Towards an integrated ecology through mechanistic modelling of ecosystem structure and functioning

Abstract: Popular Abstract in Swedish Traditionellt har olika aspekter av ett ekosystem studerats var för sig inom olika ekologiska discipliner såsom växtfysiologi, forskning om hur organismer interagerar med varandra och forskning om hur ekosystem som helhet beter sig. Denna avhandling innehåller exempel på att simulationsmodeller gör det möjligt att undersöka hur de olika processerna samverkar för att forma ekosystemet. Det simulerade ekosystemets utveckling blir följden av bland annat fysiologiska processer som fotosyntesen i bladen och av hur olika trädslag förökar sig och konkurrerar om ljus och vatten. Syftet med modellerna är bland annat att med hjälp av prognoser om klimatförändringar till följd av växthuseffekten kunna förutse hur olika ekosystem på jorden kan komma att utvecklas till följd av detta. Arbetet har inneburit en vidareutveckling av några befintliga simulationsmodeller, utvärdering av deras tillförlitlighet genom att jämföra simulationsresultat med verklig data samt jämförelse mellan olika simulationsmodellers resultat och funktion. Resultaten visar att de undersökta modellerna tämligen väl kan simulera befintlig vegetation och ekosystem. Genom att utgå från data om jordartsförhållanden, nederbörd, temperatur m.m. kan modellerna visa t.ex. vilka trädslag som dominerar i en skog, hur hög produktionen av biomassa är i olika ekosystem, och hur stor vattenavdunstningen är. Simulationsresultat för framtida utveckling av ekosystem varierar däremot mycket beroende av hur särskilda processer representeras i de olika modellerna och antaganden om hur klimatet kommer att förändras. Stor osäkerhet råder också ännu om hur en ökad CO2-halt i atmosfären påverkar växternas fysiologi, något som i sin tur påverkar hela ekosystemet. Dessutom behövs mer kunskap om hur olika växter tar upp vatten. Detta innebär att det inte är möjligt att förutsäga framtida utveckling av ekosystem innan kunskapen om klimatförändringar och särskilda ekologiska processer förbättrats. För detta krävs intensivt samarbete mellan forskare från olika ekologiska discipliner, forskare som jobbar empirisk och de som utvecklar simulationsmodeller, vilket i sin tur skulle leda till en mer integrerande ekologisk vetenskap.