, 28 countries were grouped according to variables used to characterize them as to social and economic status, animal production characteristics and food consumption patterns. Where available, variables reflecting the occurrence of Salmonella enterica in humans and animals were also used. The results of the analyses were delivered to a panel of experts composed by foodborne disease epidemiologists and risk modelers, which were asked to provide attribution estimates for the aforementioned countries, based on their similarity to countries for which results were previously obtained. Experts were also asked to evaluate the method concerning its utility and applicability of results. Individual estimates were evaluated based on comparison with the Czech results, for which results based on the microbial subtyping model were available, but also in relation to uniformity of guesses and uncertainty intervals among different estimates from the same expert and among all experts in the panel. This evaluation resulted in five out of the seven respondents being maintained in the panel. Although the Czech Republic values obtained did not match the ones observed in the EU study, the order of importance of the animal sources was in agreement between the two studies and there was also a consensus in the panel concerning that order. It is, therefore, believed that with some adjustments, this method may be useful for prioritizing targeted actions for Salmonella control in countries without sufficient data for a traditional approach. Further on, this method may be used to identify "surrogate countries" from where animal prevalence data can be "borrowed" and applied in the traditional microbial subtyping approach in the aforementioned Member States. This PhD project has provided results for a European "source of infection account" for Salmonella, and has at the same time been evaluating the approaches attempted, raising questions and proposing solutions on how to deal with the lack of good-quality data for such studies. The project has also achieved results that may lay the groundwork for future attempts to develop Salmonella source attribution estimates in a more global perspective.

This thesis contributes to a current debate on how to balance conservation and development goals. Globally, land set aside for the protection of biodiversity has increased exponentially over the last 30 years. Despite contemporary efforts to share protected area (PA) benefits with the local people in proximity to the PAs, in particular tourism revenues, the social impacts of establishing and maintaining these areas remain a contentious issue. It is in this context that this study was conducted at Bwindi Impenetrable National Park in Uganda. The specific research questions of the study were: i. To what extent does tourism revenue-sharing promote conservation and poverty reduction? ii. What is the nature of benefits derived and costs incurred by communities adjacent to the PA? iii. How are the benefits and costs distributed, and how does this affect people"s attitudes towards the PA? iv. How do local people describe their situation as neighbours of a PA? These questions have been addressed in four separate, but interrelated studies. Data were collected using a mixed methods approach. Secondary data in the form of written sources on Bwindi was used in addition to primary data gathered through a combination of participant observations, interviews with key informants, structured interviews, semistructured interviews, and unstructured interviews. The findings reveal serious inadequacies in the tourism revenue-sharing arrangement that severely constrain the potential for poverty reduction. This also reduces its potential local support effect for the conservation. Whereas an average household reports an annual total income of US$1038, the average benefit from revenue sharing is only US$12 (or 1.2%). Any positive effect from this contribution is further reduced by problems in the allocation-making processes and associated nepotism; this is because the revenues are planned for and distributed by inept local institutions under complex institutional arrangements that lack real local participation and involvement. In addition to the direct sharing of tourism revenues there are a number of other activities that could fall under a general framework of "Development Through Conservation" (e.g. support to private tree planting). Another activity is park-related employment. Each of these two sources contributes about 2% to an average household"s annual income. Costs include the traditional costs of physical evictions. However, the scope of this thesis is limited to the recurrent costs associated with restrictions on access to resources and damage caused by wildlife. A household bordering on the park foregoes on average about 6% of its annual income because of these restrictions on access to forest resources and on average loses another 10% of its annual income as a result of damage caused by wildlife. For some households, losses from wildlife damage can approach as much as 26% of the household income. What emerges is a situation where local people largely subsidise conservation through the high local costs. The estimated reported average local income is US$ 0.5/ per adult equivalent unit/day. Moreover, because of the problems in decision-making and the associated nepotism, tourism revenues often do not accrue to cost victims. In practice, PA benefits are often subject to local elite capture. This increases local inequality and compromises the ability of the PA to contribute to poverty reduction and improve state local people relations. In spite of this, there seems to be improved attitudes among local people towards the park, with 78 percent of our respondents believing that Bwindi"s conversion to a national park was a good thing, and despite the lack of individual benefits. People seem to be concerned about nature and the forest regardless of possible monetary transfers. Local perceptions furthermore seem to be characterised by an ambivalence that significantly deviates from the win-win narrative frequently presented by external actors. Local actors or households do regard the present situation as unsatisfactory (a perception which is well-grounded and generally supported by the socio-economic studies in this thesis). However there is some prospect of an improved situation in the future, particularly with regard to tourism because there are promises of improvements in the amount of revenues set aside for local people. Social, political and economic issues relating to PAs are presented and discussed in this thesis. Wider implications and representivity of the findings for other protected area policies in Uganda and elsewhere are several. It is observed that the eventual successes of PAs for the future will depend not only on the overall benefits and costs that eventually reach local communities but also on the distribution of costs and benefits, the implications for damage compensation, and impact on local inequality and the compatibility of present management with local social values, and norms and perceptions of rights and duties Local narratives form important insights in this context and need to be taken much more seriously in endeavours for rights-based development, local involvement and real participation. The local narratives should thus inform policy and practice, and act as a possible counter to the narratives produced by powerful external actors. ; Denne avhandlingen bidrar til en pågående debatt om naturvern og utvikling. Verdens verneområder for biologisk mangfold har økt eksponensielt de siste 30 årene. Det har vært mange forsøk på å dele inntekter fra turisme i verneområder med lokalbefolkningen. Likevel er fortsatt de sosiale kostnadene ved verneområder et omstridt spørsmål. Dette er bakgrunnen for studien av Bwindi Impenetrable National Park i Uganda. Studiens problemstillinger har vært: i. I hvilken grad bidrar lokalbefolkningens tilgang til inntekter fra turisme til naturvern og reduksjon av fattigdom? ii. Hvilke goder og kostnader av verneområdet får de nærmeste lokalsamfunnene? iii. Hvordan er goder og kostnader fordelt, og hvordan påvirker dette folks holdninger til verneområdet? iv. Hvordan beskriver folk som er naboer til verneområdet sin egen situasjon og sitt forhold til parken? Disse spørsmålene har blitt besvart i fire ulike delstudier. Data ble innsamlet ved hjelp av ulike metoder. Sekundærdata som skriftlige kilder om Bwindi ble brukt i tillegg til primærdata innsamlet ved en kombinasjon av deltakende observasjon, intervjuer med nøkkelinformanter og strukturerte og ustrukturerte intervjuer. Funnene avslører alvorlig begrensninger i fordelingen av inntekter fra turisme, noe som i betydelig grad begrenser potensialet for reduksjon av fattigdom. Dette begrenser også mulighetene for å få lokal støtte for naturvernet. Mens et gjennomsnittlig hushold oppgir en årsinntekt på 1038 USD er gjennomsnittlig inntekt fra den naturbaserte turismen på bare 12 USD i året (eller 1.2% av samlede inntekter). Positive effekter av dette bidraget reduseres ytterligere av problemer med selve fordelingsprosessen knyttet blant annet til nepotisme. Dette skyldes til dels at inntektsfordelingen er planlagt for og distribuert gjennom svake lokale institusjoner med komplekse institusjonelle arrangementer og der lokal deltakelse i stor grad er fraværende. I tillegg til direkte fordeling av inntekter fra turisme, er det også en rekke andre aktiviteter som kunne falle inn under "naturvernbasert utvikling" (for eksempel støtte til privat treplanting). En annen aktivitet er arbeidsplasser generert av nasjonalparken. Hver av disse to kildene bidrar gjennomsnittlig med 2% av husholdets årlige inntekt i følge våre undersøkelser. Avhandlingen konsentrerer seg om kostnader forbundet med begrensninger på tilgang til ressurser og skader forårsaket av vilt. Et hushold i nærheten av nasjonalparken gir i gjennomsnitt fra seg 6 % av dets årlige inntekt på grunn av førstnevnte begrensninger og 10% mistes i form av skader på avling og husdyr forårsaket av parkens ville dyr. For noen hushold vil slike viltskader kunne beløpe seg til 26% av husholdets inntekter. Resultatet er at lokalbefolkningen ender opp med å subsidiere naturvernet gjennom å bli påført høye lokale kostnader. Den estimerte gjennomsnittlige lokale inntekten er 0.5 USD pr voksen pr dag. På grunn av de nevnte problemene med forvaltningen tilfaller sjelden turistinntekter de som bærer de direkte kostnadene. Det er i praksis lokale eliter som tilriver seg mesteparten av inntektene fra nasjonalparken. Dette øker lokal ulikhet og begrenser mulighetene for naturvernet til å bidra til å redusere fattigdom og å forbedre forholdet mellom staten og lokalbefolkningen. På tross av dette, virker det som holdningene blant lokalbefolkningen til parken i seg selv har bedret seg. Blant våre respondenter var 78 % positive til at Bwindi er en nasjonalpark, til tross for mangelen på individuelle nyttevirkninger fra parken. Folk virker opptatt av vern av naturen og skogen uavhengig av pengeoverføringer. Lokale betraktninger er videre karakterisert av en ambivalens som avviker fra et vinnvinn- narrativ som ofte presenteres av eksterne aktører. Lokalbefolkningen ser ikke på den aktuelle situasjonen som tilfredsstillende. Det kan imidlertid være håp om forbedringer, fordi det er løfter om at en større andel av inntektene fra turisme skal tilfalle lokalbefolkningen. Sosiale, politiske og økonomiske sider ved vern av nasjonalparker blir presentert og diskutert i denne avhandlingen. Det er flere implikasjoner av disse funnene for andre verneområder i Uganda og andre steder. Mulighetene for at verneområder skal lykkes i fremtiden er ikke bare avhengig av generelle inntekter og kostnader, men også av fordelingen av disse inntektene og kostnadene, kompensasjon for skader forårsaket av vilt, konsekvenser for lokal ulikhet og hvordan forvaltningen forholder seg til lokale sosiale verdier, normer, rettigheter og plikter. Lokale narrativer representerer viktige innsikter i denne sammenheng og de må tas mye mer alvorlig i nye forsøk på en rettighetsbasert utvikling som innebærer reell lokal deltakelse. Politikkutforming og praksis bør derfor basere seg på slike lokale mot-narrativer som ofte står i motsetning til narrativer produsert av mektige eksterne aktører. ; Nordiska Afrikainstitutet (NAI) ; Norsk institutt for naturforskning (NINA)