Planten spelen dominante rol bij landschapsvorming in kustgebieden

Datum: 17 juli 2018

Inleiding: Nederlandse en Vlaamse onderzoekers bestudeerden het kolonisatiegedrag van vegetatie.

Planteigenschappen en hun interactie met stromend water en transport van zand en slib spelen een dominante rol in het ontstaan van karakteristieke landschapsvormen in kustgebieden. Dat stellen wetenschappers van de Universiteit Utrecht, het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee en de Universiteit Antwerpen in de jongste uitgave van het toonaangevende blad Nature Geoscience.

Niet alleen de fysieke eigenschappen van planten (worteldichtheid, dikte van de stengel, grootte van de plant etc.) zijn belangrijk, maar meer nog de manier waarop planten zich vestigen en uitbreiden (hun kolonisatiegedrag) bepaalt hoe een landschap eruit gaat zien. Het onderzoek is niet alleen interessant voor biologen en fysisch geografen; het heeft ook veel waarde voor kustmanagers en waterbouwkundig ingenieurs die de natuur als kustverdediging willen gebruiken.

De onderzoekers keken naar het kolonisatiegedrag van de vegetatie in kustgebieden, met name bij pioniersoorten, en concludeerden dat het tempo waarin pioniersoorten zich vestigen, een grote rol speelt in de landschapsvorming. Dat is niet alleen interessant vanuit een puur wetenschappelijk oogpunt.  Onderzoeksleider Christian Schwarz (Universiteit Utrecht, Departement Fysische Geografie) vertelt: “Klimaatverandering leidt tot verandering in plantengroei, en met deze kennis weten we dat dit leidt tot een ander soort kustvorming. In het Middellandse Zeegebied zie je nu al een verschuiving in de kustvegetatie. Wanneer je begrijpt hoe organismen en hun omgeving op elkaar inwerken, dan snap je ook beter hoe onze huidige kusten er nu uit zien, en hoe ze zich onder toekomstige klimaatverandering gaan ontwikkelen.”

Kustbeheer en -bescherming zijn met andere woorden enorm gebaat bij een goed begrip van de rol die planten spelen in de verandering van het landschap.

Snelle en langzame pioniers

De veranderende processen hoeven niet altijd negatief te zijn, benadrukt Schwarz. Het gaat hem er ook om een bijdrage te leveren aan een beter begrip van landschapsveranderingen aan de kust, en de rol die het kolonisatiegedrag daarin speelt. ”Het kolonisatiegedrag van pioniers loopt namelijk sterk uiteen. We maken onderscheid tussen trage en snelle kolonisatoren. Bij snelle kolonisatoren zie je een gelijkmatig groeipatroon, terwijl bij de trage kolonisatoren de bodem veel onregelmatiger bedekt wordt. In het eerste geval leidt dat tot het vastleggen van de bestaande landschapsvormen. Trage kolonisatoren daarentegen bevorderen het ontstaan van allerlei nieuwe vormen en patronen in het landschap. Je ziet dan bijvoorbeeld meer en diepere geulen dan daar waar de pioniersvegetatie bestaat uit snelle kolonisatoren. En geulen zijn van grote invloed, ondermeer op de mate waarin een kustgebied zich kan handhaven bij zeespiegelstijging.”

Uit ander onderzoek was al bekend dat je bij snellere kolonisatoren een grotere kans hebt op verlies van een kustsysteem. ”We wisten ook al dat vorm en omvang van geulen invloed hebben op de aanvoer van sediment en voedingsstoffen, en zo op het vermogen van kustmoerassen om mee te groeien met de zeespiegelstijging. Uit ons onderzoek blijkt nu dat snelle en langzame kolonisatoren ieder hun eigen rol spelen in de vorming van geulen. En uiteindelijk dus een belangrijke bijdrage leveren aan de vorming van al dan niet klimaatbestendige kustlandschappen.’

Wereldwijd toepasbaar

Voor hun studie maakten de onderzoekers gebruik van modellen. Die toetsten ze vervolgens aan de bestaande situatie in twee schor- of kweldergebieden in de Westerschelde: de Hooge Platen en de Platen van Walsoorden. Daarbij gebruikten ze remote sensing-technieken, zoals luchtfoto’s. De modellen zijn wereldwijd toepasbaar.

In het eerste gebied domineert de kortarige zeekraal (Salicornea europaea), een snelle kolonisator, in het tweede het Engels slijkgras (Spartina anglica), een trage kolonisator. Beide gebieden vertonen sterke overeenkomsten in getijdenwerking en bodemgesteldheid, maar de vormen in het landschap lopen sterk uiteen. Het blijkt dus dat het kolonisatiegedrag van de pioniersoorten hierin een cruciale rol speelt. Vergelijkbare verschillen hebben de onderzoekers ook elders in de wereld aangetoond.

Bouwen met de natuur

Het onderzoek van Schwarz en zijn collega’s sluit aan bij het bredere wetenschappelijke debat over de relatie tussen landschapsvorming en plantengroei. De praktische toepassing is gelegen binnen het concept van ‘Bouwen met de Natuur’. Daarbij helpt de natuur een handje bij het tegengaan van de negatieve gevolgen van klimaatverandering. ‘Bouwen met de Natuur’ vindt ook zijn toepassing in talrijke menselijke ingrepen in de kustomgeving. Een bekend voorbeeld is de zandmotor voor de kust van Zuid-Holland. Zeker met het oog op een stijgende zeespiegel is het zaak om meer duurzame, natuurgerichte oplossingen te vinden voor het kustbeheer. Onontbeerlijk daarbij is dus een goed begrip van de rol die planten spelen in veranderingen van het kustlandschap.

De studie naar de interactie tussen kolonisatiegedrag en landschapsvorming staat beschreven in Christian Schwarz et al., ‘Self-organization of a bio-geomorphic landscape controlled by plant life history traits’, Nature Geoscience 2018.