Onderzoek Sara Vicca

Abstract

RESTOC heeft als doel om de capactiteit van drie technieken voor CO2-verwijdering (CDR) - versnelde verwering (EW), biochar (BC) en bodemkoolstofopslag (SCS) - te testen voor het herstellen van gedegradeerde bodems. Naast het vastleggen van CO2, wordt verwacht dat deze gecombineerde technieken de waterretentie van de bodem verbeteren, essentiële micro- en macronutrienten bieden en een stabiele bodemmatrix voor de landbouw creëren. In dit project zullen we een mesocosm-experiment uitvoeren om de impact van fundamentele aspecten van de methode op bodemontwikkeling, plantengroei en plantennutrienten te evalueren. Deze resultaten worden vervolgens gebruikt in een geochemisch model dat belangrijke inzichten biedt in de koolstofprocessen in de bodem, evenals een kwantificering van het CO2-verwijderingspotentieel van de technologie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Niron Harun

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit voorstel beoogt een groter begrip te verkrijgen over het potentieel van versnelde silicaatverwering (EW), een veelbelovende technologie voor de verwijdering van koolstofdioxide. Het project adresseert een kritieke leemte in het onderzoeksveld door organische koolstofcycli te integreren in een geochemisch model om de organisch-anorganische interacties te ontrafelen in bodemsystemen geamendeerd met EW. Specifieke doelstellingen om dit te bereiken zijn: (i) het integreren van essentiële processen van organische koolstof in de bodem (SOC) in het PHREEQC-model om simulatie mogelijk te maken van EW-effecten op SOC-omzetting en stabilisatie; (ii) het opnemen van EW-plantinteracties om hun wederzijdse invloed te beoordelen; (iii) het opnemen van de synergetische effecten van EW en biochar (BC) om verdere anorganisch-organische interacties te verkennen en potentiële synergieën van EW en BC voor koolstofvastlegging te kwantificeren. De verwachte resultaten van dit onderzoeksproject omvatten de ontwikkeling van een EW-model in het PHREEQC 1D-reactief transportmodel inclusief EW-SOC-interacties veroorzaakt door verwering en wederzijdse beïnvloeding. Bovendien worden inzichten in plant-EW-interacties verwacht door de ontwikkeling van een model dat deze interacties simuleert. Daarnaast probeert het project een PHREEQC-module te genereren die geochemische reacties integreert die worden gekatalyseerd door een gecombineerde BC-EW-amendement.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Vandenhove Charline

Onderzoeksgroep(en)

• Biogebaseerde duurzaamheidsengineering (SUSTAIN)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

CARBIZON ontwikkelt een nieuwe bodemtechnologie. Het is onze ambitie om 'negatieve erosie met CO2-verwijdering' te bereiken: het herbouwen van bodems op basis van natuurlijke bodemregeneratietechnologie. Om dit te bereiken, combineert CARBIZON drie op de natuur gebaseerde methoden voor koolstofdioxideverwijdering (CDR) om de vruchtbare toplaagbodem snel te herstellen. De technologie biedt een drastische oplossing voor het langdurige probleem van bodemdegradatie in de Global South. Met CARBIZON streven we ernaar de effecten van bodemdegradatie om te keren en gezonde, vruchtbare bodems te creëren die duurzame landbouw opnieuw kunnen ondersteunen, terwijl ze ook grote hoeveelheden koolstof uit de atmosfeer opnemen. Het probleem van bodemdegradatie is een grote zorg in de Global South en treft miljoenen mensen die afhankelijk zijn van landbouw voor hun levensonderhoud. Om dit te bereiken, zal CARBIZON tientallen jaren aan bodemonderzoek omzetten in baanbrekende bodemhersteltechnologie. Het is onze vaste overtuiging dat de specifieke kenmerken van de drie gecombineerde CDR's in staat zijn om cruciale bodemkenmerken snel te verbeteren die essentieel zijn voor de ontwikkeling van een nieuwe bodem geschikt voor landbouw. Onze benadering voorziet in een duurzaam bedrijfsmodel voor het toekomstbestendig maken van bodems in de Global South. We geven een kick-start aan technologieontwikkeling door de installatie van een nieuw CARBIZON-platform. De sleutelwaarde van de CARBIZON-technologie ligt in zijn potentieel verder dan koolstofopslag. De CARBIZON-benadering verbetert de waterretentie van de bodem (waardoor irrigatie efficiënter wordt), het levert een natuurlijke bron van essentiële micro- en macrovoedingsstoffen, bevordert gezonde gewasgroei en creëert een stabiele bodemmatrix die bodemgezondheid bevordert en hernieuwde erosie voorkomt. Onze benadering zorgt ervoor dat de bodem niet alleen klimaatbestendig is, maar ook slim met hulpbronnen omgaat, waardoor deze geschikt is voor duurzame landbouw op de lange termijn. We voorzien dat CARBIZON de cruciale basis zal bieden om de ontwikkeling van een 'koolstof-als-dienst'-bedrijfsmodel in bodemherstel te initiëren, waardoor grondeigenaren en regeringen de innovatiepotentie krijgen om gedegradeerde bodems te herstellen, grotendeels gefinancierd door de koolstofmarkt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Struyf Eric

