Onderzoeksgroep

Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering

Expertise

Mijn onderzoek gaat voornamelijk over de invloed van omgevingsfactoren (bvb. klimaat) op koolstofcyclering in bossen en andere ecosystemen. De focus ligt hierbij op de feedbacks van ecosystemen naar klimaatverandering. Terrestrische ecosystemen slaan momenteel zo'n 30% van onze CO2 emissies op, en vertragen klimaatverandering dus. Maar, veranderingen in omgevingsfactoren, zoals de stijgende temperatuur, toenemende droogtes etc. kunnen deze bufferende werking van onze ecosystemen aantasten. Anderzijds wordt het steeds duidelijker dat we naast sterke emissiereducties onze ecosystemen ook zullen nodig hebben om extra CO2 uit de atmosfeer te halen - om negatieve emissietechnologiën te realiseren dus - om de klimaatopwarming te kunnen beperken tot 1.5 of 2 graden. Ecosystemen bieden heel wat mogelijkheden om zulke negatieve emissies te realiseren. Enkele mogelijkheden zijn: (her)bebossen, biochar toevoeging aan akkers, bio-energie met carbon capture and storage (BECCS), en versneld verweren van silicaathoudend gesteente (enhanced weathering). Deze nature-based solutions vergen echter nog heel wat onderzoek en ontwikkeling om hun potentieel te achterhalen en om de meest duurzame en effectieve manier van implementatie te bepalen. Enerzijds bestudeer ik de fundamentele processen die koolstofcyclering in bossen, graslanden en andere ecosystemen bepalen. Via experimenten en database-analyses gaan we bijvoorbeeld na hoe opwarming, droogte en andere omgevingsfactoren plantengroei beïnvloeden. Daarnaast gingen we recent ook van start met een nieuwe onderzoekslijn omtrent negatieve emissietechnologiën, waarbij we onder meer de koolstofopslag en de neveneffecten (o.a. op plantengroei en voedingswaarde van gewassen) bestuderen van 2 negatieve emissietechnologiën/nature-based solutions: biochar en enhanced weathering. Onderwijs: - onderdeel 'global change' van het vak 'Meteorology, climatology and global change' - oprichter en coordinator korfvak 'klimaatverandering'

Experimentele verificatie van de invloed van biota op versnelde silicaatverwering. 01/10/2021 - 30/09/2025

Abstract

Op de klimaattop van 2015 in Parijs heeft de wereld zich ertoe verbonden om de opwarming van de aarde te beperken tot ruim onder de 2°C. Naast een snelle en volledige decarbonisatie van alle sectoren, vereist het bereiken van deze doelstellingen ook de inzet van negatieve emissietechnologieën (NET's) die actief CO2 uit de atmosfeer verwijderen en langdurig vastleggen. Er zijn reeds een aantal technologieën voorgesteld, waaronder verschillende technologieën die gebruik maken van natuurlijke processen. Geen enkele van die voorgestelde technologieën is echter al beschikbaar op voldoende grote schaal en het gebrek aan empirische gegevens belemmert momenteel de ontwikkeling van realistische roadmaps voor de noodzakelijke snelle, veilige en grootschalige toepassing van NET's. Een veelbelovend maar nog maar weinig bestudeerde NET is versnelde silicaatverwering (enhanced weathering, EW). Tot nu toe is het onderzoek naar C opslag door EW vooral beperkt gebleven tot laboratoriumexperimenten, zonder bodem en belangrijke biota, en die dus nog ver verwijderd zijn van de werkelijkheid. Biota zoals planten, mycorrhizale schimmels en regenwormen kunnen kritische determinanten van minerale verwering zijn, maar hun invloed op EW werd nog niet onderzocht. Aan de andere kant wordt veldonderzoek naar EW bemoeilijkt omdat de verweringsproducten en dus ook de C opslag in het veld zeer moeilijk te kwantificeren zijn. Vooral uitloging van verweringsproducten vormt hier een probleem. Het huidige project voorziet daarom een cruciale stap tussen de labexperimenten en toekomstige toepassingen in het veld: mesocosmos-experimenten die belangrijke biota bevatten en tegelijkertijd een nauwkeurige kwantificering van verweringsproducten en dus van de C opslag mogelijk maken. Deze experimenten zullen specifiek nagaan wat de invloed van belangrijke biota - planten, mycorrhizale schimmels en regenwormen – op EW is. Zo zullen ze belangrijke informatie leveren om de labgebaseerde resultaten te extrapoleren naar de echte wereld. De experimenten laten ook toe om verwachte neveneffecten van EW te onderzoeken, zoals verhoogde gewasopbrengst en nutriëntengehaltes, en verminderde NO3-uitloging en N2O-emissies. Deze zullen uiteindelijk mee de haalbaarheid van EW als NET bepalen. Het voorgestelde project zal een belangrijke eerste stap vormen van een nieuwe onderzoekslijn met zowel een groot wetenschappelijk als maatschappelijk belang.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De impact van droogte op koolstofcyclering: de rol van de bodem. 01/10/2021 - 30/06/2022

