Ecosystem Modelling (ECOMOD)
Mariene milieus worden gekenmerkt door een buitengewone biodiversiteit op microscopisch niveau. Het is vrijwel onmogelijk om vooraf te bepalen welke soorten in een zeewaterstaal zullen voorkomen. En een staal dat amper een honderdtal meter verder wordt genomen, kan sterk verschillende soorten bevatten. Ondanks die microscopische diversiteit en de schijnbaar willekeurige kenmerken en gedragingen van individuele organismen, tekent er zich op macroscopisch niveau in het voorkomen van verschillende soorten toch een zekere structuur af in het fysieke en biologische milieu.
Fytoplankton, microscopische algen die in de waterlagen rondzweven, hebben licht en voedingsstoffen nodig om te groeien. Hun metabolisme wordt beïnvloed door de temperatuur van het zeewater, en vele van deze organismen worden meegevoerd met de stroming, komen op de zeebodem terecht of drijven naar het wateroppervlak, al naargelang hun drijfvermogen en de turbulentie in het water. Of ze overleven, hangt af van roofdieren, waaronder zoöplankton (microscopische diertjes in het water), en van hun weerstand tegen virussen of andere bedreigingen. Al deze factoren bepalen welke soorten in een bepaald gebied en in een bepaald seizoen kunnen overleven.
Door uiteenlopende fysieke en biologische processen uit te drukken aan de hand van wiskundige vergelijkingen, kunnen we een wiskundig model opstellen van een ecosysteem. Zo’n model brengt de groei en sterfte van elke soort in kaart, en welke invloed de fysieke omgeving en de andere soorten daarop hebben.
Onderzoek met modellen van ecosystemen door de OD Natuurlijk Milieu heeft er bijvoorbeeld toe geleid dat beleidsmakers een aangepast beleid voeren om de eutrofiëring van kustgebieden in te dijken (door eutrofiëringsmodellen), en dat we een beter zicht krijgen op de overlevingskansen van jonge vissen (door een vislarvenmodel).
Het Eutrofiëringsmodel toont ons hoe nitraten en fosfaten uit de Europese rivieren de ontwikkeling van fytoplankton in de zuidelijke Noordzee en het Kanaal beïnvloeden. Hoewel het aanvankelijk werd ontwikkeld om de eutrofiëring te bestuderen, wordt dit model momenteel bijgewerkt om ook de rol van fytoplankton in de koolstofkringloop na te gaan.
Het Vislarvenmodel moet de verspreiding van larven van de gewone tong (Solea solea) – die een hoge commerciële waarde geniet – simuleren. Dit computermodel zal de fysieke en biologische omgeving van de Noordzee nabootsen. In het model worden larven op verschillende locaties in de Noordzee uitgezet, waarna we kunnen zien hoe ze zich verspreiden via stromingen en met welke omstandigheden ze te maken krijgen die hun groei en overleving al dan niet ten goede komen. De resultaten worden getoetst aan de gegevens over de omvang van de larvenpopulaties en hun genetische kenmerken die op zee worden vergaard.