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gezien de huidige zwakke staat van vertrouwen tussen instellingen en actoren op verschillende niveaus in het EU-bestuurssysteem, heeft het Jean Monnet Centre of Excellence STRATEGO tot doel kennis te onderwijzen, onderzoeken en verspreiden over de dynamiek, oorzaken en gevolgen van vertrouwen tussen de betrokken actoren en instellingen, specifiek in het multi-level bestuur van duurzame ontwikkeling in de EU, met de nadruk op het bedrijfsleven en ondernemerschap, klimaat en biodiversiteit, en gezondheidsbeleid. Deze empirische reikwijdte van STRATEGO sluit aan bij de duurzame ontwikkelingsdoelstellingen van de VN, de beleidsprioriteiten van de Europese Commissie en de prioriteiten van het Erasmus+-programma. STRATEGO zal interdisciplinaire synergieën ontwikkelen op het gebied van EU-bestuur, vertrouwen en duurzame ontwikkeling door onderwijs-, onderzoeks- en outreach-inspanningen over de disciplines heen aan de Universiteit Antwerpen te overbruggen. Bij alle activiteiten zal STRATEGO verder gaan dan de gebruikelijke producenten en consumenten van EU-studies. Het zal EU-bestuurskennis van de faculteiten Sociale Wetenschappen, Rechten en Economie overbrengen naar studenten en personeel van de faculteiten Wetenschappen en Gezondheidswetenschappen, en het zal ook buiten de academische omgeving reiken om een dialoog met professionals, het maatschappelijk middenveld en het grote publiek te bevorderen. Op onderwijsgebied zal STRATEGO interdisciplinariteit garanderen door gastcolleges, gezamenlijke begeleiding van bachelor- en masterscripties en innovatieve formats zoals simulaties en microcredentials. Op het gebied van onderzoek zal STRATEGO personeel uit verschillende disciplines samenbrengen door middel van onderzoeksseminars, PhD-masterclasses en een bezoekprogramma voor beginnende wetenschappers. In termen van outreach buiten de academische context zal STRATEGO activiteiten organiseren zoals thematische webinars, outreach-workshops en activiteiten voor specifieke doelgroepen zoals middelbare scholen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bursens Peter
• Co-promotor: Beutels Philippe
• Co-promotor: De Bièvre Dirk
• Co-promotor: Hoijtink Marijn
• Co-promotor: Matthysen Erik
• Co-promotor: Meeusen Johan
• Co-promotor: Meier Petra
• Co-promotor: Popelier Patricia
• Co-promotor: Vanderstraeten Johanna
• Co-promotor: Van Dooren Wouter
• Co-promotor: van Zimmeren Esther
• Co-promotor: Verhoest Koen
• Co-promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Wynen Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Politics & Public Governance

Project website

Project type(s)

