zmt Bremen

Ökosysteme sind komplexe Einheiten, die aus vielen, miteinander interagierenden Komponenten bestehen. Eine der besonderen Eigenschaften von Ökosystemen ist ihre natürliche Variabilität. Menschliche Aktivitäten beeinflussen die natürliche Variabilität fundamentaler Vorgänge wie biogeochemischer Stoffkreisläufe und können dadurch drastische Veränderungen in den Ökosystemfunktionen hervorrufen. Integrative Ansätze, die auf mathematischer Modellierung basieren, bieten eine Möglichkeit, die Komplexität von Ökosystemen zu erfassen. Wir entwickeln und nutzen Modelle, um Systeme verschiedener Organisationsebenen (von der Zelle bis zum Ökosystem) auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen zu beschreiben

Energieflüsse, Störfaktoren und das Interagieren von Arten führen zu komplexen räumlichen Mustern, nach denen sich die Organismen eines Ökosystems verteilen. Die Identifizierung solcher räumlicher Muster, ihre Beziehung zu ökologischen Prozessen und zu sich wandelnden Umweltbedingungen ist ein weiteres Ziel unserer Forschung. Wir interessieren uns für komplexe Interaktionen zwischen verschiedenen Arten unterschiedlicher trophischer Ebenen. Dabei liegt der Fokus auf Strategien zur Entwicklung eines nachhaltigen Managements von Meeresressourcen. Weiterhin untersuchen wir fundamentale Prozesse und natürliche Phänomene wie die Anpassung von Merkmalen, die Photosynthese und die Kalzifizierung bei Planktongemeinschaften, die Reaktion von Korallen auf die Versauerung der Ozeane und die Entwicklung von Kooperation in sozial-ökologischen Systemen.

Wir benutzen ein vielfältiges Instrumentarium an Modellierungstechniken wie die individuenbasierte Modellierung, die biogeochemische Modellierung und zelluläre Automaten. Zudem entwickeln wir Modelle für die Evolution von Merkmalen sowie kinetische Modelle der Nährstoffaufnahme und Zellphysiologie. Wir verwenden auch komplexe adaptive Systemansätze und arbeiten mit trophischen Massenbilanzanalysen von Ökosystemen.