Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Nr. 334: Planter til minivådområder

Strandberg, B., Olesen, A., Thiemer, K., Skipper, L., Clausen, K.K., Kanstrup, N. & Riis, T. 2019. Planter til minivådområder. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 138 s. - Videnskabelig rapport nr. 334.  http://dce2.au.dk/pub/SR334.pdf

Sammenfatning

Plantekataloget indeholder 79 plantearter, som er egnede til beplantning af minivådområder og andre tilsvarende anlæg. Generelt er det flerårige arter men også enkelte enårige arter, der naturligt vil kunne etablere sig i minivådområder og regnvandsbassiner, er medtaget i plantekataloget. Det gælder fx fliget brøndsel (Bidens tripartita), stor vandarve (Montia fontana) sump-forglemmigej (Myosotis laxa) og tigger-ranunkel (Ranunculus sceleratus).

Som det fremgår af plantekataloget, er det meget varierende hvor meget viden, der findes om arterne. Nogle arter er velbeskrevne og har indgået i en del undersøgelser mens der for andre er langt mindre publiceret viden. Det kan derfor være svært at sammenligne arterne i forhold til deres egnethed i minivådområder og andre anlæg. Nedenfor har vi sammenfattet viden om plantearternes egnethed til udplantning i minivådområder i forhold til en række væsentlige parametre:

  • Arternes tolerance overfor relativt høje næringsstofbelastninger
  • Bidrag til næringsstoffjernelsen dels via optag af N og P dels via opbygning og frigivelse af organisk kulstof der fremmer denitrifikation
  • Begrænsning af brinkerosion
  • Tolerance over for græsning og/eller slåning
  • Understøttelse/fremme af biodiversitet
  • Arternes egnethed i forskellige dele af minivådområdet.

Arternes tolerance overfor relativt høje næringsstofbelastninger

Drænvandet, der strømmer til et mini-vådområde, er rigt på kvælstof, og planterne, der udplantes skal derfor være egnede til at gro under eutrofe forhold. Kvælstoftallet (Ellenberg N) indikerer artens tilstedeværelse i henhold til jordens næringsindhold og varierer fra 1 til 9, hvor 9 angiver arter, der kan vokse på ”overvældende kvælstofrige steder”. Plantekataloget omfatter udelukkende arter, der angives at vokse på næringsrig bund og hvor Ellenberg værdien er bestemt en Ell N ≥ 5, hvor ”5” angiver arter, der kan vokse på nogenlunde kvælstofrige steder. Undersøgelser af vegetationen i eksisterende minivådområder har imidlertid vist, at der er betydelige forskelle i artssammensætningen i forskellige bassiner i minivådområder (se Figur 1) og stigende artsantal fra bassin 2 til 3, med flere submerse arter i bassin 3 og her generelt flere arter, der foretrækker lavere kvælstofniveauer (Strandberg 2017). Dette vil man også kunne tage hensyn til ved beplantningen af bassinerne, se også kap. 4.7.

Næringsoptag af N og P

Planternes næringsstofoptag og evne til akkumulering af N og P er kun undersøgt for relativt få arter, og ofte under varierende forsøgsbetingelser således at værdierne ikke er direkte sammenlignelige. For 12 af arterne i plantekataloget er der udført en række eksperimentelle forsøg af studerende på Aarhus Universitet, som har haft til formål at undersøge arternes effektivitet i forhold til optag af kvælstof og fosfor, og undersøge planternes relative vækstrate (Olesen et al. 2018, Riis et al. 2018, Nielsen 2017). Optagelseseffektiviteten vurderes ud fra planternes maksimale optagelsesrate af ammonium, nitrat og fosfat over tid, hvor en høj rate indikerer højere effektivitet til vandrensning. Den relative vækstrate angiver planternes vækstpotentiale i vækstsæsonen, og dermed hvor meget planten vokser i biomasse pr. dag. Arterne af undervandsplanter (submerse arter) udviste højere præference for ammonium end nitrat som kvælstofkilde, og vil derfor i højere grad medvirke til optag af ammonium end nitrat. De maksimale optagelsesrater af næringsstoffer for disse arter var i intervallet mellem 0,18-0,68, 0,0-0,05 og 0,0-0,10 µmol/min/g tørvægt for hhv. ammmonium-N, nitrat-N og fosfat-P. For de emergente arter er intervallerne 0,06-0,41, 0,0-0,61 og 0,0-0,13 µmol/min/g tørvægt for hhv. ammonium-N, nitrat-N og fosfat-P (Nielsen 2017). De relative vækstrater var generelt højere for de emergente arter (range: 0,027-0,198 g tørvægt dag-1) end for undervandsarterne (range: 0,044-0,122 g tørvægt dag-1). Der blev fundet en positiv sammenhæng mellem vækstraterne og næringsoptag af kvælstof for de emergente arter, hvilket indikerer at en høj biomassetilvækst ligeledes vil resultere i et højt optag af kvælstof. Resultaterne fra forsøgene er skrevet ind i beskrivelsen af planternes næringsstofoptag og vækst i plantekataloget. VegTech (online ref. 1) angiver følgende arter som vandrensende: vejbred-skeblad (Alisma plantago-aquatica), nikkende star (Carex acuta), høj sødgræs (Glyceria maxima), gul iris (Iris pseudacorus), knop-siv (Juncus conglomeratus), lyse-siv (Juncus effusus), eng-forglemmigej (Myosotis scirpoides), rørgræs (Phalaris arundinacea), tagrør (Phragmites australis), sø-kogleaks (Schoenoplectus lacustris), smalbladet dunhammer (Typha angustifolia) og bredbladet dunhammer (Typha latifolia).

