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Angewandte Systemwissenschaft

Leitung

Prof. Dr. Frank Hilker

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)