Abstract

Klimaatverandering gaat gepaard met een toename van de frequentie en intensiteit van droogteperioden. Droogtes kunnen aanzienlijke gevolgen hebben voor het functioneren van landecosystemen, met inbegrip van hun potentieel om de verdere opwarming van de aarde te temperen. De gevolgen van droogte variëren echter sterk, en de factoren die de droogtegevoeligheid bepalen zijn niet volledig begrepen. Dit project onderzoekt via meta-analysis hoe bodemkenmerken en beschikbaarheid van nutriënten de droogtegevoeligheid van ecosysteemproductiviteit en CO2-uitwisseling kunnen beïnvloeden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Super Bio-versnelde Mineraalverwering: een nieuwe reactortechnologie voor klimaatmitigatie (BAM). 01/09/2021 - 31/08/2025

Abstract

Conventionele klimaatmitigatie alleen zal niet in staat zijn de atmosferische CO2-concentraties te stabiliseren op een niveau dat compatibel is met de opwarmingslimiet van 2°C van het Akkoord van Parijs. Veilige en schaalbare negatieve-emissietechnologieën (NET's), die actief CO2 uit de atmosfeer verwijderen en koolstof (C) op lange termijn vastleggen, zullen nodig zijn. Snelle vooruitgang bij de ontwikkeling van NET's is nodig, om deze technologieen op grote schaal te kunnen inzetten en de overschrijding van omslagpunten in het aardse systeem te kunnen voorkomen. Toch zijn er nog geen NET's klaar om op een duurzame, energie-efficiënte en kosteneffectieve manier grote hoeveelheden CO2 uit de atmosfeer te halen . BAM! ontwikkelt 'super bio-versnelde mineraalverwering' als een radicale, innovatieve oplossing voor de NET-uitdaging. Hoewel versnelde silicaatverwering (ESW) eerder naar voren werd geschoven als een potentiële NET, is de huidige onderzoeksfocus op 1/ ex natura carbonatatie of 2/ langzame in natura ESW, gelimiteerd in zijn mogelijkheden. BAM! concentreert zich op een ongeëvenaarde reactortoepassing om de biotische verweringsstimulatie te maximaliseren met een lage input van hulpbronnen, en de implementatie van een geautomatiseerd, snel lerend proces dat het mogelijk maakt kritische doorbraken op het gebied van verweringsgraad snel aan te nemen en te verbeteren. De ambitie is om een NET te ontwikkelen dat kan ingezet worden tegen klimaatrisico's op de korte termijn (binnen 10-20 jaar). BAM! bouwt voort op de natuurlijke processen die hebben geleid tot sterke veranderingen in natuurlijke silicaatverwering en verankert deze in een nieuwe reactortechnologie. Het ambitieuze doel is de ontwikkeling van een onmisbare oplossing voor klimaatmitigatie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een stadgerichte aanpak voor katalisatie van natuurgebaseerde oplossingen via de EU regeneratieve stedelijke vuurtoren voor het tegengaan van vervuiling en voor regeneratieve ontwikkeling (UPSURGE) 01/09/2021 - 31/08/2025