Plantebiomasse og rodexudater bidrager til denitrifikation via udskillelsen af organisk kulstof

Overfladevandet, der strømmer til et mini-vådområde, er rigt på kvælstof og relativt fattigt på kulstof. De denitrificerende bakterier, der omsætter nitrat til frit kvælstof bruger populært sagt organisk kulstof som brændstof. Planter, der vokser i mini-vådområdet, kan bidrage med organisk C dels når de henfalder og nedbrydes, dels ved udskillelse af rodexudater. Viden om biomasse, især rodbiomassen, og udskillelse af rodexudater er begrænset til få arter. Plantehøjde kan i et vist omfang fortælle om den overjordiske biomasse, således fandt Ronzhina et al. (2019), at den overjordiske biomasse var positivt korreleret til plantehøjden for tagrør (Phragmites australis), rørgræs (Phalaris arundinacea), vejbred-skeblad (Alisma plantago-aquatica), nikkende star (Carex acuta) og alm. sumpstrå (Eleocharis palustris), hvor biomassen pr. plante (skud) aftog i den nævnte rækkefølge. Selvom rodbiomassen er væsentlig for både CO2 akkumulering og denitrifikation har vi kun fundet data for tagrør.

Rodexudater indeholder opløst organisk kulstof. Alle planter udskiller sandsynligvis rodexudater i varierende grad, men temperatur og lysforhold påvirker udskillelsen og mængden, der udskilles, varierer mellem arterne. En nyere undersøgelse har dokumenteret at rodexudater er en væsentlig kulstofkilde i minivådområder (Zhai et al. 2013). Blandt de arter, der er relevante for mini-vådområder og regnvandsbassiner er det kendt at udskillelsen af organisk kulstof især er stor hos gul iris (Iris pseudacorus), hjortetrøst (Eupatorium cannabium), lodden dueurt (Epilobium hirsutum) og smalbladet dunhammer (Typha angustifolia) efterfulgt af tagrør (Phragmites australis) og i mindre grad lyse-siv (Juncus effusus) (Wu et al. 2017, Zhai et al. 2013, Vale et al. 2005).

Planter der hæmmer brinkerosion

Evnen til at hæmme erosion af brinkerne er en væsentlig egenskab for de planter, der benyttes til beplantning på brinkerne, hvor der ud over overfladeafstrømning også kan være svag bølgepåvirkning. At en planteart hæmmer erosion kan skyldes en kombination af flere forskellige planteegenskaber fx etableringshastighed, stærkt rodnet og stor skud tæthed. Desuden kan tolerance overfor varierende vanddækning og udtørring være relevante egenskaber. Alle arter, der indgår i beplantningen på kanterne behøver ikke have sådanne egenskaber, men det kan være en god ide at lade sådanne arter indgå.

VegTech (online ref. 1) angiver følgende arter som erosionshæmmende: Nikkende star (Carex acuta), næb star (C. rostrata), alm. sumpstrå (Eleocharis palustris), manna-sødgræs (Glyceria fluitans), høj-sødgræs (G. maxima), gul iris (Iris pseudacorus), knop-siv (Juncus conglomeratus), lyse-siv (J. effusus), rørgræs (Phalaris arundinacea), tagrør (Phragmites australis), sø-kogleaks (Schoenoplectus lacustris), skov-kogleaks (Scirpus sylvaticus), kær-galtetand (Stachys palustris), smalbladet dunhammer (Typha angustifolia), og bredbladet dunhammer (Typha latifolia).

