Forschungszentrum

INSTITUT FÜR UMWELTSYSTEMFORSCHUNG


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Angewandte Systemwissenschaft

Forschungsprofil

Die Forschungsgruppe Angewandte Systemwissenschaft befasst sich mit der Analyse, mathematischen Modellierung und Simulation von Umwelt- und Ökosystemen. Diese stehen vor gewaltigen Herausforderungen angesichts des globalen Wandels von Klima, Landnutzung und Wirtschaftsvernetzung sowie kontinuierlichen Zuwächsen in Schadstoffemissionen und Ressourcenverbrauch.

Die Komplexität dieser Prozesse erfordert interdisziplinäre Ansätze. Unsere Methoden vereinen Elemente aus der angewandten Mathematik, statistischen Physik, theoretischen Ökologie, Ökotoxikologie, Biogeochemie und Epidemiologie.

Die Forschungsarbeiten basieren auf einem formalen, mathematisch und naturwissenschaftlich untermauerten Systemgedanken. Das Verhalten komplexer Systeme kann verstanden werden als emergente Eigenschaft — also aus dem mikroskopischen Zusammenwirken, das zu neuen makroskopischen Phänomenen führt.

Aktuelle und fortlaufende Forschungsarbeiten

  • Regimewechsel (kritische Übergänge komplexer Systeme) und deren Frühwarn-Signale
  • Ökologischer Mindestwasserabfluss von Fließgewässern
  • Biologische Kontrolle und integriertes Schädlingsmanagement
  • Artenverbreitung und trophische Interaktionen in Flüssen und Bächen
  • Raumzeitliche Populationsmodelle in der Naturschutzforschung
  • Chaos-Kontrolle und Stabilisierung von Populationsfluktuationen
  • Ausbreitung von Wildtierkrankheiten
  • Belastung der aquatischen Umwelt durch Arzneimittelinhaltsstoffe (MEDUWA)
  • Mikroplastik in der Umwelt
  • Georeferenzierte Abbildung und Auswirkungen des Ausbaus der Wasserkraft
  • Modellierung der Ausbreitung von chemischen Substanzen in Fließgewässern (GREAT-ER)

Gäste

  • Marta Paliaga (MSc student, U. Turin, Italy): April-September 2015
  • Federico Roccati (MSc student, U. Turin, Italy): April-September 2015
  • Anthony Sun (Univ. Rennes, Frankreich): Januar-Juni 2016
  • Cecilia Berardo (Univ. Turin, Italien): April-September 2016
  • Martina Bulai (Univ. Turin, Italien): August-September 2016
  • Vinicius Weide Rodrigues (Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil): September 2017 - February 2018
  • Juan Segura (Universitat Pompeu Fabra, Barcelona, Spain): July-August 2018 and May/June 2019
  • Christina Lois Prados (University of Santiago de Compostela, Spain): October-November 2018
  • Johannes Werner (Universität zu Köln): Juni/Juli 2019
  • Diomar Cristina Mistro and Luiz Alberto Díaz Rodrigues (Universidade Federal de Santa Maria, Brazil): July 2023
  • Bo-Moon Kim (Kyoto University, Japan): October-November 2023

Ehemalige Mitarbeiter/-innen

  • Dr. Matthew Adamson
  • Christian Ehling
  • Katrin Ellerbrake
  • Sarah Falk
  • Dr. Nils Kehrein
  • Louisa Kistemaker
  • Dr. Volker Lämmchen
  • Bianca Müllmann
  • Claudia Neve
  • Gunnar Niebaum
  • Franziska Ossenbrink
  • Ann-Katrin Reuwer
  • Vanessa Schakau
  • Dr. Anthony Sun
  • Caroline van Bers
  • Dr. Mickaël Teixeira-Alves
  • Raissa Ulbrich
  • Dr. Irina Vortkamp
  • Dr. Olesya Yakovchuk