Algemeen.
De zinkflora is een plantengemeenschap die alleen voorkomt op zinkhoudende gronden. De soorten die hiertoe behoren zijn de zogenaamde metallophyten. De plantengemeenschap van het Zinkviooltje, het Violetum calaminariae, is in deze samenstelling uniek in de wereld en komt alleen in het Geuldal en op enkele plekken in de buurt van Aken en Luik voor. Als kenmerkende soorten voor deze associatie noemde de Duitse geobotanicus Matthias Schwickerath: het Zinkviooltje (Viola calaminaria), dat alleen in het Akens- Luikse gebied voorkomt, het Zinklepelblad (Cochleaira pyrenaica) en meer algemene plantensoorten van zinkhoudende grond als Zinkboerenkers (Thlaspi caerulescens subsp. calaminare) , zinkvormen van Blaassilene (Silene vulgaris subs. vulgaris), Zinkschapegras (Festuca ovina subsp. ophioliticola), Zinkveldmuur (Minuartia verna ssp. hercynica) en Engels gras (Armeria maritima subsp. calaminaria). Schwickerath voerde in 1931 het begrip "Galmeitrift" voor deze plantengemeenschap in. Over de status van Zinklepelblad als zinkplant bestaat enige discussie omdat deze soort slechts op één enkele plek als zinksoort voor komt en op andere plekken eerder in brongebieden groeit.
Aan de noordrand van de Duitse middelgebergtes, waaronder de Eifel, het Siegerland en het Sauerland, komen op diverse plekken ertshoudende gesteentes dicht aan de oppervlakte. Meestal ijzererts, soms ook zware metalen. Op slechts een paar plekken liggen de ertsen zo dicht onder het aardoppervlak, dat ze bepalend zijn voor de ter plekke voorkomende vegetatie. De zware metalen die aan het oppervlak komen bestaan meestal uit Galmei, een metaal dat ook naamgevend was voor de Duitse benaming voor de zinkflora, namelijk Galmeiflora.
De zinkflora is waarschijnlijk een relikt uit de laatste IJstijd. In de IJstijd lag onze omgeving ingeklemd tussen de ijsmassa's uit Scandinavië en die uit de Alpen. De begroeiing bestond uit een toendra-achtige vegetatie, waaraan de zinkgraslanden uiterlijk ook herinneren. Na de IJstijd begroeiden de normale bodems weer met bos en andere planten, maar op standplaatsen waar zware metalen in de bodem zaten kon de vegetatie uit de IJstijd zich handhaven. Daarnaast trokken de plantensoorten zich terug in noordelijke richting of vestigden zich op grote hoogte in de Alpen. Derhalve zijn de naaste verwanten van de zinkflora ook in Scandinavië en in de Alpen en de andere Midden-Europese gebergtes te vinden. Een bekend voorbeeld is Viola lutea uit de Alpen. Opvallend is dat de zinkvegetaties doorgaans een zeer lage biomassa produceren.
Verspreiding.
De huidige verspreiding van het Violetum calaminariae is het gebied tussen Aken en Luik. Het groeit in een wijde boog van oost naar zuid rondom Aken tot aan het Indedal bij Eschweiler. Hier groeit de zinkflora op puinhellingen en stortvelden van vroegere zink- en loodmijnen die verspreid liggen in het gebied met kolen- en Midden- Devoonkalk. De groeiplaatsen verlopen daarna verder westwaarts via Hergenrath, la Calamine, Moresnet, Plombières, en verder naar het zuidwesten tot aan het Vesdredal bij Pepinster en “La Rocheux” bij Theux om bij Luik hun westgrens te bereiken. Ook in Nederland komt de zinkflora voor, namelijk in het Geuldal tussen de Belgische grens en Mechelen. De achteruitgang is het grootst op de tertiaire groeiplaatsen. Op de secundaire groeiplaatsen blijft de flora nog intact omdat de bodems hier rijker zijn aan zware metalen dan op de tertiaire groeiplaatsen.
Soortgelijke gezelschappen.
Op andere plekken in Duitsland, waaronder het Siegerland en het oosten van Westfalen komen ook graslanden met zinkflora voor, welke gekaraktiseerd worden door het voorkomen van andere soorten Engels gras zoals Armeria maritima ssp. bottendorfensis bij Bottendorf in Sachsen-Anhalt en Armeria maritima ssp. hornburgensis bij Eisleben in Sachen-Anhalt. Armeria maritima ssp. halleri komt ook bij Mechernich in de Eifel voor. Deze plantengemeenschap wordt Armerietum halleri genoemd en is niet alleen te herkennen aan het voorkomen van deze typische soort Engels gras, maar ook door het ontbreken van het Zinkviooltje (Viola lutea ssp. calaminaria) en de Zinkboerenkers (Thlaspi caerulescens subsp. calaminare). In de Zinkgraslanden ten oosten van de Rijn komt ook nog Kruipende steenkers (Cardaminopsis halleri) voor.
