Onderzoeksproject naar klimaat ‘Tipping points’ ontvangt 10 miljoen euro
Arjen Doelman (Universiteit Leiden), Max Rietkerk (Universiteit Utrecht), Ehud Meron (Ben-Gurion University of the Negev) en Isla Myers-Smith (University of Edinburgh) ontvangen voor hun RESILIENCE-project een ERC Synergy-subsidie van 10 miljoen euro. De wetenschappers gaan onderzoeken of en hoe we omslagpunten in ecosystemen kunnen voorkomen dankzij ruimtelijke processen en de vorming van ruimtelijke patronen.
Tipping points ontstaan wanneer de schade aan een ecosysteem zo groot is, dat de veranderingen onomkeerbaar zijn. Vaak is die schade het gevolg van menselijke invloeden op onze planeet. Dit soort omslagpunten zijn een grote zorg in de strijd tegen klimaatverandering. Ze kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat savannes veranderen in woestijnen, en toendra’s in bossen, wat voor nog meer klimaatverandering zorgt.
Veerkrachtiger dan eerder gedacht
Eerder onderzoek, dat gepubliceerd is in Science, toonde aan dat ecosystemen die onder druk staan ruimtelijke patronen vormen, zoals vegetatiepatronen. Deze geven de ecosystemen het vermogen om meer weerstand te bieden tegen zulke tipping points. De patronen kunnen de ecosystemen zelfs helpen om te herstellen. Rietkerk: 'We zullen met het concept van tipping points terug moeten naar de tekentafel. Dan kunnen we onderzoeken wanneer het concept niet werkt en wanneer we dus onze theorie van ruimtelijke patroonvorming moeten toepassen.'
Door de synergie van de verschillende expertises in ons team kunnen we nieuwe manieren vinden om tipping points te voorkomen
Omslagpunten helemaal omzeilen
De theorie die het RESILIENCE-team voorstelt suggereert nu dat ruimtelijke patronen en de terugkoppeling daarvan met andere ecologische processen omslagpunten kunnen voorkomen en omzeilen. Dat zou betekenen dat ecosystemen veel veerkrachtiger zijn dan eerder werd gedacht. Meyer-Smith: 'Toendra-ecosystemen zitten vol ruimtelijke patronen. Strepen, cirkels en zeshoeken zijn te vinden in alle verschillende soorten toendra-landschappen. Wij gaan uitzoeken of deze patronen veerkracht kunnen bieden tegen klimaatverandering.'
Inzicht in de fundamenten
Het multidisciplinaire team, met onderzoekers uit Utrecht, Leiden, Be'er Sheval en Edinburgh, zal de veerkracht van ecosystemen bestuderen en de manieren waarop de mens kan ingrijpen om deze 'points of no return' te omzeilen. Doelman: 'Met dit project willen we fundamentele mechanismen ontdekken waarmee ecosystemen flexibel kunnen reageren op klimaatverandering zonder op catastrofale wijze in te storten.'
Snelle versus geleidelijke verandering
'We gaan bijvoorbeeld onderzoeken met welke snelheid externe factoren zoals jaarlijkse regenval of gemiddelde temperatuur veranderen,' vervolgt Doelman. 'Simulaties laten zien dat wanneer deze factoren relatief snel veranderen, er binnen ecosystemen overgangen kunnen plaatsvinden die bij een meer geleidelijke verandering niet plaatsvinden. Maar hoe dit precies werkt is nog niet helemaal duidelijk.'
Samenwerking is de sleutel
De onderzoekers pakken deze uitdaging aan door disciplines als ecologie, natuurkunde, wiskunde, informatica en data science te combineren. Meron: 'De grote complexiteit van veelzijdige ecosystemen maakt het lastig om de interactie met klimaatverandering uit te zoeken. Door de synergie van de verschillende expertises in ons team kunnen we juist voordeel halen uit die complexiteit en nieuwe manieren vinden om tipping points te voorkomen.' Het onderzoek begint in het voorjaar van 2023 en zal zes jaar duren.