Göteborgs universitet
Bild
Länkstig

Inom området växtekologi, -fysiologi och miljövetenskap jobbar ett tiotal seniora forskare, fördelade på ett par större forskargrupper.

Forskningen rör ett brett spektrum av frågor kopplade till växter, allt från vad som händer inne i cellerna, till effekter av omgivningen på populations- och ekosystemnivå.

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
Lasse Tarvainen
Johan Uddling
Göran Wallin
Cornelia Wiklund

Mer om våra projekt

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

Tundra-regionerna upplever några av de snabbaste uppvärmningarna på planeten. Vi använder en kombination av forskningsmetoder för att förstå effekterna av denna förändring.
Foto: Anne Bjorkman

Aerobiologi, pollen och svampsporer

I samverkan med Pollenlaboratoriet, där luftburet och allergiframkallande pollen övervakas och prognoser riktade mot allergiker och allergivård produceras, studerar vi ekologin hos växter som producerar pollen. Vi fokuserar på klimatens inverkan på fenologi och reproduktionsinsatser, och även på meteorologi, pollenutsläpp och transport. 

Kontakt: Åslög Dahl

Tropiska bergskogar i förändrat klimat

Tropiska regnskogar - anpassade till ett termiskt stabilt klimat - kan vara särskilt sårbara för klimatförändringar men denna hypotes förblir dåligt utvärderad, eftersom det saknas tillräckligt med data. I ett unikt experiment med höjdgradient undersöker vi tropiska träds känslighet för uppvärmning och minskad vattenförsörjning. Stora plantage av olika arter har etablerats på platser med stor variation i klimat, utöver det tillämpar vi också vattenmanipulationer på varje plats. Vi studerar också kolbestånd över och under marken,  samt flöden i tropisk montanskog i tidig och sen följd, på permanenta övervakningsplatser i Nuyngwe nationalpark Rwanda.

Forskningen bedrivs i samarbete med forskare vid University of Rwanda och Rwanda Agriculture and Animal Resources Development Board (RAB) och syftar till att utforska: (1) Trädens anpassningskapacitet till värme och torka; (2) Mekanismer och processer som kontrollerar svar på trädtillväxt och överlevnad; (3) Åter- och beskogningspotential med användning av infödda arter; (4) Kolbestånd och flöden av tropiska montanskogar i olika successiva stadier. Projektet har starka kontakter med rwandiska intressenter och beslutsfattare.

Se den här filmen om vår forskning!

Projekt och stöd:

  • Klimatkänslighet och återskogning av tropiska träd (VR utvecklingsundersökningsstipendium 2018-04669)
  • Tropiska montanskogar i en värmande värld (VR-utvecklingsforskningsstöd 2015-03338)
  • Torka och värme som tropiska träddödare (Formas-projektbidrag 2019-01470, kräva forskning och utvecklingsprojekt för forskare i tidig karriär)
  • Tropisk träddödlighet i ett förändrat klimat (EU H2020-MSCA-IF-2018, beviljande 844319)

Kontakt: Göran Wallin & Johan Uddling

Ozon och koldioxid i marknivå - exponering och effekter

Sedan flera decennier undersöker vi effekterna av olika gaser på grödor och skogar, särskilt förhöjda koldioxidkoncentrationer och luftföroreningar i marknivån. Tidigare var mycket av arbetet experimentellt, men nu fokuserar vi på härledning av svarsfunktioner och metaanalyser. Grödans kvalitet och kemiska sammansättning av växtvävnad under förhöjd CO2 och ozon utgör viktiga delar av vår forskning. Ett annat fokus är variationen i luftföroreningar över tid (påverkan av vädermönster som värmevågor) och rymd (variation i liten skala i förhållande till lokalt klimat och topografi). Vår forskning bidrar till modellutveckling och riskbedömning för ozoneffekter på vegetation, till exempel genom bidrag till arbetet med ICP Vegetation, ett internationellt program som undersöker effekterna av luftföroreningar på grödor och semi-naturlig vegetation i samband med Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (LRTAP).

Projekt och support:

  • Swedish EPA Research Program SCAC (slutet av 2020)
  • Forskning under expertgruppen ICP Vegetation of the Convention on Long-Range Gränsöverskridande luftföroreningar, finansierad av svenska EPA
  • BioDiv-support: Scenariobaserat beslutsstöd för policyplanering och anpassning till framtida förändringar i biologisk mångfald och ekosystemtjänster
  • BECC:s strategiska forskningsområde

Kontakt: Håkan Pleijel

Urban vegetation och ekosystemtjänster

Vår forskning inom detta område syftar till att förstå hur vegetation påverkar stadsmiljön, t.ex. genom att avlägsna luftföroreningar, i synnerhet polycykliska aromatiska kolväten (PAH), och genom att påverka det lokala klimatet. Även ackumulering av potentiellt giftiga metaller i stadsträd utgör en del av detta ämne. Valet av trädarter i olika miljöer och konsekvenserna av arkitekturen i stadslandskapet belyses i denna forskning, som är tvärvetenskaplig som involverar biolog, kemister, atmosfärforskare och experter på visualisering av stadsmiljön.

Detta forskningsämne har ett viktigt samarbete med Göteborgs botaniska trädgård, Lunds universitet, IVL svenska miljöforskningsinstitutet och Chalmers tekniska universitet. Det är av stor betydelse för stadsplaneringen att maximera fördelarna och minimera eventuella problem från urban vegetation.

Projekt och support:

Kontakt: Håkan Pleijel

Boreala och tempererade skogar - kolflöden och klimatförändringar

Vi har en lång tradition av att studera gensvar från gran (Picea abies) och Scots pine (Pinus sylvestris) på förändringar i miljön. Den senaste forskningen är inriktad på anpassning av kolflöden av boreal och tempererad barrskog till förändringar i temperatur, CO2-koncentration, torka och näringsämne tillgänglighet. Forskningen bedrivs på olika fältplatser: Flakaliden forskningsområde, Skogaryd forskningsstation, Rosinedal forskningsplats och gemensamma trädgårdar inom en latitudgradient från mitten av Sverige till sydöstra Frankrike.

I ett nytt projekt kommer vi att kombinera kunskaper från alla dessa platser med nya mätningar och modellering för att kvantifiera effekterna av genetisk variation på produktiviteten i granskogarna i Norge under stigande temperaturer och svårare torka. Förväntade resultat inkluderar bättre förståelse för det genetiska arvets roll för trädens klimatförändring, förbättrade förutsägelser om den framtida tillväxten av norsk gran i Finland och Sverige, och praktiskt tillämplig information om potentialen för urval av härkomst/genotyp som ett verktyg för att maximera ekonomiska och miljömässiga värden på boreala skogar.

Vi samarbetar främst med forskare från Swedish Agriculture University (SLU), Helsingfors universitet och Skogforskningsinstitutet (Skogforsk).

Projekt och support: 

  • Att göra rätt val - Genetikens påverkan på den norska granens produktivitet i ett förändrat klimat (Forskningsprogram: Tandem Forest Values, Formas 2019-02507)

Kontakt: Göran Wallin, Lasse Tarvainen & Johan Uddling

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

Highland Cattle i sammanhängande betesmark för betesmarker och skogsmosaiker.
Foto: Urban Emanuelsson

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