Het Westfaalse Zinkviooltje (Viola lutea ssp. guestphalica) is een ondersoort van het Gele viooltje (Viola lutea). Maar door het tellen van chromosomen is gebleken dat beide soorten niet verwant zijn. Het ontbreken van Zinkboerenkers (Thlaspi caerulescens subsp. calaminare) en het voorkomen van Kruipende steenkers (Cardaminopsis halleri) onderstrepen dat het Violetum guestphalicae veel dichter bij het Armerietum halleri staat dan bij het Violetum calaminariae. De enige plaatsen waar deze plantengemeenschap voorkomt, zijn de Bleikuhle en het Wäschebachtal bij Blankenrode.
Blaassilene (Silene vulgaris ssp. vulgaris).Zinkveldmuur (Minuartia verna).
Waarom is de zinkflora nu juist op bepaalde plekken te vinden?
Opvallend is het veelvuldig voorkomen van bepaalde plantensoorten op een ondergrond met een hoger dan natuurlijk percentage aan zware metalen, zoals bijvoorbeeld zink, en het geringer voorkomen van andere, meer algemene, plantensoorten. Eli Heimans beschrijft dat de zinkflora in het Nederlandse Geuldal alleen te vinden is op plekken die de Geul bij normaal hoogwater overstroomt. Het zink en de andere zware metalen lood en cadmium worden samen met slib vanuit België aangevoerd en bij overstromingen op een smalle strook langs de oever neergelegd. Metalen zijn nauwelijks af te breken en hopen zich dan ook uiteindelijk op in de bodem. De grens tussen de plek waar wel nog zinkvegetatie groeit en waar niet meer, is scherp. In 1925 toonden Kurris en Pagnier aan dat tot deze grens de grond een aanmerkelijk zinkgehalte vertoont. Ze lieten zien dat de zinkconcentraties in de bodem variëren van 73 tot 1260 μmol per gram grond op plekken waar zinkflora groeit en slechts 10,7 μmol per gram grond bevatten op plekken waar de zinkflora ontbreekt. Verder stroomafwaarts houdt dit op doordat de zijbeken, die daar in de Geul uitmonden, door hun hoge kalkgehalte het overgebleven zinkrestant binden. Dit is dan niet meer beschikbaar en dus niet meer schadelijk voor de plantenwortels. Het effect van het zink kan eenvoudig teniet gedaan worden door de bodem te verrijken, bijvoorbeeld door te bemesten met gier of met name kunstmest. Zinkplanten hebben namelijk behoefte aan een constante verhouding tussen zink en kalk. Wordt deze verhouding verstoord, bijvoorbeeld door het strooien van kunstmest (welke kalk bevat), dan zullen de zinkplanten verdwijnen. De zinkplanten groeien in het Geuldal namelijk van nature op een kalkarme Carboonondergrond.
Zinkflora groeit op een bodem die een bepaald zinkgehalte heeft en luchtig, voedselarm, en met name fosforarm is en verdwijnt op plekken met veel betreding. Daarom vind je deze bijzondere vegetatie vooral net onder de afrastering van weilanden, waar het vee de bodem niet kan dichttrappen.
Hoe gaan de planten om met de zware metalen in de grond ?
De zinkflora bestaat uit een aantal plantensoorten die een zekere resistentie tegen zware metalen hebben. Het zijn zogenaamde metalophyten. Een geringe hoeveelheid zware metalen zoals zink en koper heeft een gunstige invloed op de groei van planten. Zink is voor vele planten in een geringe hoeveelheid noodzakelijk om enzymen te activeren die zorgen voor de fotosynthese en de eiwitsynthese. Een grote hoeveelheid is voor andere planten echter juist schadelijk en leidt tot dwerggroei of zelfs tot het afsterven van de planten. Dit is te zien in de vorm van verkleuringen van de bladeren en dwerggroei. De minimum hoeveelheid is voor zinkplanten groter dan voor andere planten, opvallend is ook dat de zinkplanten een grotere maximum hoeveelheid tolereren. In de concurrentiestrijd tussen de verschillende planten kunnen de zinkplanten zich op de zinkbodems beter handhaven dan andere planten door een betere aanpassing aan de de bijzondere ecologische omstandigheden van die standplaats. Toch kan voor de metalophyten de hoeveelheid zware metalen in de grond ook te hoog worden. Op gewone bodems hebben ze nauwelijks mogelijkheden om te concurreren en worden al snel overwoekerd door gewone plantensoorten.
Omdat de zinkplanten tot verschillende families, waaronder Brassicaceae, Caryophhyllaceae, Violaceae en Plumbaginaceae, behoren, hebben ze ook elk hun eigen manier om om te gaan met de zware metalen.
