Onderzoek Tobias Ceulemans

Abstract

Bossen vormen een belangrijke wereldwijde koolstofopslag, die beïnvloed wordt door globale veranderingen zoals stikstofdepositie. De voorbije decennia hebben mensen gezorgd voor een immense toename van stikstof beschikbaarheid, met een toename in koolstofopslag tot gevolg. Maar die toename in koolstofopslag onder invloed van stikstof is erg variabel en de mechanismen erachter grotendeels onbekend. Aangezien micro-organismen van fundamenteel belang zijn in zowel de koolstof- als stikstofcyclus, kunnen we verwachten dat zij een grote rol spelen bij die toegenomen koolstofopslag. In dit project willen we met behulp van een grote veldstudie en een mesocosmos experiment kijken naar de rol van bodemmicro-organismen in de stikstof-geïnduceerde toename in koolstofopslag. We zullen strooisel- en bodemstalen nemen langs een grote stikstofdepositiegradiënt en met geavanceerde moleculaire en laboratoriumtechnieken de samenstelling van de bodemkoolstof, gemeenschappen van micro-organismen en hun functioneren bestuderen. In mesocosmos experimenten willen we de relatieve invloed van directe (toename in stikstofbeschikbaarheid) en indirecte effecten (veranderingen in micro-organismengemeenschappen) van stikstofdepositie op het functioneren van de bodem nagaan. Onze resultaten zullen een belangrijke bijdrage leveren aan ons inzicht in hoe nicro-organismen de koolstof- en stikstofcyclus met elkaar verbinden en hoe globale veranderingen koolstofopslag in bossen beïnvloeden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ceulemans Tobias
• Mandaathouder: Boeraeve Margaux

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Insecten zijn cruciaal omdat ze bestuiving bevorderen. De meest genoemde oorzaken van de achteruitgang van insecten wereldwijd zijn de homogenisering van het landschap, de verspreiding van ziekteverwekkers, pesticiden, klimaatverandering en, belangrijker nog, het verlies van bloemen. Daarom wordt het verlies van insecten vooral tegengegaan door de hoeveelheid bloemen te vergroten. Terwijl de focus nu ligt op het vergroten van de hoeveelheid voedsel, kan het handhaven van voldoende voedselkwaliteit misschien zelfs belangrijker zijn voor het behoud van insecten. De kwaliteit van bloemenbronnen is voornamelijk afhankelijk van de samenstelling en relatieve overvloed aan voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor, basekationen, suikers en eiwitten en aminozuren in zowel plantenweefsel als nectar en stuifmeel. Een van de belangrijkste omgevingsfactoren die de voedingskwaliteit van bloemen beïnvloeden, is de beschikbaarheid van nutriënten voor planten, aangezien deze de fysiologische processen van planten sterk beïnvloedt. De nutriëntenvervuiling van natuurlijke en semi-natuurlijke ecosystemen vormt momenteel echter een van de belangrijkste componenten van mondiale veranderingen wereldwijd, wat tot uiting komt in een toename van respectievelijk 100% en 400% van de reactieve stikstof- en fosforstromen in de mondiale nutriëntencycli. In een tijdperk van toenemende nutriëntenvervuiling zal dit onderzoeksvoorstel zich richten op de specifieke bijdrage van verschillende soorten stikstofvervuiling aan de huidige biodiversiteitscrisis. Dit onderzoeksvoorstel is origineel in zijn focus op het verband tussen stikstofvervuiling en de kwaliteit van waardplanten. Andere unieke nieuwigheden zijn onder meer het experimenteel ontwarren van de directe en indirecte effecten van stikstofvervuiling en de gebruikelijke mitigatiestrategieën voor beiden bij natuurherstel en het ontwarren van de effecten van vervuiling met gereduceerde (voornamelijk afkomstig uit de landbouw) versus geoxideerde (voornamelijk afkomstig van verbrandingsprocessen) stikstofverbindingen via experimenten en bestaande data. Hiervoor zal er gebruik gemaakt worden van observationeel bewijs op grote schaal in heel Europa (>25.000 gestandaardiseerde observaties in >10 landen). We streven er ook naar om voor het eerst soortspecifieke kritische drempels voor geoxideerde en gereduceerde stikstof in taxonomische groepen te identificeren. Dit nieuwe bewijsmateriaal kan verstrekkende gevolgen hebben voor het milieubeleid met betrekking tot stikstof, dat momenteel geen onderscheid maakt tussen gereduceerde en geoxideerde verbindingen. Om deze doelen te bereiken zullen we waardplanten en vlinders als modelsoorten gebruiken, omdat bewezen is dat deze zeer gevoelig zijn voor veranderingen in de omgeving en relatief eenvoudig te gebruiken zijn in experimentele ontwerpen. De algemene doelstellingen van dit onderzoeksvoorstel zijn enerzijds het kwantificeren van de effecten van stikstofvervuiling op de kwaliteit van voedselplanten, en anderzijds het evalueren van de daaropvolgende effecten op het gedrag en de fitheid van fytofage vlinders. Bovendien heeft dit voorstel tot doel de primaire effecten van stikstofvervuiling los te koppelen van de secundaire effecten van natuurherstelmethoden om de stikstofvervuiling te verminderen. De algemene verwachting is dat de voedingskwaliteit van waardplanten wordt beïnvloed door stikstofvervuiling en op zijn beurt de conditie en het gedrag van vlinders negatief beïnvloedt. We verwachten ook dat de huidige strategieën voor stikstofmitigatie ook een negatieve invloed hebben op vlinders, waardoor de algemene achteruitgang van insecten mogelijk wordt verergerd. Ten slotte verwachten we dat de experimenteel bepaalde relatieve bijdrage van beide factoren zal worden weerspiegeld in de achteruitgang van soorten en dat deze inzichten zullen leiden tot nieuw milieubeleid en natuurherstelstrategieën om het verlies aan biodiversiteit te beperken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ceulemans Tobias

