69
BLACKSEA Black Sea Strategic Research Agenda WP 8Task8.1 Deliverable 8.1.1 April 2012 Author: TUB İ TAK

Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

  • Upload
    vongoc

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

 

 

 

BLACK SEA

Black Sea Strategic Research Agenda WP 8 Task 8.1

Deliverable 8.1.1

April 2012

Author: TUBİTAK

  

Page 2: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

1  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

 Black Sea Strategic Research Agenda 

 

Grant Agreement n° 249552 

Acronym: SEAS‐ERA 

Title: Towards Integrated Marine Research Strategy and Programmes 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 PROPRIETARY RIGHTS STATEMENT 

THIS DOCUMENT  CONTAINS  INFORMATION, WHICH  IS  PROPRIETARY OF  THE  SEAS‐ERA  CONSORTIUM. NEITHER  THIS 

DOCUMENT NOR THE  INFORMATION CONTAINED HEREIN  SHALL BE USED, DUPLICATED OR COMMUNICATED BY ANY 

MEANS TO ANY THIRD PARTY, IN WHOLE OR IN PARTS, EXCEPT WITH THE PRIOR WRITTEN CONSENT OF THE SEAS_ERA 

COORDINATOR. THIS RESTRICTION LEGEND SHALL NOT BE ALTERED OR OBLITERATED ON OR FROM THIS DOCUMENT. 

 

 

 

 

 

 

WP 8: Black Sea Region 

Task 8.1: Strategic Analysis in the Black Sea  

Task Leader/Author: TÜBİTAK 

Deliverable N°: 8.1.1 

Security: PU 

Page 3: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

2  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Summary 

 One of the important outputs of the Black Sea WP of SEAS‐ERA Project in to develop a Strategic Research Agenda (SRA) for the Black Sea. This document is the output of a long process which includes consultations with the partner institutions, regional experts and two Strategic Analysis Workshops.  Specific objectives of the SRA are: 

Supporting the needs of Black Sea states stemming from international policy/legislation 

Dealing with regional ecosystem problems 

Strengthening international cooperation of the coastal states with ongoing and new actions and tools 

Prioritising new topics and approaches at regional level 

Supporting to multi‐disciplinary marine and maritime research in support of good (holistic) governance of environmental protection with human capacity building component at the national and regional level 

Providing scientific and management tools 

Identifying cross‐cutting issues to support research and their realization  This SRA will be the basis for future activities of the WP8. It is also supposed to contribute to the Pan‐European Strategic Research Agenda which will be one of the important outcomes of the SEAS‐ERA Project.   

 

 

 

 

Overall Coordination of the Work and the first drafting of the SRA is done by Dr. Çolpan Polat 

Beken  (TÜBİTAK/MRC)  and  Tarık  Şahin  (TÜBİTAK).  Dr.  Violeta  Velikova  (ex‐Pollution 

Monitoring  and  Assessment  Officer  of  the  BSC  PS)  and  Prof.  Ahmet  Erkan  Kıdeyş  (ex‐ 

Executive Director of the BSC PS) introduced valuable inputs for overall consistency of the SRA 

via reviewing each section and helped TÜBİTAK in providing experts contacts.      

Contributing experts are indicated at the end of the document and appreciated herewith for 

their dedicated contributions.  

Special  thanks  to Mrs.  Alison  Kıdeyş who  helped  for  language  editing  and Mr.  Alexander 

Vershinin for providing most of the photos used in the document. 

 

  

Page 4: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

3  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

TABLE OF CONTENTS 

 TABLE OF CONTENTS ............................................................................................................................................... 3 1.  INTRODUCTION .............................................................................................................................................. 4 

1.1.  The SEAS‐ERA Project ............................................................................................................................ 4 1.2.  A Common Structure for the Sea Basin Strategic Research Agenda ..................................................... 5 

2.  A SHARED VISION FOR THE BLACK SEA ........................................................................................................... 6 3.  THE BLACK SEA BASIN: REGIONAL SPECIFICITIES AND THE CONTEXT ............................................................ 7 4.  A STRATEGIC RESEARCH AGENDA FOR THE BLACK SEA BASIN: OBJECTIVES AND BENEFITS ....................... 13 5.  SPECIFIC RESEARCH PRIORITIES FOR THE BLACK SEA BASIN  . ..................................................................... 15 

5.1.  Basic Research & Fundamental Understanding .................................................................................. 16 5.1.1.  Understanding the geological structure and dynamics of the Black Sea Basin as a  

primary factor influencing its general evolution .................................................................... 16 5.1.2.  Physical climate, hydrological cycle, ventilation and inter‐basin  

coupling .................................................................................................................................. 17 5.1.3.  Understanding climatic variability and climate change impacts on coastal and  

offshore ecosystems in the Black Sea including the effects of ocean acidification ............... 19 5.1.4.  Changes in biodiversity and habitats, noting the introduction and  

impacts of invasive species .................................................................................................... 22 5.1.5.  Understanding and governing eutrophication of coastal waters and open  sea:  

Biogeochemical and primary biological basic processes, mechanisms and  consequences ......................................................................................................................... 24 

5.1.6.  Ensuring Good Water/Sediment/Bioresources/Beach Quality for Human and  Ecosystem Health (including litter) ........................................................................................ 26 

5.1.7.  Deep‐sea research ................................................................................................................. 28 5.2.  Applied Research: Science supporting Society & Maritime Economy ................................................. 30 

5.2.1.  Renewable energy .................................................................................................................. 30 5.2.2.  Exploitation of mineral resources, energy and communication projects .............................. 31 5.2.3.  Maritime transport ................................................................................................................ 32 5.2.4.  Fishery and aquaculture with focus on preservation and sustainable use of marine  

living resources ...................................................................................................................... 33 5.2.5.  Marine biotechnology ............................................................................................................ 35 5.2.6.  Cross‐cutting issues ................................................................................................................ 36 

5.2.6.1.  Natural hazards and risk assessments ................................................................... 36 5.2.6.2.  Socio‐economic research ....................................................................................... 39 5.2.6.3.  Marine spatial planning and marine protected areas (MPAs) ............................... 40 5.2.6.4.  ICZM, links with MSP & IRBM, coastal sciences & engineering ............................. 42 

5.3.  Research Support and Cross‐cutting Issues for Fundamental and Applied Research ......................... 45 5.3.1.  Development of  support tools for policy implementation ................................................... 45 5.3.2.  Observation and forecasting systems for operational oceanography ................................... 46 5.3.3.  Marine research infrastructure .............................................................................................. 47 5.3.4.  Human capacity building ........................................................................................................ 49 

6.  HIGH‐LEVEL ROADMAP ................................................................................................................................. 50 6.1.  Short Term ........................................................................................................................................... 50 6.2.  Long Term ............................................................................................................................................ 52 

LIST OF CONTRIBUTORS ........................................................................................................................................ 58 ABBREVIATIONS and ACRONYMS ......................................................................................................................... 62 SEAS‐ERA BLACK SEA PARTNERS ........................................................................................................................... 67 

 

Page 5: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

4  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

1. INTRODUCTION 

1.1. The SEAS‐ERA Project 

The  FP7  SEAS‐ERA  Project  (2010‐2014)  is  a 

Network  of  Marine  Research  Funding 

Organisations  (an  ERA‐NET)  consisting  of  21 

partners  and  two  Third  Parties  from  18 

Member  and  Associated  Member  States 

(Annex  1)  located  along  the  European 

seaboard  in  the  Atlantic,  the Mediterranean 

and Black Sea (www.seas‐era.eu).  

The  principle  aims  of  the  SEAS‐ERA Network 

are  to  improve  co‐ordination  between 

nationally  funded  competitive  marine 

research  programmes,  to  facilitate  enhanced 

co‐operation  in  addressing  shared 

opportunities and challenges, to ensure better 

use  of  existing  resources  and  capacities,  to 

bridge identified gaps, to avoid duplication, to 

jointly  fund  strategic  projects  of  mutual 

interest  and,  in  so  doing,  contribute  to  the 

sustainable  development  of  the  marine 

resource  and  improve  the  establishment  of 

the  marine  component  of  the  European 

Research Area (ERA)1. 

The SEAS‐ERA project builds on the experience 

of  the  previous  FP6  ERA‐NETS:  MarinERA 

(http://marinera.seas‐era.eu/) which  involved 

16  partners  from  13  countries  and  which 

organised a  joint €5 million call for proposals; 

AMPERA  (www.cid.csic.es/ampera/index.php)  

involved  10  partners  from  8  countries  and 

organised  a  joint  €2.25  million  call  for 

proposals;  and  MariFish  (www.marifish.net)  

with 18 partners  from 16 countries organised 

a  joint  €4.1  million  call  for  proposals  and 

common  programming  within  five  given 

topics.  

                                                       1http://ec.europa.eu/research/era/index_en.htm 

Buy SmartDraw!- purchased copies print this document without a watermark .

Visit www.smartdraw.com or call 1-800-768-3729.

 

Fig. 1: Geographical Distribution of SEAS‐ERA Partners 

For  operational  and  management  purposes, 

the  SEAS‐ERA  project  is  divided  into  three 

regional  “Sea  Basins”  (i.e.  the  Atlantic,  the 

Mediterranean and  the Black Sea), with each 

region  deciding  on  its  own  priorities,  and 

seven  thematic  work  packages:  Strategic 

Analysis;  Common  Programmes;  Joint  Calls; 

Infrastructures;  Capacity  Building; 

Dissemination  and  Co‐ordination  and 

Management.  

SEAS‐ERA  Task  1.1  aims  at  undertaking  an 

inventory and an analysis of existing national 

and  sub‐national  science  and  technology 

strategies. This task was designed to: 

Inform  the  development  of  the  Sea 

Basin  Strategic  Research  Agendas 

(SEAS‐ERA Task 6.1, 7.1 and 8.1) 

Inform  the  development  of  Common 

Programmes  (SEAS‐ERA  WP2)  and 

Joint Calls (SEAS‐ERA WP3). 

 

 

 

 

 

 

 

 

SEAS-ERA Partn.BONUS Partn.SEAS-ERA Partn.BONUS Partn.

Page 6: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

5  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

1.2. A Common Structure for the Sea Basin 

Strategic Research Agenda 

The  development  of  a  common  structure 2(Box  1)  for  the  three  SEAS‐ERA  Sea  Basin 

Research  Planswas  facilitated  by  Partner  18 

(Marine Board‐ESF) withinSEAS‐ERA WP1.2,  in 

liaison  with  the  regional  SeaBasin  Leaders: 

Partner  7  (GSRT/HCMR,  Greece)  for  the 

Mediterranean;  Partner  9  (Marine  Institute, 

Ireland)for  the Atlantic Sea Basin and Partner 

15 (TÜBİTAK, Turkey) for the Black Sea.  

The  Black  Sea  Strategy  is  policy‐oriented  to 

                                                       2  The  common  structure  approach  allows  for  regional 

specificities  to  be  addressed, while,  at  the  same  time, providing  consistency  and  ensuring  comparison  of  the resulting outputs. While a common structure was agreed in preparing the draft marine research plans, approaches to the development of these differed from one Sea Basin to another. 

 

specifically respond to regional environmental 

priority  issues  agreed  by  the  6  Coastal 

MemberStates  (BS  SAP  2009).  These  are 

coupled  with  new  innovative  topics  to 

incorporate  research  support  tools.  A  Draft 

document was  prepared  by  the  Task  Leader 

based  on  the  regional  issues  and  proposed 

research  priorities  during  the  1st  Regional 

Workshop  (March  2011).  Following  this 

workshop,  regional  experts  and  Advisory 

Board Members were consulted to contribute 

to  the process. These contributions produced 

a second draft that was circulated among the 

Project  Partners,  and  a wider  group  of  Black 

Sea  Experts  (October‐November  2011)  to 

obtain general comments  to aid  final editing. 

A  second  Regional  Workshop  (December 

2011) was organized to finalize the document.  

The SRA domains are: 

The  “Policy”  –  the  SRA  will  focus  on  the 

relevant  policies/legislation  implementation 

(or  development  of  new  policies)  taking  into 

consideration  the  need  to  harmonize 

environmental protection practices within the 

Black Sea countries. 

The  “Knowledge”  and  “Tools”  –  the  SRA 

section  where  the  core  scientific  and 

technological  work  shall  be  carried  out  in 

support of informed decision‐making.  

The “Capacity” building – the SRA will provide 

the  necessary  information  for  strengthening 

the  institutional framework of research  in the 

Black Sea region. 

The  “Users”  involvement  ‐ where  the  results 

and  capacities  developed  by  the  SRA 

implementation  will  be  shared  with  and 

explained  to  stakeholders,  both  through 

training programmes and outreach activities.  

Box  1.  Common  Structure  of  the  SRA  for 

Sea Basins: 

1. Introduction (1 page); 2. A Shared Vision for the [ ] Sea Basin  3.  The  [  ]  Sea  Basin:  Sea  basin  specificities, critical  regional  issues,  challenges  and opportunities – related to policy, management, environmental and scientific matters. 4. A Strategic Research Agenda  for the  [  ] Sea Basin Objectives and Benefits 5.  Specific  Research  Priorities  for  the  [  ]  Sea Basin  

5.1.Basic  Research  &  New  Knowledge incl.  climate  change,  new  frontiers research (e.g.Deep‐sea) 5.2.Applied Research: Science  supporting Society  and  Economy:  Applied  science themes  incl.  e.g.  blue  biotech,  marine renewable energy, transport, etc.)  5.3.Research  Support  &  Cross‐Cutting Issues. 

6.  High‐level  Roadmap.  Short, medium,  long‐term  priorities  timeline,  milestones,  review, etc.).

Page 7: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

6  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

2. A SHARED VISION FOR THE BLACK SEA 

The vision  for  the Black Sea  is  to preserve  its 

ecosystem  as  a  valuable  natural  endowment 

of  the  region, whilst  ensuring  the  protection 

and  rational  use  of  its  marine  and  coastal 

living resources as a condition  for sustainable 

development of  the Black  Sea  coastal  states, 

well‐being,  health  and  security  of  their 

population (Ref: BS SAP, 2009). 

 

This  vision  can  only  be  achieved  by 

commitments  at  all  levels  of  society.    Clear 

focused  national  and  joint  research 

programmes  and  multi‐disciplinary  projects 

will  form  the  scientific  basis  while  political 

vision  and  commitment,  ownership  and 

funding by different stakeholders representing 

various  sectors,  regional  and  pan‐European 

cooperation  at  all  levels,  appropriate 

regulation  and  governance  at  national  and 

regional levels will be requirements. 

SEAS‐ERA  is  the  second  joint  action  among 

national  research  funders3  for  the  Black  Sea 

region  ‐  after  Black  Sea  ERA‐NET  ‐  having 

committed  to  the  goal  of  continued  future 

cooperations  which  face  the  multifaceted 

environmental  challenges  of  river  basins, 

coastal and marine waters of the Black Sea.  

                                                       3Funding organizations from the Black Sea coastal states. 

Page 8: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

7  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

3. THE BLACK SEA BASIN: REGIONAL SPECIFICITIES AND THE CONTEXT 

The Black Sea  is one of  the most  remarkable 

regional  seas  in  the  world,  being  almost 

completely  separated  from  the  rest  of  the 

world's  oceans  and  embodying  an  abyssal 

basin  with  maximum  depth  of  2300  m 

adjoining  a  very wide  continental  shelf  area. 

Its  waters  are  permanently  stratified  under 

the  influence of fresh water supplied by  large 

rivers (Fig. 2) and the inflow of Mediterranean 

water through the Bosphorus (Istanbul) Strait. 

The  Bosphorus  and  Dardanelles  Straits 

interconnected  by  the  marginal 

intercontinental  Sea  of  Marmara  form  the 

Turkish Straits System (TSS). 

Fig. 2: The Catchment Area of the Black Sea 

http://maps.grida.no/go/graphic/map_of_the_black_s

ea_basin 

The Black  Sea  is  considered  to be  a  fantastic 

laboratory naturally hosting oxic, hypoxic and 

anoxic water masses permanently existing due 

to  strong  vertical  stratification. While  strong 

vertical  stratification  supports  isopycnal 

distribution of various biogeochemical species, 

the wide  range  of  redox  conditions  supports 

specific  processes  rendering  the  Black  Sea  a 

unique  place  to  study  the  Earth  System 

responses  to  climate  changes  and 

anthropogenic  forcing.  Since  a  large  part  of 

the basin  (i.e. approx. deeper  than 100 m)  is 

anoxic,  life  forms  in  the  Black  Sea  display 

limited diversity and almost all pelagic and  

 

 

Page 9: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

8  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

benthic fauna and flora dwell in the shallower 

or upper oxic water layers. 

Besides  its  natural  peculiarities  and 

disadvantages4,  the  long‐term  and  intensive 

anthropogenic  pressures  exerted  on  the 

system  aggravated  the  threats  to  the  Black 

Sea  ecosystem  related  to  climate  change5. 

Large amounts of various pollutants (oil, trace 

metals,  nutrients,  pesticides,  etc.)  have  been 

discharged  from  coastal  sources  to  the 

nearshore waters  since  the  1960’s.  Excessive 

nutrients  are  considered  to  be  the  most 

persistent  in negative effects comparing to all 

other  pollutants.  Their  input  via  rivers, 

agricultural drainage waters, and insufficiently 

treated municipal/industrial wastewaters  has 

increased  many‐fold  over  the  last  few 

decades1  supporting  progressive  cultural 

eutrophication.  The  latter  has  led  to  radical 

changes  in  the Black Sea ecosystem since  the 

1960s  and  especially  after  1970s  when 

critically  important  key  habitats  disappeared 

from  the  large  shelf  areas.  It  has  been 

scientifically  and  politically  accepted  that 

eutrophication  has  caused  a  major  trans‐

boundary  impact  on water  quality,  biological 

diversity, bio‐resources  abundance,  adversely 

affecting all sectors relying on marine services. 

It  was  also  recognised  that  other 

anthropogenic  forces  like overfishing and  the 

use  of  destructive  fishing  techniques,  coastal 

zone mismanagement and the introduction of 

invasive species (most notably the ctenophore 

jelly  Mnemiopsis  leidyi)  simultaneously 

occurred  further damaging  the  functioning of 

this ecosystem through trophic cascades.  

Recovery  started  by  mid‐90s  via  efficient 

functioning  of  river  basin management  plans 

                                                       4Since the Black Sea is virtually isolated, and its resilience to change is weak. The presence of a permanent anoxic zone is an additional risk factor.   5Climatic changes are associated with increased frequency in floods, north‐bound movement of species, sea‐level rise, etc. 

and  less  extensive  use  of  fertilizers  for 

economic  reasons.  Consequently, 

anthropogenically‐induced hypoxic  conditions 

at  the  sea  shelf  almost  disappeared  and 

biodiversity  in  benthic  flora  and  fauna 

increased. The appearance and establishment 

of  the predator of Mnemiopsis  (Beroe ovata) 

was  seen  to  improve  certain  ecosystem 

parameters. 

Fig. 3: Good and bad invaders: The ctenophore Beroe ovata of the Black Sea with a semi‐digested Mnemiopsis leidyi specimen in its stomach. (Photograph by Ahmet E. Kideys) 

 

More than 300 rivers contribute  inflow to the 

Black and Azov Seas. The northwestern Black 

Sea receives the discharge of the largest rivers 

in  the  Black  Sea  drainage  area  ‐  the Danube 

River with  a mean water  discharge  of  about 

200  km3/yr  and  the  Ukrainian  rivers  Dniepr, 

Southern  Bug  and  Dniestr  contributing  with 

about 65 km3/yr.  

The  influence  of  the  Danube  River  and  its 

large  Delta  is  predominant  regarding  the 

sedimentation on the northwestern Black Sea 

shelf area, and not only. The Delta  impact on 

hydrographic  processes,  transport  of  species 

and  the  gene  pool  formation,  chemical 

content of water and sediment, migrations of 

fish  populations  and  birds,  etc.,  etc.  opens  a 

broad range of scientific challenges. 

Page 10: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

9  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Box  2.  Ecosystem  Quality  Objectives (EcoQOs) that are set by the BS SAP (2009):      EcoQO 1:Preserve commercial marine living 

resources  a. Sustainable use of commercial fish stocks 

and other marine living resources. b. Restore/rehabilitate stocks of commercial 

marine living resources. EcoQO 2: Conservation of Black Sea 

Biodiversity and Habitats  a. Reduce the risk of extinction of 

threatened species. b. Conserve coastal and marine habitats and 

landscapes. c. Reduce and manage human mediated 

species introductions  EcoQO 3: Reduce eutrophication  EcoQO 4: Ensure Good Water Quality for 

Human Health, Recreational Use and Aquatic Biota 

a. Reduce pollutants originating from land based sources, including    atmospheric emissions. 

b. Reduce pollutants originating from shipping activities and offshore installations  

From  this  perspective,  the  existence  of  the 

Danube  Delta  –  the  Europe’s  largest  deltaic 

system  further  increases  the  special 

characteristics of the Black Sea. 

Impacts  of  climatic  variability  and/or  climate 

change  are  clearly  indicated by  the  arrival of 

more  Mediterranean  species  and 

establishment of new niches  in the Black Sea, 

phenological  changes  in  biota,  direct 

correlations  between  sea water  temperature 

changes  and  abundance/biomass  of  species 

(plankton  to  fish)  as well  as  variations  in  the 

dissolved  oxygen  content  of  upper  water 

column layers.  

At  a  regional  level,  the  four  priority  trans‐

boundary  problems  for  the  Black  Sea 

ecosystem,  re‐confirmed  by  TDA  (2008, 

http://www.blacksea‐

commission.org/_tda2008.asp  )  and  by  the 

SAP  (2009),  are  (1)  eutrophication/nutrient 

enrichment,  (2)  changes  in  marine  living 

resources,  (3)  chemical  pollution  (including 

oil), (4) biodiversity/habitat changes, including 

alien  species  introduction. The BS SAP  (2009) 

defined  the  Ecosystem  Quality  Objectives 

(EcoQOs)  to  manage  these  four  trans‐

boundary environmental issues (see Box 2). 

The  Causal  Chain Analyses  in  the  2008  Black 

Sea  TDA  found  climate  change  to  be  a 

contributory  factor  to all  four  trans‐boundary 

problems.  The  same  analysis  also  concluded 

that the four trans‐boundary problems cannot 

be  dealt  with  individually.  It  is  stated  that 

“improvements  in  management  of  one 

problem will  have  knock‐on  effects  for  other 

problems, and addressing  individual  causes  is 

likely  to  improve  the  situation with  regard  to 

at  least  two,  if  not  more,  of  the  four 

environmental problems”.  

Clear,  coherent  scientific  understanding  of 

coastal  margins  (both  land  and  water)  and 

efficient management  of  human  activities  in 

these areas are vitally important for achieving 

all EcoQOs listed in Box 2.   

 

 

The  geographical  scope  for  the  BS  SRA  is 

accepted  as  defined  by  the  Bucharest 

Convention  and  its  Protocols  as  the  marine 

and  coastal  waters  of  the  Black  Sea  proper. 

However,  in  terms  of  linkage  to  the 

Mediterranean,  the  Turkish  Straits  System  as 

well as  the Azov Sea and the Kerch Strait will 

also be considered in the context of the SRA.  

It  is also aimed to  integrate events within the 

catchment  basins  of  rivers  draining  into  the 

sea  (Fig.  2).  Hence,  the  Black  Sea  with  its 

watersheds  (catchment  area),  being  one  of 

the LMEs of the world with ecology dissimilar 

from  that of  the  adjacent  seas  and ocean,  is 

considered in the context of the SRA.  

Page 11: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

10  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

The  regional  Black  Sea  institutional 

framework  for  the  protection  of  the marine 

environment  involves  two  regional 

organizations:  the  Commission  on  the 

Protection  of  the  Black  Sea  against  Pollution 

(Black  Sea  Commission,  BSC),  established  in 

1992  through  Article  17  of  the  Bucharest 

Convention  and  supported  by  the  United 

Nations  Environmental  Programme,  and  the 

Organization  of  the  Black  Sea  Economic 

Cooperation  (BSEC), also established  in 1992. 

The  Black  Sea  Commission  (www.blacksea‐

commission.org)  was  established  exclusively 

for  the  protection  of  the  Black  Sea  marine 

environment and is composed of the Black Sea 

coastal  states  only;  whereas  BSEC  the  most 

institutionalized  and  inclusive  regional 

organization,  promotes  cooperation  in many 

different  fields over  a wider Black  Sea  area6.  

(see  http://www.bsec‐organization.org). 

Environmental protection  is one of  the  fields 

of  cooperation  among  the  BSEC  countries 

which  includes,  inter‐alia,  regional  reviews of 

perspectives to provide a  legal framework for 

a  green  economy;  including  climate  change 

within  the  environmental  strategy  for  the 

protection  of  the  Black  Sea;  enhancing 

cooperation  with  other  international 

organizations  dealing  with  protection  of  the 

marine  environment  etc.  A  green  energy 

development has been recently established as 

a  subarea  of  cooperation within  the  broader 

energy  sector. Another  topic BSEC deals with 

is  science  and  technology,  closely  related  to 

the  goal  of  SEAS‐ERA:  Promoting  regional 

cooperation  in  the  field  of  science  and 

technology,  putting  knowledge  to  the 

forefront  of  its  activities,  setting  up  joint 

research  projects  and  programs  and  greater 

valorisation of the scientific and technological 

                                                       6The  area  includes  the  territories  of  the  following member states: the Republic of Albania, the Republic of Armenia,  the  Republic  of  Azerbaijan,  the  Republic  of Bulgaria, Georgia, the Hellenic Republic, the Republic of Moldova, Romania, the Russian Federation, the Republic of Serbia, the Republic of Turkey and Ukraine. 

potential are  the main objectives.  Integration 

with  European  programs  and  projects 

(Framework  Program  7)  and  developing 

cooperation  between  other  international 

organizations  are  among  the main objectives 

of  the  BSEC  Member  States.  BSC  and  BSEC 

have granted each other  the observer  status, 

established close cooperation and may  jointly 

participate  in  the  implementation of  regional 

projects.   