Het Zinkviooltje probeert de metalen buiten te houden. Dit gebeurt al direct bij de wortels, hier komt slechts een zeer geringe hoeveelheid van het metaal binnen. Wortelmycorhizzaschimmels zorgen ervoor dat het zink niet door de wortels wordt opgenomen. Bij het Zinkviooltje bevatten de bladeren en spruiten niet meer zware metalen dan bij niet-metalophyten. Bij Zinkboerenkers worden de metalen die wel opgenomen worden, zo opgeslagen dat ze niet meer giftig zijn voor de planten. Dit gebeurt door ze op te nemen in de vacuole, waar ze eigenlijk geen kwaad meer kunnen. Zinkboerenkers kan het zink veel sneller naar de vacuole transporteren dan gewone plantensoorten omdat ze meer transporteiwitten heeft.
Hiertoe heeft Zinkboerenkers vaatbundels die redelijk zijn verhout om te voorkomen dat de metalen eerder vrij komen dan op het moment dat ze in de vacuole van de bladcellen zitten. De plant wil dus voorkomen dat de metalen uit de vaatbundels weglekken en hierdoor schade aan onder meer de wortelcellen veroorzaken. Dit noemen we accumulatie, een technieck die wordt toegepast door een kortlevende soort als Zinkboerenkers. De bladeren van deze soort kunnen op basis van hun drooggewicht vaak meer dan 1% zink en soms meer dan 0,1% cadmium of 1% nikkel bevatten. Zink kan de soort overal opnemen, het opnemen van cadmium en nikkel komt slechts op enkele plekken voor. Deze hoeveelheden zijn voor vrijwel alle levende wezens dodelijk. Een metaal als cadmium heeft zelfs in kleine hoeveelheden al schadelijke gevolgen. Cadmium in het lichaam kan leiden tot problemen in het centrale zenuwstelsel, in de nieren en bij de voortplanting. Toch komen de hyperaccumulatoren ermee uit. Waarschijnlijk beschermd de extreme metaalconcentratie in de plant tegen insecten vraat. Na verloop van tijd wordt er echter teveel opgeslagen en sterven de planten toch. Het lukt hen echter wel om ervoor te zorgen dat de zaden en kiemplanten vrij te houden van zware metalen.
Uit as-analyses door Kurris en Pagnier (1910), die zinkplanten verbrandden en van de as daarvan het zinkgehalte bepaalden, blijkt ook dat de planten een aanzienlijke hoeveelheid zink uit de grond opnemen.
Engels gras scheidt het teveel aan opgenomen metalen uit via speciale klieren. Datzelfde gebeurt bij de kustvorm die zo het teveel aan zout kwijtraakt.
Zinkplanten groeien vooral goed op zure bodems, bij een pH lager dan 5, omdat daar de meeste zinkdeeltjes los zitten en niet aan onder meer kalk geboden worden. Hierdoor zijn ze dus fysiologisch beschikbaar voor de planten. Op kalkrijke bodems of op bodems waar bemesting met kunstmest die grotendeels uit kalk bestaat- heeft plaatsgevonden, wordt de zinkflora snel verdrongen omdat de hoeveelheid voor de planten beschikbaar zink laag is.
Begeleidende soorten.
De zinkgraslanden zijn vaak soortenrijke, bloemrijke plantengemeenschappen. Daarin komen natuurlijk de typische metalophyten ofwel zinkbestendige soorten voor, maar er zijn ook diverse andere soorten te vinden. Dit zijn de zogenaamde pseudo-metalophyten, veelal ecotypes van bepaalde plantensoorten die aangepast zijn aan het leven op metaalhoudende bodems. Hoewel het zinkhoudend gesteente vaak uit carbonaathoudend gesteente bestaat, zijn onder de typische begeleiders nauwelijks kalkminnende planten te vinden. Daarentegen groeit er een aantal planten dat een zure bodem prefereert en zelfs eerder in heides of borstelgraslanden groeit, zoals de Gewone vleugeltjesbloem (Polygala vulgaris ssp. vulgaris), Schapezuring (Rumex acetosella), Stijve ogentroost (Euphrasia stricta), Tormentil (Potentilla erecta), Kleine bevernel (Pimpinella saxifraga), Scherpe boterbloem (Ranunculus acris), Smalle weegbree (Plantago lanceolata), Gewoon struisgras (Agrostis capillaris), Kruiptijm (Thymus praecox ssp. praecox), Veldzuring (Rumex acetosa), Schapezuring (Rumex acetosella), Kalkwalstro (Gallium pumilum), Grasklokje (Campanula rotundifolia), Rendiermos (Cladonia sp.) en Bekertjesmos (Weissia brachycarpa). Ook Struikheide (Calluna vulgaris) en Ruwe berk (
Betula pendula) zijn vaak op metaalhoudende bodems te vinden.
1%20150x.jpg)