Abstract

Natuurgebaseerde oplossingen en stedelijke ecosystemen bieten een complexe set van vormen een uiterst complex geheel van onderling afhankelijke problemen en mogelijkheden die als zodanig moeten worden aangepakt - interactief, wederzijds en innovatief. Dit omvat zowel vervuiling, luchtverontreiniging als broeikasgasemissies en bodemverarming. Upsurge gaat in op al deze aspecten en biedt empirisch onderbouwde, gerichte antwoorden die de EU-steden in staat zullen stellen over te stappen op een meer regeneratieve toekomst. De kern van Upsurge is de Europese regeneratieve stedelijke 'vuurtoren', die steden in staat zal stellen hun regeneratieve potentieel te ontsluiten en hen zal voorzien van kennis en begeleiding bij de regeneratieve overgang. Ondersteund door een innovatieve, continue zelf-check voortgangsmechanisme (Regenerative Index) en door het Clearing House als kenniscentrum, zal Upsurge steden en andere klanten via haar netwerkactiviteiten motiveren om zich te engageren en onder leiding van de 'vuurtoren' aan boord te stappen van de regeneratieve transitie. Upsurge demonstreert technische uitmuntendheid door middel van een multimodaal aanpasbaar meetsysteem, door middel van een geïntegreerde en integratieve digitalisatie-omgeving ondersteund door IoT en AI, verschillende real-life demonstraties en op basis van geëxtrapoleerde criteria uitgevoerde simulatieve demonstraties die de levensvatbaarheid, haalbaarheid en implementeerbaarheid van voorgestelde technische oplossingen aantonen. De kenniskern van Upsurge zal worden geïntroduceerd binnen het quintuple helix-verificatiemodel dat alle relevante factoren samenbrengt die de implementatie van natuurgebaseerde oplossingen en dus regeneratieve verandering beïnvloeden. De quintuple helix-benadering zal de beoordeling en verkenning van complementaire gunstige effecten van projectoplossingen echt mogelijk maken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De invloed van biota op het potentieel van versnelde silicaatverwering als methode voor klimaatmitigatie op het land. 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

Een veelbelovende maar nog weinig bestudeerde negatieve emissietechnologie is versnelde silicaatverwering (enhanced weathering, EW). Het onderzoek naar EW is tot hiertoe vooral beperkt gebleven tot laboratoriumexperimenten, zonder bodem en belangrijke biota. Biota zoals planten en wormen kunnen echter een sterke invloed hebben op minerale verwering. Anderzijds wordt veldonderzoek naar EW bemoeilijkt omdat de verweringsproducten en dus ook de C opslag in het veld zeer moeilijk te kwantificeren zijn. Dit project zal via mesocosmosexperimenten de invloed van belangrijke biota op EW bestuderen. Zo zullen ze belangrijke informatie leveren om de labgebaseerde resultaten te extrapoleren naar de echte wereld.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Carbonatatie voor landbouwtoepassingen: een circulaire economie benadering. 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

We onderzoeken de toepassing van calciumsilicaat-houdende materialen zoals basalt en residu's van staalproductie voor landbouwdoeleinden. We willen een antwoord geven op de vraag of een dergelijke toepassing een technisch haalbaar, economisch leefbaar en milieuvriendelijk scenario is om koolstofvastlegging (klimaatmitigatie) en droogteresistentie (klimaataanpassing) te verbeteren en tegelijkertijd extra voordelen biedt, zoals een hogere gewasopbrengst, voedingswaarde en verminderde N2O- en NO3-verliezen. Daartoe combineren we in dit interdisciplinaire onderzoeksproject drie soorten expertise - chemische technologie en materiaalkunde, biogeochemisch en ecologisch onderzoek, levenscyclus- en kostenanalyse - om de meest milieuvriendelijke en economisch wenselijke aanpak te identificeren. Voor elk van deze drie expertisedomeinen plannen we nieuw en tijdig onderzoek. Door middel van een gecombineerde iteratieve en interactieve benadering streven we ernaar de toepasbaarheid van de uiteindelijke resultaten te maximaliseren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Versnelde verwering van silicaten voor klimaatmitigatie – een mesokosmosexperiment. 01/12/2020 - 30/11/2022