The  Bucharest  Convention  and  its  Protocols 

together with their implementation plan, SAP, 

constitute the regional legal/policy framework 

for  the  protection  of  the  Black  Sea 

environment. The Black Sea Commission (BSC) 

is made up of one member  from each of  the 

six national governments. Six regional activity 

centers  and  six  thematic  advisory  groups  of 

the  BSC  contribute  to  the  regional 

implementation scheme.   

International  institutions  committed  also  to 

the protection, preservation and rehabilitation 

of  the Black Sea marine environment are  the 

European  Union7,  GEF/UNDP8,  International 

Maritime Organization  (IMO)9, Memorandum 

of Understanding on Port State Control  in the 

Black  Sea  Region  (MoU  PSC)10,  International 

Commission for the Protection of the Danube 

River  (ICPDR)11,  Danube  Commission,  United 

Nations  Economic  Commission  for  Europe 

(UNECE)12,  United  Nations  Environment 

Programme  (UNEP)13,  Agreement  on  the 

Conservation  of  Cetaceans  of  the  Black  Sea, 

Mediterranean  Sea  and  continuous  Atlantic 

area  (ACCOBAMS)14, Organization  for Security 

                                                       7E.g. Danube Black Sea Task Force (DABLAS): set up in 2001 with the aim to provide a platformfor cooperation to ensure the protection of water and water‐related ecosystems in the Danube andthe Black Sea. 8http://www.thegef.org/gef/ 9http://www.imo.org/Pages/home.aspx 10http://www.bsmou.org/ 11 http://www.icpdr.org/ 12 http://unece.org/ 

13 http://www.unep.org/ 14 http://www.accobams.org 

Page 12: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

11  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

and Co‐operation in Europe (OSCE)15,  NGOs16, 

International  Atomic  Energy  Agency  (IAEA) 

and others. 

The  Intergovernmental  Oceanographic 

Commission  of  UNESCO  (BlackSeaGOOS, 

ODINBLACKSEA): At the Eighteenth Session of 

the  Intergovernmental  Oceanographic 

Commission  of  UNESCO  (IOC),  the  Assembly 

adopted  a  resolution  (Resolution  XVIII‐17, 

UNESCO,  Paris,  7‐9  June  1995)  which 

established  the  IOC  Black  Sea  Regional 

Committee  (BSRC).  The  First  Session  of  the 

BSRC  was  held  in  Varna,  Bulgaria,  (10‐13 

September  1996).  Two  Pilot  Projects  "The 

Assessment  of  Sediment  Fluxes  in  the  Black 

Sea"  and  "The Black  Sea GOOS"  (named  PP1 

and  PP2  in  the  following)  were  discussed 

extensively  and  programs  were  developed. 

The  Black  Sea  GOOS MoU was  signed  by  all 

Black Sea countries,  in 2001. This MoU serves 

as  the  initial  document  for  the  Black  Sea 

GOOS,  as  an  informal  association  whose 

members seek to foster co‐operation with the 

Global Ocean Observing System. The Black Sea 

GOOS was  established with  the  participation 

of Bulgaria, Georgia, Romania, Russia, Turkey 

and  Ukraine  with  the  recognition  of  the 

importance  of  existing  systems  in  research 

and operational oceanography. By signing, the 

MoU, countries become members of the Black 

Sea  GOOS,  and  agree  to  co‐operate  in 

promoting  the GOOS  in  the  Black  Sea  basin. 

Black  Sea  GOOS  activities  are  designed  to 

foster  cooperation  in  operational 

oceanography  in  the  Black  Sea  basin.  To 

collaborate with and to maximise the benefits 

from  the  existing  activities  of  the  EuroGOOS 

and  the  Med‐GOOS,  promoting  the 

integration  of  these  activities  within  the 

framework  of  the  GOOS.  The  first  Black  Sea 

GOOS  Strategic  Action  and  Implementation 

                                                       15http://www.osce.org /index.php 16 http://www.bseanetwork.org 

Plan (IOC/INF‐1176) was adopted  in 2003 and 

the second in 2010.  

At  the  Nineteenth  Session  of  the  IOC 

Committee  on  International  Oceanographic 

Data  and  Information  Exchange  (IODE‐XIX, 

Trieste,  Italy,  12‐16 March  2007)  the  project 

document for the establishment of the Ocean 

Data  and  Information  Network  for  the  Black 

Sea  Region  (ODINBLACKSEA)  was  adopted. 

Recognising  that  the  lives  of  at  least  160 

million  people  are  profoundly  influenced  by 

the Black Sea and considering that all riparian 

countries depend to a  large extent on marine 

and  coastal  resources,  the  ability  to  acquire, 

manage, archive and disseminate data, as well 

as  the  capacity  to  generate  products  and 

services  in  support  of  decision  making  and 

management of  the Sea and Coastal Zones  is 

of  vital  importance.  The  Ocean  Data  and 

Information Network for the Black Sea Region 

(ODINBLACKSEA)  Project  is  proposed  to 

respond to these needs through:  (i) providing 

assistance  in the development, operation and 

strengthening of National Oceanographic Data 

(and  Information)  Centres  and  to  establish 

their  networking  in  the  region;  (ii)  providing 

training  and  education  in  marine  data  and 

information management, taking  into account 

the  requirements  of  operational 

oceanography; applying standard formats and 

methodologies  as  defined  by  the  IODE;  (iii) 

enhancing national and regional awareness of 

Marine  Data  and  Information  Management; 

(iv)  assisting  in  the  development  and 

maintenance of national and  regional marine 

data, metadata and information databases; (v) 

assisting  in  the  development  and 

dissemination of marine data and information 

products  and  services, meeting  the  needs  of 

user communities at the national and regional 

levels,  and  responding  to  national  and 

regional  priorities;  (vi)  undertaking  the 

ODINBLACKSEA  activities  in  close 

collaboration  and  networking  with  other 

Page 13: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

12  SEAS‐ERA D.8.1.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

relevant  organizations,  programmes  and 

projects operating in the Black Sea region; and 

(vii) undertaking  the above activities applying 

modern  technologies  for  data  collection, 

processing, storage and dissemination. 

Black  Sea  cooperation  has  been  activated  by 

many  pan‐European,  regional  scale  and 

bilateral/multilateral  projects  between  the 

Black  Sea  countries.  Investigating  and 

understanding the Black Sea ecosystem and its 

problems  at  regional  and  sub‐regional  scales 

have been supported by different donors  like 

EU,  UNDP/GEF,  NATO,  WB,  EBRD,  UNEP, 

IMO, SIDA.   

The  EU  Framework  Programme(s)  (IV‐VII) 

funded  daNUbs,  EUROGEL,    IASON,  SESAME, 

HERMES,  HYPOX,  MEECE,  ODEMM, 

THRESHOLDS,   PERSEUS,  and many others  to 

tackle  with  Black  Sea  ecosystem  issues 

considering  both  climatic  and  anthropogenic 

forces. 

Another  group of EU  FP  (VI, VII) Projects  are 

focused  on  the  achievement  of  efficient 

governance  practices  including  ecosystem‐

based  management  to  support  sustainable 

development  in  the  Region,  like  INTERREG 

PlanCOAST,  SPICOSA,  ENCORA,    DEDUCE, 

KnowSeas, ODEMM, PEGASO and COCONET.  

GEF  funded  and  executed  through  UNDP 

BSEP17 and BSERP18(Phase  I and  II) projects  in 

support  of  the  Bucharest  Convention 

implementation.  It contributed  to  sustainable 

human  development  in  the  Black  Sea  area 

through  reinforcing  the  cooperation  of  the 

Black Sea countries to take effective measures 

in  reducing  nutrients  and  other  hazardous 

substances to levels necessary to permit Black 

Sea ecosystem recovery. 

                                                       17Black Sea Environment Program 18Black Sea Environment Recovery Project 

EU/TACIS/EuropeAid Projects, such as ECBSea, 

SASEPOL  served  to  strengthen  regional 

cooperation  for  the  protection  of  the  Black 

Sea.  

Projects  focused  specifically  towards 

improving  the  monitoring  and  forecasting 

capacities  and  the  operational  status  of 

oceanographic  services  in  conjunction  with 

better  management  of  data  collection  and 

networking  of  the  Black  Sea  scientists 

are:ARENA  (FP5),  ASCOBOS  (FP6),  ECOOP 

(FP6), MONINFO (EC), BS SCENE/UBBS (FP6,7), 

SEADATANET  I/II  (FP6,7)  EnviroGRIDS  (FP7), 

EMODNET.  Such  projects  have  had  valuable 

impact on networking and capacity building in 

the Black Sea marine research area.  

In  relation  to  the development of GMES core 

services, MyOcean  (FP7)  has  also  played  an 

important  role  through  its  implementation  in 

the  Black  Sea.  Finally,  the  EC  EuroARGO 

Project (part of GOOS) has enhanced efforts to 

deploy argo floats  in the Black Sea to support 

GMES  services  and  did  the  advancement  of 

operational  monitoring  in  the  Black  Sea 

region. 

The Black  Sea  Era Net  Project  (2009‐2012)  is 

crucial  for  the  region since  it aims  to  identify 

thematic  priorities  (i.e.  environment,  health, 

energy,  marine  and  maritime  research)  not 

only for a Joint Call but also for the Black Sea 

Research  Programme  (BSRP),  a  programme 

that  aims  to  establish  sustainable  and  long‐

term cooperation  in  the  region. The ERA NET 

RUS Project (2009‐2013), on the other hand, is 

a  project  that  is  specifically  dedicated  to 

Russia;  however,  it  also  covers  other 

important  countries  from  the  Black  Sea 

region.  Through  a  different  approach  to 

innovation,  academic  science  and  technology 

cooperation,  the  project  aims  to  foster 

collaboration between  the private  sector and 

universities. 

Page 14: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

13  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

4. A STRATEGIC RESEARCH AGENDA FOR THE BLACK SEA BASIN: OBJECTIVES AND BENEFITS 

The overall objective of the SRA  is to support 

actions  aimed  at  keeping  the  Black  Sea 

environment  healthy  with  all  its  ecosystem 

goods  and  services  functioning  whilst 

economic  recovery  and  further  development 

in the region are also being pursued. 

While  the  overall  objective  aims  to  support 

avoiding  conflicts  between  nature well‐being 

and human  interest, the specific objectives of 

the  SRA  are  targeted  at  those  domains  of 

Black  Sea  environmental  research  and 

protection  where  the  BS  states  need  to 

primarily concentrate  their efforts at working 

jointly  for  the  benefit  of  the  Black  Sea  and 

those people  living  in  the  region. Besides  the 

environmental  protection,  it  also  aims  to 

tackle  the  maritime  sectors;  like  transport, 

energy  and  fisheries  and  their  emerging 

research  needs  in  the  SRA  for  the  socio‐

economic welfare of the region.    

From an end‐user perspective, progress in our 

knowledge  of  Black  Sea  macro‐system 

dynamics is vital for a better understanding of 

interactions  between  ecological  and  socio‐

economic  systems  so  as  to  respond  to 

environmental  change whilst  avoiding  social‐

ecological mismatches.  Applied  science must 

contribute  to  the development of new multi‐

scale models which span the entire range from 

local,  regional  to  global  multi‐national 

decision‐makings.  Special  attention  must  be 

paid  to  the  science policy  interface  to better 

ground  the  scientifically  developed  decision‐

support  tools  for  good  governance  and 

adaptive management. 

The  specific  objectives  of  and  the  expected 

benefits from the SRA are: 

1) The  SRA  will  respond  to  the 

requirements  of  the  Bucharest  Convention 

and its four Protocols, BS SAP 2009 and the EU 

Marine  Strategy  as  the major  environmental 

management policies  in  the Black  Sea  region 

having common goals/objectives. The SRA will 

also  take  into  account  the  requirements  of 

other relevant EU directives and  international 

agreements  (ACCOBAMS,  Espoo,  IMO 

Conventions,  etc.)  for  improved  cooperative 

management  of  the  Black  Sea  coastal  and 

marine areas. Therefore, the SRA will support 

the  needs  of  the  BS  states  stemming  from 

international policy/legislation.  

2) The  SRA  will  deal  with  regional 

ecosystem  problems  (Box  2)  prioritising 

research  for  achievement  of  both  good 

environmental status (GES) of the Black Sea as 

stated  in  the  MSFD  and/or  the  long‐term 

Ecosystem Quality Objectives (EcoQOs) set by 

the  BS  SAP  2009.  International  cooperation 

should  continue  by  the  existing mechanisms 

and  be  further  strengthened  through  actions 

such  as  the  common  programming  of  the 

coastal states.      

3) The  SRA will  include  conventional  as 

well  as  new  subjects  (new  frontiers)  for  a 

better  understanding  of  the  Black  Sea 

evolution  and  complexity.  It will  also  aim  to 

achieve  progress  towards  supporting  green–

economy  policies,  valuing  and  promoting 

investment  in  natural  capital  towards 

achieving  the  overall  Vision.  Therefore,  new 

topics and approaches will be selected which 

have priority at a regional  level  for  improving 

scientific  observations  and  knowledge  in  a 

harmonized  manner  directed  at  informed 

decision making and innovation in research. 

4) Multidisciplinary  research,  including 

socio‐economy,  is  the  asset  of  the  Black  Sea 

sustainability  focused  model  which  is 

associated  with  the  ongoing  process  of 

development  of  new  management 

frameworks  in  the  Black  Sea  region, 

encompassing  ICZM,  ecosystem‐based 

Page 15: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

14  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Box 3. SRA Implementation Principles  

Utilization of knowledge, achievements, outputs and products of past projects based on lessons‐learnt and building on current EU and Black Sea Regional initiatives. 

Streamlining ongoing project activities to avoid overlap. 

Consultation and stakeholders involvement. 

Capacity building and networking; 

Promoting ownership and public‐awareness. 

Regional partnership and international cooperation. 

adaptive,  and  integrated  river‐basin 

management, and market‐based  instruments. 

The BS SRA aims to contribute to this process 

by  encouraging  and  supporting  science 

integration  towards  the  successful 

implementation  of  the  BS  SAP  2009 

management targets and the MSFD objectives 

realization  (where  applicable).  The  SRA 

facilitates the step by step transition from the 

current fragmented system to fully  integrated 

management  accompanied  by  relevant 

institutional  framework  development. Multi‐

disciplinary marine and maritime research  in 

support  of  good  (holistic)  governance  of 

environmental  protection  with  human 

capacity building  component at  the national 

and regional level is looked for.  

5) The  SRA will  aim  to provide  scientific 

and  management  tools.  This  would  include 

guidance  and  support  for  improved 

monitoring  and  quantitative  assessments  of 

drivers,  pressures,  state,  impacts,  response 

and recovery of the BS which at first requires 

the  further  development  and  harmonisation 

of  the  Black  Sea  observation  systems 

including  monitoring  activities, 

data/information  management  tools,  and 

multi‐disciplinary and multi‐scale modelling. 

6) It will  identify  the cross‐cutting  issues 

to  support  research  and  their  realization. 

Marine  research  infrastructure, 

communication  and  promotion  of  science, 

needs  in  harmonization  and  training, 

exchange  of  good  practices,  utilization  of 

new  technologies,  further  networking 

including  the  private  sector  and  national 

funding bodies are among the key issues. 

Beneficiaries of  the environmental  issues and 

their management  actions  including  RTD  (as 

re‐drawn  from  the TDA2007  in Annex  I) were 

identified  as  42  institutional  and  stakeholder 

groups  based  on  their  specific  involvement 

in/contribution  to  management  and/or 

protection of  the Black Sea  (per se  the  trans‐

boundary issues identified in the BS SAP2009). 

The  approach  proposed  for  the  SRA 

implementation  includes  the  following 

principles (Box 3): 

 

 

 

 

 

Page 16: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

15  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

5. SPECIFIC RESEARCH PRIORITIES FOR THE BLACK SEA BASIN  . 

The agreed Structure of the SRA by the SEAS‐

ERA  Partners  has  been  explained  in  Section 

1.2. (the process of building the Black Sea SRA 

is  also  described  there).  A  “specific  research 

priorities” list has been compiled and grouped 

under  three  main  headings:  Basic  Research, 

Applied Research to support society/economy 

and Research on  cross‐cutting  issues  (Box 4). 

The  sub‐titles  along  with  their  specific 

research  priorities  were  decided  upon  by 

experts based on the regional needs. 

Box 4. Summary of the Research Issues 

Basic research and fundam

ental 

understanding 

Understanding the geological structure and dynamics of the Black Sea Basin as a primary factor influencing its general evolution

Physical climate, hydrological cycle, ventilation and inter‐basin coupling 

Understanding climatic variability and climate change impacts on coastal and offshore ecosystems in the Black Sea including the effects of ocean acidification  

Changes in biodiversity and habitats, noting the introduction and impacts of invasive species 

Understanding and governing eutrophication of coastal waters and open  sea:  Biogeochemical and primary biological basic processes, mechanisms and consequences  

Ensuring Good Water/Sediment/Bioresources/Beach Quality for Human and Ecosystem Health (including litter) 

Deep‐sea research 

Applied Research: Science supporting Society & 

Maritim

e Economy 

Renewable energy 

Exploitation of mineral resources, energy and communication projects 

Maritime transport 

Fishery and aquaculture with focus on preservation and sustainable use of marine living resources 

Marine biotechnology 

Cross‐cutting issues : 

Natural hazards and risk assessments 

Socio‐economic research 

Marine spatial planning (MSP) and marine protected areas (MPAs) 

ICZM, links with MSP & IRBM, coastal sciences & engineering 

Research support and 

cross‐cutting issues for 

fundam

ental and applied 

research 

Development of  support tools for policy implementation 

Observation and forecasting systems for operational oceanography 

Marine research infrastructure 

Human capacity building 

Page 17: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

16  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

5.1. Basic Research & Fundamental 

Understanding  

5.1.1. Understanding the geological 

structure and dynamics of the Black 

Sea Basin as a primary factor 

influencing its general evolution 

During  the  last  120 million  years  the  area of 

the  Black  Sea  has  been  subjected  to  strong 

tectonic  activity.  Since  its  initiation, 

compressional  tectonic  environments  led  to 

subsidence  in  the  basin,  interspersed  with 

extensional  phases  resulting  in  large‐scale 

volcanism  and  numerous  orogenies,  causing 

the  uplift  of  the Greater  Caucasus,  Pontides, 

Southern Crimea and Balkan mountain ranges. 

The  on‐going  collision  between  the  Eurasian 

and African plates and westward escape of the 

Anatolian  block  along  the  North  and  East 

Anatolian  Faults  dictate  the  current  tectonic 

regime, which  features  enhanced  subsidence 

in the Black Sea basin and significant volcanic 

activity  in  the  Anatolian  region.  It  is  these 

geological  mechanisms  which,  in  the  long 

term,  have  caused  the  periodic  isolations  of 

the Black Sea from the rest of the global ocean 

system  and  were  accompanied  by 

accumulation of large amount of sediments in 

the Sea.  

Furthermore,  in  the  course  of  the  Black  Sea 

geological history large‐scale sea level changes 

(from +10/15 m to ‐120 m) occurred and they 

caused  radical  reshaping of  land morphology, 

large  accumulation of  sediments  in  the deep 

part  of  the  Sea  (about  12‐13  km  of  bottom 

sediment  thickness  in  the  central part of  the 

basin)  and  modifications  of  environmental 

settings.  The  Quaternary  was  especially 

characterised  by  such  spectacular  changes, 

which  had  been  driven  by  global  climate 

change  (glaciations  and deglaciations). Under 

the sharp sea‐level fluctuations of this period, 

the sediment depocentres concentrated in the 

deep‐sea  zone  of  the  Black  Sea  unlike  the 

present‐day position of sedimentation areas  ‐ 

from delta bodies of different large rivers onto 

the continental slopes. 

During all these changes, the Black Sea water 

level  was  also  influenced  by  its  limited 

connection  with  the  Mediterranean  Sea 

through  the  Bosphorus  – Dardanelles  Straits. 

When  the  Black  Sea  level  happens  to  fall 

below the Bosphorus sill, its further variations 

develop  under  specific  regional  conditions, 

without  being  necessarily  coupled  to  the 

ocean  level  changes.  Historically,  one  of  the 

main consequences of the lowstands has been 

the  complete  interruption  of  the 

Mediterranean  water  inflow  into  the  Black 

Sea,  as  the  latter  becomes  an  almost 

freshwater  giant  lake  for  thousands  of  years 

until  the  connection  through  the  Bosphorus 

re‐appears and the salinity of the Black Sea  is 

restored. 

The main glacial periods of the Quaternary  in 

Europe  (Danube,  Günz,  Mindel,  Riss  and 

Würm) corresponded to the regressive phases 

of the Black Sea, with  lowstands of the water 

level  down  to  –120  m.  The  regressions 

represent phases of  isolation of the Black Sea 

from  the Mediterranean  Sea  and  the World 

Ocean. Only connection with  the Caspian Sea 

could  occasionally  appear  through  the 

Manych  valley.  Correspondingly,  during 

regressions, and under fresh water conditions, 

the  particularities  of  flora  and  fauna 

assemblages  in  the  Black  Sea  had  a 

pronounced  Caspian  character.  On  the 

contrary,  during  the  interglacials,  the  water 

level was  rising  to  levels close  to  the present 

level;  the Black  Sea was  getting  reconnected 

to  the  Mediterranean  Sea,  and  the 

environmental  conditions as well as  the  flora 

and  fauna  characteristics  were  undergoing 

Mediterranisation. 

Presently,  the  Black  Sea  level  is  relatively 

stable with  a  slight  tendency  of  rise.  Hence, 

the surrounding relief and the physiography of 

Page 18: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

17  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Complex  geological  and  geophysical 

investigation of the tectonic structure and 

sedimentary  accumulations  within  the 

Black  Sea  basin:  continental  shelves, 

slopes and deep‐sea zones. 

Monitoring  isostatic and eustatic sea  level 

changes, as well as the subsidence and the 

compaction of sedimentary piles. 

Investigation on river sediment  fluxes and 

mapping  the sediment distribution on  the 

continental shelf and slope. 

Modelling the dynamics of the Earth crust 

in  the  Black  Sea  area  with  a  special 

attention to seismically active zones and to 

areas exposed to other possible. geological 

hazards.   

the  basin  play  the  most  important  role  in 

shaping  the  sedimentation  processes  in  the 

Sea.  The  Eastern  and  Southern  coasts  of  the 

Sea are characterized by high and steep slopes 

and narrow continental  shelf; which  facilitate 

the  direct  transfer  of  sediments  from  the 

continent  to  the  deep  sea  and  determine  a 

coarser  grain  size  of  these  sediments.  The 

Western and North‐western parts of the Black 

Sea have wide shelf and  lower relief. Besides, 

the  Black  Sea  largest  Rivers,  discharging  into 

the  North‐western  part  of  the  Sea,  supply 

major  quantities  of  sediments  of much  finer 

grain size composition (mainly silty and clayey 

sediments). 

 

5.1.2. Physical climate, hydrological cycle, 

ventilation and inter‐basin coupling 

Long‐term variabilities of the water cycle and 

the  physical  climate:  The  Black  Sea  is  a 

sensitive  ecosystem,  vulnerable  to  potential 

impacts on both  its physical  and biochemical 

state  by  the  expected  intensification  of  the 

hydrological  cycle.  Fed  by  major  European 

rivers  (Danube,  Dniepr,  Dniestr,  Don,  Kuban 

and  others)  which  drain  a  catchment  basin 

roughly  5‐fold  of  its  size,  the  Black  Sea  is 

subject  to  large  natural  variation  over  inter‐

decadal  time  scales.  The water  cycle  directly 

modifies the vertical stratification of the Black 

Sea,  affecting  the  ventilation  processes 

intensity and impacting the transport and fate 

of  constituents,  including  pollutants,  thus, 

shaping the state of the ecosystem, in general. 

Since the Palaeolithic and Neolithic prehistoric 

times, climate change, accompanied by strong 

tectonic activity, has induced hydro‐geological 

transformations  of  the  Black  Sea  and  the 

Turkish  Straits  System  (TSS)19,  impacting 

human  societies,  notably  among  them  the 

demise  of  Troia  VIIb  in  the  late  Bronze  Age. 

Climatic  oscillations  with  increased 

productivity periods of several hundred years, 

associated  with  mass  development  of 

coccolitophores,  recorded  in  Black  Sea 

sediments  since  Holocene  times,  imply 

relatively recent changes in the Sea hydrology 

that could recur in future. 

