Onderzoek Jonas Lembrechts

Abstract

Er is een groeiend verhaal binnen de ecologische gemeenschap dat wijdverspreide open en FAIR data mandaten zouden moeten komen lang na de ontwikkeling en wijdverspreide adoptie van cyberinfrastructuren die aanzetten tot actiegericht delen. In de ecologie hebben bestaande infrastructuren zich ontwikkeld naast velden die uitstekend zijn in het uitbreiden van het landschap van big data acquisitie. Het is aannemelijk dat ze betere technologische oplossingen bieden voor het mobiliseren van 'geboren digitale' gegevens (bijv. aardobservatie en 'citizen science') dan voor ecologische en ecologische 'ground truth'-gegevens met een lage snelheid en intensief gebruik van hulpbronnen, die inherent verbonden zijn met sociologische en culturele beperkingen die het delen beperken. Dergelijke barrières kunnen worden samengevat als vertrouwen, transparantie en controle, fundamentele eigenschappen waarop nieuwe technologieën zoals blockchains vooraf zijn ontworpen. Deze opkomende gedistribueerde grootboektechnologie (DLT) is fundamenteel voor de opkomende Web 3.0 technologieën (d.w.z. de derde iteratie van het world wide web - het onderling verbinden van gegevens via gedecentraliseerde, toestemmingsvrije en vertrouwensloze digitale protocollen). Het heeft een platform geboden voor een grotere erkenning van gedecentraliseerde digitale netwerken in een steeds meer gecentraliseerde wereld, waardoor peer-peer gedecentraliseerde financiële ecosystemen en baanbrekende nieuwe regeneratieve financiële systemen mogelijk zijn geworden om systematische, duurzame en positieve verandering teweeg te brengen in gemeenschappen en natuurlijke omgevingen. Met een focus op het bosbioom, toont Forest-Web.3.0 het nut en de mogelijkheden van Web-3.0 technologieën in de ecologie op twee fronten. In overeenstemming met het thema van de uitnodiging "Innovatie en harmonisatie van methoden en instrumenten voor het verzamelen en beheren van biodiversiteitsmonitoringgegevens" streven we ten eerste naar een nieuw paradigma in ecologische datacuration, -governance en -deling, gebruikmakend van blockchain-architectuur om actief databeheer te stimuleren en wijdverspreide mobilisatie van bestaande biodiversiteits- en milieugegevens met een lage snelheid te vergemakkelijken. Ten tweede, en in overeenstemming met het thema van de oproep "Gebruik maken van beschikbare biodiversiteitsmonitoringgegevens" gebruiken we gemobiliseerde gegevensbronnen in combinatie met aardobservatiegegevens om het ecologisch realisme van digitale tweelingmodellen voor bossen te valideren en te verbeteren. Deze modellen zijn ontworpen om de integriteit van ecosystemen vast te leggen en worden gebruikt om op de natuur gebaseerde economieën te bewijzen en uit te voeren binnen een regeneratief financieel ecosysteem van Web-3.0. Door middel van deze verbeterde digitale tweelingmodellen en in samenwerking met de exponentieel groeiende vrijwillige biodiversiteitsmarkt zullen we een transnationaal netwerk van belanghebbenden (boseigenaren) economische stimulansen bieden voor het behoud van bossen met een hoge integriteit. De ambitie hier is om transnationale inertie te genereren in het begrijpen en begunstigen van inkomsten gekoppeld aan het behoud van hulpbronnen (herbebossing), nieuwe actoren te mobiliseren voor het beschermen en beheren van biodiversiteit en uiteindelijk systematische en duurzame verbintenissen aan te gaan met de natuur.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Van geluidsgevoelige gebieden tot oases van stilte: met het grootschalig burgeronderzoeksproject De Oorzaak leggen De Morgen (DM), het Universitair Ziekenhuis Antwerpen (UZA) en UAntwerpen de focus op geluid en geluidsbeleving in een stedelijke omgeving. We gaan in 2024-2025 na hoe bewoners van verschillende wijken in Antwerpen, Gent en Leuven het aanwezige omgevingsgeluid appreciëren. Aan de hand van vragenlijsten (subjectief), slimme geluidssensoren (objectief) en medisch onderzoek (UAntwerpen en UZA) wordt geclassificeerd welke geluiden gehoord worden, welk geluidsniveau deze geluiden hebben, hoe deze geluiden worden ervaren en welke impact ze hebben op de gezondheid, stress, slaap- en levenskwaliteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vuye Cedric