Abstract

Om klimaatopwarming te beperken tot ruim onder de 2°C, zal naast een snelle afbouw van CO2 emissies eveneens actief CO2 uit de atmosfeer verwijderd moeten worden. Hiervoor zijn reeds een aantal negatieve emissietechnologieën (NET's) voorgesteld. Een veelbelovende maar nog weinig bestudeerde NET is versnelde silicaatverwering (enhanced weathering, EW). Bij silicaatverwering treedt een langzaam oplossingsproces op, waarbij koolstof wordt opgeslagen en voor millennia wordt vastgelegd. Het idee achter EW is om dit natuurlijke proces te versnellen, door de verweringssnelheid kunstmatig te verhogen. Dit kan worden bereikt door fijngemalen silicaatgesteente (bijv. basalt) of artificiële silicaten zoals staalslakken op de bodem aan te brengen. Terwijl artificiële silicaten doorgaans langzamer verweren, heeft het gebruik van deze afvalstromen het voordeel dat het bronmateriaal overvloedig aanwezig is en dat het ingebed kan worden in een circulaire economie. Tot nu toe is het onderzoek naar EW vooral beperkt gebleven tot laboratoriumexperimenten. Empirisch onderzoek onder meer realistische omstandigheden is dringend nodig om zowel het werkelijke potentieel voor klimaatmitigatie als de neveneffecten van EW te bepalen. Een essentiële stap tussen het laboratoriumonderzoek en de toepassingen in het veld zijn mesokosmosexperimenten die een nauwkeurige kwantificering van de koolstofopslag mogelijk maken en de ontwikkeling van methoden voor bepaling van de koolstofopslag in het veld. In dit project zal een mesokosmos-experiment worden opgezet om de koolstofopslag door EW nauwkeurig te kwantificeren. Ook zullen de effecten op plantengroei en op de concentratie aan voedingsstoffen in de planten worden bepaald. Concreet zullen 15 mesokosmossen gevuld worden met landbouwgrond en beplant worden met maïs. Vijf krijgen alleen meststoffen, terwijl de andere ook fijngemalen basalt (n=5) of staalslakken (n=5) toegediend krijgen. De verweringssnelheden worden bepaald op basis van analyse van voor verweringsproducten (DIC, alkaliniteit, Si, Mg en Ca) in poriënwater uit de toplaag van de bodem en in het percolatiewater. Verweringsproducten kunnen ook in de bodem neerslaan en voor de kwantificering van de koolstofopslag is dus ook een analyse van de carbonaten in de bodem na het experiment nodig. Aan het einde van het experiment worden planten geoogst om de plantenbiomassa (boven- en ondergronds) te kwantificeren en worden substalen geanalyseerd op belangrijke plantenvoedingsstoffen, waaronder N, P, K, Si, Ca, Mg.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De rol van nutriënten in de droogterespons van biomassaproductie in graslanden. 01/01/2019 - 31/12/2021

Abstract

Dit project onderzoekt hoe terrestrische koolstofcyclering reageert op omgevingsveranderingen, met name droogte-extremen, en hoe dit afhangt van nutriëntenbeschikbaarheid en de aanwezigheid van mycorrhiza schimmels. Het fundamenteel onderzoek past in de disciplines ecosysteemecologie en biogeochemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Gecombineerde toepassing van biochar en enhanced weathering in een aardappelexperiment. 01/12/2019 - 30/11/2021

Abstract

In een potexperiment met aardappelen wordt de combinatie van twee negatieve emissietechnologieën (NET's) nagegaan: biochar en enhanced weathering van basaltgesteente. We onderzoeken zowel de koolstofopslag als de neveneffecten op groei en nutriëntensamenstelling van de planten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek naar de rol van nutriëntenbeschikbaarheid en mycorrhizae in de droogterespons van koolstofcyclering in terrestrische ecosystemen. 01/10/2019 - 30/09/2021

Abstract

Dit project onderzoekt hoe terrestrische koolstofcyclering reageert op omgevingsveranderingen, met name droogte-extremen, en hoe dit afhangt van nutriëntenbeschikbaarheid en de aanwezigheid van mycorrhiza schimmels. Het fundamenteel onderzoek past in de disciplines ecosysteemecologie en biogeochemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Effect van bodemvruchtbaarheid op fotosynthese en allocatie van fotosynthese producten in onverstoorde primaire regenwouden in Frans Guyana 01/10/2018 - 30/09/2021

Abstract

Tropische bossen behoren tot de meest diverse ecosystemen in de wereld en zijn goed voor meer dan een derde van de globale primaire productie. Ze spelen dus een belangrijke rol in de globale koolstof (C) balans. De meeste tropische bossen zijn eerder fosfor (P) limiterend dan stikstof (N) limiterend, in vergelijking tot gematigde en boreale bossen die reeds beter bestudeerd zijn. Er is echter nog niet veel geweten over de effecten van bodemvruchtbaarheid op C cyclering in tropische bossen. Het doel van deze studie tweeledig: Ik wil de kennis van fotosynthese van tropische bossen verbeteren en bestuderen hoe dit verandert langs gradiënten van bodem N en P beschikbaarheid. Verder zal ik onderzoeken hoe C allocatie in planten varieert langs deze gradiënten. Beide processen worden bestudeerd in de laagland tropische bossen van Frans-Guyana. De regenwouden waar deze studie wordt uitgevoerd zijn vrijwel ongestoord en bestrijken een grote gradiënt in de vruchtbaarheid van de bodem, die nog zal worden versterkt met een fertilisatie experiment. Daarom zijn deze bossen geschikt om de effecten van de nutriënten disbalans op het functioneren van tropische regenwouden te bestuderen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ondersteuning voorbereiding aanvraag EU project 04/09/2018 - 03/09/2019