Ice  floes  reaching  the  Bosphorus  from  the 

Black  Sea  have  been  reported  in  Herodotus, 

and  in AD 7‐17, 401, 739, 753, 755, 763, 928, 

934,  1011,  1232,  1621,  1658,  1669,  1755, 

1823,  1849,  1862,  1878,  1893,  1918,  1928, 

1929  and  1954.  Weninger  (2009)  note  the 

clustering  of  cold  events  after  the  17th 

century, in the cold period known as the Little 

Ice Age. No such event was observed from the 

13th century to the mid 17th century (medieval 

warm  period)  nor  since  1954  (global 

warming?).  

                                                       19  Located  at  the  junction  of  two  continents  and  two large  interior  sea  basins,  the  TSS  has  been  the  center‐stage  of  ancient  civilizations  of  the  Old  World,  as evidenced by  the  recent discoveries of Palaeolithic and Neolithic  migrations,  the  8500  year  old  Neolithic settlement  and  the  1600  year  old  Byzantine  port  of Theodosius  at  Yenikapı,  near  the  southern  end  of  the Bosphorus, and settlement at Troy dating from 5 kyr BP. 

Page 19: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

18  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Effects of  large‐scale climate patterns such as 

the NAO, NCP  teleconnection  regimes,  Indian 

Monsoons and regional winter cooling events 

are  evident  in  the  Black  Sea  region,  with 

observed impacts on ecosystems. 

Fig. 4:  Ice sheets drifting in front of Rumeli Hisarı on the Bosphorus Strait, 1 March 1929,  (Photograph: Maynard Owen Williams)  River catchments and integrated modelling of 

the  hydrological  cycle:  Major  rivers  which 

shape  the  water  budget  of  the  Black  Sea, 

determine  its  stratification,  drive  boundary 

currents as part of  its general circulation and 

energize  its  ecosystem  are  currently 

threatened by expected net decreases in river 

fluxes.  Consequent  changes  in  the  Black  Sea 

stratification  and  nutrient  ratios  can  impact 

coastal  and  marine  ecosystems  in  many 

different  ways.  A  sound  knowledge  of  Black 

Sea water and nutrient balance as dependant 

on  the  riverine  fluxes  is  essential  in order  to 

assess the status and stability of the Black Sea 

ecosystem, so that to formulate realistic socio‐

economic  scenarios  and  relevant  policies  to 

counteract potential negative impacts.  

The European Strategy for the Danube Region 

includes as a priority action the creation of an 

International  Centre  for  Advanced  Research 

on River – Delta ‐ Sea Systems, having as study 

area the Danube River – Danube Delta – Black 

Sea system. The establishment of the Centre is 

in process. The Centre will be able to advance 

the  studies  on  the  complex  interactions 

between  the Danube River,  its Delta  and  the 

Sea.  Similar  investigations  should  be 

continued or undertaken where absent for all 

major Black Sea rivers.  

Earth  system  models  of  river  catchment 

hydrology  integrated  with  regional 

atmospheric  and  ocean models  can  serve  us 

to  better  understand  and  improve  our 

prediction  capabilities of  the Black Sea water 

cycle and related ecosystem change. 

Ventilation  Processes  and  Hydrochemistry:  A 

positive  water  budget  and  the  restricted 

exchange through the TSS result  in the stable 

stratification  of  the  Black  Sea,  with  the 

pycnocline  effectively  sealing  off  the  anoxic 

deep waters from the surface, while the upper 

water  column  is  affected  by  the  complex 

formation  process  of  the  Cold  Intermediate 

Water (CIW). With a double diffusive  interior, 

convective  boundary  mixing  processes 

following  the  cascading  shelf  of 

Mediterranean  water  drive  interior  renewal 

processes in the upper 500m of the Black Sea, 

leading  from multi‐decadal  to  centennial and 

millennial  scale  evolution  of  the  interior. 

Tracer studies have shown the role of specific 

cascading and mixing processes in the interior 

re‐distribution  of  properties  at  intermediate 

depth.  The  chemical  stratification  of  the 

interior,  mediated  by  subtle  hydrochemical 

processes  plays  an  all‐important  role  in  the 

Black Sea ecosystem. The parameterization of 

mixing processes  in the Black Sea  is a topic of 

utmost  importance,  that  could  lead  to 

improvements  in  the  long‐term  predictive 

capabilities  of  coupled  hydrodynamical  and 

ecosystem models. 

TSS and inter‐basin coupling: It is not possible 

to understand the water and material budgets 

of  the Black  Sea without prior understanding 

of the two‐layer stratified exchange flows and 

the dynamic  controls  imposed by  the Turkish 

Straits System (TSS). The interactive behaviour 

of  the Black Sea with  the TSS  is a  truly multi‐

scale  problem, which  only  can  be  addressed 

Page 20: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

19  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Investigation of the elements and variability of  the hydrological cycle and contributions to  the  stratification,  mixing,  circulation, transport  of materials  and  productivity  in the Black Sea region. 

Predictions  of  the  short  and  long‐term transport of land‐based materials (including pollutants)  by  interactive  earth  system models  including  transport  components  in the  atmosphere,  the  ocean  and  the  river catchments. 

Parameterization  and  tuning  of  turbulent mixing  and  ventilation  processes  in  Black Sea  hydrodynamics models,  for  long‐term predictions of intermediate and deep‐water hydrochemistry  with  feedbacks  on ecosystems. 

Analyses  for  understanding  the hydrochemical  evolution  since  ancient times  and  since  the  industrial  age, with  a view on the current risks of eutrophication, mixing/turnover  in response  to ventilation, exchange, and biogeochemical processes. 

Analyses of the roles of inter‐basin coupling and  multi‐scale  controls  imposed  by  the Turkish  Straits  System  on  the  Black  Sea internal hydrochemical processes as well as the  possible  effects  on  the  state  of  the adjacent Marmara and Aegean Seas.  

Complex  and  interdisciplinary  study  river‐delta‐sea  systems  with  special  focus  on frontal zones. 

by the most advanced technological tools and 

observational networks to be developed. 

The  maximal  exchange  imposed  by 

topographic  and  hydraulic  controls  at  the 

Bosphorus  and  the  submaximal  exchange  at 

the Dardanelles  Straits  are  unique  dynamical 

regimes  of  mixing  and  entrainment  through 

surface  and  bottom  plumes  issuing  into  the 

Black,  Marmara  and  Aegean  Seas.  These 

exchanges influence on the cycling of material 

and  biological  productivity  in  the  three  seas.  

The  complexity  of  dynamic  processes  in  the 

Straits  poses  a  serious  challenge  for  the 

development  of  predictive  models,  though 

certain  advancements  in  this  field  has  been 

already achieved.  

5.1.3. Understanding climatic variability and 

climate change impacts on coastal 

and offshore ecosystems in the Black 

Sea including the effects of ocean 

acidification  

Signs  of  climate  change  and  variability:  As 

inferred  by  variations  of  the  basin‐averaged 

winter  and  annual‐mean  sea  surface 

temperatures  and  the May‐November mean 

temperatures of  the Cold  Intermediate Layer, 

the  Black  Sea  upper  layer  water  column 

experienced  a  cooling  trend  of  about  0.7oC 

from  1880  to  1910.  This was  followed  by  an 

approximate  1.0oC  warming  trend  during 

1910‐1970  modulated  by  sub‐decadal  scale 

fluctuations  after  which  a  roughly  1.5oC 

cooling  trend  occurred  during  the  next  20 

years  up  to  1993,  concluded  by  an  equally 

strong warming trend afterwards during 1994‐

2002.  The  latter warming  trend  brought  the 

temperature back to its  level at the beginning 

of the 1970s, indicating that Black Sea did not 

build up a net temperature  increase after the 

1970s  contrary  to  the  steady  global warming 

trend. The Black Sea  interannual temperature 

variations of around 2.0oC therefore appear to 

be  much  more  pronounced  and  distinctly 

different  than  the  ~0.4oC  global  temperature 

rising  trend  since  1970.  The  warming  trend 

observed  in  the  Black  Sea  winter 

temperatures  during  1910‐1970  is  however 

consistent  with  the  global  trend  with  the 

exception of more pronounced fluctuations. 

The  large  temporal  oscillations  in  water 

temperatures observed  throughout  the Black 

Sea  basin  are  also  subject  to  considerable 

regional  variability.  For  example,  winter  sea 

surface temperatures may vary as much as 3oC 

between  the  colder  interior  basin  and  the 

warmer peripheral  zone  and/or between  the 

northwestern  and  southeastern  waters.  In 

general, regional meteorological conditions  in 

the  eastern  area  favour  milder  winters  and 

Page 21: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

20  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

warmer  winter  temperatures  in  the  surface 

mixed  layer. The western  coastal waters  that 

receive  freshwater  discharge  from  the 

Danube,  Dniepr  and  Dniestr  rivers  and  are 

subject  to  more  frequent  and  colder  arctic 

airflow,  on  the  other  hand,  characterize  the 

coldest area of the Black Sea. 

Based  on  the  examination  of  12  tide  gauge 

records  around  the  Black  Sea  from  1923–

1999, sea level increases have varied between 

a minimum of 2.0 mm yr‐1 and a maximum of 

about 4.0 mm yr‐1 over the  last 60 years. The 

satellite altimeter data reveal a higher rate of 

sea  level  rise  of  about  7.5  mm  yr‐1  during 

1993‐2007.  This  is  slightly  higher  than  the 

global average  rise of 1.8 mm yr‐1  from 1961 

to  2003  (IPCC,  2007),  1.7  mm  yr‐1  in  the 

Atlantic  Ocean  and  1.1‐1.3  mm  yr‐1  in  the 

Mediterranean  Sea.  We  note  a  relatively 

minor  contribution  of  thermosteric  effect  to 

the overall sea level rise. In fact, the Black Sea 

level  due  to  thermosteric  effect  actually 

decreased  during  1970‐1993  in  response  to 

excessive  cooling  of  the  sea  whereas  the 

actual sea  level has been rising. However, the 

thermosteric effect  is a significant contributor 

and explains much of the observed global sea 

level  rise observed during  the  second half of 

the  20th  century.  Furthermore,  temporal 

changes of net fresh water input into the Black 

Sea  (the  river  inflow plus precipitation minus 

evaporation)  indicate a net  long‐term positive 

trend  in  consistence  with  the  sea  level 

changes.  The  positive  trend  is  due  to 

increased river discharge as well as  increasing 

precipitation  and  decreasing  evaporation 

rates.  Subdecadal‐to‐decadal  changes  in  the 

net  fresh water  input also correlate well with 

the  mean  detrended  sea  level  anomaly. 

Periods of reduced fresh water input generally 

correspond to those of relatively low sea level 

also coinciding with relatively  low sea surface 

temperature. 

Since  the  beginning  of  industrialization,  the 

ocean has taken up approximately one third of 

total  anthropogenic  CO2  emitted  to  the 

atmosphere.  The  continued  uptake  of  man‐

made  CO2  triggers  changes  in  ocean 

carbonate  chemistry  and  pH  referred  to  as 

anthropogenic ocean acidification. At present, 

the  mean  pH  of  ocean  surface  waters  is 

already  0.1  units  lower  compared  to 

pre‐industrial  times  and  a  decrease  by  0.4 

units is projected by the year 2100 in response 

to  a  business‐as‐usual  emission  levels.  This 

change  in  pH  drives  profound  changes  in 

carbonate chemistry and  is  likely to affect the 

structure  and  functioning  of  marine 

ecosystems. Despite  the  extreme  importance 

of this subject, no comprehensive studies exist 

dealing with  climate  related  changes  on  the 

recent state of acidification in the Black Sea.   

Biological  consequences  of  climate  change 

and variability: Similar to the tropicalisation of 

the Mediterranean, an  increase  in the rate of 

new  Mediterranean  species  arriving  and 

establishing new niches  in  the Black  Sea  (i.e. 

increased Mediterranisation of  the Black Sea) 

has  been  suggested  as  unequivocal  evidence 

of  global warming  during  the  second  half  of 

the 20th century. Warming has also facilitated 

phenological changes in some fish species like 

the gilt‐head  (sea) bream Spratus aurata and 

the  salema  Sarpa  salpa.  Formerly  these 

species  seasonally migrated  to  the  Black  Sea 

for spawning and feeding, however, they now 

both reproduce  intensively and remain  longer 

for overwintering in the Black Sea. 

In  addition  to  some  suggested  impacts  of 

anthropogenic  global  climate  change  on  the 

Black  Sea  ecosystem,  the  natural  modes  of 

climatic  variability  introduce  even  stronger 

impacts  synergistically  with  other 

environmental  stressors.  Some  examples 

reported by BSC‐SoE (2008) are as follows.  

Page 22: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

21  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Bacillariophyceae  abundance  in  western coastal waters displayed a  linear rising trend in the relatively cold years 1970 to 1993 and vice versa during the intense warming period after 1993. A similar decrease was also noted during the warming phase before 1970.   Mesozooplankton  biomass  of  the  central‐eastern  Black  Sea  tends  to  increase (decrease) in warm (cold) years.    The  boreal  cold‐water  organism  Noctiluca scintillans  displays  increased  levels  of reproduction during cooler late‐spring (May–June)  temperatures  following  more  severe winters along  the Bulgarian  coast. Noctiluca biomass  therefore  increased  an  order  of magnitude  during  the  1970s  cooling  period but  then  declined  gradually  during  the subsequent warming phase of the 1990s. But factors  like  species  food  competition  and prey‐predator interactions also contribute to their biomass changes.    The  relatively  high  Mnemiopsis  abundance (>2000  ind/m2)  in  the  eastern  Black  Sea during the months of August of 1989‐2003 is positively  correlated  with  warm temperatures  (26‐27oC)  during  1989‐1991 and 2000‐2001.  Similarly,  the  relatively  cold periods (~24oC) of 1992‐1993 and 2003‐2004 are characterized by abundances an order of magnitude lower (~200 ind/m2).   The  doubling  of  the  annual‐mean  oxygen concentration  from  170  μM  to  ~300  μM  in the  layer between σt ~14.45 and 14.6 kg m‐3 density  surfaces,  corresponding  roughly  to the  base  of  the  euphotic  zone,  in  the northeastern  basin  from  the  early  1980s  to the early 1990s is consistent with the cooling trend  of  the  May‐November  mean  CIL temperature.  Conversely,  the  subsequent decreasing  trend  for another 10 years up  to 2002  follows  the warming  trend  in  the  CIL temperature.  Relatively  higher  subsurface oxygen  concentrations  during  colder  years should be associated with higher ventilation rates  of  the  euphotic  zone  and  the accumulation  of more  oxygen  in  the water column.  

Cold years also characterize relatively higher phytoplankton  biomasses.  Generally,  years with  high  phytoplankton  productivity  are expected  to  display  reduced  oxygen concentrations  due  to  increased  oxygen consumption associated with more  intensive remineralisation  processes.  The  positive correlation  between  the  subsurface  oxygen concentrations  and  phytoplankton  biomass may  suggest  that  the  rate  of  oxygen production  during  colder  years  is  more dominant than  its consumption due to more enhanced  plankton  production  over  the entire year.   The small pelagic fish catch (namely the sum of anchovy and sprat) was higher during the climatic  cooling  phase  of  the  1970s  and 1980s  and  vice  versa  for  the  1990s.  The anchovy  catch  size  along  the  Turkish  coast positively  correlated  with  monthly temperature  changes  from  the  November‐February  period  and  the  number  of  fishing days with an optimum temperature range of 9.4‐14.5oC. 

Link  between  regional  climate  and 

teleconnection patterns:  There  is  a high  and 

significant  correlation  between  the  basin‐

averaged  winter‐mean  SST  and  the  winter‐

mean air  temperature anomaly and  the NAO 

index.  They  provide  compelling  evidence  for 

ensuring  regulation  of  the  regional  hydro‐

meteorological conditions  in  the Black Sea by 

large  scale  climatic  teleconnection  patterns. 

The  long‐term  (1910‐1970)  warming  trend 

coincides  with  declining  NAO  index  values 

toward  more  negative  values  whereas  the 

subsequent  cooling  up  to  the  mid‐1990s  is 

related to strengthening of the NAO toward its 

more positive phase. Therefore, more positive 

NAO  values  imply  colder,  drier  and  more 

severe  winters  in  the  Black  Sea,  exactly 

opposite  to  the  wetter  and  milder  winters 

experienced  in  the  northwestern  European 

seas.  The  changes  in  long‐term  detrended 

average sea level reveal a negative correlation 

with  the winter‐mean NAO  index.  In general, 

Page 23: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

22  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Effects of climate‐induced changes in hydrographic, hydrochemical structure and circulation patterns on structure and function of the food web.  

Feedback mechanisms between the dynamic processes leading to anthropogenic global warming and natural modes of climate variability.  

Identification of ecosystem vulnerability (resilience) during abrupt transitions in response to climate change. 

Climate‐adaptation management strategies to preserve ecosystem goods and services  

Develop knowledge of multiple sources and scales of ecosystem change to design management strategies. 

positive NAO index values are associated with 

a relatively low sea level.  

In  addition,  the North  Sea  ‐  Caspian  pattern 

(NCP)  is  also  used  to  explain  some  of  the 

variability  on  the  Mediterranean,  Black  and 

Caspian Seas hydro‐meteorological properties. 

Furthermore,  whilst  the  El  Nino/Southern 

Oscillation  (ENSO) phenomenon  constitutes a 

major source of interannual climatic variability 

over  much  of  the  globe,  it  has  a  weak 

influence  on  the  climate  of  the  Eastern 

Mediterranean‐Black Sea region.  

 

5.1.4. Changes in biodiversity and habitats, 

noting the introduction and impacts 

of invasive species 

Due  to  its  specific  features  the  Black  Sea  is 

characterized  by  a  naturally  low  species 

diversity  (e.g.  about  3  fold  lower  in 

comparison  to  the Mediterranean  Sea).  Even 

after emerging  from  its highly degraded state 

during 1980‐1990s, the Black Sea ecosystem is 

still  considered  in  a  transitional  phase which 

makes  it  particularly  sensitive  to  external 

factors related to cooling and warming events 

(SoE,  2008),  as  well  as  the  continuous 

anthropogenic and natural pressures over the 

entire basin. 

A  better  understanding  of  the  ecosystem 

structure and functioning supported by in situ 

experiments  and  integrated  monitoring  at 

required  temporal  and  special  scales  is  of 

crucial  importance.  The  monitoring  activity 

will also provide the  information necessary to 

update  the  list and  conservation  status of BS 

threatened  species,  as  well  as  their  critical 

habitats. 

Understanding  the  value  of  all  the  various 

components  of  marine  biodiversity  (as  an 

integrity  of  species,  habitats,  structure, 

function and the related ecosystem processes) 

is essential if we are to minimise the negative 

impacts  of  human  activities  and  adopt 

successful management policies.  

Habitat loss or damage in the Black Sea shelf is 

evident and the substantial decrease of a well 

known macrophytobenthos  species  from  the 

1970’s  to  2000  has  been  documented  (SoE, 

2008).  It  is  important  to  mention  that  the 

spatial distribution of benthic  flora and  fauna 

is  inadequately studied, thus habitat mapping 

is  not  well  advanced.  For  this  reason,  as 

targeted  in  the  Black  Sea  SAP  (2009),  a 

mapping  system  for  the Black  Sea habitats  is 

to  be  established  utilising  the  inventory 

prepared.  Based  on  this  information, 

rehabilitation  methods  (e.g.  artificial  reefs) 

could  also  be  investigated  to  restore  lost 

habitats.      

The  Black  Sea  basin  needs  more  protected 

areas  both  in  coastal  and marine  regions  to 

safeguard  biodiversity  and  also  sustain  the 

stocks  of  living  resources.  This  has  been 

proposed as a network of protected areas on a 

regional level with some countries being given 

the  priority  to  designate  such  areas  in  their 

national  waters  or  in  transboundary  areas 

carried out  in  cooperation with neighbouring 

Page 24: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

23  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

countries.  Identifying  ecologically  or 

biologically significant marine areas in need of 

protection  in  both  coastal  and  open‐sea 

waters  is  a  task  of  high  priority  in  the  Black 

Sea.  The  criteria  required  to  designate  such 

areas  as  protected  include  uniqueness  or 

rarity;  special  importance  for  life‐history 

stages of species;  importance  for  threatened, 

endangered  or  declining  species  and/or 

habitats;  vulnerability,  fragility,  sensitivity  or 

slow  recovery;  biological  productivity; 

biological  diversity;  and  natural  beauty. 

Relevant scientific studies should be organised 

in a systematic mode. 

The  introduction  of  any  non‐native  species 

could  have  destructive  effects  on  the  Black 

Sea  ecosystem  as  happened  during  the 

introduction of Mnemiopsis  leidyi  in  the early 

1980’s via ballast waters, a period   known as 

‘jellies  replaced  the  fish’.  The  trend  began 

during  the onset of  intense eutrophication  in 

the  Black  Sea  and  the  establishment  of  the 

invasive Mnemiopsis  leidyi was preceeded by 

a  zooplankton  shift  in  favour  of  non‐trophic 

species  (Noctilluca  scintillans  and  Aurelia 

aurita)  and  the  wasp‐waist  control  of 

gelatinous  zooplankton  then  contributed  to 

the very low level of fodder mesozooplankton, 

which in return supplemented the over‐fishing 

leading  to  reduction  in  the stocks of valuable 

commercial species.   

After  the  mid  1990’s,  when  Beroe  ovata 

appeared  in  the  Black  Sea,  the  Mnemiopsis 

population started  to decrease,  favouring  the 

recovery of edible zooplankton in both species 

composition  and  abundance.  Ironically,  some 

other  invasive  species  such  as  the  Japanese 

snail  Rapana  venosa  has  become  a 

commercially important fishery target, despite 

great  damage  to  the  benthic  ecosystem 

through  its  predation  on  the  native 

Mediterranean mussel  populations.  Research 

and monitoring  efforts  are  needed  to  survey 

the  abundance  and  present  state  of  non‐

indigenous  species  and  assess  the  impact  of 

invasives,  including  economic  valuations  of 

degradation  and  long  run  commercial  profits 

(as  in  the  case  of  Rapana)  to  recommend 

mitigation activities. 

Fig. 5: Invaders: Rapana eats black mussel  

Determination  of  the  ratio  between  invasive 

non‐indigenous  species  and  native  species  in 

some well studied taxonomic groups (e.g. fish, 

macroalgae, molluscs) shall provide a measure 

of  change  in  Black  Sea  species  composition. 

Relevant  inventories  are  in  process  of 

development and their advancement needs to 

be further supported. 

Besides,  monitoring  of  invasive  species  in 

ballast  tanks and within harbour  surveys,  the 

assessment  of  risks  of  their  transfer  via 

maritime  transportation  is  necessary.  The 

Black  Sea  is  notorious  for  its  many 

unintentionally  introduced  aliens.  Shipping  is 

the main vector delivering alien species to the 

Black Sea coast. One strong reason that makes 

the  Black  Sea  a  favourable  host  for 

newcomers  is  its  unbalanced  and  damaged 

ecosystem  structure.  Since  the  Black  Sea 

ecosystem  is  in  a  transitional  phase,  as 

mentioned  above,  in  addition  to monitoring, 

special  attention  should  be  paid  to  analyse 

high risk target species of dangerous potential 

Page 25: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

24  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Development of novel tools for research and monitoring of non‐native species and ecological impact assessment. 

Habitat mapping design for development of a classification system of Black Sea habitats (including pelagic domain). 

Assessment of the effects of marine biodiversity in food‐web energy transfer (structure and functioning) and ecosystem resilience.  

Synthesis of biodiversity results into operational indicators of ecological state (MSFD/GES relevant) based on scenario analysis and model simulations under various natural and anthropogenic pressures. 

Taxonomic revisions of species based on modern research tools  (genetics and genomics) including microbes and viruses. 

which  could become established  in  the Black 

Sea.   

Biodiversity,  in  general,  is  fragmentarily 

studied; comprehensive inventories of species 

(check‐list) are not  finalized  for some groups; 

many  uncertainties  exist  in  the  proper 

taxonomic  identification  of  species;  serious 

gaps  exist  in  the  investigations  of  important 

phylla of marine biota  (microbes and viruses, 

fungi);  innovative  methods  of  taxonomic 

revisions  (genetic  analysis)  are  of  limited 

application.  Further  research  is  needed  to 

better  understand  the  fundamental  role  of 

biodiversity  in  the  provision  of  ecosystem 

services:  energy  transport  through  the  food‐

web,  plankton/benthic  coupling,  life‐cycle 

traits,  role  of  secondary  metabolites 

(infochemicals  as  mediators),  functional 

biodiversity,  synthesis  of  biodiversity  results 

into operational  indicators of ecological  state 

in addition to provision of goods and services 

of socio‐economic importance. 

 

 

5.1.5. Understanding and governing 

eutrophication of coastal waters and 

open  sea:  Biogeochemical and 

primary biological basic processes, 

mechanisms and consequences  

The process of  eutrophication, defined  as  an 

increase  in  the  flux  of  organic  carbon  in  an 

aquatic  system,  often  results  from  a 

proportional  increase  in  the  load of nutrients 

which  leads  to  ecologically  destructive 

changes:  loss  of  water  quality,  decline  in 

biodiversity,  loss  of  marine  biological 

resources,  etc.  In  order  to  address  these 

problems,  basic  processes  governing 

eutrophication  should  be  investigated  in 

detail. These are  fundamental changes  in  the 

biogeochemical  structure,  C,N,P,Si  cycles, 

oxic/anoxic  conditions,  dramatic  alterations  

the structure of biological and microbiological 

communities  and  associated  in  fluxes  of 

energy due  to perturbations  in  the processes 

of carbon transformation. 

