Adaptiv makroekologi: Från enkla principer till globala modeller

Stress Response Modeling vid IceLabs gästforskare Ken Haste Andersen kommer att hålla ett föredrag på engelska i IceLab med titeln ”Adaptive macro-ecology: from first principles to global ecosystem models” den 26 maj kl. 13.00, i IceLab och på Zoom.

Sammanfattning

Den globala förändringen driver ekosystemen bortom deras nuvarande gränser, och ekologiska modeller står inför utmaningen att projicera ekosystemen till okända framtida förhållanden. Ekosystemmodeller är dock i allmänhet anpassade till historiska eller nuvarande förhållanden. På så sätt är modellerna stabilitetsinriktade, vilket gör dem dåligt lämpade för att representera abrupta förändringar eller tipppunkter där systemet genomgår hysteres.

Här kommer jag att argumentera för värdet av att så långt som möjligt basera modeller på ”första principer”. Första principer är de universella relationer som härrör från grundläggande geometri, fysik (t.ex. mass- och energikonservering, hydrodynamik, diffusion), kemi (reaktionskinetik, metabolism) och evolutionär optimering.

Här formulerar jag ett ramverk för prediktiv makroekologisk modellering, inspirerat av teoretisk fysik, baserat på att representera biologisk mångfald via egenskaper och med avvägningar som är förankrade i första principer. En förutsättning är att prediktionsskalan är tillräckligt stor, t.ex. global, och att prediktionerna är på en hög nivå, t.ex. allmän ekosystemstruktur och -funktion. Prediktiva makroekologiska modeller kombinerar dynamisk optimering på individnivå med en egenskapsbaserad beskrivning av demografisk dynamik för att förutsäga struktur och flöden på samhälls- och ekosystemnivå.

Som exempel använder jag encelliga planktoniska ekosystem, men generaliserar till flercelliga plankton och fiskar. Adaptiva makroekologiska modeller baserade på första principer har den generalitet och prediktiva kraft som krävs för att göra trovärdiga förutsägelser av ekosystemens struktur och funktion på global nivå under klimatförändringarna.

Kom till IceLab (hitta med hjälp av mazemap) eller delta via Zoom: IceLab Living Room Zoom 612 568 7586

Om Ken Haste Andersen

Ken Haste Andersen är professor i teoretisk marinekologi (http://ken.haste.dk), ursprungligen utbildad som teoretisk fysiker med en doktorsexamen från Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet. Under de senaste 20 åren har han utvecklat modeller för allt som lever i vatten, från bakterier till valar, för att förstå hur ekosystemen reagerar på störningar som fiske eller klimatförändringar.