Abstract

Ondersteuning voor de voorbereiding van een nieuwe EU projectaanvraag. Het verkregen budget wordt voornamelijk gebruikt voor het vergaren van preliminaire data aan de hand van enkele nieuwe testexperimenten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De invloed van nutriëntenbeschikbaarheid op plantenproductie en op boven- en ondergrondse diversiteit in graslanden wereldwijd. 01/01/2018 - 31/12/2020

Abstract

Herbaceous Diversity Network (HerbDivNet, een netwerk van 30 grasland sites verspreid over 19 landen en 6 continenten) toonde recent aan dat plantendiversiteit in graslanden piekt bij intermediaire productiviteitsniveau's. In de analyses werd rekening gehouden met klimaat en met de relatie tussen plantendiversiteit en -productiviteit, maar er werd geen link gelegd met ondergrondse factoren zoals beschikbaarheid van voedingsstoffen en de microbiele gemeenschappen. Nochthans is de beschikbaarheid van voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor een belangrijke bepalende factor voor zowel productiviteit als soortenrijkdom en -samenstelling. De rol van microbiele diversiteit in deze processen is nog onduidelijk, maar ook de aanwezigheid en activiteit van van verschillende micro-organismen in de bodem wordt in belangrijke mate bepaald door de beschikbaarheid van voedingsstoffen en plantendiversiteit. Bovendien spelen microbiota een belangrijke rol in de cyclering van voedingsstoffen en kunnen ze ook ageren als symbiont of als parasiet van de planten. In dit project evalueren we in welke mate beschikbaarheid van voedingsstoffen de relatie tussen plantenproductiviteit en soortenrijkdom (van zowel planten als microbiota), verklaart binnen en tussen de HerbDivNet sites. Van de verschillende sites worden bodemstalen verzameld en geanalyzeerd voor nutrientenbeschikbaarheid en microbiele samenstelling en diversiteit om zo te bepalen: (1) in welke mate beschikbaarheid van voedingsstoffen graslandproductiviteit en -diversiteit beinvloed, evenals hun onderlinge relatie, (2) hoe beschikbaarheid van voedignsstoffen de microbiele diversiteit beinvloedt, en (3) of deze factoren geintegreerd kunnen worden om de patronen in boven-en ondergrondse diversiteit van graslanden wereldwijd beter te begrijpen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek naar de rol van nutriëntenbeschikbaarheid en mycorrhizae in de droogterespons van koolstofcyclering in terrestrische ecosystemen 01/10/2017 - 30/09/2019

Abstract

Dit project onderzoekt hoe terrestrische koolstofcyclering reageert op omgevingsveranderingen, met name droogte-extremen, en hoe dit afhangt van nutriëntenbeschikbaarheid en de aanwezigheid van mycorrhiza schimmels. Het fundamenteel onderzoek past in de disciplines ecosysteemecologie en biogeochemie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Plant-bodem koolstofrespons op opwarming en stikstofaanrijking - Ontrafelen van het belang van koolstofallocatie in planten voor bodemkoolstofcyclering met toenemende temperatuur en stikstofbeschikbaarheid. 01/01/2017 - 31/12/2019

Abstract

Bodems bevatten drie keer meer koolstof dan de atmosfeer. Vooral in het hoge noorden bevatten de bodems enorme hoeveelheden koolstof, maar deze koolstofreservoirs zijn gevoelig aan opwarming en veranderingen in stikstofbeschikbaarheid. Opwarming en veranderingen in beschikbaarheid van stikstof kunnen een directe invloed uitoefenen op de bodemorganismen en de decompositie van organisch materiaal in de bodem, maar ook de indirecte effecten via de respons van planten kunnen bodemkoolstof in belangrijke mate beïnvloeden. Planten kunnen o.i.v. opwarming of stikstofdepositie meer of minder aan fotosynthese gaan doen en ze kunnen de opgenomen koolstof ook op een andere manier gaan gebruiken. Door meer of minder van de opgenomen koolstof te investeren in ondergrondse structuren zoals wortels, wortelexudaten en symbionten zoals mycorrhiza's, bepalen planten de koolstofinputs in de bodem en kunnen ze ook de decompositie van organisch materiaal beïnvloeden. In dit project zullen we nagaan hoe opwarming en beschikbaarheid van stikstof de koolstoffluxen tussen plant en bodem en de koolstof in de bodem beïnvloeden in een subarctisch grasland in Ijsland. Dit zal gebeuren a.d.h.v. experimenten waarin we o.a. met behulp van 13C pulse labeling de koolstoffluxen van plant naar bodem en van bodem naar atmosfeer opvolgen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Koolstofallocatie van planten naar mycorrhizaschimmels in een bemestingsexperiment met Zea mays. 01/01/2017 - 31/12/2019

