Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "BIONUCLIM: Biodiversiteit, beschikbaarheid van voedingsstoffen, en klimaateffecten op de productiviteit en stabiliteit van terrestrische ecosystemen." "Ivan Janssens" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "Klimaatverandering, verlies van biodiversiteit en veranderingen in de beschikbaarheid van voedingsstoffen zijn drie van de belangrijkste componenten van wereldwijde verandering die van invloed zijn op het leven op Aarde. Ondanks de grote inspanningen van de wetenschappelijke gemeenschap is het echter nog niet duidelijk hoe deze drie componenten met elkaar interageren in het veranderen van de functie van ecosystemen alsook de koolstof die ze uitwisselen met de atmosfeer. Met dit onderzoek willen we begrijpen hoe biodiversiteit en nutriëntbeschikbaarheid in wisselwerking staan met klimaatvariabiliteit om de productiviteit en stabiliteit van ecosystemen te bepalen op verschillende ruimtelijke en temporele schalen, van lokaal tot wereldwijd en van jaarlijkse tot 10-jaarlijkse schalen. Hiervoor zullen we satellietbeelden en wereldwijde databases van in situ gemeten ecosysteem koolstof flux uitwisseling vanalyseren om i) de hypothese te testen dat meer diverse en voedselrijke ecosystemen minder gevoelig zijn voor weersomstandigheden en onderzoeken hoe dit hun absorptievermogen voor CO2 beïnvloedt. en ii) om de hypothese te testen dat de toenemende klimaatvariabiliteit en biodiversiteitsverlies de stabiliteit van het ecosysteem op wereldschaal verminderen, en dat de beschikbaarheid van nutriënten dit schadelijke effect vermindert. Deze nieuwe, integratieve benadering zal ons helpen meer inzicht te krijgen in de rol van klimaatverandering, biodiversiteit en beschikbaarheid van nutriënten in de koolstofcyclus van terrestrische ecosystemen, wat essentiële informatie is voor het verbeteren van voorspellingen over hoe de biosfeer in de toekomst zal reageren." "Vaste patronen in koolstofallocatie van diverse terrestrische ecosystemen." "Ivan Janssens" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "De 'efficiëntie van biomassaproductie' (BPE) van terrestrische ecosystemen is de fractie van geassimileerde koolstof die effectief gebruikt wordt voor de productie van de biomassa van planten. BPE is een belangrijke parameter die helpt de koppeling tussen ecosystemen en het broeikaseffect, dus klimaatverandering, te begrijpen. In deze studie zullen we de drijvende omgevingsvariabelen van BPE bepalen en analyseren voor de belangrijkste ecosyteemtypes op aarde (bvb graslanden, bossen, landbouwecosystemen, moerasgebieden). Daarnaast zullen we de relatie tussen BPE en de opslag van koolstof in het ecosysteem (in de biomassa van planten en in de bodem) bestuderen. We gaan uit van de hypothese dat BPE afhankelijk is van de bodemvruchtbaarheid en dat dit geldt voor elk ecosyteemtype. We veronderstellen dat planten efficiënter groeien op een vruchtbare bodem dan op een arme bodem, omdat er minder koolstof moet geïnvesteerd worden in niet-structurele koolhydraten – zoals voedsel voor wortelsymbionten en exudaten - die noodzakelijk zijn voor de opname van nutriënten uit de bodem. Zodoende is er meer koolstof beschikbaar voor de productie van biomassa en is op het niveau van het ecosysteem de koolstofopslag groter. Deze hypothese zal getest worden aan de hand van (1) een nieuwe databank met gegevens van honderden experimenten op verschillende ecosysteemtypes ('the global biome database') en (2) een mesocosmos-experiment op de campus van de Universiteit Antwerpen voor een gematigde ecosysteem, zoals bijvoorbeeld een graslanden." "Bepaling van de biomassaproductie van terrestrische ecosystemen en van haar determinanten op globale schaal." "Ivan Janssens" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "De productie van biomassa (BP) in terrestrische ecosystemen is een fundamenteel ecologisch proces en een belangrijke ecosysteemdienst. BP omvat voedsel, vezels en hout, en is tevens een belangrijke opslagplaats voor koolstof (C) op de Aarde; het is een cruciale factor in de globale C cyclus en bepaald mede ons klimaat. De productie van biomassa wordt intensief onderzocht en BP schattingen