Et par andre arter som lodden dueurt (Epilobium hirsutum), der har stærke rødder og stoloner, der holder på mudder og sand langs bredder, og dynd-padderok (Equisetum fluviatile), der er følsom over for bølgeslag på lavt vand, overtager ved større vanddybde efter alm. sumpstrå.

Ved tilsåning af brinkerne kan såkaldte Dige- og LAR- (lokal afledning af regnvand) blandinger også være en mulighed. De indeholder en blanding af græsserne rød-svingel (Festuca rubra), strandsvingel (F. arundinacea), alm. hvene (Agrostis capillaris), krybhvene (A. stolonifera), eng-rottehale også kaldet timote (Phleum pratense) og alm. rajgræs (Loilum perenne). Vigtige egenskaber ved disse blandinger er hurtig etablering, stor skudtæthed og tolerance over for udtørring, fugtighed og evt. saltpåvirkning.

Planter der tåler græsning og/eller slåning

Nogle minivådområder og regnvandsbassiner ligger enten på marker, der græsses eller slås, og der kan desuden være ønske om at høste plantemateriale for derved at fjerne næringsstoffer (plantebiomasse). Det er derfor godt at kende arternes tolerance over for græsning hhv. slåning.

Følgende arter tolerere både græsning og slåning: angelik (Angelica sylvestris), rød svingel (Festuca rubra), eng-rottehale (Phleum pratense), glanskapslet siv (Juncus articulatus), og vand-skræppe (Rumex hydrolaphatum) samt frøbid (Hydrocharis morsus-ranae), der tåler og i visse tilfælde fremmes af slåning. Rørgræs (Phalaris arundinacea) tåler slåning, men er uegnet til græsning og giftig for bl.a. får pga. indhold af alkaloider. De unge skud af tykskulpet brøndkarse (Rorippa nasturium-aquaticum) spises af kreaturer og vandfugle, og planten tåler intensiv græsning men kan give misfarvning af mælk.

Andre arter tåler hverken græsning er slåning. Det gælder: Alm. mjødurt (Filipendula ulmaria) og bredbladet dunhammer (Typha latifolia).

Græssende dyr undgår både mose-bunke (Deschampsia cespitosa) og lyse-siv (Juncus effusus) med undtagelse af helt unge skud. Dog græsses lyse-siv nogle gange hvis der er mangel på anden føde. Endelig er bittersød natskygge (Solanum dulcamarum) meget giftig og bør ikke benyttes på arealer, hvor græsning påtænkes. Tigger-ranunkel er ligeledes giftig for græssende dyr, der undgår arten i frisk tilstand (Schou et al. 2017).

Planter der fremmer/understøtter biodiversitet

Når minivådområder beplantes er der et stigende ønske om også at benytte plantearter, der i særlig grad understøtter biodiversitet. Helt generelt giver plantediversitet faunadiversitet, dvs. jo flere plantearter, der findes jo flere dyr – fx insekter – besøger planterne.

Den enkelte planteart kan udgøre et vigtigt levested eller en god fødekilde for dyrelivet. Det er meget varierende i hvilken udstrækning planter dels er gode fødekilder for forskellige dyr dels udgør et egnet levested. Vi har derfor for alle arter i plantekataloget gennemført en ekspertvurdering af deres betydning for fauna fordelt på pattedyr, fugle, land- og vandlevende insekter. Arterne er givet en score fra 0 til 2, hvor 0 er givet hvor planten ikke benyttes eller er af betydning for den pågældende faunagruppe, 1 er givet til plantearter, der understøtter og er vigtig for en del arter (fauna) og 2 er givet til plantearter, der understøtter og er vigtig for mange arter, se Bilag 3. Af bilag 3 fremgår også i hvilken udstrækning en planteart vokser sammen med andre plantearter, hvor 0 er givet til arter, der altid/oftest danner tæt monokultur, 1 er givet til arter, der kan danne monokultur men oftest vokser sammen med andre arter og 2 er givet til arter, der altid/hyppigst vokser sammen med andre arter.

Nogle arter bidrager jævnt på alle scorer medens andre er betydeligt bedre i forhold til fx fugleliv, pattedyr eller vandlevende invertebrater.