Abstract

De koolstof die opgenomen wordt tijdens de fotosynthese wordt verdeeld over verschillende plantenfuncties (bovengrondse groei, wortelgroei, respiratie,...). Dit koolstofallocatiepatroon, en hoe koolstofallocatie beïnvloed wordt door omgevingsfactoren, is echter nog onvoldoende geweten. Een belangrijke onbekende is de allocatie naar de rhizosfeer en naar de symbiotische mycorrhizaschimmels. De groei van mycorrhizaschimmels is immers zeer moeilijk te bpalen. Tot hier toe werd de koolstofallocatie naar mycorrhizaschimmels daarom doorgaans genegeerd, of in het beste geval werd het beschouwd als de residuele koolstof nodig om de koolstofbalans te sluiten. Dit project beoogt het kwantificeren van de koolstofallocatie naar mycorrhizaschimmels via een alternatieve methode.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Effect van bodemvruchtbaarheid op fotosynthese en allocatie van fotosynthese-producten in onverstoorde primaire regenwouden in Frans Guyana. 01/10/2016 - 30/09/2018

Abstract

Tropische bossen behoren tot de meest diverse ecosystemen in de wereld en zijn goed voor meer dan een derde van de globale primaire productie. Ze spelen dus een belangrijke rol in de globale koolstof (C) balans. De meeste tropische bossen zijn eerder fosfor (P) limiterend dan stikstof (N) limiterend, in vergelijking tot gematigde en boreale bossen die reeds beter bestudeerd zijn. Er is echter nog niet veel geweten over de effecten van bodemvruchtbaarheid op C cyclering in tropische bossen. Het doel van deze studie tweeledig: Ik wil de kennis van fotosynthese van tropische bossen verbeteren en bestuderen hoe dit verandert langs gradiënten van bodem N en P beschikbaarheid. Verder zal ik onderzoeken hoe C allocatie in planten varieert langs deze gradiënten. Beide processen worden bestudeerd in de laagland tropische bossen van Frans-Guyana. De regenwouden waar deze studie wordt uitgevoerd zijn vrijwel ongestoord en bestrijken een grote gradiënt in de vruchtbaarheid van de bodem, die nog zal worden versterkt met een fertilisatie experiment. Daarom zijn deze bossen geschikt om de effecten van de nutriënten disbalans op het functioneren van tropische regenwouden te bestuderen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een gestandaardiseerde metric voor nutriëntenbeschikbaarheid in bodems. 01/01/2016 - 31/12/2018

Abstract

Nutriëntenbeschikbaarheid is een cruciale bepalende factor voor plantengroei, en het oefent eveneens een belangrijke invloed uit op de koolstofcyclering in landecosystemen en hun respons op klimaatverandering. Hoewel nutriënten lange tijd over het hoofd gezien werden in studies over koolstofcyclering, is het aantal empirische studies naar de rol van nutriënten in de terrestrische koolstofcyclus de laatste jaren sterk toegenomen. Ondanks het grote potentieel van het stijgend aantal exprimentele en observationele datasets, blijft het daaruitvolgende synthesewerk echter beperkt in zijn mogelijkheden door gebrek aan een vergelijkbare index voor nutriëntenbeschikbaarheid. Het doel van dit project is daarom om een gestandardiseerde metric voor nutriëntenbeschikbaarheid in de bodem te ontwikkelen die de deur opent voor diepgaande analyses die inzicht geven in de invloed van nutriënten op de terrestrische koolstofcyclus en andere belangrijke ecosysteemfuncties. Hiervoor zal ik eerst twee bestaande metrics evalueren die verschillende belangrijke bodemfactoren bevatten, maar nooit gevalideerd werden en bovendien geen rekening houden met beschikbaarheid van stikstof (N) en fosfor (P). De toepasbaarheid van beide metrics wordt getest, en de incorporatie van N en P wordt bestudeerd. Dit gebeurt aan de hand van (1) een Europese dataset van bodem- en plantenmetingen (ICP forests), (2) drie natuurlijke gradiënten in nutriëntenbeschikbaarheid, en (3) vijf fertilizatie-experimenten. Het uiteindelijke doel is om een gestandardiseerde metric te ontwikkelen voor brede toepassingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek naar de impact van globale klimaatverandering op terrestrische ecosystemen en naar de impact van ecosystemen op die klimaatverandering door emissie of opname van de belangrijkste broeikasgassen (CO2, CH4 en N2O). 17/11/2015 - 31/12/2016