• Co-promotor: Casas Ruiz Lidia
• Co-promotor: Couscheir Karolien
• Co-promotor: de Bruijn Gert-Jan
• Co-promotor: Dens Nathalie
• Co-promotor: Hellinckx Peter
• Co-promotor: Lembrechts Jonas
• Co-promotor: Poels Karolien
• Co-promotor: Spacova Irina
• Co-promotor: Van Hal Guido
• Co-promotor: Vanoutrive Thomas

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame verhardingen en asfaltonderzoek (SuPAR)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De gevolgen van de klimaatverandering worden opvallend tastbaar, met perioden van langdurige droogte, en temperatuur- en regenvalrecords. Deze weersextremen beïnvloeden sterk de ecosysteemdiensten van bodems, met belangrijke economische gevolgen voor landbouw, natuurbehoud, tuinonderhoud en andere sectoren. Het besef dat we als samenleving deze gevolgen moeten opvangen, zorgt ervoor dat nieuwe economische activiteiten ontstaan die nood hebben aan grootschalige monitoring van hitte en droogte. In dit project zal ik onderzoek verrichten naar kosteneffectieve microklimaatnetwerken die 1000-en monitoringlocaties omvatten. Deze netwerken maken het mogelijk om de kwetsbaarheid van bodemecosystemen voor hitte en droogte in te schatten, en na te gaan of geïmplementeerde maatregelen effectief zijn (bv. waterinfiltratie en buffering van bodemvocht). Als proof-of-concept zullen uitgebreide microklimaatnetwerken worden opgezet in tuinen en natuurreservaten in heel Vlaanderen, waarbij we de nieuwe TMS-NB sensor inzetten, die goedkope en real-time metingen van bodemtemperatuur en -vochtigheid mogelijk maakt via het Internet of Things. Deze nieuwe data zal toelaten om de spatiotemporele variabiliteit in microklimaat langsheen de stad-platteland gradiënt te analyseren. Nieuwe softwaretools worden ontwikkeld voor de datastromen uit deze sensornetwerken, zodat gegevens en inzichten makkelijk doorstromen naar relevante maatschappelijke actoren (bv. landbouwers, tuinonderhoud, natuurbeheerders).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Lembrechts Jonas
• Co-promotor: Nijs Ivan
• Mandaathouder: Van de Vondel Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Geobiologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In deze Wetenschappelijke Onderzoeksgemeenschap bouwen experten van diverse domeinen (klimatologen, biogeografen, bodemecologen) aan een globale 'open access' database van bodemtemperaturen en geassocieerde biodiversiteitsdata, over een wijd bereik van klimaten en habitats (grasland, bos, landbouwgewassen, wetlands, enz.). Recent onderzoek toont aan dat de verspreiding en het functioneren van vele organismen die in de bodem of nabij het bodemoppervlak leven zoals kruidachtige planten, micro-organismen, bodeminsecten, enz., beter verklaard en voorspeld kunnen worden door de aldaar heersende microklimaatcondities dan met de traditionele 'free-air' klimaatpatronen (gemeten op een standaardhoogte van 2 m boven de grond en met een beperkte spatiotemporale resolutie, zoals verzameld door meteorologische stations). Met behulp van de database zullen de factoren die de bodemtemperatuur beïnvloeden beter in kaart worden gebracht (bv. topografie en vegetatieparameters bekomen via satellietdetectie), oppervlaktetemperaturen beter worden gekoppeld aan free-air temperaturen, en globaal geldende hybride statistische en mechanistische modellen van bodemtemperatuur worden gekalibreerd en gevalideerd. Het eindproduct zijn een globale database en kaarten met biologisch relevante temperatuurvariabelen, en een serie toepassingen in studies rond biodiversiteit, ecosysteemprocessen en het beheer ervan in een veranderend klimaat.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

