Akademie Colloquium

Climate models revisited: the biochemical consequences of mycorrhizal dynamics

Datum:
8 april 2015  -  10 april 2015
Locatie:
KNAW, Trippenhuis, Kloveniersburgwal 29, 1011 JV Amsterdam
Contact:
Telefoon:
020 551 0747
Voeg toe:

Ons voorstel is om toonaangevende wetenschappers op het gebied van mycorrhizale ecologie, biogeochemie, eco-hydrologie en mondiale-veranderingsbiologie bij elkaar te brengen om na te gaan wat de kansen, uitdagingen en beperkingen zijn van de conceptualisatie en parameterisering van ondergrondse dynamieken (met name mycorrhizale dynamieken) in grootschalige modellen.

Doel

Mycorrhizale schimmels vormen symbiotische associaties met bijna alle landplanten. Zij spelen een cruciale rol bij de koppeling van de koolstof- (C), stikstof- (N), fosfor- (P) en waterkringloop. Hoewel erkend wordt dat zij op lokale schaal een belangrijke rol spelen, ontbreken zij in de huidige generatie aardsysteemmodellen. Ons voorstel is om toonaangevende wetenschappers (uit zowel de experimentele wetenschap als de modellering) op het gebied van mycorrhizale ecologie, biogeochemie, eco-hydrologie en mondiale-veranderingsbiologie bij elkaar te brengen om na te gaan wat de kansen, uitdagingen en beperkingen zijn van de conceptualisatie en parameterisering van ondergrondse dynamieken (met name mycorrhizale dynamieken) in grootschalige modellen.

Achtergrond

Inzicht in de rol van terrestrische ecosystemen bij de verwijdering van koolstofdioxide (CO2) uit de atmosfeer is cruciaal voor het voorspellen van toekomstige veranderingen in het klimaat op aarde. De huidige schattingen van de toekomstige koolstofopname door de terrestrische biosfeer lopen ver uiteen, afhankelijk van het mondiale model dat wordt gehanteerd. Dit levert een grote onzekerheid op bij het voorspellen van de klimaatverandering. Een belangrijke oorzaak van het feit dat deze waarden zo uiteenlopen, is de manier waarop de modellen omgaan met de ondergrondse C-dynamieken en nutriëntbeperking. In de meeste bestaande modellen zijn ondergrondse processen slechts zeer globaal (of helemaal niet) verwerkt, ondanks het feit dat wortels en hun microbiële associaties in ecosystemen van cruciaal belang zijn voor de koppeling tussen de C- en nutriëntenkringloop. Ook is er op dit moment geen enkel model waarin de C- en andere nutriëntenkringlopen (bijv. de N- en P-kringloop) aan elkaar zijn gekoppeld, hoewel bekend is dat de koppeling tussen C-N-P een belangrijke rol speelt in de manier waarop ecosystemen reageren op mondiale milieuveranderingen.

Er wordt van uitgegaan dat de belangrijkste groep bodemmicroben die zorgen voor binding van de C-N-P-kringloop, de mycorrhiza-schimmels zijn. Mycorrhiza-schimmels vormen mutualistische associaties met planten, waarbij zij koolstof van hun gastheer krijgen in ruil voor groeibeperkende voedingsstoffen uit de bodem, zoals N en P. Deze schimmels krijgen 10 à 25% van de foto-assimilaten van de plant en vormen daarmee een belangrijke manier waarop C wordt opgeslagen in fungale biomassa en bodem. Daarnaast beïnvloeden mycorrhiza-schimmels ook de afbraak van organisch materiaal in de bodem, doordat zij ervoor zorgen dat er extracellulaire enzymen vrijkomen of dat bodemdeeltjes worden gebonden tot stabiele aggregaten. Ten slotte zorgen mycorrhiza-schimmels er ook voor dat het effect van milieustressoren, zoals droogte, wordt beperkt, doordat zij de opname van water en voedingsstoffen bevorderen, ervoor zorgen dat het plantweefsel en de bodemdeeltjes beter met elkaar in contact komen en het waterretentievermogen van de bodem veranderen. Hoewel bekend is dat mycorrhizale dynamieken een belangrijke rol spelen, ontbreekt de interactie tussen plant en mycorrhizae (en het effect daarvan op de nutriëntenkringloop) in de modellen waarmee de koolstofopslag en klimaatverandering kunnen worden voorspeld. Onderzoek naar de manier waarop mycorrhiza-schimmels zorgen voor koppeling van de C-N-P-kringlopen zal er dus toe leiden dat we de terrestrische koolstofopslagcapaciteit beter kunnen voorspellen.

Organisatie

Dr. K. Rebel, dr. R.P. Philips en prof. dr. M. van der Heijden (Universiteit Utrecht)

Sponsors

Travel and lodging are supported by the US Department of Energy, Office of Science, Office of Biological and Environmental Research.