A  knowledge  of  nutrient  inputs,  ratios, 

distributions,  recycling,  and  elimination  has 

been  critically  important  for  the  Black  Sea 

ecosystem  since  the  1960's.  However,  the 

1980's and early 1990's were the only periods 

of  intensive  basin‐wide  studies.  An  efficient 

monitoring and research system  including the 

open  sea  does  not  currently  exist  and  a 

harmonized  assessment  of  atmospheric 

deposition, riverine  input and  inputs from the 

Straits  is  lacking.  Sporadic  research  activities, 

despite  their high quality and  importance  for 

studying  specific  problems,  are  poorly 

connected. As a result, very limited knowledge 

on  sequences  and  consequences  is  available 

limiting  scientific  support  of  integrated 

management at the ecosystem level. 

Available  data  demonstrate  that  the 

concentrations  of  both  N  and  P  were 

increasing towards the early 1990's. Although 

they have decreased  since  then,  they  remain 

Page 26: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

25  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

at  a  higher  level  than  in  the  1960's.  The 

concentration  of  Si  in  the  upper  waters 

decreased by an order of magnitude from the 

early 1960's  to  the middle of  the 1980's, and 

has  remained  stable  since.  Though  these 

changes  in  the  load  and  distribution  of 

nutrients  have  been  demonstrated  to  cause 

dramatic eutrophication, depletion of oxygen, 

build‐up of sulphide, changes  in the structure 

of biological communities, shifts in the carbon 

cycle,  acidification,  etc.,  the  importance  of 

other  driving  forces,  like  climate  changes, 

trends  in  the  fluxes  of  CO2  at  the  sea‐air 

boundary,  invasive  biological  species,  etc., 

have  been  poorly  evaluated/quantified  and 

often merely claimed. 

Changes  in N/P and other nutrient  ratios and 

their  subsequent  effects  on  the 

biogeochemical processes are to be assessed, 

quantified  and  parameterized  for  numerical 

modelling.  The  diagnostic  and  predictive 

capacity based on robust understanding of the 

causal  effects  of  such  ratio  changes  on  the 

Black Sea ecosystem functioning has yet to be 

developed.  For  this,  systematic  studies, 

monitoring  and  modelling  tools  would  be 

required.   

A  nutrient  modelling  tool  was  asked  to  be 

developed  in  the  SAP  (2009)  for  source 

apportionment  estimates  to  be  done  to 

improve  existing  understanding  of  nutrient 

sources  that  would  directly  improve  the 

targeting  and  efficiency  of  management 

actions.  However,  to  efficiently  develop  and 

run  such models,  the mechanisms  and  basic 

biogeochemical, biological and microbiological 

processes  have  yet  to  be  studied  in  detail, 

parameterized  and  quantified  for  the  Black 

Sea conditions. 

The  trophic  level  and  the  frequency  of 

associated  hypoxic  events,  as well  as  of  the 

phytoplankton bloom events  in  the Black Sea 

shelf  waters  have  decreased  (SoE,  2008). 

However,  the  pelagic  system  has  often 

become  dominated  by  coccolithophores  and 

heterotrophic dinoflagellates. The biodiversity 

(eukaryotes,  cyanobacteria,  etc.)  of  this 

changing  oxic  environment  has  to  be  further 

studied  and  ecosystem  models  have  to  be 

expanded to include their dynamics. The latter 

will  improve  our  understanding  of  the 

pathways  and  intensities of  the energy  flows 

in the Black Sea ecosystem, and of the type of 

its  functioning  (‘microbial‐loop’  vs.  ‘grazing’, 

fast sinking vs. slow sinking organic matter, N‐

fixing vs. denitrification, etc).  

Regarding  coastal  waters,  studies  of  the 

abundance  of  perennial  seaweeds  and 

seagrasses  (e.g.  fucoids,  eelgrass  etc)  which 

are adversely impacted by a decrease in water 

transparency  will  be  important  for  better 

understanding  and  knowledge  of  both  the 

scale  of  eutrophication  and  the  assimilation 

capacity of coastal waters for nutrients. 

Finally, the role of bacteria  in eutrophication‐

related  hypoxia/anoxia  events  in  the  shelf 

area  need  to  be  further  investigated.  It  is 

known  that  there  are  shallow  hydrothermal 

vents in the Black Sea, similar to those seen in 

the Mediterranean, which are populated with 

bacteria.  Some  of  these  vents  have  been 

recently studied near the Crimean coast (data 

from the EU HYPOX project), but the scale and 

the  overall  effect  of  these  processes  in  the 

Black  Sea  have  still  to  be  investigated  and 

evaluated.    

Page 27: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

26  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Evaluation of different sources of nutrients (rivers and other land‐based sources (including diffuse), atmosphere, regeneration and recycling (including microbial processes), N‐fixation, denitrification, fluxes in water and from sediments), their importance for the stock and distribution of nutrients in waters. 

Understanding the impact of changes in physical conditions and climatology, changes in the load, stock, distribution and N/P and other nutrient ratios on the rate and pattern of eutrophication or distrophication (increase or decrease in the flux of organic carbon in the system).  

Understanding the impacts of eutrophication on biodiversity and ecosystem functioning (primary production vs. chemosynthesis, trophic cascades vs. eutrophication, microbial loop vs grazing, bottom up versus top down control, energy flows, etc.) and on the C, N, P, Si cycles and biogeochemical dynamics of shelf and open sea ecosystems (oxygen loss, sulphide buildup, CO2 removal by  coccolithophorids, changes in pH (acidification) and carbonate system, including Ca(Mg)CO3 precipitation and dissolution, etc.). 

Modelling scenarios and relevant economic valuations of eutrophication consequences and nutrient reduction schemes. 

The role of coccolithophorids in removal of CO2 in the BS with respect to potential impact of pH increase. 

 

5.1.6. Ensuring Good Water/Sediment/ 

Bioresources/Beach Quality for 

Human and Ecosystem Health 

(including litter) 

Reduction of pollution and eutrophication has 

been  a major  target  in  the  region;  however, 

investigations  and  investments  were  almost 

only  focused  on  point  sources  of  pollution. 

Hence,  atmospheric  deposition  and  land‐

based  diffuse  sources  from  rural  and  urban 

areas are poorly understood and have priority 

for  conducting  further 

research/monitoring/modelling.  However, 

despite  the  long‐term  and  often 

comprehensive  studies  on  river  discharges, 

there  is no harmonization of river monitoring 

strategies  in  the  Black  Sea  region,  hence  no 

clear understanding of the  loads reaching the 

Black Sea (both for pollutants and nutrients).  

Water/Sediment/Biota  qualities  are  studied 

with  varying  success,  based  on  different 

methodologies  and mainly  in  coastal waters. 

The  distribution  of  major  pollutants  (TPHs, 

trace  metals,  detergents,  pesticides,  etc)  is 

poorly  known,  especially  for  sediments  and 

biota.   

The Black Sea  is known  for  its heavy shipping 

traffic,  including  extensive  oil  transportation. 

However,  the  frequency and  impact of  illegal 

discharges  from  ships  are  not well  known  in 

the Black Sea. There  is no properly organised 

monitoring  of  operational  and  accidental 

pollution  (e.g.  in  ports,  platforms,  ship 

accidents, etc.). The influence of dredging and 

dumping activities is also poorly understood.  

The  relationship  between  erosion  and 

pollution/eutrophication lacks investigation.  

Bathing water  quality  is monitored  by  all  BS 

coastal states (not the same for the quality of 

the  beach),  however,  there  is  no 

harmonization of standards and methods used 

to assess bathing water quality.  

The  harmonization  of  methodologies  and 

environmental  quality  standards  is  required 

for the Black Sea region (SAP 2009 target) and 

the  further  development  of  a  common 

classification  scheme  for 

water/sediment/biota  quality  is  desperately 

needed.  Although  the  key  contaminants  are 

determined at a regional level by the Black Sea 

Commission, additions and deletions need  to 

be  identified  for  the Black Sea,  together with 

the  sources  of  the  new  pollutants  and  their 

Page 28: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

27  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Identification of key contaminants for the Black Sea with their sources, levels and effects on water/sediment/bioresources quality,biota and human health (MSFD relevant). 

Common environmental quality objectives (EQOS or GES) must be identified to improve assessments as a pre‐requisite of management procedures (MSFD relevant).   

Origins, quantity, quality and impacts of marine litter (MSFD relevant). 

Condition of benthic community based on multi‐metric indexes and other parameters. 

effects  on water  and  sediment  quality,  biota 

and humans.  

Based on the above, and  in combination with 

biological  and  biotoxicological  studies,  levels 

which maintain  a  good  environmental  status 

(as  recalled  in MSFD)  should be  identified  so 

that  contaminant  concentrations  will  not 

adversely affect marine ecosystems.     

Studies on the input, transport and dispersion 

of  pollutants  from  localized  areas  to  a  basin 

wide or a sub‐basin scale must be conducted 

alongside  monitoring  assessments  coupled 

with modelling  tools. This would also provide 

vital  information  for  developing  pollution 

reduction schemes. 

The  regional  marine  litter  assessment 

undertaken  in  the  Black  Sea  region 

(UNEP/GPA/BSC,  2009)  revealed  the  scale  of 

the problem, gaps  in knowledge and became 

the basis for the draft Strategic Action Plan for 

the Management  and  Abatement  of Marine 

Litter  in  the  Black  Sea  Region  (BS‐ML‐SAP, 

http://www.blacksea‐commission.org/_publ‐

ML.asp,).  The  plan  contains  concrete  actions 

aimed to reduce and eliminate where possible 

the ML  problem  in  the  Black  Sea  region.  In 

support  of  research  the  Plan  calls  for: 

common  methodologies,  unified  standards, 

guidelines  and  reporting  format  for  the 

monitoring  and  assessment  of  floating, 

submerged,  sea‐bottom  and  coastal  litter,  its 

sources and effects. 

Research needs have  to be prioritized  in  line 

with  the  objectives  of  this  Plan.  The  Plan 

stipulates  the  following  needs  in monitoring 

and assessments: 

spatial and  temporal patterns of marine 

litter (ML) distribution, accumulation and 

transportation on the sea surface, within 

the water  column, over  the  seabed  and 

along  the  seashore  with  regard  to 

hydrological,  hydrochemical  and 

hydrophysical  peculiarities  including  the 

pronounced  vertical  stratification  of  the 

Black  Sea,  presence  of  stable  and 

transient  sea  currents,  seasonal  and 

other fluctuations of sea level, etc. 

mapping of sources, origin and hot spots 

of ML 

factors  influencing  the  input  and 

accumulation  of    seaborne  and  coastal 

litter,  (e.g.  role of  rivers,  floods,  studies 

on storm waters, effects and retention in 

sewage  plants,  fishing  related  litter  

(ghost nets, etc.) 

adverse  effects  of  marine  litter  on  the 

environment,  biota,  public  health, 

economics and social life 

microplastics at sea and in sediments 

modelling  of  ML  distribution, 

backtracking  of ML‐  biodegradability  of 

litter,  rates  of  degradation  under  the 

anoxic conditions of the BS, development 

of  novel    methods  and  automated 

monitoring  devices  (hydroacoustics, 

ultrasound, etc.) 

One  of  the  most  effective  ways  of 

understanding  impacts of human activities on 

marine  ecosystems  is  by  monitoring  the 

seafloor integrity and benthic habitats. 

 

Page 29: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

28  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

 

5.1.7. Deep‐sea research  

The  biogeochemical  processes  occurring 

within  the  Black  Sea  oxic‐anoxic  layer  have 

been  of  great  interest  of  different  research 

groups  where  both  observations  and 

modelling  efforts were  considered. However, 

existing  notions  require  re‐consideration  and 

further  development  based  on  new 

monitoring  findings  in  order  to  better 

understand  the  effects  of  both  natural  and 

anthropogenic forcing on the characteristics of 

the sub‐oxic/anoxic layers.     

Methane  emissions  and  gas  hydrate 

dissociation should also be further explored in 

the  Black  Sea  deep waters  and  seabed.  The 

influence of gas seepage on methane sources 

and sinks, aerobic and anaerobic oxidation of 

methane  and  the  mediating  microbial 

organisms  as  well  as  bacterial  chimney 

formation  in  the  Black  Sea  needs  further 

investigation.  

Characterization  of  the  variability  in  seep 

phenomena  requires  an  interdisciplinary  and 

integrated  approach  in  order  to  reveal  their 

impact on sea budgets. Microbial reefs are of 

particular interest as a biogeochemical barrier, 

absorbing a  considerable portion of methane 

seeping from the seafloor.  

Mud  volcanoes  are  also  an  important  target 

for more detailed  investigation since they are 

the only source of seeping methane occurring 

below the water depth of the upper boundary 

of  methane  hydrates  stability  zone  in  the 

Black Sea (i.e. > 725 m). 

The biodiversity of anoxic bacteria in the Black 

Sea is not well known. Increased knowledge of 

these organisms is important not only for their 

potential  use  in  biotechnology,  but  also  to 

ensure  better  preparation  prior  to  the 

utilisation  of  resources  (e.g.  H2S)  from  this 

huge  layer. Phototrophic sulfur bacteria, such 

as  Chromatium  warmingii  and  Thiocapsa 

roseopersicina  and  Chlorobium 

phaeovibrioides are able  to  survive at depths 

of 660 and 2,240 m.  

There  are  some  publications  detailing  higher 

forms  than  bacteria  living  in  the  anaerobic 

zone,  but  these  data  still  need  additional 

verification.  The  general  perception  is  that 

higher  level  organisms  do  not  inhabit  the 

anoxic  zone  but  have  been  brought  to  it  by 

currents or sliding sediments.  

Evidence  exists  that  cysts  and  spores  survive 

well  on  the  bottom  of  the  Black  Sea  under 

Page 30: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

29  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Assessment of ecological and environmental role of methane seeps and the active mud volcanoes in the Black Sea anoxic basin.  

Evaluation of significance of the methane‐derived microbial reefs as a biogeochemical barrier controlling the input of the seeping methane to the Black Sea water column and atmosphere. 

Studies of conservation properties of the Black Sea anoxic sediments for cyst, spores and the possible influence of this factor on the biodiversity in contemporary Black Sea ecosystems. 

Assessment of the current levels and trends of radioactive contamination of the Black Sea environments with special focus on development of radiotracer techniques to identify sources, pathways, cycling and trapping of redox‐sensitive nuclear and non‐nuclear pollutants in anoxic waters and sediments. 

Development of models evaluating the carbon sequestration in the Black Sea. 

anoxic  conditions.  This  interesting 

phenomenon  is  currently  being  investigated 

and  further  research  must  be  focused  on 

providing assessments based on the sediment 

dating methodology and on  the maximal age 

of the living cysts and spores. 

Radioactive  pollution:  Owing  to  its 

geographical  location, the Black Sea has been 

one  of  the  marine  basins  most  heavily 

contaminated  with  artificial  radioactivity. 

During  the  pre‐Chernobyl  period,  the  main 

source  of  radioactive  contamination  in  the 

Black  Sea  was  global  fallout  from  the 

atmospheric  nuclear  weapon  testing,  which 

peaked  in  1962  before  the  1963  Test  Ban 

Treaty was  signed between  the main nuclear 

states.  As  maximum  global  fallout  was 

observed  within  the  40–50oN  latitude  band 

that  runs  exactly  across  the  Black  Sea,  this 

semi enclosed water body received high levels 

of  the  fallout  radionuclides  derived  from  the 

atmospheric weapon testing. Being the closest 

marine  body  to  the  Chernobyl  NPP  site,  the 

Black Sea along with  its broad drainage areas 

have  received  substantial  amounts  of  the 

long‐lived  artificial  radionuclides,  particularly 90Sr,  137Cs,  and  plutonium  isotopes,  released 

into  the  atmosphere  from  the  damaged 

nuclear  reactor  and  delivered  by  air masses 

drifting south and westward from the accident 

zone.  Besides  direct  atmospheric  deposition, 

the  Black  Sea  received  (and  continues  to 

receive)  additional  radioactive  input  via  river 

runoff,  particularly  in  its  northwestern  area 

from  the  Danube  and  Dnieper  Rivers.  Post‐

Chernobyl  tracing  of  the  Black  Sea 

radioactivity  has  revealed  a  higher  capability 

for  self‐purification  of  its  waters  against 

soluble  and  particle‐reactive  radionuclides, 

compared  to  the Mediterranean Sea. Further 

research  topics  e.g.  environment  half‐  lives 

and  removal  fluxes  of  radionuclides  in 

different regions of Black Sea waters are badly 

needed  to  provide  updated  assessments  of 

maximum  permissible  inputs  of  both  nuclear 

elements.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 31: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

30  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

5.2. Applied Research: Science supporting 

Society & Maritime Economy   

5.2.1. Renewable energy 

Over  the  coming decades,  the modern world 

is  increasing  efforts  to  ‘go  green’  from  food 

products  and  construction  materials  right 

through  to  social  services  and  power 

generation. The UN and EU have drafted  the 

Green  Concept  through  means  of 

declarations,  strategies  and  initiatives 

intended  to  render  the  Greening  Processes 

irreversible,  as  well  as  liberating  resources 

required  to  finance  a  Green  Economy 

transition20. The “Go Green” concept has been 

steadily  gaining  in  popularity  bringing  into 

focus brave and innovative ideas reducing the 

energy  sector  dependence  on  fossil  fuels  by 

increasing  the  energy  efficiency  and  reliance 

on  alternative/renewable  non‐fossil  energy 

sources. The term ‘renewable’ or RES refers to 

the  energy  that  is  capable  of  being  renewed 

by  the  natural  ecological  cycle,  its  sources 

being  wind,  solar,  geothermal,  wave,  tidal, 

hydropower,  biomass,  landfill  gas,  sewage 

treatment  plant  gas  and  biogases21.  While 

biomass,  hydro,  geothermal,  solar  and  wind 

energies  are  being  increasingly  utilized  as 

sources  of  power  generation,  the  oceanic 

thermal, wave, and tidal resources still require 

the development of  sophisticated  application 

technologies in order to become marketable.   

Marine Renewable Energy  is understood here 

as Renewable Energy production which makes 

use  of  marine  resources  or  marine  space. 

Various  potential  sources  of  such  energy 

include  offshore  wind,  waves,  tides,  ocean 

currents, marine biomass  (micro‐ and macro‐

algae),  osmotic,  thermal  and  chemical 

                                                       20Towards a Green Economy: Pathways to Sustainable Development and Poverty Eradication ‐ A Synthesis for Policy Makers, UNEP,  21 February 2011, www.unep.org.   21 Directive 2003/54/EC, http://eur‐lex.europa.eu/ 

gradients.  The  vision  of  the  Marine  Board, 

which  is  a  pan‐European  partnership  of 

national  organisations  involved  in  marine 

scientific  research  is  that  “By  2050  Europe 

could source up to 50% of  its electricity needs 

from  Marine  Renewable  Energy.“    The 

implementation  of  this  vision would  require, 

among others sustained research to feed both 

innovation  demonstration,  and  to  develop 

appropriate  environmental  monitoring 

protocols.  The  following  proposition  for 

strategic  development  focuses  on  the 

environmental  issues  and  does  not  address 

industrial and policy aspects. 

Hence, it is aimed to highlight the potential of 

marine renewable energy in the Black Sea and 

associated  opportunities  and  identify  the 

needs  of  this  region  and  the  necessary 

relevant research.  

There is a consensus that high levels of marine 

renewable  energy  resources  around  Europe 

exist  off  the  coasts  of  Norway,  UK,  Ireland, 

Portugal,  Spain  and  France.  In  the  Black  Sea 

area  tides  are  insignificant  for  energy 

extraction, wind  and wave  resources  are not 

well enough quantified except  the  findings of 

NATO  TU‐Waves  Project,  but  are  unlikely  as 

large  as  those  in  the  above  mentioned 

countries.  Nevertheless,  relatively  strong 

winds  in  some  areas  along  with  shallow 

northwestern  shelf make  it easier  to harness 

the wind  energy by deploying wind  turbines. 

Recently,  both  Bulgaria  and  Romania  began 

using and exploring  in detail opportunities for 

marine  renewable  wind  energy  options  and 

now plans to install offshore wind turbines.  

The offshore wind and wave power potential 

of  the  Black  Sea  should  be  assessed  on  a 

monthly,  seasonal  and  annual  basis.  The 

assessment  should  be  based  on  model 

simulations  of  high  spatial  resolution 

combined  with  satellite  and  in  situ 

observations.  For  those  coastal  areas  where 

Page 32: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

31  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Perform an inventory of the potential of various marine energy resources in the Black Sea (mapping). 

Investigating the interaction between waves and (floating or moored) structures, and the optimum positioning of wind turbines within an array. 

Conducting wind wave climate re‐analyses and forecasting (short‐, medium‐ and long‐term). 

Measuring, monitoring and mitigating environmental impacts of the use of renewables (alteration of water circulation and sediment transport patterns, physical and biological disturbance of the seabed and benthic habitats). 

offshore  wind  farms  are  most  likely  to  be 

situated, high‐resolution wind maps should be 

provided.  

Osmotic  gradient  which  is  enhanced  by  the 

river  runoff around Europe could support  the 

production  of  28TWh  per  year  by  2040 

(European  Ocean  Energy  Association).  Given 

the  significant  amounts  of  freshwater  from 

the  Black  Sea  rivers  this  source  needs  to  be 

evaluated.  The  main  challenges  relate  to 

membrane design. The next big challenge is to 

explore the usability of the potential of energy 

stored  in  the  area  of  sharp  gradients  of 

chemical and biological substances.  

The  potential  of  using micro‐algae  species  in 

the  production  of  biofuel  has  also  not  been 

extensively investigated for the Black Sea. 

All these new areas of research necessitate:  

The  improved  coordination  between 

industry  and  research,  including 

development  of  collaborative  networks 

and consortia 

Education  and  training  coupled  with 

public and  stakeholder  support ensuring 

next generation  scientists. Research and 

education  efforts must  target  new  and 

developing  areas  of  expertise  in 

technology,  ecology,  and  marine 

environmental monitoring. 

Development  of  relevant  policies  and 

infrastructures. 

Improving  resource  predictions  for 

planning  purposes  and  operations  and 

providing  open  access  databases  and 

real‐time  information  on  ocean  climate 

and related environmental parameters. 

 

 

 

 

5.2.2. Exploitation of mineral resources, 

energy and communication projects 

The  Black  Sea  coastal  states  economies  are 

more and more oriented  to discover and use 

traditional  and  unconventional  marine 

resources.  For  the  Black  Sea  one  of  such 

resources is represented by the sapropel mud 

that  can  be  used  as  agricultural  fertiliser  for 

acid soils.  

The oil industry is interested in new marine oil 

reserves, including those in the deeper part of 

the Black Sea  (e.g. drilling operations at over 

300 m water depth, on  the continental  slope 

zone).  One  of  the  non‐conventional  energy 

sources  is  represented  by  gas‐hydrates 

(usually  located  at water  depth  over  700 m) 

and the  literature gives many  indications that 

in the Black Sea there are  important reserves 

of this kind as a future energy source. 

Besides,  projects  for  laying  down  pipelines 

and cables crossing the deep zone of the Black 

Sea,  for  exploitation  of  other  new  types  of 

mineral  resources  in  the  deep  sea  are  in 

preparation. The environmental health of  the 

Black Sea and  the  security of  these activities, 

Page 33: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

32  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Inventory, map and assess potential marine mineral resources, including all types of conventional and unconventional marine energy resources in the Black Sea. Long‐term monitoring and assessments of deep water masses dynamics. 

Investigations on mass‐wasting processes ‐ submarine slides, large debris flows, large turbidity currents, slumps and structure failures. Mapping of areas most exposed to mass‐wasting processes. 

Deep sea processes and events data base development. 

of  the men‐made  structures  and  of  different 

types of equipment very much depend on the 

good  knowledge  of  the  near‐bottom  and 

seabed  phenomena  (deep  water  masses 

dynamics,  slope  stability  and  failures,  scale 

and  frequency  of  turbidity  and  gravitational 

currents, sea  floor processes, etc.) and of  the 

threats related to them.    

 

 

5.2.3. Maritime transport 

The rapid rise of maritime  transport activities 

(ships,  offshore  platforms,  oil  pipelines  and 

terminals,  coastal  installations and ports) has 

created  major  risks  and  threats  to  the 

environment,  including marine pollution  from 

oil,  chemical  and  dangerous  cargoes,  air 

pollution, underwater noise and marine  litter, 

with  adverse  effects  on  bottom  habitats, 

ecosystem health and fish migrations. 

Emerging  energy  corridors  transporting  huge 

volumes  of  crude  oil  and  gas  across  the 

Eurasian  continent  expose  the Black  Sea  and 

its  coasts  to  significant  pollution  and  other 

environmental  risks  that are amplified by  the 

existing congestion at straits, near large cities, 

oil and gas terminals and commercial ports.   