UAntwerpen neemt de taak op zich om een ​​wereldwijde geospatiale databank op te schonen, uit te breiden en te harmoniseren microklimaat tijdreeksen en bijbehorende biodiversiteitsgegevens (SoilTemp, www.soiltempproject.com). De databank zal de weg vrijmaken voor een beter wereldwijd begrip van het microklimaat en de kloof overbruggen tussen de beschikbare klimaatgegevens en het klimaat met fijne spatiotemporele resoluties die relevant zijn voor de meeste organismen en ecosysteem processen. Op het moment van schrijven bevat de database meer dan 34.000 tijdreeksen van microklimaatgegevens uit meer dan 70 landen over de wereld. Er blijven echter fundamentele ruimtelijke hiaten bestaan, vooral in ontwikkelingslanden en afgelegen gebieden gebieden zoals berggebieden. UAntwerpen coördineert actief de inspanningen om de aanwezigheid van regionaal uit te breiden microklimaatnetwerken in deze gebieden, betrekken, informeren en stimuleren lokale onderzoekers om microklimaat te verzamelen en bijbehorende biodiversiteitsgegevens en bijdragen aan de wereldwijde database, en deze gegevens verwerken en compileren voor opname in de SoilTemp-database. Verder levert UAntwerpen aanzienlijke inspanningen om de databank te harmoniseren, de kwaliteit op te zetten controlesystemen en het valideren van ingediende gegevens. De gegevens worden vervolgens gestructureerd in een relationele database en uiteindelijk open access gepubliceerd als een dynamische database die voor iedereen gratis te gebruiken is. Zo zorgen we ook voor de beschikbaarheid van correcte en nauwkeurige microklimaatgegevens, vooral ook voor de partners in ontwikkelingslanden en afgelegen regio's waar dergelijke gegevens moeilijk te verkrijgen zijn.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De gevolgen van de klimaatverandering worden opvallend tastbaar, met perioden van langdurige droogte en temperatuurrecords. Deze weersextremen beïnvloeden sterk de ecosysteemdiensten van bodems, met belangrijke economische gevolgen voor landbouw, natuurbehoud, tuinonderhoud en andere sectoren. Het besef dat we als samenleving deze gevolgen moeten opvangen, zorgt ervoor dat nieuwe economische activiteiten ontstaan, die nood hebben aan grootschalige monitoring van hitte en droogte. In dit project zal ik onderzoek verrichten naar kosteneffectieve microklimaatnetwerken die 1000-en monitoringlocaties omvatten. Deze netwerken maken het mogelijk om de kwetsbaarheid van bodemecosystemen voor hitte en droogte in te schatten, en na te gaan of geïmplementeerde maatregelen effectief zijn (bv. waterinfiltratie en buffering van bodemvocht). Als proof-of-concept zullen uitgebreide microklimaatnetwerken worden opgezet in tuinen en natuurreservaten over heel Vlaanderen, waarbij we de nieuwe TMS-NB sensor inzetten, die goedkope en real-time metingen van bodemtemperatuur en -vochtigheid mogelijk maakt via het Internet of Things. Deze nieuwe data zal toelaten om de spatiotemporele variabiliteit in microklimaat langsheen de stad-platteland gradiënt te analyseren. Nieuwe softwaretools worden ontwikkeld voor de datastromen uit deze sensornetwerken, zodat gegevens en inzichten makkelijk doorstromen naar relevante maatschappelijke actoren (bv. landbouwers, tuinonderhoud, natuurbeheerders).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Lembrechts Jonas
• Co-promotor: Nijs Ivan
• Mandaathouder: Van de Vondel Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Geobiologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

