Ein multinationales Team hat untersucht, wie Spartina alterniflora (auch Sporobolus alterniflorus) reagiert auf langfristige Wellenexposition. Die Ergebnisse könnten Auswirkungen auf die Planung von ökosystembasierten Hochwasserschutzmaßnahmen haben.
Professor Dongdong Shao von der Beijing Normal University erklärte, warum sie sich entschieden hatten Spartina alterniflora zu studieren: „Wir haben gewählt S. alterniflora als Testart hauptsächlich deshalb, weil es ein mehrjähriges Gras ist, das an der Ostküste Nordamerikas beheimatet ist und sich schnell in Flussmündungen und Küstensalzwiesen in anderen Teilen der Welt ausbreitet, einschließlich der Pazifikküste von Nordamerika, Europa, Neuseeland und China. Es handelt sich also um eine weltweit relevante Art. Außerdem wird es aufgrund seines breiten Ausdehnungsbereichs und seiner starken Salz- und Staunässetoleranz häufig in Öko-Küstenprojekten eingesetzt. Tests sind wichtig, da zu erwarten ist, dass die Art unterschiedlichen Wellenregimen ausgesetzt ist, da sie sowohl an wellenexponierten als auch an geschützteren Orten wächst.“
S. alterniflora ist ein Gras, das an vielen Orten invasiv ist, und das ist es ein Problem in China, obwohl neuere Forschung gefunden hat einige Grenzen für seine Invasion. Es wurde zwar geforscht Modellierung seines Wachstums, zu wissen, wie die Pflanze auf verschiedene Wellendynamiken reagiert, würde helfen, wie sie an neuen Standorten reagieren wird. Aber wie bekommt man diese Informationen?
Das Experiment mag offensichtlich erscheinen, nimm ein paar Pflanzen, stecke sie dann in einen Tank und schlage Wellen. Das ist nicht passiert. Das Team bewegte die Pflanzen, indem es sie durch das Wasser schwenkte. Prof. Shao erklärte, warum: „Die hauptsächliche technische Einschränkung herkömmlicher Wellenkanäle, die das Wasser bewegen, um Wellen durch einen Wellenerzeuger zu erzeugen, liegt in der Unfähigkeit des Wellenerzeugers, mehrere Wochen lang ohne Verbrennung zu arbeiten. Selbst wenn er das schafft, wird das Wellenfeld durch seine Art der Wellenerzeugung nach mehrwöchiger kontinuierlicher Reflexion an der stromabwärts gelegenen Gerinnewand zu einem völligen Chaos. Natürlich ist die Replikation für physiologische Experimente ein zusätzliches Thema. Daher verfolgte diese Studie einen neuartigen Ansatz, um die Pflanzen anstelle des Wassers durch einen Schubkurbelmechanismus zu bewegen, um Pflanzen nachzuahmen, die über einen relativ langen Zeitraum unter Flachwasserwellenbedingungen leben.“
Durch die Verringerung der mechanischen Anforderungen eines Wellenkanals ist Prof. Shao der Ansicht, dass das System Möglichkeiten zum Testen von Wellenstress mit anderen Pflanzen eröffnet. „Weitere Tests mit anderen Salzwiesenpflanzen wie z Phragmites australis und der Vergleich ihrer Antworten kann dazu beitragen, Öko-Küstenprojekte in Bezug auf die Pflanzenauswahl, geeignete Transplantationsorte, den optimalen Zeitpunkt für die Transplantation usw. zu informieren. Sowohl submerse als auch aufstrebende Pflanzen können getestet werden, und der schwierigere Teil wäre die Akklimatisierung der Pflanze Arten im Laborzustand, insbesondere bei empfindlichen Arten wie Seegras, und sorgen auch ohne zusätzlichen Wellenstress für ein gesundes Wachstum.“
Das Papier sollte für Küstenschutzteams auf der ganzen Welt relevant sein, sagte Prof. Shao. „Unsere Forschung stellt eine effektive experimentelle Einrichtung dar, um die Reaktion von Salzwiesenpflanzen auf eine langfristige Wellenexposition zu untersuchen. Darüber hinaus zeigen die hier vorgestellten Ergebnisse, dass Wellenexposition zu oxidativem Stress in Pflanzen führt und die photosynthetische Kapazität der Pflanzen und damit das Wachstum unterdrückt. Als Reaktion zeigten die der Welle ausgesetzten Pflanzen aktivierte antioxidative Enzyme. Ein Vergleich zwischen den verschiedenen Wellenbehandlungsgruppen deutete darauf hin, dass die Welleneffekte im Allgemeinen positiv mit der Wellenhöhe und negativ mit der Wellenperiode korrelierten, dh Wellen mit größerer Höhe und Frequenz belasteten die Pflanzen stärker.“
„Außerdem neigten wellenexponierte Pflanzen dazu, ihren Wurzeln mehr Biomasse zuzuweisen. Eine solche Verteilung ist günstig, weil sie die Wurzelverankerung gegen den Wellenschlag verbessert.“