Abstract

Het budget dat samengaat met deze prijs zal geinvesteerd worden in mijn nieuwe project, TRACK-C, waar koolstofallocatie in de plant wordt nagegan in een fertilizatie-experiment. Voor meer details verwijs ik naar de beschrijving onder TRACK-C.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een gestandaardiseerde metric voor nutriëntenbeschikbaarheid in bodems. 01/10/2015 - 30/09/2018

Abstract

Nutriëntenbeschikbaarheid is een cruciale bepalende factor voor plantengroei, en het oefent eveneens een belangrijke invloed uit op de koolstofcyclering in landecosystemen en hun respons op klimaatverandering. Hoewel nutriënten lange tijd over het hoofd gezien werden in studies over koolstofcyclering, is het aantal empirische studies naar de rol van nutriënten in de terrestrische koolstofcyclus de laatste jaren sterk toegenomen. Ondanks het grote potentieel van het stijgend aantal exprimentele en observationele datasets, blijft het daaruitvolgende synthesewerk echter beperkt in zijn mogelijkheden door gebrek aan een vergelijkbare index voor nutriëntenbeschikbaarheid. Het doel van dit project is daarom om een gestandardiseerde metric voor nutriëntenbeschikbaarheid in de bodem te ontwikkelen die de deur opent voor diepgaande analyses die inzicht geven in de invloed van nutriënten op de terrestrische koolstofcyclus en andere belangrijke ecosysteemfuncties. Hiervoor zal ik eerst twee bestaande metrics evalueren die verschillende belangrijke bodemfactoren bevatten, maar nooit gevalideerd werden en bovendien geen rekening houden met beschikbaarheid van stikstof (N) en fosfor (P). De toepasbaarheid van beide metrics wordt getest, en de incorporatie van N en P wordt bestudeerd. Dit gebeurt aan de hand van (1) een Europese dataset van bodem- en plantenmetingen (ICP forests), (2) drie natuurlijke gradiënten in nutriëntenbeschikbaarheid, en (3) vijf fertilizatie-experimenten. Het uiteindelijke doel is om een gestandardiseerde metric te ontwikkelen voor brede toepassingen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Koolstofallocatie in plant en bodem in een fertilisatie-experiment met Zea mays. 01/06/2015 - 31/05/2019

Abstract

Carbon taken up during photosynthesis is allocated to various processes and organs; this allocation determines its residence time in the ecosystem and ultimately the ecosystem carbon sink strength. Carbon allocation is poorly understood, mainly because allocation to the rhizosphere and especially to mycorrhizal symbionts remains unquantified. Earlier research has shown that some ecosystems invest only 30% of their photosynthates in growth, whereas others invest up to 70%. Evidence is growing that nutrient availability is behind this large variation, with a variable carbon cost of plant-mycorrhizal symbiosis as the hypothesized underlying mechanism. The aim of TRACK-C is to unravel the process of plant carbon allocation, testing the hypothesis that the variation in terrestrial carbon sequestration is driven by nutrient availability via its control on mycorrhizal carbon use. To this end, a mesocosm experiment with Zea mays will be set up where carbon allocation to all carbon pools and carbon-consuming processes will be assessed under different nitrogen and phosphorus availabilities.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Een gestandaardiseerde metric voor nutriëntenbeschikbaarheid in bodems 01/02/2015 - 31/12/2015

Abstract

Nutriëntenrijkdom is een bepalende factor voor vele processen in terrestrische ecosystemen. Globaal onderzoek naar de relatie tussen ecosysteemprocessen en nutriënten wordt momenteel echter bemoeilijkt door gebrek aan een gestandaardiseerde metric voor nutriëntenrijkdom. Het doel van dit project is om zo een metric te ontwikkelen. Dit zal gebeuren op basis van een Europese bos-dataset en a.d.h.v. twee natuurlijke gradiënten in nutriëntenrijkdom.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Effecten van verhoogde klimaatvariabiliteit en klimaatextremen op de koolstofcyclus in terrestrische ecosystemen. 01/10/2011 - 30/09/2015

Abstract

Recent studies predict increased climate variability and more frequent and more intense weather extremes such as heatwaves and droughts. Nonetheless, impacts of altered climate anomalies have not yet been accounted for in the considerations of the future evolution and vulnerability of terrestrial ecosystems. The aim of this project is to achieve an improved knowledge of the response of the terrestrial carbon cycle to climate variability and extremes. Specifically, we study the effects of extreme weather events on plant growth and its underlying processes, soil carbon stocks and ecosystem carbon sequestration over a wide range of ecosystems via analyses of a database of manipulation experiments that simulate climatic change and more frequent climate anomalies.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De invloed van klimaatverandering op de koolstof- en broeikasgasbalans van een model-laagveen. 01/01/2009 - 31/12/2010

