Spatial patterns and bio-geomorphological effects of vegetation loss in a submerging coastal marsh

Datum: 19 december 2017

Locatie: Stadscampus, R0.07 - Rodestraat 14 - 2000 Antwerpen (route: UAntwerpen, Stadscampus)

Tijdstip: 17 uur

Organisatie / co-organisatie: Faculteit Wetenschappen

Promovendus: Lennert Schepers

Promotor: Stijn Temmerman

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Lennert Schepers - Faculteit Wetenschappen



Abstract

Schorren bevinden zich op de scheiding tussen het land en de zee. Schorren zijn ecologisch zeer waardevol, ze leveren belangrijke ecosysteemdiensten zoals bescherming tegen stormvloeden en golven, en ze regelen de waterkwaliteit. Daarnaast bieden ze ook belangrijke leefgebieden voor gespecialiseerde organismen en zijn ze paaigebieden voor vissoorten. Schorren zijn bovendien een van de meest efficiënte ecosystemen voor de opslag van koolstof. Wanneer schorren zich minder snel ophogen dan de zeespiegelstijging, verdwijnen de schorren en dit heeft een grote invloed op hun waardevolle ecosysteemdiensten.

Momenteel is er zeer weinig geweten over hoe schorren ruimtelijk verdwijnen. Deze ruimtelijke patronen  hebben ook een belangrijk effect op getijdenstromingen en het afzetten van slib, wat zeer belangrijk is voor het herstel van deze gebieden.

In deze thesis bestudeerden we in welke ruimtelijke patronen schorren verdwijnen en wat het effect hiervan is op getijdestromingen en afzettingspatronen. Daarnaast onderzochten we ook hoe de geomorfologie, soortendiversiteit, bodemsterkte en ondergrondse biomassa veranderen in een degraderend schorregebied. Deze aspecten werden onderzocht door een combinatie van onderzoeksmethoden: luchtfotoanalyse, een grootschalig maaiexperiment langs de Schelde (België), en een breed scala aan veldmetingen in het Blackwater estuarium (Maryland, USA). Dit is een groot microtidaal schorresysteem waarbij een volledige gradiënt van vegetatie-afsterfte aanwezig is, van intacte schorren tot open water gebieden waar alle schorren verdwenen zijn.

Onze resultaten tonen aan dat schorren in bijzondere patronen verdwijnen. Deze afsterfte start met kleine, kale delen die ver van getijdengeulen gelegen zijn en evolueren tot grote poelen die geconnecteerd zijn met het geulensysteem. Initieel hebben deze kleine kale delen geen grote invloed op de stromings- en afzettingspatronen. Wanneer de poelen zich echter verdiepen tot aan de zachtere lagen onder de stevige wortelzone, zal de verdieping en vergroting van de poelen waarschijnlijk versneld worden door erosie. De stroomsnelheid verhoogt bovendien wanneer poelen verbonden zijn met het geulensysteem, waardoor sediment van de zachte lagen uit de poelen kan wegspoelen. Dit resulteert in steile en grote overgangen tussen de schorren en permanent overstroomde poelen, wat het herstel van vegetatie in deze poelen verhindert.

Deze interacties benadrukken het belang om de kwetsbaarheid van schorren zo snel mogelijk te identificeren zodat er geanticipeerd kan worden op de omschakeling van een begroeide schor naar een overstroomde poel. Ons onderzoek toonde aan dat we twee nieuwe indicatoren, de scheefheid van de hoogteverdeling en het samen voorkomen van plantensoorten, gebruikt kunnen worden om de kwetsbaarheid van schorren  bij zeespiegelstijging vast te stellen. Hierbij vermelden we wel dat de indices geen goede inschatting maakten van het gebied met het meeste afsterfte, omdat deze indices geen rekening houden met laterale erosie, wat uiteindelijk kan leiden tot het permanent verdwijnen van schorregebieden.

Ons onderzoek impliceert dat beheer van deze kwetsbare schorren allereerst gericht moet zijn op het behoud van bestaande schorren in plaats van poelen te proberen te herstellen. Deze strategie moet in het bijzonder rekening houden met het sedimentbudget van het gehele schorresysteem om de bestaande schorren de kans te geven zich op te bouwen met zeespiegelstijging.

Hoewel in deze thesis belangrijke bio-geomorphologische interacties geïdentificeerd werden in gebieden waar schorren verdwijnen, is meer onderzoek nodig om de processen en interacties tussen de complexe vegetatiepatronen, stroming en sedimentdynamieken volledig te begrijpen in deze fascinerende omgeving.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen