The emergent properties of spatial self-organization: a study of patterned mussel beds

Cover

Auteur: Quan-Xing Liu
Datum: 15 november 2013
Universiteit: Rijksuniversteit Groningen

Nieuw theoretisch mechanisme voor zelforganisatie ecosystemen
Begrip van de natuurlijke veerkracht van ecosystemen is van cruciaal belang voor het beheer en de bescherming van de natuur. Quan-Xing Liu gebruikte mosselbedden als modelsysteem om te onderzoeken hoe ruimtelijke zelforganisatie de veerkracht van het ecosysteem beïnvloedt. Zijn onderzoek gaat over patroonontwikkeling op verschillende ruimtelijke schalen. Hij vond dat de specifieke bewegingsstrategie van mosselen, waarbij ze snel samenklonteren in een dichte kluwen, een cruciaal mechanisme is voor de vorming van ruimtelijke patronen. Dit proces leidt verder tot snel herstel van mosselbedden na een verstoring en verhoogt de mosselproductie. Liu introduceert hiermee een nieuw theoretisch mechanisme voor zelforganisatie dat nog niet eerder bekend was binnen de ecologie.

Theoretische studies voorspellen dat ecosystemen dankzij ruimtelijke zelforganisatie productiever zijn en beter bestand tegen verstoringen. Het aantonen van deze zogeheten emergente eigenschappen is een behoorlijke uitdaging voor de theoretische ecologie. Menselijke ingrepen zoals de visserij verstoren de ruimtelijke organisatie van ecosystemen. De computersimulaties van Liu suggereren dat dit kan leiden tot een grote en disproportionele afname van de draagkracht. Ondanks de aandacht die ruimtelijke zelforganisatie in de theoretische ecologie heeft gekregen sinds de jaren 1990, concludeert Liu dat het nog steeds ontbreekt aan een goed begrip van hoe zelforganisatie het functioneren van ecosystemen beïnvloedt. Wel verdiept zijn onderzoek het inzicht in het effect van patroonvorming op de productiviteit en veerkracht van mosselbedden. Het geeft een interessant perspectief op het belang van natuurlijke ruimtelijke complexiteit voor het functioneren van ecosystemen in het algemeen. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen of, en in hoeverre, Liu’s conclusies kunnen worden toegepast in andere ecosystemen.

Quan-Xing Liu studeerde aan de North University of China. Hij promoveerde aan de Rijksuniversiteit Groningen op onderzoek dat hij uitvoerde bij het NIOZ in Yerseke, onderzoekschool CEES. Het werd gefinancierd door het ZKO-project van NWO. Inmiddels is hij postdoc bij de Universiteit van Amsterdam.

Het proefschrift: The emergent properties of spatial self-organization: a study of patterned mussel beds is deels beschikbaar via de repository van de Rijksuniversiteit Groningen. Op sommige hoofdstukken zit een embargo tot 1-10-2014.