Anthropogenic impacts on the properties and the distribution of the terrestrial biogenic silica pool.

Datum: 26 april 2018

Locatie: Campus Drie Eiken, S.001 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 10 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Dácil Unzué Belmonte

Promotor: Patrick Meire & Eric Struyf

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Dácil Unzué Belmonte - Faculteit Wetenschappen - Departement Biologie



Abstract

De terrestrische Si-cyclus heeft in de afgelopen twee decennia meer aandacht gekregen. Verscheidene studies tonen dat hierin meerdere processen een rol spelen: interacties tussen primaire lithologie en verwering, biotische Si opname, vorming van secundaire pedogenetische fasen en omgevingsvariabelen zoals neerslag, temperatuur en hydrologie. Planten nemen opgelost Si (DSi) uit het water op en vormen hiermee beschermende structuren ofwel ‘fytolieten’, ook wel biogeen silicium genoemd (BSi). De aanwezigheid van fytolieten biedt een aantal voordelen voor de plant zoals resistentie tegen herbivorie of stressvermindering (Epstein, 1994). De oplosbaarheid van BSi in bodems is hoger dan andere pedogene Si-fasen. Hierdoor ontstaat een actieve plant-bodem turnover die de terrestrische Si-filter aanstuurt (Struyf and Conley, 2009). Het karakteriseren en kwantificeren van de BSi-opslag in de bodems is dus belangrijk om een beter inzicht te krijgen in de terrestrische Si cyclus.

Wereldwijde veranderingen (zoals klimaatverandering, landgebruiksverandering, demografische groei) (Steffen et al., 2004) hebben een directe impact op de mens (gezondheid), voedselvoorziening, en op het natuurlijk functioneren van het ecosysteem (biodiversiteit, water en stoffencycli). Voor het terrestrische systeem is maar weinig kennis beschikbaar over de mogelijke gevolgen van wereldwijde veranderingen op de verdeling en kenmerken van BSi stocks en de hieruit volgende effecten op de natuurlijke Si-filter.

In dit doctoraat worden de meest relevante effecten van wereldwijde veranderingen op de terrestrische BSi-opslag bestudeerd: het effect van brand, de densiteitsafname van grote grazers en het gecombineerde effect van landgebruiksverandering en erosie. Het onderzoek toont aan dat verbrand BSi gemakkelijker oplosbaar is dan vers of ongebrand BSi; het effect van omzetting van bos naar akker verlaagt de BSi-stock op korte termijn en erosie vergroot de BSi-accumulatie en de mogelijke opslag aan de voet van de helling, maar de twee effecten samen resulteren in een sterkere BSi-uitputting en een grotere accumulatie; de aanwezigheid van grote grazers op de Afrikaanse savanne stuurt het Si transport van graslanden naar de rivier, die uiteindelijk uitmonden in de grote meren.

Daarnaast leidde dit onderzoek naar effecten van wereldwijde veranderingen tot een verbetering van de bestaande methode om BSi in bodems te kenmerken en kwantificeren. Deze methode werd verfijnd met een nieuwe berekening van het betrouwbaarheidsinterval van iedere parameter, wat resulteerde in een betere performantie van het model. Het ontwikkelde script kan gedownload worden via https://github.com/nschenkels/ AlkExSi/tree/v1.0.0.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen