Der Klimawandel führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels und einer erhöhten Sturmaktivität, was wiederum zu ozeanischen Sturmfluten und der Überflutung von Küstenökosystemen führt. Um zu helfen Küstengebiete effektiv verwalten, müssen Wissenschaftler die Auswirkungen vermehrter Salzwasserüberschwemmungen auf hochwassergefährdete Pflanzengemeinschaften verstehen. Die Unvorhersehbarkeit von Sturmfluten macht es jedoch nahezu unmöglich, dieses Phänomen vor Ort zu untersuchen. Stattdessen wird es unter Laborbedingungen untersucht und Anlagen künstlich geflutet. Da Meerwasser von Natur aus in seiner Zusammensetzung variabel ist, werden im Namen der Konsistenz oft Ersatzstoffe verwendet. Manchmal sind dies einfache Natriumchloridlösungen, während in anderen Experimenten Meersalzlösungen (MS) verwendet werden. Obwohl sie allgemein verwendet werden, wurde die Gültigkeit dieser Ersatzstoffe in Bezug auf ihre Wirkung auf Pflanzen nicht getestet.
Als Teil eines Annals of Botany Mick E. Hanley und seine Kollegen machten sich daran, die Sonderausgabe zu Küstenüberschwemmungs- und Sturmrisiken zu bewerten die physiologische Reaktion von Weißklee auf das Eintauchen in echtes Meerwasser, NaCl-Lösung und MS-Lösung. Ein zweites Experiment untersuchte die Auswirkungen von Meerwasser und MS-Lösung auf sechs mehrjährige Kräuterarten aus zwei Lebensräumen, die für Überschwemmungen anfällig sind: spanische Sanddünen und britisches Küstengrasland.
Das erste Experiment führte zu einer nahezu vollständigen Sterblichkeit bei Pflanzen, die einer NaCl-Lösung ausgesetzt waren, unabhängig davon, ob die Lösung auf den gleichen Salzgehalt oder die gleiche Ionenstärke wie typisches Meerwasser kalibriert worden war. Andererseits waren die Pflanzenreaktionen auf MS-Lösung im Vergleich zu echtem Meerwasser sehr ähnlich und hatten eine viel niedrigere Sterblichkeitsrate. „Obwohl die größten Auswirkungen von Meerwasserflutungen auf die Pflanzenleistung auf den ionischen und osmotischen Stress zurückzuführen sein könnten, der durch Na+ und Cl− verursacht wird“, schreiben die Autoren, „deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass andere Meerwasserbestandteile diese Effekte mildern.“ Das zweite Experiment zeigte konsistente Reaktionen innerhalb jeder Gattung auf die beteiligten Behandlungen, aber signifikante Unterschiede zwischen den Gattungen. Dies deutet darauf hin, dass Pflanzen innerhalb einer Küstengemeinschaft unterschiedliche Auswirkungen spüren können und dass es aufgrund des Rückgangs und Verlusts einiger Arten zu einer Schwächung der Gemeinschaftsstruktur kommen kann. Obwohl alle Arten negativ auf MS und Meerwasserüberschwemmungen reagierten, zeigte jede eine Toleranz für bis zu vier Tage Wurzeleintauchen in Meerwasser.
Diese Ergebnisse zeigen die Ungeeignetheit von Natriumchloridlösungen für Experimente mit simulierter Meerwasserflutung und die viel repräsentativeren Ergebnisse, die mit einer Meersalzlösung erzielt werden. Die Autoren stellen fest, dass dies möglicherweise die Stichhaltigkeit früherer Ergebnisse in Frage stellt, bei denen NaCl-Lösungen verwendet wurden, um Pflanzenreaktionen auf den Salzgehalt des Bodens zu untersuchen. Das erhöhte Risiko von Sturmfluten und die Notwendigkeit, ihre ökologischen Folgen vorherzusehen, machen diese Arbeit zeitgemäß. „Die globale Bedeutung von Pflanzengemeinschaften für den Küstenschutz in einer Zeit, in der sie auch einem erhöhten Hochwasserrisiko ausgesetzt sind“, schreiben die Autoren, „macht es uns dringend erforderlich, besser zu verstehen, wie sich eine akute Meerwasserüberschwemmung auf einzelne Arten und Ökosystemprozesse auswirkt.“