Sea  straits have  special  significance  for Black 

Sea  maritime  transport.  The  Bosphorus  and 

Dardanelles  are  unique  among  the  264  sea 

straits  used  by  shipping  worldwide,  because 

these  narrow  waterways  provide  the  only 

access  to  international  waters  for  traffic 

converging  from  the  Black  and  Caspian  Seas 

and  the  Eurasian hinterland. Next,  in  respect 

to  congestion  levels,  is  the  comparatively 

wider Kerch Strait, connecting the Azov Sea to 

the  Black  Sea,  and  carrying  part  of  the  ship 

traffic  reaching  the  Caspian  Sea  through  the 

Volga‐Don Canal. 

Linking three continents, the TSS is four times 

busier  than  the  Panama  Canal,  with  about 

10% of  its  shipping  traffic carrying dangerous 

cargo.  Roughly  half  of  the  various  accidents 

result  from  poor  visibility,  strong  currents  or 

winds in the Bosphorus, a narrow channel only 

700m wide at its narrowest point with several 

near  90  degree  bends  in  its  course  where 

navigable  channels  of  only  200m  in  width 

occur  often  serving  ships  of  greater  size. 

Ferries carry 1.5 million people daily between 

the two shores of the Bosphorus, and swarms 

of  fishing  boats  add  to  the  congestion. 

Immediate  environmental  threats  affecting 

safety and health of the Turkish Straits System 

are  internationally  recognized.  Whilst 

precautions have been taken since the 1990’s, 

the  risks have  significantly decreased but not 

eliminated.  

 

Page 34: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

33  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Data analyses, risk assessments, management 

strategies  and  integrated  ocean  services  for 

navigation  and  ship  routing  should  aim  to 

reduce  risks  associated  with  maritime 

transport.  Advanced  monitoring,  detection 

and  decision  support  systems  are  needed  to 

provide  assistance  to  controllers  in  complex 

traffic and accident situations, based on multi‐

disciplinary  data  assembly,  environmental 

forecasting  and  platform  specific  response 

characteristics. 

Analyses,  mapping  of  risks  and  the 

development  of  integrated  ocean  services: 

Analyses of information on navigational routes 

and  loads,  ship  and  cargo  characteristics, 

vessel  risks  and  casualties  (collisions,  fires, 

groundings  etc.)  and  the  detection  of 

environmental,  operational  and  human 

factors  in  accidents,  determination  of  the 

effects of  ship handling  (harbour and piloting 

services,  load  management)  and  queues  at 

congested areas  (such as straits, oil  terminals 

and  commercial  ports),  geospatial  and 

mapping  of  the  temporal  occurrence 

frequencies  of  accidents  are  essential 

elements  of  research  aiming  to  assess  and 

reduce  accident  risks  resulting  from  marine 

transport. 

In  particular,  near‐real‐time  data  acquisition 

based on satellite and  in‐situ sensor networks 

(currents,  waves,  sea  level  and  hydro‐

meteorological  fields,  pollution  levels, 

hydrocarbons  and  underwater  noise), 

integrated  with  forecasts  of 

hydrometeorology,  interaction  of  waves  and 

currents,  fog,  visibility,  gust  probability  and 

storms  at  extended  periods,  ecosystem 

parameters,  spreading  and  fate  of  oil  spills, 

publicly  shared  on  a  large  scale  can  aid 

navigation  and  ship  handling  strategies  and 

safety at sea, while minimizing environmental 

risks. 

Decision Support Systems at Sea Straits: The 

saturation  of  traffic  carrying  capacity  makes 

sea  straits  extremely  predisposed  to 

accidents, ending in collisions, grounding, fires 

and  explosions  involving  ships,  and  oil  spills 

presenting  extreme  risks  for  potentially 

irreversible  damage  to  ecosystems, 

threatening  the  very  safety  of  the maritime 

transport  itself,  and  the  surrounding 

population centers. 

Decision  Support  Tools  integrated  with 

forecasting  models  and  observation  systems 

(satellite detection and  tracking of navigation 

conditions  and  distress  signals,  the  existing 

information  from Vessel  Traffic Management 

Systems – VTMS, computer optimization, and 

critical  path  methods  for  ship  routing), 

enabling  continuous  monitoring  of 

environmental  conditions  will  lead  to  the 

development and testing of scenarios for ship 

handling  in  dangerous  waters  alongside 

emergency measures  to  be  employed  during 

accidents,  considering  all  operational  and 

environmental  conditions  together.  Such 

systems  of  expertise  require  finely  tuned 

technical  excellence,  considering  ship 

hydrodynamics, ship vibrations, manoeuvering 

and  command‐control  dynamics,  hydro‐

meteorological and operational  conditions,  in 

order  to  ensure  early  warnings  and  correct 

decisions in critical situations. 

 

5.2.4. Fishery and aquaculture with focus 

on preservation and sustainable use 

of marine living resources 

Black  Sea  marine  living  resources  (MLR) 

subjected  to  various  trans‐boundary 

environmental pressures as well as overfishing 

(including  illegal  fishery),  underwent  a 

collapse  during  the  late  1980’s  and  early 

1990’s.  Available  statistical  data  and  surveys 

show  that while MLR  improved during 2000  ‐ 

Page 35: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

34  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

2005, the stocks have still not fully recovered 

compared  to  the  levels  recorded  from  1970‐

1988  (SoE,  2008).  Little  effort  has  been 

invested in measures to manage the decline of 

MLR,  such  as  introduction  of  hatcheries, 

protection/  restoration  of  habitats, 

aquaculture, strickter control on illegal fishing, 

etc. 

Undoubtedly,  there are  insufficient  fish  stock 

assessments  carried out using a  standardized 

and common approach in the region. Regional 

harmonization efforts have  focused on only a 

few  species  and  not  on  all  those  of 

commercially  importance.  In addition  to  their 

scarcity,  existing  stock  national  assessments 

are  mostly  outdated.  It  is  of  fundamental 

importance  to  understand  the  condition  of 

stocks  and  to  be  able  to  assess  them  at 

species  level. Thus,  fish catch  statistics are  in 

need of  improvement, and stock assessments 

require  harmonization  and  regular  update  to 

ensure  the  rehabilitation  and  sustainable 

viability of Black Sea commercial fisheries and 

other marine  living  resources  as  required  by 

the SAP (2009). 

Introduction of ecosystem based bioresources 

management  will  require  establishing  links 

with  other  trans‐boundary  problems  such  as 

habitat  loss  due  to  pollution  and 

eutrophication,  invasions,  climate  change, 

etc.,  and  the  development  of modelling  and 

relevant  decision‐making  support  tools.  A 

network  of  marine  protected  areas  for 

biodiversity  and  MLR  conservation  and 

rehabilitation  should  be  built  based  on 

relevant scientific investigations. 

The  socio‐economic  impacts of  the decline  in 

Black  Sea  fisheries  need  thorough 

investigation. Loss of employment and income 

for  local communities could  then be assessed 

and  alternative  occupation  opportunities 

proposed.  

Cetaceans  are  also  under  threat  due  to  by‐

catch (turbot fisheries, abandoned nets, etc.), 

pollution  and  illegal  captures.  Stock 

assessment  is  needed  to  evaluate  their 

current  role  in  the  Black  Sea  foodweb. 

Furthermore,  regional by‐catch and  stranding 

networks are in need of establishment.  

Underwater  Noise,  Algal  Blooms  and 

Pollution  Effects  on  Fish Migration  through 

the Turkish Straits System 

Fisheries have always been of vital importance 

for  the  Black  Sea  populations.  In  ancient 

times, fish migrating from the Black Sea to the 

Mediterranean  were  intercepted  in  the 

Bosphorus,  led  into  the  Golden  Horn22  and 

trapped  there  by  currents, where  they were 

fished extensively. One of the main threats to 

Black  Sea  fisheries  arises  as  a  result  of  the 

spawning migration of some fish species from 

the Black Sea to the Mediterranean. These fish 

become  exposed  to  the  extremely 

deteriorated conditions  in  the Straits and  the 

Sea of Marmara during  their migrations,  and 

their  numbers  are  either  reduced  by  such 

conditions or may even become exctinct.  

 

                                                       22  The  Golden  Horn  (photo  above)  is  a  flooded 

prehistoric  inlet  (estaury)of  the  Bosphorus  dividing  the city of  Istanbul and  forming a natural harbour  that has sheltered Greek, Roman, Byzantine, Ottoman and other ships for thousand of years.  

Page 36: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

35  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Understanding the condition of stocks and assessments at species level, including the spawning stocks of major commercial fish species via agreed methodologies (MSFD relevant). Evaluation of stock enhancement and aquaculture development. 

Assessments of the biological safety limits for commercial exploitation of marine living resources, impacts on biodiversity and habitats. Investigations of fish habitats, illegal and ghost fishing. 

Development of model‐based management tools. 

Investigations on the effects of the Turkish Straits System (local fishing pressure, acoustic and chemical pollution, algal and toxic blooms, mucilage, jellyfish) on the migrating fish of the Black Sea. 

Impacts on the market and non‐market economic values of the losses in fisheries and fish biodiversity. Integration of socio‐economic indicators towards ecosystem‐based bioresources management. 

Underwater noise from ships, amplified in the 

shallow Bosphorus and Dardanelles Straits has 

been found to be elevated by about 20‐30 dB 

above the ambient spectrum  levels compared 

to  the deep ocean. The noise  levels here are 

among  the  highest measured  in  the  world’s 

oceans and  threaten  the  safe passage of  fish 

schools through the Straits,  in addition to the 

fishing  and  pollution  pressures  already 

exerted during their migration. It may well be 

that  the decease  in  some  fish  species  known 

to  have  undergone  spawning  migration 

through  the  TSS  and  which  have  almost 

disappeared may be related to such effects. 

Other  effects  on  migrating  species  passing 

through  the TSS are  the exceptional  levels of 

pollution,  algal  and  jellyfish  blooms  which 

include toxic algae in the Sea of Marmara. The 

polluted conditions and  ‘dead water’ zones  in 

the Sea of Marmara with  lack of currents and 

ventilation  in  summer  months  have  been 

found to result  in fish kills. There are cases of 

mucilage  and  toxic  dinoflagellate  blooms, 

characterized by complex aggregates covering 

parts  of  the  Turkish  Straits  and  which  are 

becoming more  frequent over  the years. The 

highest  chlorophyll  and  bacterial 

concentrations  in  the  entire  region  including 

the adjoining seas are observed in the Turkish 

Straits  System.  In  addition  there  is  a 

considerable effect of overfishing in the Sea of 

Marmara  and  the  Straits  that  curbs  the 

populations  of  migrating  fish,  despite  all 

efforts  to  ban  illegal  and  uncontrolled 

fisheries.  The  Black  Sea  fisheries  decline  and 

loss  of  biodiversity  have  been  previously 

explained by different factors, yet missing the 

effects of the TSS on the fish migration, which 

is  a  serious  shortcoming  calling  for  urgent 

attention.   

 

 

 

5.2.5. Marine biotechnology  

The Black Sea harbours a huge potential stock 

of marine plants – more than 2000 species of 

plankton and benthic microalgae and over 300 

species  of  algae  and  sea  grasses.  The  sea 

grasses  constitute  a  natural  biomass  from 

which 1 million t could be harvested annually 

Page 37: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

36  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Growth management of cultured BS microalgae: the theoretical and experimental simulation. 

Microalgal screening for commercially promising producers of biologically active substances (BAS). 

Growing microalgal biomass as a biochemically optimal fodder stimulating growth and survival rates of different developmental stages of cultured bivalve molluscs, fishes and crustaceans. 

Designing the biotechnology for acquiring biologically important pigments from BS microalgae.  

Screening macrophytes  having adapted to the present BS environment as commercially interesting objects for the biotechnologies. 

to  be  used  for  energy  production  or  other 

valuable  extractions.  The  harvest  of  other 

algae,  which  are  markedly  less  abundant, 

would  threaten  the  ecosystem  of  the  Black 

Sea. 

An  alternative  path  suggests  the  farming  of 

biologically  valuable  micro/macroalgae, 

especially  Black  Sea  microalgae  with  high 

restocking rates. 

Research  on  the  culture  and  biosynthesis  of 

microalgae  is  a  priority  for  the  extraction  of 

the  industry  of  valuable  products  and 

biologically  active  substances  (BASs)  in  the 

Black  Sea.  Pertinent  examples  to  these 

products  are  food  proteins,  oils,  vitamins, 

compounds  of  high  bactericidal  action, 

toxicants,  volatile  oils,  gelling  agents, 

cytochromes,  amino  acids,  chlorophyll‐

carotene  complexes, etc. One major obstacle 

hindering  the  realization  of  marine 

algotechnology  is  the  absence  of  the 

theoretical management of microalgal growth 

and  biosynthesis;  without  which  profitable 

farming  of  Black  sea  microalgae  is 

unattainable. 

The  search  for  commercially  promising 

microalgal  species  inhabiting  the Black  Sea  is 

among  the  actively  developing  trends  of  the 

biotechnology, because of: 

high  biological  importance  of  natural 

BASs  as  strong  antioxidants, 

immunomodulators,  radio‐,  UV‐  and 

chemoprotectors,  antitumor  agents, 

immune,  cardio‐vascular  and  nerve 

system stimulators; 

the  broad  spectrum  of  application 

(pharmaceutics,  production  of 

nutriceutics,  natural  food  colorants, 

dietetic  foodstuffs,  fodder  additives  for 

aquaculture, poultry and cattle breeding, 

cosmetics, etc.); 

the  steadily  increasing market  need  for 

natural  BASs  in  response  to  the World 

Health  Organization  initiative  for 

complete  elimination  of  synthetic  BASs 

from food and forage manufacture. 

For  rational use of microalgal biomass of  the 

Black  Sea,  it  is  important  to  develop 

biotechnologies  for  culturing  new  species  fit 

with  optimal  biochemical  composition 

required  for  different  purposes.  Therefore 

elaboration  of  new  approaches  to  produce 

mass quantities of micro/macroalgae and  the 

corresponding  BASs  is  essential  for  the 

advancement  of  small‐  and  medium‐scale 

businesses related to marine biotechnologies. 

 

5.2.6. Cross‐cutting issues 

5.2.6.1. Natural hazards and risk 

assessments  

Coastal areas as boundaries between  the  sea 

and  land  are  highly  desirable  both  for 

settlement  as  well  as  for  assorted  human 

activities.  This  results  in  rapid  coastal 

urbanization and  subsequent development of 

infrastructures,  industry,  transport  systems 

Page 38: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

37  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

etc. Whilst  coastal  zones  account  for  only  a 

very  small  part  of  the  Earth’s  area,  they 

concentrate  about  60%  of  the  global  world 

population.  The  Black  Sea  coastal  zone  has 

also witnessed a huge population increase and 

has  therefore  become  an  overcrowded  area. 

As  a  consequence  marine‐related  natural 

hazards  have  become  increasingly  dangerous 

for  local  communities  in  highly  populated 

coastal areas. 

The 2004 Indian Ocean and 2011 Pacific Ocean 

Tsunami events reaffirmed the notion that the 

protection  of  coastal  communities  from 

marine‐related  hazards  is  not  solely 

dependent  on  the  existence  of  an  effective 

technological  warning  system  and 

communication  network.  Such  tragic  events 

globally highlighted the vulnerability of coastal 

communities  and  associated  infrastructures 

and ecosystems. Coastal populations are also 

affected by a  range of other natural hazards, 

including  erosion,  saltwater  intrusion, 

subsidence,  and  floods  due  to  both  storm 

surges and swollen  rivers. The severity of  the 

impacts  of  these  natural  hazards  are  greatly 

influenced  by  local  factors,  for  example,  the 

exposition  of  the  coast  to  the  sea,  the 

presence  or  absence  of  natural  protection 

(sand barrier, dunes, vegetation) etc. Exposure 

to such natural hazards is expected to increase 

due  both  to  growth  in  population  density 

increase  in  low‐lying  coastal  areas  and  the 

effects of global climate change. Some of  the 

coastal  management  responses  that  are 

relevant  to  tsunamis  apply  similarly  to  the 

mitigation of these other hazards.  

The terms “hazard”, “risk”, and “vulnerability” 

can be defined as:  

Risk= Hazards × Vulnerability  

Since  the  90’s  several  recent  international 

agreements  recommend  the  concept  of 

Integrated  Coastal Area Management  (ICAM) 

which  environmental  decision‐makers  have 

adopted  as  the  best  way  to  achieve  the 

sustainable  management  of  coastal  zones. 

Therefore, it is imperative to integrate hazard, 

vulnerability and risk within the ICAM context 

in  order  to  better  address  management  of 

these issues in coastal areas.  

Within this context, the questions which arise 

are:  

How  can  hazard  awareness  and 

mitigation  be  embedded  in  the  ICAM 

process?  

What  sorts  of  ICAM  indicators  may  be 

used  to  assist  the  risk  management 

process?  

What  is  the appropriate  level of country 

response  to  some  coastal  hazards 

(considering the uncertainties, and  if the 

perceived risk is scientifically justified)?  

What are  the short and  long  term social 

and  economic  benefits  of  hazard  risk 

management and vulnerability reduction 

within ICAM?  

By  addressing  these  questions,  the  IOC, 

through its ICAM programme, developed a set 

of  guidelines  on  mainstreaming  awareness 

and risk mitigation of natural hazards in ICAM. 

Such guidelines cover the following aspects:  

1) Quantifying  hazards:  how  countries 

determine  the  frequency  and  magnitude  of 

hazard impacts on their coasts? 

2) Measuring  vulnerability:  What  is 

“vulnerability”  in  the  ICAM  context?  How  to 

assess/measure vulnerability? 

3) Risk assessment: what is a “risk” in the 

ICAM context? How can risk be quantified? 

4) Managing  the  risk: which policies and 

management  plans,  in  the  ICAM  context, 

should  be  developed  to  improve  countries’ 

capacity of managing their coastal risks? 

Page 39: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

38  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

5) Hazard  awareness  and  emergency 

preparedness:  how  to  build  capacity  at 

community, national, and  transnational  levels 

to cope with hazard  impacts as a response to 

the perceived risk, thus enhancing community, 

local  authority  and  national  –  and 

transnational – resilience? 

6) Strategic mitigation and adaptation: in 

the  ICAM  context,  what  are  the  strategic 

responses  that  countries  can  make  at  local, 

national and  transnational authority  levels  to 

manage the assessed risks of catastrophic and 

long‐term  progressive  events  in  the  coastal 

areas? 

7) Indicators of achievement: Which are 

the  indicators  of  hazard  awareness  and 

mitigation (within the ICAM context)? 

The subject  is  in connection with the Tsunami 

Warning System projects being coordinated by 

the  IOC,  in  relation  to  the  IOC’s 

Intergovernmental  Coordination  Group 

Tsunami Early Warning System and Mitigation 

System  in  the  North  Eastern  Atlantic,  the 

Mediterranean  and  Connected  Seas 

(ICG/NEAMTWS),  especially  the  subgroup 

which  deals  with  tsunami  early  warning 

system  in  the  Black  Sea.  These  activities 

should  cover  other  marine‐related  hazards, 

notably storm surges and wind‐forced waves, 

as well as the much slower  impacting hazards 

of coastal erosion and sea‐level rise. The topic 

is also  inline with  the EU Flood Directive  (FD: 

2007/60/EC,  “on  the  assessment  and 

management of flood risks”). 

Currently, Bulgaria and Romania are executing 

a  cross‐border  co‐operation project  aimed  at 

creating  an  early  warning  system  in  the 

western  Black  Sea  called 

„MARINEGEOHAZARD  ‐  Set‐up  and 

implementation of key core components of a 

regional  early‐warning  system  for  marine 

geohazards of risk  to  the Romanian‐Bulgarian 

Black  Sea  coastal  area”.  The  system  under 

development (called EUXINUS) will comprise a 

network  of  complex  automatic  marine 

measurement equipment  (5 gauges deployed 

in  different  location  covering  the  western 

Black Sea) and two coastal wave stations. The 

data  supplied  by  this  network  will  be 

automatically  sent  and  processed  at  two 

national  data  centers  located  in  Romania 

(Constanta) and Bulgaria (Varna). Additionally, 

the Black Sea MARINEGEOHAZARD System will 

have  a  network  (called  GeoPontica)  of  18 

DGPS  on‐line  stations,  3  marine  seismicity 

monitoring  systems,  5  strong  motion 

seismometers  and  5  extensometers  for 

geodynamic surveillance of the Western Black 

Sea  coastal  area.  A marine  geo‐seismic  data 

base  will  be  jointly  sustained  and  regularly 

updated.  It will  comprise  all  the  information 

needed in the process of elaboration and issue 

of  an  early‐warning  notification  and 

assessment  of  evolution  of  a  marine 

geological  hazard  situation.  The  system  will 

offer  data  to  all  the Global  Earth  and Ocean 

Observing systems.  

Page 40: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

39  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Quantifying hazards: determine the frequency and magnitude of hazard impacts on Black Sea coasts. 

Measuring vulnerability: assess/measure vulnerability. 

Risk assessment: preliminary Flood Risk Assessments, Flood hazard and flood risk maps. 

Hazard awareness and emergency preparedness 

Strategic mitigation and adaptation: management of the assessed risks of catastrophic and long‐term progressive events in the coastal areas. 

Indicators of achievement: the indicators of hazard awareness and mitigation. 

International data base on potential marine geological hazards in the Black Sea Basin. 

Integration of data/information on marine geological hazards in the Black Sea to the European infrastructure (e.g. EMSO‐ERIC, NEAMTIC, etc.). 

 

5.2.6.2. Socio‐economic research 

The Black Sea  supports a  range of ecosystem 

services,  associated  with  coastal  areas  and 

marine  living  resources,  which  are  of 

economic  importance.  Besides  the  most 

obvious provision service, there are a number 

of  other  biodiversity,  biochemical  and 

hydrological services performed by the marine 

system.  Surprisingly  little monetary  valuation 

has  been  attributed  to  such  economically 

viable  services  derived  from  the  Black  Sea 

marine ecosystem. While no estimate of their 

combined  economic  value  is  available,  they 

certainly  amount  to  tens  or  possibly  even 

hundreds of millions of dollars per year.  

Degradation  of  the  Black  Sea marine  system 

has  resulted  in  the  loss of  some of  the value 

referred  to  above.  This  environmental 

degradation  in the Black Sea Region has been 

documented  in  the Transboundary Diagnostic 

Analysis  (2008) and  the State of Environment 

report  (SoE  2008).  Underlying  the  more 

proximate  causes  of  degradation  has  been  a 

number of social and economic pressures such 

as:  

poorly  regulated  discharges  (inflows  of 

nutrients,  resulting  in  eutrophication; 

inflows of pollutants); 

overfishing  and  use  of  destructive 

equipment  (declines  in  populations  of 

various  living marine  organisms;  loss  of 

habitats;  and,  the  loss of higher  trophic 

level predator species, which has altered 

food chain structure); 

intensive  shipping  (introduction  of  alien 

species,  especially  the  jellyfish 

Mnemiopsis leidyi); 

modifications  in  river  flow  regimes, 

which  have  affected  the  salinity  of  the 

Black  Sea,  sediment  flow and had other 

effects;  

mismanagement of coastal zone (erosion 

of coastlines and others). 

The pressures cited here have  led  to changes 

in  the  environmental  status  of  the Black  Sea 

marine  system,  but  these  are  only 

intermediate  environmental  effects,  as  they 

cause  further  impacts  both  in  social  and 

economic  terms.  Effects  on  the main  sectors 

of fisheries and tourism have been studied to 

a  limited degree,  as have  impacts on human 

health  (SoE  2008).  However,  sufficient 

information  on  how  other  sectors  are 

influenced  by  the  Black  Sea  environmental 

degradation  is  not  readily  available  and 

relatively  little work  has  been  done  in  these 

areas. 

Policy and institutional factors also play a role 

and  can  inhibit  progress  in  addressing  the 

problems  of  degradation.  For  example, most 

living marine resources are not independently 

owned  but  shared,  and  may  be  therefore 

subject  to  regulated  open  access  and  the 

dissipation  of  economic  benefits  from 

environmental  improvements.  Use  of  the 

Page 41: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

40  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

development of socio‐economic data systems and analytical capability to support research, especially offering integration of natural with social and economic data sources. 

social impacts of environmental disruption (e.g. health concerns, loss of employment, revenue, etc.) 

environmental governance and institutional analysis at the national and regional levels, development of indicator‐based reporting. 

integrated ecological‐economic modelling, with special emphasis on the socio‐economic implications of non‐linear processes and ecological thresholds in the Black Sea marine system. 

bioeconomic models of fisheries and other commercially important resources to determine optimal management strategies. 

non‐market valuation of ecosystem services associated with the Black Sea marine system. 

development/refinement of sustainability indicators for the Black Sea region (see SOE 2008). 

Application of DPSIR model to evaluate socio‐economic drivers and their relation to environmental pressures and state changes, leading to social and economic impacts and, finally, policy responses . 

Black Sea and its tributaries for the disposal of 

wastes  is  free  (un‐priced)  and  so  this 

ecosystem  service  is  overused,  imposing 

external costs throughout the region. General 

public  policy  failures  include  an  inadequate 

regulatory  framework,  poorly  coordinated 

planning  mechanisms  and  a  lack  of 

enforcement of existing  laws and regulations. 

Finally,  insufficient  international coordination, 

given the transboundary nature of most  living 

marine resource stocks, further contributes to 

the problem. 