bij 'directe' (veld) metingen zijn verkrijgbaar voor honderden experimentele locaties wereldwijd. Toch blijven globale analyses van BP dynamieken beperkt en grotendeels gebaseerd op 'indirecte' BP schattingen via remote sensing beelden die een hoge resolutie, maar lage nauwkeurigheid hebben. Mijn doel is om verheldering te brengen over de globale BP dynamieken (1) door het verstrekken van robuuste BP ramingen voor alle belangrijke types van terrestrische ecosystemen (o.a. bossen, weiden, akkers, moerassen, toendra, woestijnen) en voor de hele Aarde, en (2) door te identificeren wat de belangrijkste bepalende factoren zijn van globale variatie in BP (bvb planteigenschappen, klimaat, bodemvruchtbaarheid, bodemwater inhoud of het ecosysteem beheer). Daarnaast, zal de studie de directe en indirecte methoden van BP metingen vergelijken en kenmerken of zwakke punten van beide benaderingen verduidelijken. Deze doelstellingen zullen worden bereikt door het gebruik van een nieuwe, unieke, database van directe BP schattingen, die ik onlangs samengesteld heb, in combinatie met remote sensing BP schattingen van MODIS." "Behoud en herstel van mariene ecosystemen in de context van diepzeemijnbouw (DEEP REST)." "Ann Vanreusel" "Vakgroep Europees, Publiek- en Internationaal Recht, Biologie" "DEEP REST zal twee opmerkelijke diepzee-ecosystemen onderzoeken, namelijk polymetallische knollenvelden en hydrothermale bronnen, inclusief hun uitgebreide periferieën. Er zullen vier grote gebieden worden onderzocht: de Clarion-Clipperton Zone (CCZ) en de DISCOL Experimental Area (DEA) in de Stille Oceaan voor nodule velden en de noordelijke Mid-Atlantische Rug (nMAR), en de Arctic Mid-Ocean Ridge (AMOR) voor actieve en inactieve hydrothermale bronnen. Deze afgelegen ecosystemen lopen het risico van exploitatie van hun bijbehorende strategische metaalbronnen, d.w.z. polymetallische knollen (PMN) en massieve sulfiden op de zeebodem (SMS). Informatie over hoe de gevolgen van toekomstige mijnbouwactiviteiten kunnen worden beperkt, is van het grootste belang. De Internationale Zeebodemautoriteit (ISA) is momenteel bezig met het opstellen van de mijnbouwcode die mijnbouwactiviteiten in het gebied zal reguleren en werkt aan de ontwikkeling van regionale milieu Beheerplannen (REMP's). Bovendien heeft de Noorse regering onlangs op nationaal niveau de Wet op de zeebodemmineralen aangenomen en heeft zij een proces dat kan leiden tot commerciële mijnbouwactiviteiten onder Noorse jurisdictie. Het uitwerken van strategieën om de oceanen duurzaam te gebruiken manier is van fundamenteel belang, zoals uitgeroepen in het ""Decade of Ocean Science for Sustainable development (2021-2030)"" en het ""Decade on Ecosystem Restoration” gelanceerd door de VN en in Mission Starfish 2030 van de EU. Er zijn echter nog steeds vragen over de effecten van mijnbouw en de veerkracht van diepzeegemeenschappen tegen antropogene activiteiten. DEEP REST zal de fundamentele kennis over soorten en functionele diversiteit vergroten en hun onderlinge verbindingen om effectieve plannen en voorschriften voor milieubeheer te ontwikkelen om unieke en kwetsbare mariene habitats te beschermen. Wij zullen evalueren van de effectiviteit van passieve en innovatieve benaderingen van actief herstel voor het herstel van de biodiversiteit van ecosystemen en beoordelen hoe deze acties kunnen bijdragen tot het in stand houden van ecosysteemfuncties en -diensten. Een cruciale en toch ontbrekende multidimensionale analyse van alternatieve instandhouding Er zullen strategieën worden uitgevoerd, waaronder een evaluatie van ecosysteemdiensten onder verschillende institutionele regimes. Een belangrijk doel van dit project is om: bijdragen aan het Europese en internationale milieubeleid. Daarom stellen we voor om gegevens uit eerdere en huidige studies te integreren, zodat wetenschappelijke bevindingen kunnen worden gebruikt om concrete conserverings- en/of herstelacties aan te bevelen die ook op andere gebieden van toepassing zijn. Een originele outreach en Er zal een bewustmakingsstrategie worden ontwikkeld over het bestuur en de kwesties rond diepzeebronnen, waaronder beleidsnota's en een toneelstuk." "Interacties