• Onderwijsproject
• Onderzoeksproject

Abstract

CO2 is een krachtig broeikasgas en de belangrijkste oorzaak van de wereldwijde klimaatverandering. Klimaatverandering veroorzaakt onder meer extreme weersomstandigheden, die een grote impact hebben op natuur en landbouw. Klimaatverandering tegengaan vereist een sterke en snelle afname van de CO2-uitstoot. Daarnaast zal CO2 ook actief uit de atmosfeer moet worden verwijderd. Versnelde silicaatverwering (VSV) is een veelbelovende negatieve emissietechnologie voor CO2-verwijdering maar vereist verder onderzoek. VSV omvat het versnellen van het natuurlijke proces van verwering van silicaatgesteente. Tijdens dit verweringsproces wordt CO2 vastgelegd. Landbouwgronden zijn ideaal voor VSV, omdat ze gemakkelijk toegankelijk zijn, er apparatuur beschikbaar is en de infrastructuur de nodige capaciteit heeft. Bovendien bevatten silicaatgesteenten zoals basalt elementen die de groei en vitaliteit van gewassen kan bevorderen. Bovendien zou het droogtestress in planten kunnen milderen. Dit veelbelovende nevenvoordeel werd echter nog nooit geëvalueerd. Het CORES-project onderzoekt het potentieel van VSV voor de bescherming van de opbrengst en kwaliteit van maïs en de bijbehorende bodemmicrobiota onder droogte.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Niron Harun

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ecosystemen leveren veel diensten aan de maatschappij. Het begrijpen van hun functioneren is dan ook cruciaal om accurate projecties te kunnen maken van toekomstig klimaat en voedselproductie, alsook om een duurzaam beleid te kunnen ontwikkelen. Dit voorstel heeft daarom tot doel wetenschappelijke doorbraken te realiseren die kunnen bijdragen tot een beter inzicht in de processen die bepalend zijn voor ecosysteemdiensten en -functioneren. Het overkoepelende lange-termijn doel is dan ook om ecosysteem-functioneren voldoende te begrijpen zodat we, samen met modelleergroepen, betere projecties van toekomstige ecosysteemdiensten en klimaat kunnen maken. Prioriteit wordt gegeven aan de volgende vier onderzoekspijlers: 1) Kwantitatief inzicht in de allocatie van plantenkoolstof naar groei, ademhaling en nutriëntenopname; 2) Beter inzicht in- en betere metingen van biomassaproductie; 3) Beter inzicht in bodemkoolstofprocessen en koolstofsequestratie; 4) Beter inzicht in de spatiale en temporele variatie van broeikasgasbalansen. De focus van dit project ligt op de invloed van 'Global Change', inclusief klimaatverandering en veranderende chemische samenstelling van de atmosfeer, op ecosysteemprocessen en -functioneren. De Methusalemhouder aan de Universiteit Hasselt zal waar mogelijk en waar relevant betrokken worden bij het ontwikkelen van gemeenschappelijke onderzoekslijnen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Campioli Matteo
• Co-promotor: Matthysen Erik
• Co-promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Schoelynck Jonas
• Co-promotor: Temmerman Stijn
• Co-promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een actieve verwijdering van CO2 uit de atmosfeer zal noodzakelijk zijn om de opwarming van de aarde te beperken tot 1,5°C. Dit project focust op versnelde silicaatverwering (VSV), een vrij nieuwe CO2-vastleggingsmethode waarbij gemalen silicaten worden aangebracht op landbouwgrond. Naast natuurlijke mineralen zijn ook staalslakken geschikt voor EW. Het gebruik van deze afvalstroom zou VSV nog duurzamer maken. Recent wetenschappelijk onderzoek heeft het vermogen van VSV om anorganische koolstof vast te leggen aangetoond, evenals nevenvoordelen voor de bodemvruchtbaarheid (bv. droogtebestendigheid, beschikbaarheid van nutriënten). Momenteel ontbreekt echter nog een stukje van de puzzel. Het effect van VSV op organische koolstof is nog niet bestudeerd. Gezien de bekende mechanismen die ten grondslag liggen aan organische koolstofvoorraden in de bodem, verwacht ik dat EW zal leiden tot een toename van de vastlegging van organische koolstof en daarmee tot een verhoging van het potentieel van VSV om klimaatverandering tegen te gaan. Door EW toe te passen zou het probleem van de afnemende organische koolstofvoorraden in landbouwgronden kunnen worden tegengegaan, en tegelijk verbetert ook de bodemvruchtbaarheid en wordt er CO2 vastgelegd. Het voorgestelde project zou dus niet alleen bijdragen tot substantiële vooruitgang binnen het opkomende onderzoeksveld van VSV, maar ook tot de omschakeling naar duurzame en veerkrachtige landbouwsystemen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Steinwidder Laura

