Response of morphology and tissue properties of tidal marsh plants to wave activity

Schorreplanten zijn flexibele helden!

De huidige klimaatsverandering vormt een serieuze bedreiging voor kustgebieden. Door de zeespiegelstijging en de toenemende hoeveelheid zware stormen lopen miljoenen mensen, waaronder ook wij Vlamingen, het risico om binnen enkele jaren met onze voeten in het water te staan. Het onderhouden en het verhogen van dijken is duur en stelt het probleem enkel maar uit. Bijgevolg moeten we snel alternatieve oplossingen vinden voordat deze tikkende tijdbom afloopt. Hier treden de zogenaamde schorreplanten op de voorgrond. Ze blijken namelijk een goedkope, duurzame en ecologische oplossing te vormen tegen de problematiek die de klimaatsveranderingen met zich meebrengen.

Maar laat ik eerst even bij het begin beginnen; wat zijn schorren eigenlijk? Onder schorren verstaan we de vegetatiezone langs kustgebieden en de oevers van getijderivieren, zoals de Schelde, die enkele keren per maand onder water komt te staan tijdens de hoogste getijden. Bekende voorbeelden uit onze streken zijn het Zwin en het Verdronken Land van Saeftinghe. Hun capaciteit om water te zuiveren  en de grote aanwezigheid  van organismen zoals vissen, schaaldieren en vogels die er in en rond leven, geven schorren een belangrijke natuurwaarde. Deze kust- en oevergebieden zijn door de eeuwen heen steeds dichtbevolkt geweest. Om ze te beschermen, werden vaak dijken aangelegd. Hierdoor bestaan schorren in veel van deze gebieden slechts uit een smalle strook tussen het open water en de dijk.

Kleine plantjes beschermen grote steden

Naast de natuurwaarde hebben schorren ook andere nuttige functies zoals het bieden van bescherming tegen grote overstromingen. Schorren vormen namelijk een grote opslagplaats voor water. Wanneer het water bij een storm zeer hoog staat, kunnen schorren een deel van dit water tijdelijk opvangen tot de storm is gaan liggen. Ook de aanwezigheid van planten, wat een obstakel vormt voor de golven die opgewekt worden in het open water, heeft belangrijke gevolgen. De golven worden sterk afgezwakt door het contact met de planten waardoor ze veel kracht en hoogte verliezen. Zo wordt er ook minder slib, dit zijn bodemdeeltjes zoals zand en modder, afgevoerd met de golven en meer afgezet op de bodem. Hierdoor is de kans kleiner dat dijken afbrokkelen, maar mogelijks nog belangrijker is dat schorren bijgevolg ook meegroeien met de zeespiegelstijging. Ze vormen dus een blijvende en duurzame bescherming voor de mensen achter de dijken.

Wisselwerking tussen golf en plant

Het afzwakken van golven door schorreplanten is reeds grondig bestudeerd en wordt door onderzoekers wereldwijd bevestigd en erkend. Maar er is meer! Als planten een effect op golven hebben, mogen we dan verwachten dat golven ook een effect hebben op de planten? Golven botsen en trekken aan de planten waardoor deze mechanische stress ondervinden. Wat we tot nu toe niet weten, is of planten zich kunnen aanpassen door een groeivorm aan te nemen die beter bestand is tegen deze stress door golven. Of met andere woorden, over de wisselwerking tussen golven en planten is nog maar zeer weinig bekend. Het doel van mijn masterthesis was om met metingen in het veld te achterhalen hoe schorreplanten zich aanpassen aan golven en of dit hun capaciteit om golven af te zwakken beïnvloedt. We deden metingen in twee schorren langs de Schelde met sterk contrasterende golfblootstelling om zo de interacties tussen golven en planten te bestuderen.

Onderzoek naar hoe waterplanten omgaan met stress afkomstig van stromingen in rivieren, toont de ontwikkeling van twee tegengestelde groeistrategieën. Enerzijds zijn er planten die de stress tolereren. Dit doen ze bijvoorbeeld door veel energie te steken in de groei en de stevigheid. Op deze manier vormen de planten een grote weerstand tegen stromingen. Anderzijds zijn er ook planten die de stress ontwijken. Deze planten zijn dan kleiner, buigzamer en bieden minder weerstand. Uit mijn thesis blijkt dat ook in schorren sommige planten groeivormen aannemen die de golven eerder tolereren en andere een meer ontwijkende strategie gebruiken. Bovendien stelden we vast dat beide groeistrategieën voorkomen binnen dezelfde plantensoort!

Interessant is dat schorreplanten die sterk blootgesteld worden aan golven de ontwijkingsstrategie ontwikkelen terwijl de planten met minder golfblootstelling de tolerantiestrategie toepassen. Wanneer we dan terugkomen op de wisselwerking tussen golven en planten zien we dat de golven ervoor zorgen dat de planten een andere groeistrategie gebruiken en dat dit dan weer een effect heeft op de capaciteit van de planten om golven af te zwakken.

Ondanks dat de meer blootgestelde planten eerder een ontwijkingsstrategie vertonen, is de golfafzwakking van het gehele schor vergelijkbaar of zelfs beter dan deze van minder blootgestelde schorren. Dit valt te verklaren op basis van de hogere dichtheid waarmee golf blootgestelde planten naast elkaar groeien. Een schor heeft dus de mogelijkheid om zich op de schaal van een plantje aan te passen aan zijn omgeving om dan op de schaal van een heel schor een optimale golfafzwakking te behouden.

Zijn dat echt klonen?

Schorreplanten in de pionierszone, dit is de zone aan de rand van het schor waar de golven het meest worden afgezwakt, zijn typisch klonale planten. Elk plantje is dus ondergronds verbonden met het volgende plantje en deze is dan op zijn beurt weer verbonden met het volgende enz. Zo vormen de schijnbaar verschillende plantjes eigenlijk één groot organisme waarvan het genetisch materiaal gelijk is. Ondanks deze gelijke genetische achtergrond verschillen de plantjes van één kloon toch sterk in uitzicht. Zelfs zo sterk dat we de twee groeistrategieën niet alleen binnen dezelfde soort, maar ook binnen eenzelfde kloon terugvinden! In mijn thesis tonen we aan dat golven de oorzaak zijn van deze verschillen. Golfblootstelling zorgt ervoor dat de plant zich tijdens zijn groei aanpast om op die manier de stress door golven optimaal te kunnen ontwijken of tolereren.

De toekomst

Om ons hoofd boven water te houden, zijn nieuwe, duurzame alternatieven voor de huidige kustbescherming nodig. Natuurlijke systemen zoals schorren spelen hierbij een belangrijke rol. Bijvoorbeeld in grote rivierdelta’s, zoals die van de Mississippi in de Verenigde Staten, wordt er daarom fors geïnvesteerd in het behoud en herstel van grote schorgebieden. De capaciteit om zich aan te passen aan een moeilijke omgeving en daarnaast ook nog bij te dragen aan kustbescherming, maakt van deze kleine schorreplanten echte flexibele helden!