in mobility-as-a-service ecosystemen" "Chris Tampère" "Industrieel Beleid / Verkeer en Infrastructuur (CIB)" "Achtergrond / motivatie Mobility-as-a-Service (MaaS) integreert multimodale en mobiliteitsdeeldiensten in een enkele bundel van mobiliteitsdiensten voor klanten voor gebruik in hun dagelijkse reizen. Dit nieuwe mobiliteitsconcept wordt beschouwd als een oplossing voor het verminderen van congestie en vervuiling door het verminderen van het privé-autogebruik. In toekomstige steden kunnen meerdere MaaS-makelaars naast elkaar bestaan met openbare en particuliere vervoersdienstverleners. Ze zullen klanten aantrekkelijke diensten moeten aanbieden (om te kunnen concurreren met het privé-autogebruik) en moeten bijdragen aan duurzame beleidsdoelstellingen van de overheid (en) (om vergunningen en subsidies te rechtvaardigen), terwijl ze tegelijkertijd commercieel zijn en winstgericht zijn. Dit leidt tot de opkomst van een zeer flexibel en adaptief ecosysteem van belanghebbenden op het gebied van mobiliteit, waarvan de interacties dynamisch kunnen worden beïnvloed door beleidsmaatregelen (vergunningen, subsidies, belastingen, ...), concurrentie, strategische allianties enzovoort; en dit alles is onderhevig aan veranderende voorkeuren in de markt en beperkingen opgelegd door de fysieke transportinfrastructuren. De doelstellingen van deze belanghebbenden zijn niet noodzakelijkerwijs op elkaar afgestemd en elke belanghebbende beschikt over slechts een paar beslissingsvariabelen die hij beheert. Zijn tevredenheid (bijvoorbeeld winst) hangt echter af van de combinatie van de variabelen die hij controleert met variabelen die door anderen worden gecontroleerd. Reizigers kunnen bijvoorbeeld de reismodus kiezen die ze gebruiken, maar de prijs wordt bepaald door de serviceprovider. Een aanbieder van gedeelde taxi's mag de tarieven voor zijn dienstverlening kiezen, maar wordt beperkt door de betalingsbereidheid van zijn klanten, die op zijn beurt afhangt van de tarieven van de alternatieve, concurrerende reisdiensten die op de markt bestaan. Bovendien kan hij worden belast of gesubsidieerd door een overheid die enige controle over zijn markt wil uitoefenen, b.v. om hem te stimuleren om niet te concurreren met massatransport, maar om aanvullende diensten aan te bieden, zoals het verzamelen van feedertrips. De dispatching met de gedeelde taxi mag de volgorde kiezen waarin hij de passagiers ophaalt en afzet en het pad tussen deze punten, maar wordt geconfronteerd met de beperkingen van de fysieke infrastructuur die congestie kan vertonen als te veel andere weggebruikers hetzelfde pad kiezen. Onderzoeksdoelen Het MaaS-ecosysteem met de interacterende belanghebbenden kan worden beschouwd als een spel voor meerdere spelers. Wiskundige technieken zijn ontwikkeld om dynamische interacties en hun resulterende evenwichten te modelleren in vergelijkbare techno-economische systemen zoals energieproductie- en distributiemarkten (Delarue et al., 2018; Poncelet, 2018) en supply chain-netwerken (Nagurney et al., 2002) . Wanneer de optimaliteit of evenwichtsvoorwaarden van elke stakeholder analytisch kunnen worden beschreven in eenvoudige formules, is het gewrichtsevenwicht in deze systemen gemodelleerd als gemengde complementariteitsproblemen (MCP), wat een speciaal geval is van variatieongelijkheidsproblemen (VIP (Nagurney, 1998)) . Veel efficiënte oplossingsalgoritmen voor eenvoudigere, meer traditionele transportsysteemmodellen zoals route- en vertrekkeuze-evenwichtsmodellen, evenals de theoretische bewijzen van hun convergentie en uniekheid, vinden ook hun oorsprong in de VIP-theorie (Friesz et al., 1993 ; Smith, 1979). Gezien hun verwante wiskundige structuur vastgelegd door VIP-formuleringen, zou het dus mogelijk moeten zijn om traditionele transportnetwerkmodellering en nieuwe interacties in het MaaS-ecosysteem te combineren in een gezamenlijk modelleringskader met bijbehorende oplossingsalgoritmen (Nagurney, 2006; Xu et al., 2015 ). Het doel van dit onderzoek is het ontwikkelen van dergelijke modellen voor het MaaS-ecosysteem, voor het onderzoeken van evenwichten en dynamische interacties in deze systemen en de factoren die daarop van invloed zijn. Dit doel is te breed om in één onderzoek te worden vastgelegd en behoeft verdere afbakening en specificatie. Dit zal onderdeel zijn van de verkennende fase. Enerzijds zal de stand van de techniek van soortgelijke inspanningen worden herzien en zullen openstaande kwesties worden geïdentificeerd. Anderzijds worden de kansen die de onderzoekscontext van de kandidaat aan de KU Leuven biedt, geïnventariseerd. Zo is er bij de afdeling Werktuigbouwkunde een lange traditie van het ontwikkelen van modellen en algoritmen voor (dynamisch) netwerkverkeer en evenwichtsmodellering (Himpe et al., 2019, 2016; Yperman et al., 2006), voertuigroutering ( Beullens et al., 2003; Vansteenwegen en Gunawan, 2019) en MCP-modellering van energiemarkten (Delarue et al., 2018). De uitdaging is om deze kansen voor vooruitgang bij het modelleren van MaaS-ecosystemen te benutten." "Effecten van verhoogde klimaatvariabiliteit en klimaatextremen op de koolstofcyclus in terrestrische ecosystemen." "Ivan Janssens" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "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." "Onderzoek naar de rol van nutriëntenbeschikbaarheid en mycorrhizae in de droogterespons van koolstofcyclering in terrestrische ecosystemen." "Ivan Nijs" "Universität Innsbruck, Internationales Institut für angewandte systemanalyse, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "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." "Veranderingen in stressgevoeligheid van planten en ecosystemen in een toekomstig klimaat." "Ivan Nijs" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "In dit project wordt onderzocht of de resistentie (afwijken van de normale functies) van plantengemeenschappen en van hun samenstellende plantensoorten aan verschillende stressfactoren zal veranderen in een toekomstig klimaat. Concreet wordt onderzocht of onder toekomstige klimaatcondities:1) de dosis-respons relatie per stressor verandert;2) synergetische of antagonistische effecten tussen stressoren wijzigen;3) de invloed die buurplanten uitoefenen op de stressrespons van individuele planten verandert." "Onderzoek naar de rol van nutriëntenbeschikbaarheid en mycorrhizae in de droogterespons van koolstofcyclering in terrestrische ecosystemen" "Ivan Nijs" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "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." "Naar een biologisch-gebaseerde extrapolatie in milieu risicoschatting: ontwikkeling van een mechanistisch kader dat (epi)genetische variatie integreert in de risico evaluatie van chemische stoffen in aquatische ecosystemen" "Jana Asselman" "Vakgroep Dierwetenschappen en Aquatische Ecologie, Vakgroep Toegepaste Ecologie en Milieubiologie" "  Milieurisicobeoordeling is bedoeld om beleid en regelgeving te informeren om een ​​adequate bescherming van alle organismen in de ecosystemen in een verordening wordt gewaarborgd. Echter, dit beleid en regelgeving zijn gebaseerd op standaard toxiciteit experimenten met slechts een klein aantal individuen, vaak met beperkt tot geen genetische diversiteit. Dit in tegenstelling tot de verscheidenheid en diversiteit aanwezig in natuurlijke populaties. De eenvoudige oplossing voor dit probleem maar al te vaak het gezamenlijk gebruik van willekeurig gedefinieerd veiligheid factoren om de resultaten van standaard toxiciteitstesten om natuurlijke populaties te vertalen. Verrassend genoeg zijn deze veiligheid factoren nog niet gebaseerd op wetenschappelijke literatuur of sound biologische en ecologische principes. Er is dus geen garantie dat deze de veiligheid factoren adequaat de bescherming van de ecosystemen in kwestie. Daarom zal de huidige projectvoorstel richten op het ontwikkelen van een mechanistisch raamwerk dat is goed voor en integreert (epi) genetische variatie die inherent zijn aan natuurlijke populaties. Door het gebruik van nieuwe moleculaire technologieën om deze variatie te bepalen en te begrijpen hoe het verbindt met variatie in reactie op stress, kan dit project een nieuw mechanistisch kader te ontwikkelen en zal daarom laten zien hoe we kunnen beginnen met meer-biologie-based en scientificallyfounded methoden in milieurisicobeoordeling te integreren."