Living on the edge. Bio-physical interactions in the pioneer zone of expanding tidal marshes

Datum: 9 december 2015

Locatie: UAntwerpen, Campus Drie Eiken, R2 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk

Tijdstip: 14 uur

Promovendus: Alexandra Silinski

Promotor: Stijn Temmerman, Patrick Meire, Peter Troch

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Alexandra Silinski - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Schorren bevinden zich langs sedimentrijke rivieren en kusten en zijn zeer dynamische gebieden die vaak verstoord worden. Schorren zijn ecologisch zeer waardevol, ze leveren belangrijke ecosysteemdiensten zoals koolstofopslag, het regelen van de waterkwaliteit en ze zijn onvervangbare leefgebieden voor gespecialiseerde organismen. Door de vergrote aandacht voor klimaatsverandering en zeespiegelstijging worden schorren meer en meer aanzien als een belangrijk onderdeel van de kustbescherming. Dit leidde tot het nieuwe concept “ecosystem-based coastal defense” (ecosysteem-gebaseerde kustbescherming), waarbij natuurlijke habitats worden ingezet als kustbescherming. De gebieden waar schorren natuurlijk voorkomen worden echter steeds meer bedreigd: stormen, inpolderingen en zeespiegelstijging leidden reeds tot een verlies van 50 % van de mondiale schorrenoppervlakte sinds de jaren 1980. Er is echter zeer weinig geweten over de omgevingsfactoren die zeewaartse uitbreiding van bestaande schorren bepalen. Meer onderzoek is dus nodig om de evolutie van schorren te kunnen voorspellen.

Het doel van deze doctoraatsthesis was om de belangrijkste omgevingsfactoren te onderzoeken die de horizontale, zeewaartse expansie van Scirpus maritimus-schorren bepalen. Hierbij werd vooral de focus gelegd op de blootstelling aan golven en het effect van golfperiode op het kolonisatiesucces van aaneengesloten schorvegetatie (de pionierszone), individuele zaailingen en individuele scheuten. Deze aspecten werden onderzocht door middel van (1) veldexperimenten en monitoring op veldsites in het Schelde-estuarium (ZW-Nederland en N-België) met een verschillende blootstelling aan golven (beschut en onbeschut) en (2) door een golfgootexperiment met verschillende golfperiodes (korte en lange golfperiodes werden gebruikt als benadering voor respectievelijk windgolven en scheepsgolven).

Onze bevindingen tonen aan dat (1) de belangrijkste en meest succesvolle kolonisatiestrategie van S. maritimus klonale expansie vanuit de bestaande schorrand is, dit met gemiddelde snelheden hoger dan 1 m per jaar op de veldsites. De blootstelling aan golfen kan mogelijks de snelheid van deze expansie beïnvloeden, de snelheid was immers dubbel zo hoog op de beschutte veldsite in vergelijking met de onbeschutte veldsite. De expansiesnelheid was zelfs voorspelbaar op de beschutte site aangezien het gelinkt kon worden aan de hoogteligging van de schorrand en dus aan de overstromingsduur. Op de onbeschutte site was de blootstelling aan golven de bepalende factor, die meteen ook alle andere factoren overstemde. (2) We observeerden dat S. maritimus twee overlevingsstrategieën kan hebben om met stress om te gaan: de planten kunnen de stress tolereren ofwel ontwijken. Dit is afhankelijk van de levensfase (flexibele, stressontwijkende zaailingen versus stijvere, stress-tolererende volwassen planten) en golfblootstelling (flexibele, korte planten op de onbeschutte site en grotere, stijvere, stress-tolererende scheuten op de beschutte sites). Uit het golfgootexperiment kunnen we besluiten dat deze strategieën succesvol zijn om windgolven te weerstaan, maar de strategieën faalden bij scheepsgolven. (3) Onze resultaten toonden verder aan dat een aanzienlijke golfdemping optrad over de eerste 12 m vanaf de schorrand en dat relatieve golfdemping belangrijker was op de onbeschutte locatie in vergelijking met de beschutte locatie. Hoewel de overlevingskansen tijdens een transplantatie-experiment doorgaans groter waren op de beschutte locatie, was de overleving gelijk binnenin de beide schorrenvegetaties, wat duidt op het belang van golfdemping door de schorrenvegetatie.

Globaal gezien benadrukken onze resultaten dat schorren beschutte habitats creëren. Bovendien kan S. maritimus zich in bepaalde mate aanpassen aan de lokale (golf)condities door een bepaalde overlevingsstrategie te kiezen. Hierdoor verwachten we dat deze schorren zich in bepaalde mate kunnen aanpassen aan klimaatsverandering, zeespiegelstijging en toenemend scheepvaartverkeer. Hoewel de grenzen van zeespiegelstijging en golfverstoringen voor klonale expansie nog preciezer moeten onderzocht worden, is het nu al duidelijk dat de bijdrage van schorren aan kustbescherming waardevol is, vooral in de onbeschutte gebieden.