Planters egnethed til forskellige dele af minivådområder

Ved etablering af minivådområder vil det være muligt at udvælge plantearter, der udover at være vandrensende, samtidig understøtter andre formål som fx en større biodiversitet. Planterne skal således bidrage til næringsstofoptag og have egenskaber, der betyder noget for næringsstoffjernelse. Fx er det i fokus at arterne opbygger en stor biomasse med en stor andel som rhizomer og at nedbrydningen sker løbende, hvilket bidrager med kulstof til de denitrificerende bakterier. I tilgift kan et varieret plantevalg også understøtte biodiversiteten.

For 20 plantearter i plantekataloget, som der findes flest oplysninger omkring (15 parametre), har vi gennemført en multivariat analyse med henblik på at karakterisere arterne i forhold, der er væsentlige ved beplantning af forskellige dele af et minivådområde.

Ved en multivat analyse har man mulighed for at undersøge betydningen af flere parametre (egenskaber) samtidig og se hvorledes de er korrelerede. Resultatet af en multivariat analyse afbildes typisk som et ordinationsdiagram, hvor arter og planteegenskaber fremgår. Arter (angivet ved punkter), der ligger tæt på hinanden i ordinationsdiagrammet har planteegenskaber, der er mere ens end arter der er længere fra hinanden. Planteegenskaberne er angivet som vektorer (pile), dvs. de har en længde og en retning. Vektorer, der peger i samme retning, er positivt korrelerede hvorimod modsatrettede vektorer er negativt korrelerede. Ordinationsdiagrammet for de 20 plantearter og 15 planteegenskaber viser således hvilke af de indgående egenskaber, der er væsentlige for disse plantearter.

Ikke overraskende kan man af ordinationsdiagrammet se at arter som tagrør (Phragmites australis), manna-sødgræs (Glyceria fluitans), høj sødgræs (Glyceria maxima) samt smal- og bredbladet dunhammer (Typha angustifolia hhv. T. latifolia) er placeret i nærheden af hinanden. De har alle en stor andel rhizomer (vektor ”rhizomer”), opbygger en stor biomasse og nedbrydes langsomt (placeret modsat vektoren ”nedbrydningshastighed”, der angiver hurtig nedbrydning). Da disse arter desuden tolerer høje koncentrationer af næring, illustreret ved Ellenberg Nitrogen (vektor ”Ell.N”) og tåler vanddækning (vektor ”max. vanddybde”) er de oplagte til beplantning af minivådområder og måske især plantebræmmerne. Det fremgår også, at disse arter understøtter landlevende pattedyr, som fx råvildt, og i et vist omfang vandlevende invertebrater. Til gengæld danner de ofte monokulturer (placeret modsat vektoren ”evne til at vokse sammen med andre plantearter”) og understøtter de kun i meget begrænset omfang biodiversitet (placeret modsat vektorerne ”biodiversitet generelt”, ”landlevende insekter” og ”fugle”).

Hvis man også vil plante for biodiversiten giver analysen også et bud på hvilke arter, der kan være interessante. Blandt de tyve arter, der er indgået i analysen, er det især alm. mjødurt (Filipendula ulmaria), vand-mynte (Mentha aquatica) og krybhvene (Agrostis stolonifera), der bidrager til biodiversiteten generelt, men tabel 1 og plantekataloget indeholder mange flere muligheder. Det er værd at bemærke, at især submerse arter, som fx kruset vandaks (Potamogeton crispus) og fladfrugtet vandstjerne (Callitriche platycarpa), understøtter diversiteten af fugle og igen giver tabel 1 og plantekataloget mange flere muligheder at vælge imellem.

Brinkerne omkring bassinerne er mange steder forholdsvis stejle og det giver særlige udfordringer i forbindelse med beplantningen. Krybhvene (Agrostis stolonifera), almindelig mjødurt (Filipendula ulmaria) og engkabbeleje (Caltha palustris) er arter der er tolerante over for skrånende tærræn (vektor skrånende terræn) og sammen med arter, der begrænser erosion (se kap. 4.4) kan de være gode kandidater til beplantning af brinkerne.

Endelig vil ægte vandplanter, der har en høj nedbrydningshastighed og generelt har en høj evne til at vokse sammen med andre arter, såsom kruset vandaks (Potamogeton crispus), svømmende vandaks (Potamogeton natans), vejbred-skeblad (Alisma plantago-aquatica) samt arter af vandstjerne (Callitriche sp.) være velegnet i bassin III (Figur 1), hvor koncentrationen af næringsstoffer i vandet vil være lavere og lysforholdene i bassinet således bedre.