Tracing human imprints on the terrestrial silica cycle

Datum: 13 mei 2015

Locatie: UAntwerpen - Campus Middelheim - Lokaal G0.10 - Middelheimlaan 1 - 2020 Antwerpen

Tijdstip: 15 uur

Promovendus: Floor Vandevenne

Promotor: Patrick Meire & Eric Struyf

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Floor Vandevenne - Faculteit Wetenschappen, Department Biologie



Abstract

Het element silicium (Si) speelt een sleutelrol bij tal van processen, bijvoorbeeld in het verhogen van de weerstand van planten tegen stress, in het bewaren van een goede waterkwaliteit en in het bufferen van de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer. Planten nemen opgelost silicium op uit de bodem en wanneer ze afsterven kan dit terug gebruikt worden in het plant-bodemsysteem. Dit proces gebeurt zeer snel in vergelijking met de verwering van silicium uit silicaatrotsen: een groot deel van het silicium dat aanwezig is in rivieren en uiteindelijk kustzeeën is afkomstig van gerecycleerd plantaardig materiaal.

In dit proefschrift wordt de rol van de mens op de terrestrische cyclus van silicium in kaart gebracht aan de hand van traceringstechnieken. Er wordt aangetoond dat oogst van gewassen en grootschalige intensieve landbouwpraktijken de hoeveelheid plant-Si in de bodem sterk doet dalen in vergelijking met natuurlijke systemen (bossen of graslanden).

Bovendien creëert landbouw een eigen menselijke route waarbij silicium niet terugkeert naar het plant-bodemsysteem, maar achterblijft in tal van menselijke opslagplaatsen in een stedelijke omgeving (bv. als slib na afvalwaterzuivering).

Verder beïnvloeden landgebruiksveranderingen niet enkel de hoeveelheid plant-Si in bodems, maar ook de verhouding en de mobilisatiesnelheden van verschillende fracties silicium (plantaardig en niet-plantaardig). Zo zal enerzijds begrazing en vertering van plantenmateriaal (gras) door koeien silicium sneller doen vrijkomen in vergelijking met siliciummobilisatie uit onverteerd gras. Anderzijds zorgen stedelijke omgevingen voor een breed scala aan complexe processen die de export van silicium uit een stad kunnen beïnvloeden.

Deze studie toont duidelijk het belang aan van de mens in het verstoren van de terrestrische siliciumcyclus, met potentiële implicaties voor het beheer van ecosystemen. Een correcte inschatting van de grootte en de tijdschaal waarop deze veranderingen optreden is cruciaal gezien een verstoring van de terrestrische siliciumcyclus onder andere een bedreiging vormt voor verdere opwarming van het klimaat op aarde.