CurieuzeNeuzen is terug, maar nu met een focus op klimaatadaptatie. Waar het originele CurieuzeNeuzen citizen science project bakens verzet heeft met publieksparticipatie rond luchtkwaliteit, wil 'CurieuzeNeuzen duikt onder' op een grootschalige manier aan sensibilisatie werken rond klimaatadaptatie. Daartoe gaan we de impact van weersextremen en toenemende droogte monitoren, daar waar de burger dit zelf het eerste voelt: in zijn eigen tuin. Die tuin ligt de Vlaming nauw aan het hart, en dus vormen de tienduizenden gazons in Vlaanderen het ideale canvas voor een innovatief Citizen Science project rond klimaatadaptatie. Via een grootschalig netwerk van duizenden 'mini-weerstationnetjes' gaan we de bodemtemperatuur en bodemvochtigheid meten over heel Vlaanderen; zowel bij burgers thuis in tuinen, als in plantsoenen en parken van gemeenten. Deze meetcampagne heeft een specifiek wetenschappelijk doel: we beantwoorden de belangrijke vraag hoe weerbaar onze tuinen zijn tegen toekomstige klimaatverandering en extreme weersomstandigheden, en wat het effect is van ons tuin- en landschapsbeheer op die weerbaarheid. We brengen daarvoor het effect van stedelijke hitte-eilanden in rekening, maar ook de impact van kleine, lokale ingrepen, zoals het planten van bomen en de frequentie van het maaien. Het resultaat is een gedetailleerde droogtekaart voor Vlaanderen waarop risicogebieden in kaart worden gebracht en, voor de wetenschap, een uitgebreide en internationaal unieke database over de impact van toenemende weersextremen op het bodemklimaat. Maar bovenal mikken we op een grootschalige bewustwording rond de waterproblematiek in Vlaanderen, en wat we daar als individu en samenleving aan kunnen doen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Meysman Filip
• Co-promotor: Lembrechts Jonas
• Co-promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Struyf Eric

Onderzoeksgroep(en)

• Geobiologie

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De huidige analyses van grootschalige ecologische patronen en hun voorspellingen onder antropogene klimaatverandering zijn vaak gebaseerd op luchttemperatuur en neerslagpatronen met een grove resolutie. Ze slagen er dus niet in om de temperaturen en vochtigheidscondities (cf. microklimaat) die levende organismen binnen hun habitat ervaren, vast te leggen. Er dringt zich dus een meer holistische benadering van microklimaatgegevens op lokale schaal voor toepassing in ecologische studies op. Met het onderliggende project willen we een grootschalig en veelzijdig microklimatologisch netwerk opzetten in een subarctisch berg-ecosysteem, om de rol van topografie, vegetatie en landgebruik op microklimatologische omstandigheden formeel te bestuderen. Zo willen we ons begrip van de abiotische omstandigheden versterken om de nauwkeurigheid van ecologische modellen te verbeteren, en vooral hun vermogen om veranderingen in onze kwetsbare berg-ecosystemen in het kader van de wereldwijde veranderingen te voorspellen. Met behulp van een netwerk van state-of-the-art temperatuur- en vochtloggers in het topografisch complexe landschap van de noordelijke Scandinavische bergen, en drones uitgerust met thermische en multispectrale camera's, willen we microklimatologische gegevens verkrijgen met een hoge ruimtelijk-temporele resolutie en omvang. Deze gegevens zullen worden omgezet in gerasterde microklimatologische tijdreeksen, gemeten daar waar het van belang is voor de biodiversiteit, met behulp van een nieuw uniform statistisch kader van ruimtelijk-temporele interpolaties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Koude ecosystemen (bv. bergen en poolgebieden) werden tot voor kort beschouwd als relatief 'immuun' voor invasie door uitheemse plantensoorten, als gevolg van de barre klimatologische omstandigheden en de lage aanvoer van zaden van uitheemse soorten door de mens. Deze these van lage kwetsbaarheid staat momenteel echter onder druk na nieuw onderzoek in pool- en alpiene gebieden over de hele wereld. Nieuwe studies tonen nu inderdaad aan dat uitheemse plantensoorten momenteel wel aanwezig zijn (en hun