Abstract

Temperatuursstijging en grondwaterdaling zijn twee belangrijke factoren van global change en beiden hebben een belangrijke invloed op de koolstof- en broeikasgasbalans van veenbodems. Dit project werd opgezet om na te gaan hoe temperatuur en grondwaterstand deze balansen beïnvloeden. Daarnaast besteden we ook speciale aandacht aan de onderliggende processen van de methaan- en lachgasemissies en hoe deze processen beïnvloed worden door veranderingen in temperatuur en grondwaterstand. Aan de Universiteit Antwerpen werd een experimenteel platform gebouwd met negen groeikamers. Elke groeikamer bevat vier mesokosmossen, gevuld met veen. In deze mesokosmossen wordt het waterniveau geregeld. Van april tot november staat het grondwater 5, 10, 17 of 24 cm onder het maaiveld. Tijdens de overige zes maanden verhogen we het grondwaterniveau met 10 cm (behalve voor het hoogste grondwaterniveau, waar de stijging slechts 5 cm bedraagt). In elke groeikamer wordt de temperatuur geregeld: drie kamers De broeikasgasemissies (CO2- CH4- en N2O-emissies) worden op regelmatige tijdstippen gemeten. Daarnaast bepalen we ook alle componenten van de koolstofbalans (DOC, POC, VOC and DIC), een aantal componenten van de stikstofbalans (NO3-, NH4+, DON and DIN) en verscheidene belangrijke parameters, zoals zuurstofconcentratie, temperatuur en bodemvochtgehalte. Bovendien meten we ook de CO2- CH4- en N2O-concentraties op verschillende dieptes in de bodem. Via deze gegevens komen we meer te weten over de onderliggende processen van de verschillende broeikasgasemissies. Naast dit mesokosmosexperiment voeren we ook enkele nevenexperimentjes uit waarin we de onderliggende processen van de CH4-productie en -oxidatie en van de N2O-productie in detail bestuderen. In deze experimentjes testen we eveneens enkele experimentele procedures. Tenslotte bepalen we de fractionatiefactoren (voor 13C) van de twee voornaamste CH4-productiewegen en van de CH4-oxidatie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De invloed van klimaatverandering op de koolstof- en broeikasgasbalans van een model-laagveen. 01/01/2007 - 31/12/2008

Abstract

Temperatuursstijging en grondwaterdaling zijn twee belangrijke factoren van global change en beiden hebben een belangrijke invloed op de koolstof- en broeikasgasbalans van veenbodems. Dit project werd opgezet om na te gaan hoe temperatuur en grondwaterstand deze balansen beïnvloeden. Daarnaast besteden we ook speciale aandacht aan de onderliggende processen van de methaan- en lachgasemissies en hoe deze processen beïnvloed worden door veranderingen in temperatuur en grondwaterstand. Aan de Universiteit Antwerpen werd een experimenteel platform gebouwd met negen groeikamers. Elke groeikamer bevat vier mesokosmossen, gevuld met veen. In deze mesokosmossen wordt het waterniveau geregeld. Van april tot november staat het grondwater 5, 10, 17 of 24 cm onder het maaiveld. Tijdens de overige zes maanden verhogen we het grondwaterniveau met 10 cm (behalve voor het hoogste grondwaterniveau, waar de stijging slechts 5 cm bedraagt). In elke groeikamer wordt de temperatuur geregeld: drie kamers De broeikasgasemissies (CO2- CH4- en N2O-emissies) worden op regelmatige tijdstippen gemeten. Daarnaast bepalen we ook alle componenten van de koolstofbalans (DOC, POC, VOC and DIC), een aantal componenten van de stikstofbalans (NO3-, NH4+, DON and DIN) en verscheidene belangrijke parameters, zoals zuurstofconcentratie, temperatuur en bodemvochtgehalte. Bovendien meten we ook de CO2- CH4- en N2O-concentraties op verschillende dieptes in de bodem. Via deze gegevens komen we meer te weten over de onderliggende processen van de verschillende broeikasgasemissies. Naast dit mesokosmosexperiment voeren we ook enkele nevenexperimentjes uit waarin we de onderliggende processen van de CH4-productie en -oxidatie en van de N2O-productie in detail bestuderen. In deze experimentjes testen we eveneens enkele experimentele procedures. Tenslotte bepalen we de fractionatiefactoren (voor 13C) van de twee voornaamste CH4-productiewegen en van de CH4-oxidatie. Vervolgens gebruiken we deze informatie om de bijdrage van de verschillende processen te bep

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)