Växtekologi, -fysiologi & miljövetenskap
Forskningsgruppen "PEPES" studerar hur växter svarar på klimatförändringar, föroreningar och markanvändning/-skötsel, på skalor från gener till ekosystem och i klimatzoner från arktisk till tropikerna. De utforskar även hur miljöeffekter på växter och alger påverkar klimatet, produktionen av mat, virke och biobränsle, biodiversitet och människors exponering för pollen och föroreningar. Enheten har expertis inom genmodifiering, fotosyntes, manipulativa fältexperiment, processbaserad modellering och nationell polleninventering.
Växtcell- och molekylärbiologi
Här behandlar vi grundläggande frågor inom tillväxt, hur växter reagerar på klimatförändringar och andra stressfaktorer i miljön samt produktion av sekundära metaboliter.
Fokusområden inkluderar funktionell genomik hos kiselalger, regleringsmekanismer i fotosyntetiska membran hos växter och alger, och anpassningar till abiotisk stress hos växtgrödor som vete.
Växtekologi och miljövetenskap
Vi studerar hur klimatförändringar, luftföroreningar samt mänsklig markanvändning och hantering påverkar växter och landbaserade ekosystem, allt från arktisk tundra till boreal och tropisk skog. Vi undersöker också konsekvenserna av de gensvar som vegetationen ger för reglering av klimat, biogeokemiska cykler och människors exponering för pollen och luftföroreningar.
I en värld av snabb miljöförändring försöker vi ta upp brinnande frågor för vilka forskning behövs, för att förstå framtida miljörisker och för att utforma effektiva mildringsstrategier:
- Hur påverkar klimatförändringar och luftföroreningar ekosystemprocesser som biomassaproduktion, näringscykling och vattenekonomi?
- På vilka sätt märker vi av klimatpåverkan genom markanvändning och förvaltning?
- Hur kommer den globala uppvärmningen att förändra sammansättningen och mångfalden i arktiska och alpina ekosystem?
- Vad blir framtiden för tropiska bergskogar i ett varmare och torrare klimat?
- Hur påverkar vegetation stadsmiljön inklusive luftföroreningar och lokalt klimat?
- Kommer klimatförändringar att påverka exponeringen för allergiframkallande pollen och interagera med luftföroreningar vilket förvärrar människors hälsoproblem?
Vi bedriver fältarbete i olika delar av världen, inklusive den arktiska tundran samt ekosystem i boreala, tempererade och tropiska biomer. Experimentella metoder inkluderar kontrollerade och realistiska, ekologiska fältförsök med manipulation av luftföroreningar, koldioxid, temperaturförändringar och näringsämnen. Vi utforskar också anläggningens anpassning längs naturliga miljögradienter. Dessutom använder vi processorienterade modeller för att bedöma och förutsäga de långsiktiga och storskaliga konsekvenserna av antropogena effekter på markekosystem. Sist men inte minst gör vi datasynteser och metaanalyser.
Forskningsledare
Mats Andersson
Henrik Aronsson
Anne Bjorkman
Adrian Clarke
Åslög Dahl
Annemieke Gärdenäs
Håkan Pleijel
Cornelia Spetea Wiklund
Lasse Tarvainen
Johan Uddling
Göran Wallin
Ekologiska dynamiker på tundran
Tundra-regionerna upplever några av de snabbaste uppvärmningarna på planeten. Vi använder en kombination av långsiktiga övervaknings-, observations- och experimentmetoder för att förstå effekterna av denna förändring för komposition, mångfald och funktion i ekosystemen. Pågående projekt inkluderar (1) förståelse för hur temperaturen påverkar tundraväxtsamhällen över skalor, från mikro till makro; (2) kvantifiera uppvärmningsdriven förändring i växtfunktionella egenskaper och experimentellt bedöma konsekvenserna av dessa förändringar för ekosystemfunktioner; (3) förutsäga vilken art som kommer att reagera positivt eller negativt (”vinnare och förlorare”) på klimatförändringar; (4) skapa förståelse av icke-klimatgränser för arter varierar över längsgående och höjdgradienter; och (5) bedöma effekterna av uppvärmningen på tundraväxtfenologin, inklusive konsekvenser för kollagringspotential och växter-pollinatorinteraktioner.
Mer information om tundraekologisk forskning kan hittas på den externa sidan.
Stöd för dessa projekt tillhandahålls av VR Early Career Grant (2019 - 05264), ett Wallenberg Academy Fellowship (2019) och Carl Tryggers Stiftelse (2019).
Kontakt: Anne Bjorkman
Jordbruksekologi och ekosystemtjänster
Halv-naturliga betesmarker i Sverige har nästan försvunnit under förra seklet och med dem minskas många ekosystemtjänster. Vi undersöker möjligheterna att göra småskalig ekologisk nötköttsproduktion ekonomisk livskraftig genom att utforma sammanhängande betesmark för betesmarker och skogsmosaiker. Därmed fokuserar vi på samspelet mellan ekologisk nötköttproduktion, träproduktion, biologisk mångfald, klimatreglering och ekonomi. Vi genomför fältstudier på gårdar längs en klimatgradient från södra till norra Sverige, använder deltagande metoder och nationella inventeringar. Projektet är i samarbete med Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och intressenter som Miljöskyddsbyrån, landsting och organiska nötköttföretagare.