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Koolstofdioxideverwijdering (KDV) zal nodig zijn om de klimaatdoelstellingen van Parijs te halen. Terrestrische versnelde verwering (TVV) is een veelbelovende, simpele KDV-techniek omdat ze geen extra land vereist, zelf operationeel is na installatie, met een aantal voordelen (bv. Hogere plant productiviteit) naast permanente C vastlegging. Bovendien is nog weinig onderzoek gedaan naar TVV in bossen tegenover TVV in de landbouw. Nochtans beslaan akkerland en bossen globaal een gelijkaardig gebied & toonde gepionierde aanbrenging van het silicaat wollastoniet in bossen verhoogde houtproductie (biotische KDV) aan. Basalt is een aantrekkelijk silicaat voor TVV omdat het overvloedig aanwezig is, veilig is (laag in zware metalen) & een bijproduct van mijnbouw is. Desondanks staan tot op heden onzekere, niet-gevalideerde schattingen van KDV-modellen en een gebrek aan onderzoek naar hoe TVV bodem organische koolstof (BOC) en biotische KDV beïnvloedt, betrouwbare koolstofcreditering en bijgevolg grootschalige toepassing van TVV in de weg. Recente modellen voor anorganische KDV door TVV hebben als nadeel ofwel geen biologie te bevatten, of geochemische processen te over simplificeren. In dit project onderzoeken we anorganische en biotische KDV in een TVV-herbebossing experiment met basalt & lange termijneffecten op BOC voorraden. Tenslotte willen we een geïntegreerd model construeren dat complexe geochemische en biologische processen bevat, gevalideerd met diverse experimentele data.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Vienne Arthur

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Terrestrische C opname vormt een bron van onzekerheid in klimaatprojecties, die in belangrijke mate wordt veroorzaakt door moeilijkheden in het inschatten van ecosysteemresponsen op klimaatverandering zelf. Hoe factoren als het ecosysteemtype en achtergrondklimaat responsen beïnvloeden is begrepen en ook in rekening gebracht in modellen, maar veel minder is geweten over hoe bodemkarakteristieken, de beschikbaarheid van hulpbronnen en microbiële symbionten wereldwijde responsen op opwarming en wijzigende neerslagpatronen beïnvloeden. Gezien de belangrijke rol van zulke bodem-gerelateerde factoren in het functioneren van ecosystemen, stel ik hier dat die ook mee verklaren waarom responsen op klimaatverandering sterk uiteenlopen. In dit project ga ik globale patronen en detailmechanismen onderzoeken wat betreft de rol van bodem en symbionten in het beïnvloeden van responsen op klimaatverandering, door voordelen te combineren van bestaande klimaatveranderingsexperimenten alsook een meta-analyse op een database waar ikzelf eerder aan gewerkt heb. Kwantificatie van nutriëntenbeschikbaarheid laat ook toe om voor het eerst variatie in klimaatveranderingsresponsen te vergelijken tussen gradiënten en manipulaties van hulpbron beschikbaarheid. Ten slotte ga ik na of 'land surface models' op realistische wijze bodem/symbiont-afhankelijke tradeoffs tussen responsen van C cyclus componenten simuleren. Het project zal uiteindelijk leiden tot accuratere projecties van C opname door het land.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Van Sundert Kevin

