Växterna påverkas av sin historia

Det var ekologer vid Umeå universitet som år 2000 startade ett experiment där de grävde ut och flyttade på 96 stora vegetationstorvor mellan olika nivåer på en älvstrand nära Strycksele vid Vindelälven i norra Sverige.

Varje torva var nästan en kvadratmeter stor och vägde mer än hundra kilo. Torvor från strandens övre nivåer flyttades till strandens mellersta och nedre delar för att simulera ökad översvämning.Torvor som flyttades uppåt simulerade ökad torka.

År 2014 upprepade de experimentet i mindre skala och utvärderade de lång- och kortsiktiga effekterna av förändrade översvämningsförhållanden för frögroning och förnanedbrytning.

Nu nitton år efter den stora omflyttningen kan forskarna konstatera att växtsamhällen som anpassar sig till torrare förhållanden inte följer samma utvecklingsbana som samhällen som går från torra förhållanden till att bli oftare översvämmade. De har också förstått att vegetationens översvämningshistoria påverkar hur miljön styr frögroning och förnanedbrytning.

– Det här är kanske de tydligaste experimentella bevisen hittills för att växtsamhällen kan förändras längs olika utvecklingsbanor och befinna sig i olika tillstånd beroende på vad de har utsatts för tidigare, menar Judith Sarneel, forskare på Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet.

Risken för översvämningar ökar

Klimatförändringar förväntas öka risken både för översvämningar och torka, globalt och i Sverige. Att översvämningsmönster förändras påverkar även växterna på vattendragens stränder. Växter som inte klarar översvämningar eller torrare förhållanden riskerar att försvinna, medan bättre anpassade arter gynnas.

På älvstränder är vegetationen strikt zonerad med arter anpassade till blöta förhållanden på låga nivåer och arter anpassade till torrare förhållanden på högre nivåer, vilka översvämmas bara en gång var 5-10 år. Hur snabbt förändras olika växtsamhällen i denna zonering när det blir torrare eller blötare, undrade Judith Sarneel Sarneel och hennes kollegor, när de startade projektet år 2000.

Trots att nästan två decennier gått efter att torvorna flyttats finns en del av de ursprungliga arterna  kvar. Torvor som flyttats från höga till låga nivåer liknar vegetationen på den mellersta nivån, halvvägs längs sträckan de förflyttats.

Torvor som flyttats i motsatt riktning (från låg till hög nivå) liknar däremot vegetationen på den nivå de flyttats till mycket långsammare, och artsammansättningen förändrades längs en annan utvecklingsbana än vegetation som flyttats från hög till låg nivå. Under de sista fem åren av långtidsstudien blev heller inte den transplanterade vegetationen mer lik vegetationen på den höga nivån de flyttats till.

– Det skulle kunna betyda att den nått ett nytt stabilt tillstånd, vilket skulle vara en av de första dokumenterade fallen av detta fenomen inom växtekologi, säger Judith Sarneel.

Groningen stimulerades av förflyttning till torrare förhållanden, och förnanedbrytningen blev också snabbare direkt efter transplantering. Dessa resultat är sällsynta exempel på alternativa utvecklingsbanor, stabila tillstånd och så kallade ”arvseffekter” under fältförhållanden, vilket är ett viktigt steg mot att förstå vad som styr dem i en föränderlig värld.

Artiklar om studien:

Alternative transient states and slow plant community responses after changed flooding regimes Sarneel, JM Hefting, MM, Kowalchuk, GA, Nilsson, C, van der Velden, M, Visser, EJW, Voesenek LACJ, Jansson, R. Global Change Biology

Legacy effects of altered flooding regimes on decomposition in a boreal floodplain. Plant and soil. Sarneel JM and GF Veen Plant and Soil

Local flooding history affects plant recruitment in riparian zones. Sarneel, JM, Bejarano, MD, van Oosterhout, M, Nilsson, C Journal of Vegetation Science

Kontakt:

Judith Sarneel, institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap vid Umeå universitet, Judith.sarneel@umu.se