Kontakt: Annemieke Gärdenäs
Inhemska honungsbin, liksom vilda bin, har pollen från blommande växter som sin enda källa till aminosyror och lipider som behövs för stamproduktion och vinteröverlevnad. De utför en betydande del av pollinering av ekosystemtjänster och bidrar både till produktionen och kvaliteten på flera grödor och till ekosystemens stabilitet och mångfald. Förändringar i landskapsstruktur och markanvändning, vilket ledde till förstörelse och fragmentering av livsmiljöer, påverkade emellertid befolkningsstorlekar av vilda bin; dessutom har det infödda honungsbiet till stor del ersatts av icke-infödda raser i biodling. Analys av pollen som bi samlar informerar oss om hur de använder tillgängliga växter och om deras ömsesidiga eller konkurrensförhållanden. Vi använder pollenanalys för att få mer information om hanterad och vild biodensitet, och hur vilda och hanterade pollinerare samverkar; vi jämför även resursförmågan hos det inhemska nordiska biet (Apis mellifera mellifera) med andra raser som vanligtvis används för honungsproduktion i Skandinavien. Det finns stöd för differentiell anpassning till lokalt och regionalt klimat och vegetation i honungsbiets underarter och raser (Apis mellifera). Vi gör parallella studier på fem olika bigårdar i Sverige och Norge för att förstå de infödda och importerade rasernas preferenser med avseende på den lokala floran och för att ta reda på om det finns skillnader i fenologiska egenskaper.
Project & Support: Formas Organic Agriculture Program 221-2014-217 (slutar 2020)
Kontakt: Åslög Dahl
Klimatåterkoppling av markanvändning och förvaltning
Hantering och användning av mark orsakar klimatåterkopplingar genom växthusgasutsläpp och reflektion av solstrålning. Inom detta ämne strävar vi efter vetenskapliga bevis för att utforma optimal markanvändning och förvaltning för att minska negativa klimatåterkopplingar från markekosystem. Vid höga breddgrader, som i norra Europa, Kanada och norra Ryssland, är reflektion av solstrålning på grund av vegetationer albedo en viktig klimatdrivare. Vi undersöker vikten av vegetationsstruktur i mosaiklandskap för albedo (MERGE-projekt). I tropiska ekosystem är lagring av kol en viktig klimatdrivare. Vi undersöker effekterna av förändring av markanvändning på lagring av markkol (SEA-projekt) i etiopiska högländerna.
Omjustering av dränerade torvmarker kan minska växthusgasutsläppen. Vi kommer att utveckla en guidebok som presenterar flera omvätningsalternativ och deras respektive förväntade växthusgasutsläpp/upptag (Formas-projekt). Forskare från Göteborg, Stockholm och Lunds universitet samarbetar med markägare, offentliga myndigheter och icke-statliga organisationer.
Projekt och support:
- MERGE - modellera det regionala och globala jordsystemet
- SEA (Swedish Energy Agency)
- Formas-projektet "En guide för hur markanvändning kan omvandla högavgivande dränerade organiska jordar till områden med negativa utsläpp" (PI Åsa Kasimir).
Kontakt: Annemieke Gärdenäs
Modellering av antropogena effekter på biogeokemiska cykler i markekosystem
Människor påverkar miljön på många sätt samtidigt, till exempel klimatförändringar, förhöjd kvävehalt (N), radioaktiv kontaminering, markanvändning och hantering. Vi använder processorienterade modeller för att förbättra förståelsen för mänskliga effekter och beräkna de kombinerade och långsiktiga effekterna på de biogeokemiska cyklerna i markbundna ekosystem. Vi utvecklar (vidare) ekosystemmodeller för specifika forskningsfrågor. Exempelvis är svensk skog N eller fosfor (P) begränsad eller båda? För att undersöka denna fråga inkluderade vi nyligen en fullständig beskrivning av P-cykeln i CoupModel (P-projektet).
Vi utvecklade också Tracey-modellen för att beskriva cykling av element eller radioaktiva isotoper som också har betydelse i mycket låga (spår) koncentrationer (Tracey-projekt). Med denna modell kan vi till exempel förutsäga riskerna för förorening av olika växtdelar, såsom frön och löv, som används i livsmedels- och foderproduktionen. Vi kan också använda den för att beräkna riskerna för att föroreningarna exporteras till marken eller strömvatten. De nyare modelleringsstudierna genomförs i samarbete med KTH och Sveriges lantbruksuniversitet (SLU).
Projekt och support:
- GU, MERGE, BECC
- Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co (SKB)
- Statens strålsäkerhetsmyndighet
- Stark forskningsmiljö IMPRESS (Formas 2011-1747).
Kontakt: Annemieke Gärdenäs
Jordekologi och miljö
Det finns en ny kombination av miljöförändringar i Europa som växt fram under det senaste decenniet - avsättning av kväve (N) minskar medan lufttemperaturen ökar. Jordmikrobiell är känslig för dessa miljöfaktorer; dessa faktorer påverkar sönderdelarna av markorganiskt material och kan därför ha konsekvenser för kollagring i och N-urlakning från skogsjord.
Fältstudierna utförs på långsiktiga skogsförsöksplatser, längs en näringsämnesgradient från centrala Sverige till Tjeckien, i samarbete med University of South Bohemia, Tjeckien och Swedish University of Agriculture Sciences (SLU). Resultaten från fältstudierna kommer att användas för att förbättra den prediktiva kraften hos modeller av organiskt material från marken genom att uttryckligen beskriva jordens mikrobiella funktioner och svar på en förändrad miljö (IMPRESS). Formas starka forskningsmiljö IMPRESS är den huvudsakliga bidragsgivaren för det svenska deltagandet.
Projekt och support:
- Stark forskningsmiljö IMPRESS (Formas 2011-1747, Lindahl PI)
Kontakt: Annemieke Gärdenäs