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

LIFE HARWIN maakt deel uit van het LIFE-deelprogramma "Natuur en Biodiversiteit". De projectregio heeft te kampen met verschillende bedreigingen, zoals habitatfragmentatie en te kleine populaties van belangrijke soorten. In dit project streven we naar het ecologisch herstel en de kwaliteitsverbetering van 350 ha kwalificerende habitats langs de gehele helling van de Winge-vallei: aquatische habitats 3130 (annexsoort Luronium natans), 3140, 3150; heidehabitats 6230*, 4030, 4010; graslandhabitats 6410, 6510; veenhabitats 7140, 7230 en boshabitats 9120, 91E0*, 9160. Doellocaties voor het herstel van habitats worden consequent gekozen naast de habitat om de connectiviteit van de habitat te herstellen en een gunstige habitatgrootte te bereiken. Dit is van cruciaal belang omdat de resterende habitats meestal klein en geïsoleerd zijn, gekenmerkt worden door veel soortenverlies en geen deel meer uitmaken van een duurzaam natuurlijk ecosysteem. Dit herstel zal ook de uitbreiding of (her)kolonisatie van een aantal bijlage I-soorten van de Vogelrichtlijn en bijlage II-soorten van de Habitatrichtlijn ten goede komen. Om dit doel te bereiken zullen Natuurpunt en ANB, twee professionele natuurbeheerders en de belangrijkste grondeigenaren van het projectgebied de herstelacties uitvoeren. Deze samenwerking wordt versterkt door de academische inbreng van APM en de Universiteit Antwerpen, beiden met ervaring binnen het projectgebied, die hun expertise zullen inbrengen in het bestuderen van populaties die geconfronteerd worden met milieuvervuiling en habitatfragmentatie en met het herstel van overgebleven populaties door ex-situ cultivering en herintroductie. Het partnerschap verzekert zo de valorisatie in praktische toepassingen van de milieuwetenschappen, in weerwil van elke kloof die kan bestaan ​​tussen academische wetenschappers en professionals en vrijwilligers. Daarom zal de expertise van de Nederlandse koepelstichting LA, die juist is opgericht om de kloof tussen academische instellingen en professionals en vrijwilligers te overbruggen, onmisbaar zijn voor de doelstellingen van dit project.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ceulemans Tobias

Onderzoeksgroep(en)

• Ecosphere
• Geobiologie

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject