Plants on the move: the effect of microclimate and anthropogenic disturbances on plant species distributions in mountains.

Datum: 27 april 2018

Locatie: UAntwerpen Campus Drie Eiken, O7 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 15 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Jonas Lembrechts

Promotor: Ivan Nijs & Ann Milbau

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Jonas Lembrechts - Faculteit Wetenschappen - Departement Biologie



Abstract

De recente opwarming van het klimaat en toenemende menselijke aanwezigheid in de bergen hebben gezorgd voor een snelle opwaartse expansie van zowel uitheemse als inheemse plantensoorten. Bovendien zien we ook een toename in het aantal studies dat tegelijkertijd onverwachte neerwaartse verschuivingen in die verspreiding noteerde.  Deze snelle veranderingen in de verspreiding van soorten in wat vaak gezien wordt als een stabiel ecosysteem tonen het belang van onderzoek naar de oorzaken van die dynamieken aan. Enkel zo kunnen we accuraat de toekomst van deze kwetsbare ecosystemen in een veranderende wereld voorspellen.

In deze thesis vat ik de resultaten samen van een reeks observaties en experimenten langs hoogtegradiënten in de bergen. Daarmee proberen we beter te begrijpen welke mechanismen op lokale schaal de verspreiding van soorten – en de recente veranderingen daarin – begrenzen. Ik gebruikte verschillende technieken om de rol van de mogelijk bepalende factoren te ontrafelen: 1) een wereldwijd netwerk van observaties van de verspreiding van inheemse en uitheemse plantensoorten langs bergwegen, 2) experimenten met uitheemse plantensoorten rond hun verspreidingslimiet in het koude klimaat van sub(ant)arctische bergen in Zweden en Chile, en 3) theoretische modellen die de rol van klimaat in het succes van planten op de kleinste schaal bestuderen. Deze variatie aan technieken laat toe om de rol van menselijke interventies (verstoring, toename in nutriënten en input van zaden), klimatologische factoren en hun interacties op verschuivingen in de verspreiding van planten te bestuderen.

Door een geïntegreerde studie van de interacties van planten met lokale abiotische (bv. microklimaat, bodemkarakteristieken) en biotische (bv. facilitatie, competitie) factoren, vonden we dat verstoring – in de vorm van de verwijdering van de vegetatie zoals bijvoorbeeld in wegbermen - een kritieke rol speelt langsheen alle hoogtegradiënten, gedreven door de effecten van diezelfde verstoring op microklimaat, biotische interacties, bodem en influx van zaden. Op die manier overtreft zulke verstoring het klimaat als oorzaak van veranderingen in de verspreiding van plantensoorten in de bergen. Onverstoorde vegetatie daarentegen bleek verrassend moeilijk te koloniseren door nieuwkomers. Daar bovenop toonde de kleinschalige aanpak in deze thesis aan dat variaties in omgevingscondities (bv. klimaat) op microschaal cruciaal zijn voor de finale regionale verspreiding van soorten.

Deze resultaten – bevestigd door zowel de observationele als experimentele studies – suggereren dat bergecosystemen nog steeds relatief resistent zijn tegen veranderingen, tenzij ze worden blootgesteld aan menselijke verstoringen. Ze leggen echter ook de dringende nood bloot aan een integratie van lokale mechanismen – zowel abiotisch, biotisch, als van menselijke oorsprong – in hoe we kijken naar veranderingen in de verspreiding van soorten. Enkel zo kunnen onze modellen relevant blijven voor het beheer van de veranderingen in de verspreiding van soorten, en de nieuwe ecosystemen die daar het gevolg van zijn in een toekomst met naar verwachting snelle veranderingen in klimaat en toenemende menselijke druk op ecosystemen. Ik pleit in dit werk dus voor het gebruik van de talrijke recente ontwikkelingen in observaties en modeltechnieken om te evolueren richting een meer mechanistische, dynamische en correct-geschaalde aanpak van soortverspreidingsmodellen.



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