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Veilige en schaalbare negatieve-emissietechnologieën (NET's), die actief CO2 uit de atmosfeer verwijderen en zorgen voor langdurige vastlegging van koolstof, zijn nodig als aanvulling op conventionele maatregelen om klimaatverandering tegen te gaan. Er bestaan low-tech en minder dure NET's die de samenleving extra voordelen kunnen bieden. Een van deze NET's is 'enhanced weathering' van silicaatmineralen (EW). EW is bijzonder veelbelovend als NET omdat het gepaard kan gaan met meerdere maatschappelijke en ecologische voordelen, en omdat concurrentie om land met de voedselproductie vermeden wordt. Grotere gewasopbrengsten, herstel van voorraden basiskationen (bv. Mg, Ca) en micronutriënten (bv. Zn, Se), minder verlies van N2O (een krachtig broeikasgas) en NO3, een hogere pH. EW is niet de enige NET die in de landbouw kan worden toegepast en extra voordelen kan opleveren. Ook de toevoeging van organisch materiaal (Soil Carbon Sequestration; SCS) en van biochar (BC) aan bodems wordt onderzocht. Er is onderzoek nodig om effecten op het tegen gaan van en de aanpassing aan klimaatverandering, en de andere milieu- en maatschappelijke voordelen te kwantificeren. Het werkelijke potentieel van agro-NET's hangt af van de combinatie van netto broeikasgasemissiereducties, agrarische voordelen, positieve neveneffecten op het milieu, maatschappelijke barrières en economische haalbaarheid. De meest klimaat effectieve, milieuvriendelijke en kostenefficiënte opties moeten worden geïdentificeerd om snelle goedkeuring door landbouwers en samenleving mogelijk te maken. C-Farms zal daarom niet alleen klimatologische, technische en economische aspecten beoordelen, maar ook de dialoog aangaan met landbouwers en industrie om proactief belangrijke kansen en uitdagingen aan te pakken in een co-creatief proces. De betrokkenheid van de stakeholders zal uitmonden in een grote gezamenlijke piloot studie. Op deze manier wordt de weg geëffend voor beleidsmaatregelen (bv. koolstofprijsstelling) om deze toepassing te stimuleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De Europese Green Deal steunt op gezonde bossen om koolstof (C) uit de atmosfeer te halen, watercycli te stabiliseren en voldoende biomassa te leveren voor de toekomstige bio-economie. Het Flanders Forest Living Lab realiseert een doorbraak in de studie van deze ecosysteemfuncties, op ruimtelijke schalen gaande van de individuele boom tot het volledige bos. Het bevindt zich in een ICOS flux-toren observatorium, dat momenteel reeds een permanente analyse toelaat van de CO2-fluxen, evapotranspiratie en respiratie op ecosysteemschaal. Tot op heden is er echter geen techniek beschikbaar om dit naar het functioneren van individuele bomen te vertalen. De specifieke uitrusting van Flanders Forest Living Lab maakt en realistische simulatie mogelijk van de water-, energie- en koolstoffluxen door geavanceerde vegetatiemodellen op ruimtelijke schalen die overeenkomen met die van satellietbeeldproducten. Hierdoor ontstaan nieuwe mogelijkheden voor toepassingen zoals geautomatiseerd precisiebosbeheer, brandpreventie en de wereldwijde kwantificering van het koolstofbudget. De infrastructuur bestaat uit een UAV en een reeks gekoppelde validatiesensoren. De waarnemingen worden gestuurd door kunstmatige intelligentie, om het vluchtpatroon te kunnen aanpassen aan het fluctuerende brongebied van de flux-toren, en om proactief in te spelen op specifieke weerpatronen en potentieel interessante grond-sensorwaarnemingen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Campioli Matteo
• Co-promotor: Gielen Bert
• Co-promotor: Latré Steven
• Co-promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Roland Marilyn
• Co-promotor: Scheunders Paul
• Co-promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Boito Lucilla

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Janssens Ivan

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Schoelynck Jonas

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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 en voedingswaarde. 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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara
• Co-promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Meysman Filip

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Van Sundert Kevin

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Verryckt Lore

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Nijs Ivan
• Co-promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Van Sundert Kevin

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Soong Jennifer
• Co-promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Co-promotor: Vicca Sara
• Mandaathouder: Verryckt Lore

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Mandaathouder: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Mandaathouder: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Mandaathouder: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject

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)

• Promotor: Janssens Ivan
• Mandaathouder: Vicca Sara

Onderzoeksgroep(en)

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

Project type(s)

• Onderzoeksproject