 

 

 

5.2.6.3. Marine spatial planning and marine 

protected areas (MPAs) 

MPAs are most often established  to promote 

the  conservation  of  marine  biodiversity, 

although  they  can  also  be  used  to  benefit 

other  interests  such  as  fisheries  and 

recreation. 

Marine  spatial  planning  (MSP)  has  a  much 

broader remit, providing an overall framework 

for  managing  activities  in  the  marine 

environment.  The  use  of  MSP  would  also 

improve ability to minimize conflicts of use  in 

existing  and  future  MPAs,  and  to  take  into 

account  cumulative  and  combined  effects  in 

decision‐making.  This  would  provide 

information on where pressures are greatest, 

specific  management  is  needed  and  where 

MPAs  may  best  be  placed.  A  framework  of 

MSP  would  ensure  calculated  forward 

planning,  providing  a  clear,  easily  accessible 

mechanism  for  stakeholder  involvement  in 

management  of  activities  in  the  marine 

environment. 

Over  the  last 20 years, countries  in  the Black 

Sea  region  have  undoubtedly made  progress 

towards  developing  more  effective 

conservation  policies  and  implementing 

international  commitments.  Several  marine 

protected areas (MPAs) have been established 

in  Black  Sea  waters  during  recent  years 

(especially  under  the  Habitats  Directive  in 

Bulgaria and Romania) and more are  likely  in 

the near future, considering the requirements 

of  the Maritime  Strategy Directive. Resolving 

the challenges of enforcing regulations within 

these  areas  will  become  more  urgent  as 

fishing  depletes  coastal  resources.  The 

implementation  of  EU  legislation  in  new 

member states contributed significantly to the 

effective protection of the MPAs.  

However,  the  extent  of  protected  areas  still 

falls  significantly  short  of Western  European 

Page 42: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

41  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

figures  (World Database  on  Protected  Areas, 

http://www.unep‐wcmc.org/wdpa). 

Consequently, many Black Sea habitats remain 

seriously  damaged  and  in  need  of  legal 

protection23.  

At  present,  a  regional  conservation  strategy 

does not exist  for  the Black Sea. The process 

of  designation  of  marine  and  coastal 

protected  areas  is under  development based 

on  national  strategic  plans  available  in  all 

Black Sea countries.   

An  increase  in the number of protected areas 

alongside  improved  conservation  of  species, 

ecosystems  and  habitats,  with  particular 

attention to marine protected areas, and their 

management  in  a  sustainable  and 

environmentally  sound  way  aimed  at 

establishing  the Black Sea Ecological Network 

of MPAs are among the core targets of the BS 

SAP2009 specified as follow:  

Consider  the  need  for  creation  of  new 

and/or  expansion  of  existing  protected 

areas,  including  transboundary  areas  in 

consultation with  the  relevant Black Sea 

countries  paying  particular  attention  to 

marine  protected  areas.  Establishment 

or  extension  of  necessary  areas  must 

consider  not  only  the  status  of  benthic 

habitats  but  also  the  most  important 

breeding, feeding and wintering grounds 

and migration  routes of  fish and marine 

mammals  and  birds;  Conduct  relevant 

scientific  research,  apply  integrated 

index of biological significance of aquatic 

objects, etc. 

Establish  a  regional  mechanism  for 

regular  information  flow  between 

authorities  dealing  with  PAs 

management; 

                                                       23 List of habitats critical to survival, reproduction and recovery of threatened flora and fauna species in the Black Sea was presented in the TDA (2008).   

Develop management plans; 

Monitor and facilitate the progress in the 

implementation  of  nationally  developed 

management  plans  of  the  protected 

areas; 

Develop an inventory, classification and a 

mapping system for BS habitats; 

Develop  ecologically  coherent  networks 

of MPAs. 

The  principles  of  identification  and 

designation  of  MPAs  within  the  Black  Sea 

states  are  non‐harmonised  and  practices 

upheld  in  the  different  countries  are  not 

shared, creating another urgent issue pending 

in  the  regional  agenda  of  environmental 

protection.  Guidelines  for  the  establishment 

of marine  protected  areas  in  the  Black  Sea, 

recently  developed  by  the  ECBSea  project 

(http://81.8.63.74/ecbsea/en/documents/rele

vant/index.html) in cooperation with the Black 

Sea  Commission,  is  an  important 

harmonisation  tool  to  be  taken  into  account 

by  studies  undertaking  identification, 

designation, the expansion and networking of 

MPAs in the Black Sea region. 

A draft List of Black Sea Habitats developed in 

cooperation  with  the  EU  Topic  Center  on 

Biodiversity  is  currently  pending  finalization; 

habitat mapping based on modern techniques 

should follow.   

To  facilitate  the establishment of  fishery‐free 

zones and PAs, relevant mapping was initiated 

in  2007  by  BSC/PS  and  BSERP24  project.  In 

total  44  regional  maps  (excluding  Turkish 

waters) were prepared for areas of wintering, 

spawning  and  fattening  of  adults,  juveniles 

and  larvae  and  total  distribution  of  species 

(for fishes – seasonal distribution, for molluscs 

–  annual  distribution).  Whilst  being  the 

property of  the BSC,  these existing maps and 

similar mapping  projects  need  to  be  further 

                                                       24 UNDP/GEF Black Sea Environment Recovery Program 

Page 43: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

42  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues: 

Determine new and/or expansion of existing protected areas, including transboundary areas in consultation with the relevant Black Sea countries. 

Zoning in PAs.  Development of indicators for assessing the 

management effectiveness in designated marine protected areas. 

Develop MPAs networks.  Development of spatial planning (in the 

sea), taking into consideration multiple uses, economic benefits and sensitivity of ecosystems. 

developed, better communicated  to decision‐

makers  and  utilised  in  studies  related  to  the 

development of MPAs network. 

A  robust,  ecologically  coherent  network  of 

MPAs  in  the  Black  Sea  as  a whole will  both 

contribute to, and depend on, achievement of 

other protection/conservation objectives  (not 

least  in  pollution  reduction,  sustainable 

fisheries  management,  improvement  of 

legislation  and  enforcement,  and  capacity 

building)  set  out  in  the  updated  Black  Sea 

Transboundary  Diagnostic  Analysis  and 

Strategic Action Plan.  

For  some  species,  such  as  dolphins  and  fish, 

the  designation  of  offshore  areas  as  MPAs 

could  be  vitally  important.  Since  such  areas 

are utilized by multiple users at  sea –energy, 

industry,  transport,  fishery, aquaculture, etc‐, 

a  wider  approach  such  as  Marine  Spatial 

Planning  could  be  applied.  Introduction  of 

energy,  including underwater noise,  is among 

the parameters which need  to be defined  to 

better substantiate conservation efforts. 

  

5.2.6.4. ICZM,  links  with  MSP  &  IRBM, 

coastal sciences & engineering  

Analysis of  issues  in marine and coastal areas 

and  those  originating  from  catchment  basins 

reveals  that  the  underlying  causes  of 

individual  problems  in  several  cases  interact, 

many  have  a  common  basis,  and  may 

frequently  lead  to effects of a  combined and 

cumulative  nature  (TDA,  2008).  One  of  the 

root  causes  is  poorly  regulated  development 

and resource use in coastal zones. A brief tour 

around  the  region  immediately  reveals  the 

scale  of  this  problem.  Obviously,  the 

multiplicity  of  interdependent  problems  can 

only  be  dealt  with  and  responded  to  in  a 

holistic and integrated manner.  

The  Black  Sea  coastal  countries,  cooperating 

within  the  framework  of  the  Bucharest 

Convention,  agreed  therefore  to  employ 

common governance methodologies based on 

an  ‘ecology tenet’. The  ‘ecology tenet’ deems 

that  coastal  economic  development 

(associated with  the  coast and  the  sea  itself) 

to be sustainable and should take full account 

of marine and coastal environment safety and 

also  consider  developments  upstream within 

the  wider  catchment  areas  which  may 

negatively affect the state of the Black Sea.  

In  particular,  through  signing  the  BS‐SAP 

(2009)  countries  confirmed  (Article  3.1)  to 

adhere  to  the  following  governance  and 

management approaches:  

Integrated Coastal Zone Management 

(ICZM);  

The Ecosystem Approach; and  

Integrated  River  Basin  Management 

(IRBM).  

The  combined  application of  ICZM  and  IRBM 

was  affirmed  as  a  legally  binding  general 

obligation  in  the  updated  Protocol  on  the 

Protection of  the Marine Environment of  the 

Black  Sea  from  Land‐Based  Sources  and 

Activities  (LBSA,  2009),  which  is  urging 

countries  (Article  4f)  to  endeavour  applying 

the  integrated management  of  coastal  zones 

and watersheds.  

Page 44: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

43  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

BS‐SAP  (2009)  shares  the  common  definition 

of  ICZM with  the Communication  2000  (547) 

from  the  Commission  of  the  European 

Communities to the Council and the European 

Parliament  on  Integrated  Coastal  Zone 

Management:  A  Strategy  for  Europe  (EU, 

2000)25.  Within  the  context  of  Ecosystem 

Approach,  the  harmonization  of  ICZM  and 

MSP/MPA  processes  would  be  the 

manifestation of the principle of integration of 

terrestrial  and marine  domains26.  Planning  in 

landward  and  seaward  domains  should 

therefore be conducted in a truly coordinated 

manner  if the goal of the  ‘ecology tenet’  is to 

be  fulfilled. MSP‐MPA,  ICZM‐MSP  and  ICZM‐

IRBM  links  need  to  be  legally  established 

careful  planning  practices,  etc.  for 

sustainability  of  the  governance  and 

environmental protection.  

Furthermore,  sound  scientific  knowledge  and 

background  information  on  coastal  margins 

(land and water) and efficient management of 

human  development  and  activities  in  these 

areas are indispensible for the achievement of 

all  four  Ecosystem  Quality  Objectives 

(EcoQOs) set by the BS SAP (2009).  

                                                       25  Integrated  coastal  zone  management  (ICZM)  is  a dynamic,  multidisciplinary  and  iterative  process  to promote  sustainable  management  of  coastal  zones.  It covers  the  full  cycle of  information  collection, planning (in  its  broadest  sense),  decision making, management and  monitoring  of  implementation.  ICZM  uses  the informed  participation  and  cooperation  of  all stakeholders  to  assess  the  societal  goals  in  a  given coastal area, and to take actions towards meeting these objectives.  ICZM  seeks,  over  the  long‐term,  to  balance environmental,  economic,  social,  cultural  and recreational  objectives,  all  within  the  limits  set  by natural dynamics (BS‐SAP, 2009), (EU, 2000). 26  "Integrated"  in  ICZM  refers  to  the  integration  of objectives  and  also  to  the  integration  of  the  many instruments needed  to meet  these objectives.  It means integration  of  all  relevant  policy  areas,  sectors,  and levels of administration and also  the  integration of  the terrestrial  and  marine  components  of  the  target territory, in both time and space (EU, 2000). 

In  2007‐2008,  the  BSC  ICZM  AG27,  based  on 

analysis  provided  by  the  UNDP/GEF  BSERP 

Project, made  the  following  conclusions with 

regard  to  the  medium‐  and  long‐term 

priorities for ICZM in the Black Sea region:  

Legal  framework  and  strong 

management  instruments are needed  in 

all Black Sea countries  to  facilitate  ICZM 

implementation on the ground.  

The Black Sea region should agree on and 

apply a coherent system of indicators for 

an integral assessment of the state of the 

coastal  zones  in  the  Black  Sea,  and  the 

current progress with  implementation of 

ICZM.  

ICZM Guidelines should be developed to 

serve  as  a  solution  over  a  medium 

period.  

ICZM  legal  instrument,  such  as protocol 

to  the  Black  Sea  Convention,  could  be 

developed  and  adopted  over  a medium 

to long‐term perspective.  

Based on these conclusions, the BS‐SAP (2009) 

contains  two  broadly  defined  targets  (and 

related  outputs)  in  the  field  of  ICZM:  (i)  to 

further  recognise  and  implement  integrated 

coastal zone management principles  (through 

development  of  ICZM Guidelines);  and  (ii)  to 

disseminate the knowledge of ICZM at various 

levels of governance (through development of 

education  packages  and  delivery  of  practical 

training).  

These  targets  (and  related  research  and 

development  needs)  are  in  line  with  the 

statements  of  the  ICZM  Communication 

mentioned  above  (EU,  2000),  concerning  the 

                                                       27  Black  Sea  Commission  Advisory  Group  on Development of Common Methodologies  for  Integrated Coastal  Zone Management  in  the  Black  Sea  countries (ICZM AG) provides  recommendations  to  the Black  Sea Commission  on  integrated  governance  of  the  coastal areas  and  facilitates  links  with  relevant  national authorities, as well as with the international and national scientific expertise. 

Page 45: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

44  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

generating  information and knowledge about 

the  Coastal  Zone  (Section  E),  in  which  the 

European  Community  pledges  to  (i)  promote 

the  research  that  meets  coastal  zone 

management needs;  (ii) put  special emphasis 

on  definition  of  indicators  for  the  coastal 

zone;  (iii)  support  education  and  training  in 

ICZM.  

It  should also be  recognized,  that  the coastal 

management tasks and governance objectives 

can not be achieved without the application of 

sound science and  its  integration with coastal 

decision‐making  bodies.  Therefore,  through 

the Shared ICZM Governance Platform for the 

Mediterranean, the strategic research agenda 

for  coastal  sciences  has  proposed  to  follow 

such  practices  over  two  decades  in  this 

partner region as well as in the Black Sea area 

(see Annex 2, source: http://medcoast.org.tr). 

Based on almost 20 years of experience, ICZM 

work within  the  framework  of  the Bucharest 

Convention  and  BS‐SAP,  as  well  as  by 

extensive  collaboration  with  EU  initiatives 

directed  towards  the  Black  Sea  and  other 

regional  seas,  the  following  key  governance, 

policy  and  management  oriented  research 

areas are proposed for inclusion in the field of 

ICZM as part of the BS‐SRA:   

See Footnote for *, **, ***, ****28. 

                                                       28  *  Protocol  is  proposed  to  prescribe  ICZM  governance 

themes of  institutional  and  legal nature,  such  as  geographical coverage  in  application  of  ICZM;  coastal  management legislation;  instruments  for horizontal and  vertical  integration; integration of various coastal policies, strategies, programmes, plans  and projects;  and  administrative  rights  for  the public  to challenge  them;  participation  in  strategic  and  environmental assessment; performance monitoring and  review mechanisms; and  some other  issues  related  to  transboundary, national and local  coastal  management  arrangements,  including  coastal conservation and sustainable resources use. ** Outlined in Annex II. ***  PEGASO  (http://pegasoproject.eu)  project  (ongoing  from February  2010  to  January  2014),  amongst  many  other objectives,  is  building  and  promoting  the  shared  ICZM governance  platform  in  the  Black  Sea,  capacity  building  and dissemination  to  arrive  at  a  legal  agreement  framework  for ICZM  in  the  Black  Sea,  similar  to  ICZM  Protocol  for  the Mediterranean. 

Key research issues (ICZM, links with MSP & 

IRBM, coastal sciences & engineering): 

Research to support the development of an ICZM legal instrument, such as protocol* for the Black Sea.  

Develop monitoring and research capacity in the Black Sea region to comprehensively study the state of the coast, with special focus on sensitive coastal resources and ecosystems (beaches, dunes, wetlands, estuaries, lagoons, bays, river mouths, etc.). 

Compile data in agreed formats for regular calculations of statistical, spatial and progress indicators for ICZM, including indicators defined for MSP and IRBM needs, and harmonized with coastal sustainability indicator schemes applied to other European regional seas.  

Further promote and implement the strategic research agenda for coastal sciences & engineering** in support of ICZM in the Black Sea region, building on networking experiences of international scientific fora, such as the biannual Medcoast and Black Sea Outlook conference series.  

Extend the research and application of the Shared ICZM Governance Platform developed under the FP7 PEGASO Project***.  

Establish on an operational basis the observation system of the Black Sea catchment, following the key recommendations of FP7 enviroGRIDS****.  

Page 46: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

45  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

5.3. Research Support and Cross‐cutting 

Issues for Fundamental and Applied 

Research 

5.3.1. Development of  support tools for 

policy implementation  

Development/implementation  of 

environment‐related  legal/policy  documents, 

strategies,  plans,  management  programmes 

and  informed  decision‐making  all  require 

problem‐related  scientific  research at  various 

temporal  and  spatial  scales,  and  the 

subsequent  assessments/diagnostic  analyses 

and  conclusions.  Data/information  for  such 

uses  in the Black Sea region  is compiled  from 

in  situ and  remote  sensing data  collected via 

different  monitoring  programmes  and 

projects. However, the collection of data  is  in 

itself  not  enough29,  there  must  be  an 

associated  data management,  data  products 

production,  and  communication 

infrastructure.  This  infrastructure  needs  to 

provide  data/information  freely  and  within 

certain  time  limit  to  both  researchers  and 

policy makers. So  far  little has been achieved 

in the development of such infrastructure and 

data  sharing  in  the  region.  The  regional data 

management tools are also poorly advanced30. 

The  Black  Sea  Data‐Information‐Knowledge‐

Decisions  ‘pyramid’  analysis  revealed 

significant  gaps  at  all  levels  preceding  the 

ecosystem‐based  management  of 

environment protection. The relevance of the 

existing monitoring,  data management  tools, 

decisions,  and  assisting  capacity  of  scientists 

and decision‐makers are doubtful as reflected 

                                                                               ****  EnviroGRIDS  @  Black  Sea  Catchment (http://envirogrids.net) project  (with duration  from April 2009 to  March  2013)  is  targeting  the  needs  of  the  Black  Sea Commission  to  help  bridging  the  gap  between  science  and policy  by  assembling  an  observation  system  of  the  Black  Sea catchment that will address several GEO Societal Benefit Areas. 29 Obviously, for three centuries a huge amount of data have been collected for the Black Sea.  30 SeaDataNet/UBSS provides for meta data only. Most of the projects (EC, NATO, UNDP/GEF) created data bases which are not available at present for wider use.   

through  different  documents  developed  by 

the BSC.   

For  instance,  the  ‘Diagnostic Report’  to guide 

improvements  to  the  regular  reporting 

process  on  the  state  of  the  Black  Sea 

environment,  elaborated  in  201031,  specified 

the achievements and the gaps in the national 

monitoring systems and  in BSIMAP, as well as 

provided  assessment  of  suitability  of  data 

obtained within the BSIMAP and external data 

sources  (projects  and  national  programmes) 

for  indicators’  development  as  a  supporting 

tool for policy implementation in the Black Sea 

region.  

The  analysis  of  identified  datasets  and  BS 

monitoring/observation  systems  revealed 

gaps in regularity and coverage in the national 

monitoring systems, and non‐compliance with 

commitments  in terms of reporting, problems 

with  data  accessibility,  compatibility  and 

suitability  to  produce  indicators.  Further 

analysis  of  the  accessibility  of  data  and 

relevance  of monitoring  systems,  availability 

of data management tools and their products 

usage  at  the  level  of  decision‐making, 

capacities and potential for change is required 

to recommend improvements.   

Beyond  the  need  of  for  improvement  of  the 

monitoring  and  data management  system  in 

support  to  the  regional  and  EU  Policies; 

specifically  the MSFD,  environmental  targets 

and GES  indicators,  taking  into  consideration 

Annex  I  and  III  of  the MSFD,  as well  as  the 

corresponding  criteria  and  methodological 

standards  are  to  be  developed  for  the  Black 

Sea. 

The  MSFD  requires  the  application  of  an 

ecosystem  approach  to  the  management  of 

human activities and the achievement of good 

environmental  status  in  the  Community’s 

marine  environment  addressing  the  North‐

                                                       31 EEA&BSC Project 

Page 47: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

46  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research support issues: 

Identification of suitability and introduction to routine monitoring of new parameters  to improve the BS state of the environment assessment under the new conditions (recovery from eutrophication, climate change) 

Harmonization of monitoring and assessment methodologies used in the region, including fish and other marine living resources, cetacean surveys, marine litter in the sea, contamination of marine sediments and marine biota 

Development of methods and indicators allowing monitoring and assessment of the biological and ecological value of coastal zones  

Setup assessment criteria and methodology for GES descriptors 

Determination of GES and decision on GES objectives/targets  relevant for the Black Sea, in line with ecosystem quality objectives and management targets established in the BS SAP 2009 

Development of socio‐economic indicators to assess the associated impact of management scenarios 

East  Atlantic  and  the  Baltic,  Mediterranean 

and Black Seas. The concept of Good  

Environmental Status  (GES)  is  the  core  target 

of  the  Directive  as  described  qualitatively  in 

Annex I which Member States must achieve by 

2020.  Eleven  descriptors  are  identified  for 

determining GES  (COM 2010/477/EU) using a 

sets  of  indicators.  The  Directive  will  be 

implemented  in  two‐phases:  Preparation  for 

GES (how it will be expressed for each specific 

region  and  made  operational  by  2014),  and 

achievement  of  GES  (development  of 

programmes  of measures  by  2015  and  their 

implementation).  Preparation  phase  consists 

of assessment of environmental status  (initial 

assessment),  setting  environmental  targets 

(objectives) both  in  scientific and operational 

terms and monitoring. 

Having  described  the  background 

requirements  above,  the  following  are 

proposed  for  consideration  to  support  the 

implementation  of  the  MSFD  (where 

applicable)  or  harmonise  the  efforts  of  the 

non‐EU  coastal  states  with  the  EU‐member 

states. This is also complemented with specific 

key  research  issues mentioned  in 5.1.4, 5.1.6 

and 5.2.1.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3.2. Observation and forecasting systems 

for operational oceanography 

The  marine  environment  is  a  complex  and 

turbulent  system,  characterized  by  strong 

interactions  between  physical,  chemical,  and 

biological  processes.  The  study  of  these 

processes  whilst  making  meaningful 

observations  is difficult because of  their high 

spatio‐temporal  variability  (1‐1000  km 

horizontal;  days‐years‐decades+).  The  wide 

range of scales makes it important to carry out 

in‐situ  observations  at  high  spatial  and 

temporal resolutions over long periods.  

The  aim  of  operational  oceanography  is  to 

provide in “real time” reliable information and 

forecasts for the marine environment in order 

to  support  human  activities  at  sea, 

exploitation  of  resources  and  the  protection 

Page 48: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

47  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research issues:

Creating collaborative objectives among riparian countries for the development and support of observing systems infrastructure in the Black Sea, real‐time in‐situ data collection, process studies, coastal and open sea moorings, profiling systems, research vessels and ships of opportunity, observing platforms such as floats, gliders, ferry‐boxes etc. 

Development of earth systems forecasting capacity, integration of atmospheric, hydrological, ocean and climate models, improving predictability through data assimilation. 

Integration and experimental design of observing systems, common data transmission, storage and backup facilities. 

Data sharing policy development, availability of observing and forecasting system products to the general public and the special users. 

Integration and collaboration with existing operational oceanography initiatives and development of common operational strategies. 

of  the  environment.  The  development  of 

forecasting  based  on  operational 

oceanography  tools  improves  the 

understanding  of  the  processes  contributing 

to  the actual  state of  the ocean  in  the  short‐

term,  because  better  predictions  require 

these  processes  to  be  adequately  and 

precisely  represented,  while  it  is  also  most 

likely  that  the  long‐term  response  is  also 

represented by  the  same processes averaged 

over time.  

Observing  platforms  such  as  the  traditionally 

employed oceanographic ships, moorings, and 

floats  are  tools  for  multidisciplinary 

measurements  of  the  ocean,  but  not  always 

with  the  required  spatio‐temporal  resolution. 

The  key  point  here  is  to  avoid  any  aliasing 

effect  leading  to  erroneous  conclusions.  The 

last 30 years have seen an  increasing number 

of  actions  dedicated  to  estimate  the  ocean 

state  or  observe  how  climate  change  has 

unfolded in the ocean. International programs 

such  as  the  GOOS  and  ARGO  have  been 

instrumental  in  spreading  and  making 

available  the  observational  tools  of 

operational  oceanography  on  a  global  scale, 

and  also  at  regional  scale  (e.g.  EuroGOOS, 

MedGOOS,  MOON,  MedARGO  programs  in 

the Mediterranean  region). Despite  the Black 

Sea regional initiatives such as Black Sea GOOS 

and  occasional  uses  of  ARGO  and  other 

drifters  in  the  Black  Sea,  as  well  as 

participation  in  the MyOcean program,  there 

is  still  much  ground  to  be  covered  through 

regional cooperation. 

Operational  oceanography  encompasses  (i) 

specialized  observing  systems  such  as 

repeated  transects  and  mooring  arrays  (ii) 

multi‐disciplinary  observatories  to  monitor 

short‐term as well as multi‐decadal patterns in 

specific  areas  (iii)  general  operational 

oceanographic  tools  such  as  ships  of 

opportunity,  XBT’s,  floats,  drifters,  ferry‐

boxes,  AUV’s  and  gliders  used  to  monitor 

significant ocean variables through continuous 

campaigns; (iv) remote sensing.  

Further development of operational observing 

systems and networks in the Black Sea is much 

needed  to  better  address  diagnosis  and 

prognosis of  circulation and ecosystem  state, 

in  general,  under  climate  and  anthropogenic 

forcing of various temporal and spatial scales.  

 

5.3.3. Marine research infrastructure  

Marine  Research  Infrastructure  (MRI) 

includes,  among  others,  marine  stations, 

marine  research  organizations  and  research 

vessels  and  their  sustainability  heavily 

depends  on  national  and  international 

projects. Recommendations for networking at 

a  regional  level  might  be  provided  for  the 

Page 49: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

48  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

implementation  strategy  of  this  regional 

research plan. 

Marine  research  infrastructure,  in  general 

terms,  include  research  vessels,  submersibles 

and  unmanned  vehicles,  research  aircraft, 

moored  instruments,  tide  gauges,  Lagrangian 

observations  facilities,  coastal  and  marine 

observatories,  marine  laboratories,  satellite 

oceanography  centers,  modelling  and  data 

centers,  and  ships  of  opportunity.  The 

existence  of,  and  access  to  a  complex  and 

modern  research  infrastructure  is  a 

prerequisite  to a  successful  research  strategy 

for  the  Black  Sea.  They  support  both 

fundamental  and  applied  scientific  research 

on  climate  change, domestic offshore energy 

production,  marine  shipping,  and  severe 

storm  tracking,  sustainable  fisheries,  and 

changes  in  marine  ecosystem  services. 

Besides,  sustained  observations  are  essential 

at a sufficiently high frequency to explore the 

temporally  varying  properties  of  the  sea 

environment  and  the  complex  interrelations 

between  processes  and  properties  from  the 

sea  surface  to  the  seabed.  A  comprehensive 

range  of  marine  research  infrastructure  is 

needed to overcome the present challenges in 

marine  science,  and  increased  inter‐  and 

multi‐disciplinary  research  will  require  a 

growing suite of innovative infrastructure.  

Despite  the  strategic  and  economic 

significance of marine resources, the Black Sea 

countries  have  national  marine  resource 

development  and  marine  RTD  policies  or 

strategies. As a result, management of existing 

marine RTD infrastructures (vessels, observing 

systems,  etc)  and  the  planning  of  future 

marine  research  infrastructures are based on 

and  reflect  national  priorities.  On  the  other 

hand, significant components of infrastructure 

in the Black Sea countries are aged, obsolete, 

or  insufficient  to  perform  high  quality 

scientific research. Moreover, current barriers 

have inhibited collaborative efforts to plan for 

the  operation  and  maintenance  of  major, 

high‐cost, critical  infrastructure assets such as 

ships,  and  observing  systems  platforms.  The 

Black  Sea  countries  should  establish  and 

maintain a coordinated plan for critical shared 

ocean  infrastructure  investment,  and 

maintenance.  Such  a  plan  should  focus  on 

trends  in  scientific  needs  and  advances  in 

technology,  while  taking  into  consideration 

life‐cycle  costs,  efficient  use,  surge  capacity 

for unforeseen events, and new opportunities 

or  national  needs.  It  is  recommended  that 

development, maintenance, or replacement of 

marine  research  infrastructure  assets  should 

be  prioritized  based  on  (1)  usefulness  for 

addressing  important  scientific  issues;  (2) 

affordability, efficiency, and  longevity; and (3) 

ability  to  contribute  to  other  missions  or 

applications.    

Among  the European Seas,  the Black Sea has 

very  limited  capabilities  in  terms  of  carrying 

out  state  of  the  art  research  in  operational 

oceanography  due  to  the  lack  of  sufficient 

data  to  be  assimilated  into  the  operational 

models, with  the exception of  satellite‐based 

information. 

It is appropriate to link the initiatives taken for 

the  Black  Sea marine  research  infrastructure 

with  the  concept  of  the  European  Research 

Area (ERA, which aims to coordinate research 

activities  and  facilitate  the  convergence  of 

research  and  innovation  policies  at  national 

and EU levels). 

 

 

 

 

 

Page 50: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

49  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Key research support issues: 

Identify important marine research infrastructure gaps and needs, and long‐term marine research infrastructure requirements and investments. 

Identify the cost‐efficiency of mechanisms to shift from project based short‐term and unsystematic observational programs to  long‐term and long‐time series sytematic  sustained observations. 

Identify mechanisms to link marine research infrastructure needs with funding opportunities. 

Establish an interactive web‐based information system to provide access to information on the Black Sea and Europe’s marine research infrastructures.  

Establish Marine Infrastructures Strategy Group and Forum for the co‐ordination of existing marine research infrastructures and planning of future infrastructures (in the context of a European Marine Research Area). 

 

5.3.4. Human capacity building 

Human  Capacity  Building  activities  and 

programmes  are  crucial  both  for  supporting 

and  creating  new  capacities  of  marine 

scientists and managers.  In order  to  consider 

this huge gap (ageing of scientists but increase 

of RTD demand), a review and modification of 

education/training  programmes  could  be 

suggested  especially  to  support  the  new 

research topics and multi‐diciplinary research.  

In order to achieve a vibrant future generation 

of scientists  in marine and maritime  research 

for  the  region,  an  Association  of  Young 

Scientists  (http://www.em‐a.eu/)  should  be 

encouraged  to  be  established  for  the  Black 

Sea.  Such  a  platform  should  encourage 

incentives  and  be  well  informed  about  the 

policies/strategies  regarding  marine  and 

maritime  research. Good  examples  of  similar 

initiatives  could  be  contacted  for  advice 

(http://www.eurocean.org/np4/file/2002/EuY

mast_Forum.pdf).   

In  parallel,  a  regional  center/forum  to 

coordinate  training  and  regional mechanisms 

for  the exchange expertise and experts could 

be organized.  

Existing  education  and  training  schemes 

should be utilised especially for the support of 

multi‐disciplinary  research  such as  the  “Black 

Sea Universities Network”. 

The  Black  Sea  Universities  Network 

(www.univ‐ovidius.ro),  a  network  that 

involves more  than  100 member  universities 

from  the  region,  is  one  of  the  frameworks 

suitable  to  strengthen  inter‐university 

cooperation  for  improving  the  quality  of 

higher education programs and facilitating the 

involvement  of  students  in  marine  and 

maritime  research.  At  present,  BSUN  is 

coordinating  the UN  “Academic  Impact”  hub 

on sustainable development that is a platform 

for  cooperation  between  the  universities 

worldwide and the UN in promoting education 

for  sustainable  development  (www.unai‐

sustainability.org ). 

 

 

 

Page 51: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

50  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

6. HIGH‐LEVEL ROADMAP 

6.1. Short Term 

Short  term  implementation  strategy  of  this 

SRA  is  closely  linked  with  the  tasks  of  the 

SEAS‐ERA project. One of the objectives of the 

project  is  to  foster  synergies  at  regional  and 

pan‐European  level,  mobilising  competitive 

and  non‐competitive  funds  for  research  in  a 

more  coordinated  way,  through  common 

programs  and  joint  calls,  so  as  to  reach  a 

critical mass  to address major  cross‐thematic 

marine  and  maritime  research  challenges. 

Moreover,  SEAS‐ERA  will  be  a  step  forward 

towards  achievement  of  the  Joint 

Programming  concept  that  promotes  the 

efficiency  of  funding  returns  by  avoiding 

fragmentation  and  enhancing  cooperation 

between  partner  countries  research 

programmes. 

Common  programming:  Common 

Programming  is  an  independent  Work 

Package  (WP2)  in  the  SEAS‐ERA  Project.  This 

WP  is given  the  responsibilities  to coordinate 

and  to  harmonize  a  step‐by‐step  approach 

between  the  different  regions  to  address  a 

process  towards  common  programmes, 

mostly  based  on  non‐competitive  funds 

operated directly by  the  research performing 

organisations  (RPOs).  It  will  facilitate  the 

exchange of methodologies among the marine 

regions  and  will monitor  the  progress  being 

made during  their  implementations.  It will be 

in  charge  of  implementing  the  common 

transversal programmes at  the pan‐European 

level. More precisely it is expected to: 

identify  the  right  strategy  to  involve 

ministries  as  well  as  national  research 

funding  and  research  needing 

organisations in the decision‐making and 

resourcing  processes  (based  on  the 

outcomes of WP1); 

define and promote a common vision by 

the  participating member‐states  on  the 

application  of  marine  and  maritime 

research strategy to fulfil the requests of 

society; 

combine and strengthen existing national 

programmes  in  the  long  term 

perspective; 

fill  the  existing  gaps  in  cooperation  by 

proposing  new  collaborative 

programmes; 

propose  test  cases  for  common 

programmes  including  the setting of  the 

best  common  practices  to  reach 

excellence; 

implement  common programmes at  the 

pan‐European level. Description of work 

Within  WP2  initially,  the  programmes 

implemented  by  the  Research  Performing 

Organisations (RPOs) will be addressed. These 

programmes will be developed by the partner 

countries.  For  those  programmes  of  highest 

priority,  project  analyses  will  be  performed 

adhering  to  relevant  information  such  as 

objectives,  content,  duration,  manpower 

involved,  total  costs,  partnerships, 

infrastructure  requested  all  of  which  are 

necessary  parameters  to  be  stated  in  the 

process  of  combining  programmes.  All 

programmes will  be  identified  independently 

of  their  funding  sources  e.g.  direct  funding 

from  state  ministries  to  RPOs,  competitive 

funding by various national  funding agencies, 

European agencies, international agencies and 

private  funding  (foundations,  industries...). 

The  inventories  already  produced  by  the 

previous  ERA‐Nets  (i.e.  MariFish,  MarinERA 

and AMPERA) will be used, completed and up‐

dated  as  most  of  the  information  refers  to 

competitive funding. Then, a synthesis will be 

provided to allow the comparison of common 

Page 52: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

51  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

priorities.  These  will  be  matched  with  the 

priority  issues  devised  in  WP1  using  the 

foresight  exercise developed  there,  the  long‐

term objectives being to help co‐ordinate and 

guide common visions of the main priorities of 

marine and maritime research. 

These  visions  will  be  addressed  both  at  the 

pan‐European  level  in  this  WP,  and  at  the 

regional  level  (Atlantic,  Mediterranean  and 

Black Sea) by the dedicated regional WPs. 

Secondly,  the  Strategic  Research Agenda will 

be  transmitted  into a  list of eligible  common 

programmes  and  a  specific  and  precise 

organisational  system  for  the  key  scientific 

challenges.  In  this  way  the  Common 

Programming  Task  (Task  8.2)  will  be  the 

regional  component of  the WP2  in  the Black 

Sea.  Task  8.2  is  expected  to  be  one  of  the 

main  tools  to  achieve  realization  of  the 

implementation  of  this  SRA.  It  aims  at 

identifying the right strategy to bring together 

national  ministries,  research  funding  bodies 

and  research  performing  organizations  to 

define a mechanism for the implementation of 

the common research component of  this SRA 

funded  by  existing  resources.  This  task  will 

build  and  enrich  the  information  gathered  in 

the  scientific  component  of  the  SRA,  looking 

more in‐depth into the analyses of the current 

activities  of  the  research  performing 

organizations  and  the  instruments  for 

supporting  regional  scientific  policies  in  the 

area of marine research.  

Call:  Joint  Calls  are  one  of  the  core 

components of the ERA‐NET Scheme. They are 

an  important  instrument  in  support  of  the 

development  of  the  ERA,  for  improving  the 

coordination of national and regional research 

activities  and  programmes,  and  enhancing 

European competitiveness. 

The  potential  RTD  themes  for  pilot 

competitive  calls will  be  selected  among  the 

scientific component of  this SRA. The call will 

be  launched  during  the  third  year  of  the 

project  (month  30).  This  will  be  a  major 

milestone of  the WP8. The  results of  the  call 

and  proposals  for  follow‐up  actions  will  be 

examined during a workshop to be held at the 

end of the project. 

Black‐Sea  Era.Net:  The  marine  related  ERA‐

Net experience of the Black Sea Region in FP6 

was poor  since  there were no participants  in 

the  ongoing  ERA‐Nets.  However,  in  FP7,  the 

research  funding  organizations  of  the  region 

established  BS‐ERA.NET  which  became 

operational by  January 2009. BS‐ERA.NET  is a 

networking  project  aimed  at  integrating  the 

participating  countries  from  the  Black  Sea 

extended  region  in  the  European  Research 

Area  by  linking  research  activities  within 

existing  national,  bilateral  and  regional  RTD 

programmes.  The  project  is  financed  by  the 

European  Commission  within  the  FP7  and 

managed  by  a  consortium  of  17  institutions 

from 13 European countries, namely Romania, 

Greece,  Italy,  Turkey,  France,  Azerbaijan, 

Armenia, Germany, Ukraine, Moldova, Malta, 

Georgia  and  Bulgaria.  The  initiative  has  a 

major objective, amongst others, of improving 

the  coherence  and  coordination  of  national 

and  regional  research  programs  in  the  BS 

Region. This will provide a good  complement 

for  the  development  of  the  Black  Sea 

component of SEAS‐ERA. 

A pilot  joint  call was  implemented under  the 

BS‐ERA.NET Project and 11 Joint projects have 

been decided to be supported under this call. 

The  thematic distribution of  these projects  is 

as follows: 

Water  pollution  prevention  options  for 

coastal  zones  and  tourist  areas  –  6 

projects 

Page 53: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

52  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Hydrogen production from H2S rich Black 

Sea Water – 2 projects 

CO2  capture  and  storage  technologies 

for  zero  emission  power  generation  in 

the Black Sea Region – 2 projects 

Exploitation  and  transport  of  mineral 

resources  ‐  impact  on  environment  –  1 

project 

By looking at the distribution of the supported 

projects and considering that over 70 percent 

of  the project applications were submitted  in 

the  area  of  environment,  one  can  conclude 

marine  science  to  be  a  extremely  important 

common area of research for the countries of 

the  Black  Sea.  For  this  reason,  a  synergy 

between  BS‐ERA.NET  and  SEAS‐ERA must  be 

created.  This  document  may  be  used  as  a 

guide  to  possible  future  calls  under  the 

planned Black Sea Research Programme.  

Bearing  in  mind  that  BS‐ERA.NET  is  in  its 

finalization process, possible ERA.NET Plus or 

Article  185  actions,  which  will  target  this 

region  have  to  be  considered  as  important 

possible implementation areas of this SRA. 

6.2. Long Term 

JPI  Oceans:  Joint  programming  is  a  concept 

introduced  by  the  European  Commission  in 

July 2008 and is one of five initiatives aimed at 

implementing  the  European  Research  Area 

(ERA).  The  concept  intends  to  tackle  the 

challenges that cannot be solved solely at the 

national  level and allows Member States and 

Associated  Countries  to  participate  in  those 

joint initiatives beneficial for them. 

The Objective of JPI is to increase the value of 

relevant  national  and  EU  R&D  and 

infrastructure  investments  by  concerted  and 

joint planning, implementation and evaluation 

of national research programmes. 

Member  States and Associated Countries are 

expected  to  coordinate  national  research 

activities  in  the  broadest  sense,  group 

resources,  benefit  from  complementarities 

and develop common research and innovation 

agendas, as a basis for  long‐term cooperation 

in order to face major societal challenges. 

The Joint Programming  Initiative: Healthy and 

Productive  Seas  and  Oceans  (JPI  Oceans)  is 

a coordinating  and  integrating  long‐term 

platform, open  to  all  EU Member  States  and 

Associated  Countries  who  invest  in  marine 

and maritime research. 

While uniting the participating Member States 

and Associated Countries the JPI Oceans aims 

to achieve positive results by: 

avoiding  fragmentation and unnecessary 

duplication 

planning common and flexible initiatives 

facilitating cooperation and foresighting 

establishing  efficient  mechanisms  for 

interaction  and  knowledge  transfer 

between  the  scientific  community, 

industry & services, and policy makers at 

high  level  to more  effectively  solve  the 

major challenges. 

Through  its  role  as  a  coordination  platform, 

the  JPI  will  focus  on  the  so‐called 

institutionalised  money  within  national 

research budgets which represent 85% of the 

EU marine  funding. One  of  the  JPI’s  goals  is 

to develop  joint  research  programs in  which 

countries can be involved on a voluntary basis 

(variable  geometry).  Participating  countries 

will  also  decide  what  contribution  to  make: 

this may  include  institutional,  project‐related 

or new funds. 

The  JPI  Healthy  and  Productive  Seas  and 

Oceans will be  run by a  top‐level Managerial 

Board  consisting of  two  representatives  from 

each country with sufficient authority to agree 

Page 54: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

53  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

on  joint  action  plans  and  potential  funding 

initiatives across Europe. 

The Managerial Board will appoint a Strategic 

Advisory  Board  of  high‐ranked  scientists, 

technologists,  economists  and  industrial 

sector  representatives.  Their  task  will  be  to 

develop  a  strategic  research  and  innovation 

agenda  (SRIA)  and  to  advise  on  the 

implementation tools needed. The Managerial 

Board will approve the SRIA which will be used 

to produce an implementation plan. 

The  JPI  Oceans  will  be  compiled  on  the 

principle  of  variable  geometry.  Participating 

countries  will  decide  which  actions  to 

participate  in  and  which  contributions  to 

provide. By  doing  so  the  JPI will  seek  to  use 

the  broadest  range  of  funding  and 

instruments  available  for  research, 

infrastructure  and  innovation  at  national, 

regional and European level: 

additional funds, in‐kind support (human 

resources,  infrastructure  and 

institutionalised money), 

structural and cohesion funds, 

grants, 

foster networking and research alliances 

(across the innovation chain), and 

adopt mechanisms to foster open access 

to knowledge, data and information. 

The  ERA‐NETs  have  invaluable  experience  in 

solving the  issues of cross border funding and 

the  JPI  could  benefit  widely  from  such 

experience.  This  also  applies  in  the 

development of the JPI Strategic Research and 

Innovation Agenda. In this regard, SEAS‐ERA is 

expected  to provide a significant contribution 

to  the  JPI Oceans. This SRA can be perceived 

as the contribution of the Black Sea region to 

the JPI Oceans.  

The SRA  implementation will be supported by 

the  two main  regional  organizations  –  BSEC 

and BSC.  

BSEC  was  founded  with  the  purpose  of 

enhancing  peace  and  stability  through 

cooperation  among  the  BSEC  countries  and 

has  been  an  active  player  in  many  fields 

through  its special Working Groups,  including 

fostering  of  scientific  research.  The  BSEC 

project‐oriented  policy  is  supported  by  two 

Funds:  the  Project  Development  Fund  (PDF) 

and the Hellenic Development Fund (HDF).  

The Working Group on cooperation  in science 

and  technology  is  important  and  amongst 

those worth mentioning,  as  this  group  deals 

with  horizontal  issues  which  also  include 

marine sciences. The Ministers responsible for 

Science and Technology of  the BSEC Member 

States adopted,  in May 2010, the “2nd Action 

Plan  on  Cooperation  in  Science  and 

Technology  2010‐2014”,  an  important  policy 

document promoting general S&T cooperation 

within  the  region. With  its  focus on  the  four 

pillars  of  policy  orientations  namely,  human 

resources,  capacity  building,  research 

infrastructure  and  innovation,  the  document 

denotes  the  willingness  and  commitment  of 

the  BSEC  countries  for  the  enhancement  of 

cooperation  in  areas  which marine  research 

should also benefit from. From a more specific 

approach, the efforts of the Working Group on 

Environmental Protection are also crucial. The 

Action  Plan  on  Environmental  Protection, 

endorsed by  the Ministers of Environment of 

the Member States in 2006 calls for enhanced 

cooperation  in  specified  areas,  such  as 

international  cooperation,  harmonization  of 

environmental  legislation,  protection  of  the 

Black  Sea  marine  and  coastal  environment, 

and  environmental  based  education  and 

training. At the Meeting held in May 2011, the 

Ministers  in  Charge  of  Environmental 

Protection, decided to update the Action Plan, 

Page 55: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

54  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

according to the new challenges and priorities 

of  the  region.  The  Council  of  Ministers  of 

Foreign  Affairs  of  the  BSEC  Member  States 

held  in  November  2010  adopted  the  Joint 

Declaration  on  Combating  Climate  Change  in 

the  wider  Black  Sea  area  (“Thessaloniki 

Declaration”).  The Council  established  a  Task 

Force, within the Working Group on energy to 

promote Green Energy by identifying common 

aspects of Green Growth policies pursued by 

the  Member  States  and  exploring  ways  to 

develop  Green  Energy  projects  and  the 

necessary  investments,  in  particular  on 

renewable  energy  sources,  energy  efficiency 

and environmentally friendly technologies. 

All  such efforts are crucial,  in  that  they  show 

the  needs  and  expectations  of  people  in  the 

region  are  properly  being  addressed  and 

supported at the political level. 

The  Black  Sea  Commission  is  presently  the 

regional  Focal  Point  in  environmental 

protection, dealing with monitoring activities, 

policy  and  legislation  development,  state  of 

the  environment  assessments,  decision‐

making,  harmonization  in  different  aspects 

(standards,  methodologies,  policies), 

emergency situations, etc.  

The  BSC  is  made  up  of  one  representative 

from  each  of  the  Black  Sea  coastal  states, 

parties to the Bucharest Convention (Bulgaria, 

Georgia, Romania, Russian Federation, Turkey 

and Ukraine). The institutional structure of the 

BSC  includes  subsidiary  bodies:  Permanent 

Secretariat, based in Istanbul, and six Advisory 

Groups working in the fields of environmental 

safety  aspects  of  shipping  (ESAS),  pollution 

monitoring/assessments  (PMA),  land‐based 

sources  of  pollution  (LBS),  integrated  coastal 

zone  management  (ICZM),  biodiversity 

protection  and  conservation  (CBD),  and 

management of living resources (FOMLR). The 

advisory Groups  serve not only as specialized 

technical  bodies  but  also  as  an  intermediary 

between  the  Commission  and  the  national 

authorities and other stakeholders. 

Article  XV  “Scientific  and  technical 

cooperation and monitoring” of the Bucharest 

Convention  stipulates  Contracting  Parties  to 

cooperate  in  “conducting  scientific  research 

aimed at protecting and preserving the marine 

environment  of  the  Black  Sea...”;  conducting 

studies on assessment of pollution and of  its 

effect  on  the  ecosystem,  establishing  a 

pollution monitoring system for the Black Sea. 

The  respective  function  of  the  BSC  is  to 

“receive,  process  and  disseminate  to  the 

Contracting  Parties  relevant  scientific, 

technical  and  statistical  information  and 

promote scientific and technical research”. 

The  Black  Sea  Integrated  Monitoring  and 

Assessment  Programme  (BSIMAP)  has  been 

implemented  by  the  Black  Sea  Commission 

since  2001.  The  BSIMAP  is  addressed  to  the 

main  transboundary  environmental  problems 

in the Black Sea region: eutrophication, water 

pollution  and  water  quality,  biodiversity 

change  and decline, habitats destruction  and 

overfishing. The main purpose of  the BSIMAP 

is  to  provide  data  for  the  state  of  the 

environment reporting, impact assessments of 

major  pollutant  sources,  and  transboundary 

diagnostic  analysis.  The  final  version  of 

BSIMAP  was  adopted  in  2006  at  the  13th 

Meeting  of  the  Commission.  The  BSIMAP  is 

based  on  the  national  monitoring  and 

assessment  programs.  It  is  operational, 

providing common  format  reports  to  the BSC 

annually.  The  data  from  the  reports  are 

loaded  into the Black Sea  Information System 

(BSIS) and used to evaluate changes over time 

in the coastal and marine environment. 

Following  the  recommendations  of  the  Black 

Sea  Strategic  Action  Plan  (BS  SAP  2006),  the 

BSC  is  organizing  regular  (bi‐  or  tri‐annual 

Page 56: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

55  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Black Sea Scientific Conferences to strengthen 

the  scientific  foundations  of  decision‐making 

in  the Black  Sea  region.  The  first Conference 

was held  in  Istanbul, Turkey  in May 2006, the 

second  –  in  Sofia,  Bulgaria  in October  2008, 

and  the  third  ‐  in  Odessa,  Ukraine  in 

November  2011.  The  updated  BS  SAP  2009 

was  adopted  at  the  Meeting  of  the 

Contracting  Parties  to  the  Bucharest 

Convention  held  in  Sofia,  Bulgaria  in  April 

2009. The need to support scientific activities 

was  reconfirmed  in  its  Management  Target 

25:  “Support  coordinated  scientific  studies, 

increase  resources  to  marine  science  and 

improve capacity particularly through targeted 

training  programmes  supporting  scientific 

projects/programmes”. 

Facilitating  the  establishment  of  regional 

scientific  programs  is  included  in  the  Work 

Program  of  the  Black  Sea  Commission.  The 

BSC Work Program also contains provisions on 

the  integration of Black Sea scientific projects 

in the work of the BSC. Furthermore, the BSC 

promotes  addressing  SAP  targets  in  national 

and  international  projects  dealing  with  the 

Black Sea. Scientific news are published on the 

web  page  of  the  Black  Sea  Commission 

(www.blacksea‐commission.org). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 57: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

56  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Annex 1  

GENERIC EVALUATION OF STAKEHOLDER INVOLVEMENT & MANAGEMENT IN BLACK SEA TRANSBOUNDARY ENVIRONMENTAL ISSUES (TDA 2007) 

 

Stakeholder Involvement And Impact Description Management Involvement Degree Impactedby Issue Management of issue: 

Directly Indirectly Not Involved

Degree Impacted:

High Medium Low

Nu

trie

nts

Fis

her

ies

Pol

luti

on

Bio

div

ersi

ty

Nu

trie

nts

Fis

her

ies

Pol

luti

on

Bio

div

ersi

ty

1. Water, Hydro-meteorological Department

2. Environmental Ministry32

3. Industry Ministry

4. Energy Ministry

5. Economic Ministry

6. Foreign Affairs Ministry

7. Defence Ministry

8. Internal Affairs Ministry

9. Agriculture Ministry

10. Fisheries Agencies

11. Social Welfare / Public Health Ministry

12. Labour Ministry

13. Public Administrator/ planning agency

14. Regulator agent official/ Enforcement agent

15. Shipping Agencies

16. Parliamentary committees33

17. Inter ministerial Committees/Basin Committees

18. Non Governmental Organization

19. Scientists                 

20. Manufacturing industry

21. Agro-industry

22. Live stock industry

23. Shipping industry

24. Fishing industry

25. Harbour/port administration

26. Regional government official

27. District water management official

28. Environmental Protection Agencies official

29. Municipal Government

30. Municipal waste manager

31. Nature reserve staff

32. Community based organization

33. Worker on a state owned farm

34. Worker on a privately owned farm

35. Fisherman small-scale

36. Educator/teacher                 

37. Student

38. Public health care provider

39. Member of coastal community

40. Tourism/Recreation industry

41. Press and media

42. International Funding Inst.

 

                                                       32 Natural Resources, Ecology, Water, Forestry, Sustainable Development 33 Parliamentary committees for environmental protection 

Page 58: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

57  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Annex 2  

FIELDS OF RESEARCH IN COASTAL SCIENCES, ENGINEERING, GOVERNANCE AND DEVELOPMENT IN THE CONTEXT OF INTEGRATED COASTAL MANAGEMENT (www.medcoast.org.tr) 

 COASTAL SYSTEMS, CONSERVATION ISSUES  

Physical features;  

Geography, coastal geology, geomorphology, sedimentology;  

Coastal oceanography;  

Coastal and marine ecosystems, biology and ecology;  

Marine mammals, problem of exotic & invasive species;  

Conservation issues, biodiversity, endangered species,  

Coastal ecosystem management;  

Rehabilitation of damaged ecosystems;  

Coastal and marine protected areas;  

Coastal landscapes.   INTEGRATED COASTAL ZONE MANAGEMENT  

Theoretical framework and case reports;  

Coastal management tools and instruments, databases;  

Coastal and marine policy, science and policy integration;  

Coastal governance, institutional arrangements;  

International, national and local efforts and programs pertinent to ICZM;  

Legal, economic and social issues;  

Environmental and ecological economics, instruments;  

Training and education, public involvement & NGO role, media role;  

Evaluation of ICZM impacts, coastal management indicators;  

Demonstration pilot projects.   COASTAL MANAGEMENT ISSUES  

Coastal wetlands, coastal dunes, estuaries, deltas and lagoons;  

Beaches and their management;  

Coastal water resources and watershed management;  

Water quality management, water and sediment pollution, land based sources, hazardous wastes, algal blooms, bio‐indicators of pollution and monitoring, pollution control, sea outfalls, waste water treatment, reuse and recycling;  

Marine litter, solid wastes management;  

Trans‐boundary pollution issues;  

Coastal and environmental impacts, coastal degradation, environmental impact assessment (EIA) for coastal projects, Strategic Environmental Assessment (SEA);  

Environmental risk management;  

Climate change impacts and adaptation strategies;  

Coastal and submarine archaeology; management of ancient sites, monuments and ship wrecks.  

 SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF COASTAL AREAS  

Sustainable development concerns, indicators, sustainable development of coastal and sea resources;  

Coastal and maritime spatial planning;  

Urban development issues; waterfront renovation;  

Coastal tourism planning and management, facility sitting, alternative tourism, ecotourism, recreation;  

Marine tourism, cruises, yachting, marinas;  

Living resources, fisheries, mariculture;  

Transportation issues: oil transport and pollution;  

Sitting of major industrial facilities.   COASTAL  ENGINEERING,  MODELLING,  DECISION SUPPORT SYSTEMS AND DATA MANAGEMENT  

Coastal, environmental and ecosystem modelling;  

Coastal hydrodynamics;  

Coastal sediment transport and erosion;  

Coastal processes; shoreline management and erosion control;  

Coastal and ecocoastal engineering;  

Water level changes, sea level rise and consequences;  

Monitoring of coastal environment;  

Use of remote sensing technology and geographic information systems in coastal management. 

   

 

 

Page 59: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

58  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

LIST OF CONTRIBUTORS 

EXPERTS CONTRIBUTED TO THE TEXT

SRA Part Lead authors/supporting 

contributions E‐mail 

Introduction  Dr. Çolpan Polat Beken, Dr. Violeta Velikova, WS Experts 

[email protected][email protected] 

A Shared Vision For the Black Sea  Dr. Çolpan Polat Beken, Dr. Violeta Velikova, WS Experts 

The Black Sea Basin: Regional Specificities and the Context 

Dr. Çolpan Polat Beken, Dr. Violeta Velikova, WS Experts 

A Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin: Objectives and Benefits 

Dr. Çolpan Polat Beken, Dr. Violeta Velikova, WS Experts 

Specific Research Priorities for the Black Sea Basin: 

Basic research and fundamental understanding 

Understanding the geological structure and dynamics of the Black Sea Basin as a primary factor influencing its general evolution 

Prof. Nicholas Panin 

[email protected] 

Physical climate, hydrological cycle, ventilation and inter‐basin coupling 

Prof. Emin Özsoy [email protected] 

Understanding climatic variability and climate change impacts on coastal and offshore ecosystems in the Black Sea including the effects of ocean acidification 

Prof. Temel Oğuz [email protected] 

Changes in biodiversity and habitats, noting the introduction and impacts of invasive species 

Prof. Dr. Snejana Moncheva, Prof. Ahmet Kıdeyş,  Dr. Violeta Velikova 

[email protected] [email protected] [email protected] 

Understanding and governing eutrophication of the coastal and deep parts of the sea:  biogeochemical and primary biological basic processes, mechanisms and consequences 

Prof. Sergey Konovalov  (Supported by SoE (2008) and inputs of BSC officers and experts)   

[email protected]

Ensuring Good Water/Sediment/Bioresources/Beach Quality for Human and Ecosystem Health (including litter) 

(Developed basing on SoE (2008) and inputs of BSC officers and experts) 

Deep sea research  Prof. Sergei Gulin [email protected] 

Applied Research: Science supporting Society & Maritime Economy 

Renewable energy  Dr. Emil Stanev [email protected] 

Exploitation of mineral resources, energy and communication projects 

Prof. Nicholas Panin 

[email protected] 

Page 60: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

59  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Maritime transport  Prof. Emin Özsoy [email protected] 

Fishery and aquaculture with focus on preservation and sustainable use of marine living resources 

(Developed basing on SoE (2008) and  inputs of BSC officers and experts)   

Marine biotechnology  Dr. Vitaliy Ryabushko [email protected]

Natural hazards and risk assessments  Prof. Atanas Palazov palazov@io‐bas.bg 

Socio‐economic research  Dr. Duncan Knowler [email protected] 

Marine spatial planning (MSP) and Marine Protected Areas (MPAs) 

Prof. Ahmet Kıdeyş, Dr. Violeta Velikova,  Dr. Tania Zaharia,  Dr. Valeria Abaza  

[email protected] [email protected] [email protected] valeria.abaza@blacksea‐commission.org 

ICZM, links with MSP & IRBM, coastal sciences & engineering 

Dr. Mamuka Gvilava [email protected] 

Research support and cross‐cutting issues for fundamental and applied research 

Development of support tools for policy implementation 

Dr. Violeta Velikova, Dr. Çolpan Polat Beken,  Dr. Valeria Abaza 

[email protected]@mam.gov.tr valeria.abaza@blacksea‐commission.org 

Observation and forecasting systems for operational oceanography 

Prof. Emin Özsoy [email protected] 

Marine research infrastructure  Prof. Temel Oğuz [email protected] 

Human capacity building  Prof. Eden Mamut (supported by all experts) 

emamut@univ‐ovidius.ro

 

High‐Level Road Map  Tarık Şahin (with contributions from BSC and BSEC) 

[email protected] 

 

 

Prof. Erdal Özhan  ([email protected]) contributed with his comments on specific sections 

and thoroughly reviewed the SRA.  

 

 

 

 

 

Page 61: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

60  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

EXPERTS PARTICIPATED IN THE SECOND STRATEGIC WORKSHOP– 16 December 2011, İstanbul

#  Name  Institution  E‐mail

1  Çolpan Beken  TÜBİTAK Marmara Research Center [email protected] 

2  Ahmet Kıdeyş  Middle East Technical UniversityInstitute of Marine Sciences 

[email protected] 

3  Emin Özsoy  Middle East Technical UniversityInstitute of Marine Sciences 

[email protected] 

4  Bayram Öztürk  Istanbul University [email protected] 

5  Ertuğ Düzgüneş  Karadeniz Technical University (KTU) Faculty of Marine Science 

[email protected] 

6  Erdinç Güneş  Ministry of Agriculture and Rural Affairs, General Directorate of Agricultural Research 

[email protected] 

7  Temel Oğuz  Middle East Technical University Institute of Marine Sciences 

[email protected] 

8  Volodymyr Myroshnychenko 

Black Sea Commission Permanent Secretariat (BSC PS) 

volodymyr.myroshnychenko@blacksea‐commission.org 

9  Violeta Velikova  SURDEP  [email protected]

10  Mamuka Gvilava  Black Sea Commission Permanent Secretariat (BSC PS) 

[email protected] 

11  Marian Traian Gomoiu 

Romanian Academy, GeoEcoMar –National Institute for Marine Geology and Geoecology, Ovidius University Constanta 

[email protected] 

12  Atanas Palazov  Bulgarian Academy of Sciences, Institute of Oceanology  

palazov@io‐bas.bg 

13  Eden Mamut  Ovidius University of Constantza emamut@univ‐ovidius.ro 

14  Amb. Aliosha Nedelchev 

Organisation of Black Sea Economic Cooperation (BSEC) 

anedelchev@bsec‐organization.org

15  Tania Zaharia  National Institute for Marine Research and Development (INCDM) 

[email protected] 

16  Viorel Vulturescu  National Authority for Scientific Research (ANCS) 

[email protected] 

17  Olexander Polonsky National Academy of Sciences of Ukraine (NASU) ‐ Marine Hydrophysical Institute 

[email protected] 

18  Volodymyr Novikov National University “Lviv Politechnic [email protected] 

19  Sergey Gulin  National Academy of Sciences of Ukraine (NASU) ‐ Institute of Biology of Southern Seas 

[email protected] 

20  Sergey Konovalov  National Academy of Sciences of Ukraine (NASU) ‐ Marine Hydrophysical Institute 

[email protected]

21  Snejana Moncheva Bulgarian Academy of Sciences (BAS) ‐Institute of Oceanography 

[email protected] 

 

 

Page 62: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

61  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

EXPERTS PARTICIPATED IN THE FIRST STRATEGIC WORKSHOP – 11 March 2011, Ankara 

#  Name  Institution  E‐mail

1  Çolpan Beken  TÜBİTAK Marmara Research Center [email protected] 

2  Ahmet Kıdeyş  Black Sea Commission ahmet.kideys@blacksea‐commission.org 

3  Emin Özsoy  Middle East Technical University Institute of Marine Sciences 

[email protected] 

4  Bayram Öztürk  Istanbul University [email protected] 

5  Ahmet Cevdet Yalçıner 

Middle East Technical UniversityDepartment of Civil Engineering  Ocean Engineering Research Centre 

[email protected] 

6  Ertuğ Düzgüneş  Karadeniz Technical University (KTU) Faculty of Marine Science 

[email protected] 

7  Erdinç Güneş  Ministry of Agriculture and Rural Affairs, General Directorate of Agricultural Research 

[email protected] 

8  George Kordzakhia  The National Environmental Agency [email protected] 

9  Mamuka Gvilava  Black Sea Commission Permanent Secretariat (BSC PS) 

[email protected] 

10  Kakha Nadiradze  Ministry of Economy and Sustainable Development, Sustainable Development Department 

[email protected] 

11  Nicolaie Panin  Romanian Academy, National Institute of Marine Geology and Geo‐ecology – GeoEcoMar 

[email protected] 

12  Marian Traian Gomoiu 

Romanian Academy, GeoEcoMar –National Institute for Marine Geology and Geoecology, Ovidius University Constanta 

[email protected] 

13  Viorel Vulturescu  National Authority for Scientific Research (ANCS) 

[email protected] 

14  Atanas Palazov  Bulgarian Academy of Sciences, Institute of Oceanology  

palazov@io‐bas.bg 

15  Volodymyr Novikov National University “Lviv Politechnic [email protected] 

16  Olga Andrianova  Hydroacoustic Branch of Marine Hydrophysical Institute, National Academy of Sciences of Ukraine 

[email protected] 

17  Tamara Kukovska  State Science Institution "Department of Marine Geology and Sedimentary Ore Formation NAS of Ukraine" 

[email protected] 

 

 

 

 

Page 63: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

62  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

ABBREVIATIONS and ACRONYMS 

ACRONYM  TITLE  WEBSITE 

ACCOBAMS  Agreement on the Conservation of Cetaceans of the Black Sea, Mediterranean Sea and continuous Atlantic area 

http://www.accobams.org/ 

AMPERA  European Coordination Action to Foster Prevention and Best Response to Accidental Marine Pollution 

www.cid.csic.es/ampera/index.php 

ARENA   A Regional Capacity Building and Networking Programme to Upgrade Monitoring and Forecasting Activity in the Black Sea Basin 

 

ARGO  The broad‐scale global array of temperature/salinity profiling floats 

http://www.argo.net/ 

ASCOBOS  A Supporting Programme for Capacity Building in the Black Sea Region towards Operational Status of Oceanographic Service 

http://www.ascabos.io‐bas.bg/ 

BASs  Biologically Active Substances   

Black Sea ERA‐NET 

Networking on Science and Technology in the Black Sea Region 

http://www.bs‐era.net 

BlackSeaGOOS 

Global Ocean Observing System (Black Sea)  http://www.ims.metu.edu.tr/Black_Sea_GOOS/ 

BONUS  Science for a Better Future of the Baltic Sea Region 

http://www.bonusportal.org/ 

BSC  The Commission on the Protection of the Black Sea Against Pollution (the Black Sea Commission) 

http://www.blacksea‐commission.org/main.asp 

BSC ICZM AG  Black Sea Commission Advisory Group on Development of Common Methodologies for Integrated Coastal Zone Management in the Black Sea Countries 

http://www.blacksea‐commission.org/_ag‐tor‐iczm.asp 

BSC/PS  Black Sea Commission Permenant Secretariat 

http://www.blacksea‐commission.org 

BSC‐SoE  The Black Sea State of Environment Report  (2001‐2006/7) 

http://www.blacksea‐commission.org/_publ‐SOE2009.asp 

BSEC  Organization of the Black Sea Economic Cooperation 

http://www.bsec‐organization.org 

BSEP  Black Sea Environment Programme   

BS‐ML‐SAP  Strategic Action Plan for the Management and Abatement of Marine Litter in the Black Sea Region 

http://www.blacksea‐commission.org/_publ‐ML.asp  

BS SAP  Black Sea Strategic Action Plan   

BSERP  Black Sea Environment Recovery Project   

BSIMAP  The Black Sea Integrated Monitoring and Assessment Programme 

http://www.blacksea‐commission.org/_bsimap.asp 

BSRC  IOC Black Sea Regional Committee   

BS SCENE  Black Sea Scientific Network Project  http://www.blackseascene.net/  

BSUN  The Black Sea Universities Network  http://www.bsun.org/ 

CBD  The BSC Advisory Group on Conservation of Biological Diversity 

http://www.blacksea‐commission.org/_ag‐tor‐cbd.asp 

CIESM  The Mediterranean Science Commission  http://www.ciesm.org/ 

CIW  Cold Intermediate Water   

COCONET   Towards COast to COast NETworks of Marine Protected Areas (from the shore to 

 

Page 64: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

63  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

the high and deep sea) 

daNUbs  Nutrient Management in the Danube Basin and its Impact on the Black Sea 

 

DEDUCE  Sustainable Development of European Coastal Zones 

http://www.deduce.eu/ 

DPSIR  Driving Forces‐Pressures‐State‐Impact‐Response 

 

EBRD  European Bank for Reconstuction and Development 

http://www.ebrd.com 

EC  European Commission  http://ec.europa.eu/ 

ECBSea  Environmental Collaboration for the Black Sea 

http://81.8.63.74/ecbsea/en/documents/relevant/index.html 

EcoQOs  Ecosystem Quality Objectives   

ECOOP  European Coastal‐shelf sea operational Observing and forecasting system  

https://ecoop.progecta.info 

EMODNET  European Marine Observation and Data NEtwork  

 

ENCORA  European Platform for Coastal Research Coordination Action 

http://www.encora.org 

ENSO  El Nino/Southern Oscillation   

EnviroGRIDS  Building Capacity for a Black Sea Catchment Observation and Assessment System supporting Sustainable Development 

http://envirogrids.net/ 

ERA  European Research Area   

ERA‐NET  European Researh Area Network   

ERA‐NET RUS  Linking Russia to the ERA: Coordination of MS/AC S&T Programmes towards and with Russia 

http://www.eranet‐rus.eu/ 

ESAS  The BSC Advisory Group on Environmental Safety Aspects of Shipping 

http://www.blacksea‐commission.org/_ag‐tor‐esas.asp 

Espoo  Convention on Environmental Impact Assessment in a Tranboundary Context 

http://www.unece.org/env/eia/eia.html 

EU  European Union  http://europa.eu/ 

EU FP  European Union Framework Programmes  http://cordis.europa.eu/fp7/home_en.html 

EuroARGO  European Contribution to ARGO Programme 

http://www.euro‐argo.eu/ 

EUROGEL  EUROpean GELatinous Zooplankton: Mechanisms behind Jellyfish Blooms and Their Ecological and Socio‐economic Effects 

http://www.bio.uib.no/eurogel/ 

EuroGOOS  European Global Ocean Observing System   http://www.eurogoos.org/ 

EUROPEAID  Development and Cooperation Directorate General of the European Commission 

http://ec.europa.eu/europeaid/index_en.htm 

FOMLR  The BSC Advisory Group on Environmental Aspects of Fisheries and other Marine Living Resources Management 

http://www.blacksea‐commission.org/_ag‐tor‐fomlr.asp 

GEF  Global Environment Facility  http://www.thegef.org/gef/ 

GES  Good Environmental Status   

GFCM/SAC  Scientific Advisory Committee of the General Fisheries Commission fort he Mediterranean 

http://www.gfcm.org 

GMES  Global Monitoring for Environment and Security 

http://www.gmes.info/ 

GOOS  Global Ocean Observing System  http://www.ioc‐goos.org/ 

Page 65: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

64  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

GPA  Global Programme of Action   

GSRT  General Secreteriat for Science and Technology 

http://www.gsrt.gr 

HCMR  Hellenic Center for Marine Research  http://www.hcmr.gr 

HDF  Hellenic Development Fund  http://www.bsecprojects.com/ 

HERMES  Hotspot Ecosystem Research on the Margins of European Seas 

 

HYPOX  In Situ Monitoring of Oxygen Depletion in Hypoxic Ecosystems of Coastal and Open‐seas and Land‐locked Water Bodies 

http://www.hypox.net/ 

IAEA  International Atomic Energy Agency  http://www.iaea.org/ 

IASON  International Action for Sustainability of the Mediterranean and Black Sea Environment 

http://www.iasonnet.gr/ 

ICG/NEAMTWS 

Intergovernmental Coordination Group Tsunami Early Warning System and Mitigation System in the North Eastern Atlantic, the Mediterranean and Connected Seas 

 

IPCC  Intergovernmental Panel on Climate Change 

http://www.ipcc.ch/ 

IOC  Intergovernmental Oceanographic Commission  

http://www.ioc‐unesco.org/ 

IODE  International Oceanographic Data And İnformation Exchange 

http://www.iode.org/ 

ICAM  Integrated Coastal Area Management   

ICPRD  İnternational Commission For The Protection Of The Danube River 

http://www.icpdr.org/ 

ICZM  Integrated Coastal Zone Management   

IMO  International Maritime Organization  http://www.imo.org/Pages/home.aspx 

IOC  International Oceanographic Commission   

IPCC  Intergovernmental Panel on Climate Change 

http://www.ipcc.ch/ 

IRBM  Integrated River Basin Management   

KnowSeas  The Knowledge‐based Sustainable Management for Europe's Seas 

http://www.knowseas.com/ 

LBSA  Land Based Sources of Pollution and Activities 

 

MariFish  Strengthening the links between European marine fisheries science and fisheries management 

http://www.marifish.net/ 

Marine Board‐ESF 

Marine Board‐European Science Foundation 

http://www.esf.org/ 

MarinERA    http://marinera.seas‐era.eu/ 

MedARGO    http://www.medargo.com/ 

MEECE  Marine Ecosystem Evolution in a Changing Environment  

http://www.meece.eu/ 

MedGOOS  The Mediterranean Global Ocean Observing System 

http://www.medgoos.net/ 

MESMA  Monitoring and Evaluation of Spatially Managed Areas 

http://www.mesma.org/ 

MLR  Marine Living Resources   

MONINFO  Monitoring And Information System For Reducing Oil Pollution İn The Black Sea 

 

Page 66: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

65  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

MoU PSC  Memorandum of Understanding on Port State Control in the Black Sea Region 

http://www.bsmou.org/ 

MPAs  Marine Protected Areas   

MSFD  Marine Strategy Framework Directive   

MSP  Marine spatial planning   

MyOcean    http://www.myocean.eu.org/ 

NATO  North Atlantic Treaty Organization  http://www.nato.int/cps/en/natolive/index.htm 

NCP  North Sea ‐ Caspian pattern   

NGO  Non‐governmental organization   

ODEMM  Options for Delivering Ecosystem‐Based Marine Management 

http://www.liv.ac.uk/odemm/ 

ODINBLACKSEA 

The Ocean Data and Information Network for the Black Sea 

http://www.odinblacksea.org/ 

OSCE  Organization for Security and Co‐operation in Europe 

http://www.osce.org/ 

PDF  Project Development Fund   

PERSEUS   Projecting European Seas and Borders through the Intelligent use of surveillence 

http://www.perseus‐fp7.eu/ 

PlanCOAST    http://www.plancoast.eu/ 

PMA  pollution monitoring/assessments   

RPOs  Research Performing Organisations   

SAP  Strategic Action Plan   http://www.blacksea‐commission.org/_table‐legal‐docs.asp 

SASEPOL  Development of Security Management and Maritime Safety and Ship Pollution Prevention for the Black Sea and Caspian Sea 

http://www.sasepol.eu/ 

SEAS ERA  Towards Integrated Marine Research Strategy and Programmes 

http://www.seas‐era.eu/np4/homepage.html 

SEADATANET I/II 

Pan‐European İnfrastructure For Ocean And Marine Data Management 

http://www.seadatanet.org/ 

SESAME  Southern European Seas: Assessing and Modelling Ecosystem Changes 

http://www.sesame‐ip.eu/ 

SIDA  Swedish International Development Cooperation Agency 

http://www.sida.se/English/ 

SoE  State of Environment   

SPICOSA  Science and Policy Integration for Coastal System Assessment 

http://www.spicosa.eu/ 

SRA  Strategic Research Agenda   

TACIS  EC Technical Assistance Commonwealth of Independent States 

 

TDA  Transboundary Diagnostic Analysis  http://www.blacksea‐commission.org/_publications‐GEF.asp 

THRESHOLDS    http://www.thresholds‐eu.org/ 

TPH  Total petroleum hydrocarbon    

TSS  Turkish Straits System    

TÜBİTAK  The Scientific and Technological Research Council of Turkey 

http://www.tubitak.gov.tr/ 

UN  United Nations  http://www.un.org/ 

UNDP/GEF  United Nations Development Programme/Global Environment Facility 

http://web.undp.org/gef/ 

UNECE  United Nations Economic Commission for  http://www.unece.org/ 

Page 67: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

66  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

Europe 

UNESCO  United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization 

whc.unesco.org/ 

UNEP  United nations environment programme (UNEP) 

http://www.unep.org/ 

UpGrade Black Sea SCENE 

   http://www.blackseascene.net/ 

VTMS  Vessel Traffic Management Systems   

WB  World Bank  http://www.worldbank.org/ 

WP  Work Package   

        

Page 68: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

67  SEAS‐ERA T.8.1 – Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin

 

SEAS‐ERA BLACK SEA PARTNERS 

 

TÜBİTAK  The Scientific and Technological 

Reseach Council of Turkey, Turkey  http://www.tubitak.gov.tr/ 

UEFISCDI  

The Executive Agency for Higher 

education, Research, Development 

& Innovation Funding, Romania  

http://www.uefiscdi.gov.ro/ 

MEYS  Ministry of Education, Youth and 

Science, Bulgaria  http://www.mon.bg 

KyivCSTEI  

Kyiv State Center for Scientific, 

Technical and Economic 

Information, Ukraine  

http://www.cntei.kiev.ua/index_e.php 

SRNSF  Shota Rustaveli National Science 

Foundation, Georgia  http://rustaveli.org.ge/index.php 

 

 

Page 69: Strategic Research Agenda for the Black Sea Basin