verspreidingsgebied uitbreiden) in koude gebieden. De mechanismen achter deze geobserveerde toename in kwetsbaarheid van koude ecosystemen zijn echter nog niet volledig ontrafeld. Een cruciale factor in dat verband – en één die dikwijls over het hoofd wordt gezien in studies naar de verspreiding van uitheemse soorten – is de rol van biotische interacties, zowel bovengronds (tussen plantensoorten) als ondergronds (tussen planten en microben). Menselijke verstoringen (zoals bv. in wegbermen en langs paden) schudden deze interacties waarschijnlijk grondig door elkaar, en creëren zo nieuwe mogelijkheden voor invasie door uitheemse plantensoorten. In deze aanvraag stellen wij een techniek voor om deze boven- en ondergrondse interacties in rekening te brengen in regionale soortverspreidingsmodellen (SDMs), om zo de rol van interacties als drivers van invasie langsheen bergwegen en –paden te kwantificeren. We maken gebruik van 'Joint Species Distribution Modelling' (JSDMs), een techniek die toelaat om de verspreiding van verschillende soorten tegelijk te modelleren en zo zowel de soortspecifieke reactie op de omgeving als de covariantie tussen soorten in rekening te brengen. De studie zal worden uitgevoerd in de Andes in Zuid Amerika, in 2 kerngebieden van 'the Mountain Invasion Research Network' (MIREN), een wereldwijd consortium dat de verspreiding van in- en uitheemse plantensoorten in de bergen bestudeerd. De financiering die hier wordt aangevraagd dient specifiek om DNA uit wortels van uitheemse plantensoorten te isoleren en om het te analyseren met amplicon sequencing (Illumna Miseq), gebruikmakend van specifieke primers for fungi (ITS) en arbusculaire mycorrhizae (SSU). Zo willen we de ondergrondse symbiotische gemeenschap van uitheemse soorten in kaart brengen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Eén van de voornaamste ecologische uitdagingen vandaag is een beter begrip van de verschuivingen in de distributie van soorten onder druk van veranderingen in klimaat en landgebruik. Om dergelijke veranderingen goed te kunnen voorspellen voor planten, is een goed begrip nodig van lokale omgevingscondities en van de interacties tussen plantensoorten op lokale schaal, maar die zijn meestel slecht gekend. Dit onderzoek ontrafelt de invloed van klimaat en landgebruik op veranderingen in distributie met behulp van lokale observaties en experimenten, verder bouwend op de lange termijn monitoring van plantensoortendistributies in bergen door MIREN, het Mountain Invasion Research Network.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Nijs Ivan
• Mandaathouder: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het eerste deel van dit doctoraat test de invloed van propagule pressure, verstoring, nutriënten en macro- en microklimaat op de prestaties van exotische planten in de bergen. In het tweede deel wordt een grootschalige exotendatabase langs bergwegen gelinkt met bioclimatische data als input voor ecologische nichemodellen om de spatio-temporele veranderingen in de verspreiding van invasieve planten te voorspellen en zo het risico voor de biodiversiteit in de bergen in te schatten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Nijs Ivan
• Mandaathouder: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het eerste deel van dit doctoraat test de invloed van propagule pressure, verstoring, nutriënten en macro- en microklimaat op de prestaties van exotische planten in de bergen. In het tweede deel wordt een grootschalige exotendatabase langs bergwegen gelinkt met bioclimatische data als input voor ecologische nichemodellen om de spatio-temporele veranderingen in de verspreiding van invasieve planten te voorspellen en zo het risico voor de biodiversiteit in de bergen in te schatten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Nijs Ivan
• Mandaathouder: Lembrechts Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject