3 Fragen an 3 Forschende: Wie der Klimawandel unsere Gewässer verändert

Vor kurzem ging der Weltklimagipfel in Glasgow zu Ende und auch in Deutschland soll der Klimaschutz einen höheren Stellenwert bekommen.

Prof. Rita Adrian, Prof. Sonja Jähnig und Prof. Mark Gessner vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) beleuchten, wie sich der Klimawandel auf die Binnengewässer und ihre Artenvielfalt auswirkt und ob der aktuelle politische Diskurs Anlass zur Hoffnung gibt.

Frau Adrian, Sie können als Mitautorin des Weltklimaberichts sowohl die wissenschaftlichen als auch die politischen Diskussionen unmittelbar mitverfolgen. Welche Rolle spielen Gewässer in den aktuellen Debatten?

„Binnengewässer werden oftmals nicht explizit neben den Meeren und dem Land genannt und häufig dem Land zugeordnet. Das war auch bei der COP26-Konferenz so. Der Vielfalt der Ökosysteme kann natürlich nicht im Detail Rechnung getragen werden. Eine Erwähnung von Binnengewässern – als wesentliche Süßwasser-Ressource und sich im Zuge der globalen Erwärmung stark verändernde Ökosysteme – halte ich jedoch für sehr wichtig.

„Die Zwei-Grad-Marke haben wir für Seen schon überschritten und es ist dennoch nicht Thema im politischen Diskurs.“ – Rita Adrian

Es geht auch darum, die essenziellen Leistungen von Binnengewässern stärker in das Bewusstsein von Politiker*innen und der Gesellschaft zu rücken. Menschen sind unmittelbar von der Erwärmung der Gewässer betroffen. Gerade Seen können sich noch stärker erwärmen als die Luft. Dort haben wir im Oberflächenwasser das Zwei-Grad-Ziel im langjährigen Jahresmittel schon überschritten.

Die Erwärmung führt zu höheren Nährstoffbelastungen und vermehrten Algenblüten. Das kann sich auf die Trinkwasserversorgung auswirken, denn weltweit spielen Oberflächengewässer als Ressource eine entscheidende Rolle. Außerdem verlieren Seen ihren Freizeitwert, wenn sich die Wasserqualität weiter verschlechtert. Wenn Seen wärmer werden, werden sie weniger häufig vollständig durchmischt, der Sauerstoffgehalt sinkt. Das wird wiederum problematisch für Fische und andere Lebewesen. Aber es ist nicht nur eine Frage der Qualität sondern vor allem auch der Quantität: Ganze Regionen sind von Wasserverknappung und Rückgang der Grundwasserstände betroffen. Dies alles findet nicht nur im Mittelmeerraum, sondern vor unserer Haustüre statt.  Ganz wesentlich ist: Aquatische Ökosysteme haben einen inhärenten Wert, den es zu schützen gilt.“

Frau Jähnig, die Klimakrise überdeckt die Biodiversitätskrise. Inwiefern werden Ihrer Meinung nach die verschiedenen ökologischen Krisen nach wie vor isoliert voneinander betrachtet? Und wie wirkt das eine auf das andere?

„In der Tat sind beide Krisen eng verknüpft – und dem wird nicht immer Rechnung getragen. Im Abschlussdokument der COP26-Konferenz wird die Verbindung nur einmal kurz erwähnt. Durch den Klimawandel gehen Lebensräume verloren, beispielsweise weil Gewässer temporär trockenfallen. Etwa die Hälfte aller Fließgewässer weltweit trocknen zeitweise aus. Und dieser Trend wird weiter zunehmen. Im Gewässer müssen Tiere, die nur eine geringe Temperaturspanne tolerieren, in andere Regionen ausweichen. Das ist nicht immer möglich. Die Verschlechterung der Wasserqualität, von der Frau Adrian spricht, spielt natürlich auch eine Rolle. Außerdem begünstigt der Klimawandel die Ausbreitung gebietsfremder Arten, die mit den heimischen Tieren konkurrieren oder ihnen durch Fraßdruck oder Krankheitsübertragung schaden.

„Klima- und Biodiversitätsschutz schließen sich nicht aus, im Gegenteil.“ – Sonja Jähnig

Ein Punkt, der mir sehr am Herzen liegt, ist die Auflösung des vermeintlichen Zielkonflikts zwischen Klima- und Biodiversitätsschutz bei der Wasserkraft. Die Wasserkraft ist zwar eine erneuerbare, aber keine umweltfreundliche Energiequelle. Gerade die sogenannte kleine Wasserkraft trägt nur zu einem verschwindend geringen Anteil zur Energiewende bei, verschlechtert den ökologischen Zustand der Gewässer und ihrer Lebewesen aber erheblich. Daher haben kürzlich 65 Fachwissenschaftler*innen aus 30 wissenschaftlichen Institutionen in einer gemeinsamen Stellungnahme dringend empfohlen, die Förderung ineffizienter Kleinwasserkraftwerke aus EEG- oder Steuermitteln zu beenden.

Klimaschutz und Biodiversitätsschutz gehen tatsächlich oft Hand in Hand. Wenn Flüssen zum Beispiel mehr Platz eingeräumt wird, trägt das maßgeblich zum Schutz vor Hochwasser bei und unterstützt gleichzeitig artenreiche und vielfältige Lebensräume. Dort können nämlich sogenannte Refugialräume wie Altarme, Pools, oder Wurzelunterstände entstehen, die eine Wiederbesiedlung mit Lebewesen nach Perioden mit stark schwankendem Wasserstand gewährleisten.“

Die COP26-Rahmenentscheidung erkennt an, „dass die Auswirkungen des Klimawandels viel geringer sein werden bei einem Temperaturanstieg um 1,5 Grad verglichen mit zwei Grad“ und sagt zu, die „Bemühungen zur Begrenzung des Temperaturanstiegs auf 1,5 Grad fortzusetzen“.

Herr Gessner, aus Sicht eines Gewässerforschers: Eine gute Entscheidung ? Oder werden wir selbst bei Erreichen dieses Ziels kritische Auswirkungen spüren? Welche Folgen könnten uns bei 1,5 oder 2 Grad Erwärmung erwarten?

„Ja, das verstärkte Bekenntnis zur Begrenzung der Erwärmung ist grundsätzlich ein gutes Ergebnis. Es kommt aber jetzt darauf an, auch wirksame Maßnahmen zu ergreifen, damit dieses Ziel erreicht wird. Damit hat sich die Staatengemeinschaft immer noch schwer getan.

Für Gewässer können die Schwellenwerte von 1,5 oder 2 Grad allerdings nicht eins zu eins übertragen werden. Frau Adrian hat es schon gesagt: Viele Seen haben diese Marke sowieso schon gerissen. Für den Stechlinsee im Norden Brandenburgs beispielsweise haben wir seit Ende der sechziger Jahren  eine Erwärmung des Oberflächenwassers von rund 2 Grad gemessen. Und unsere Langzeitdaten vom gut untersuchten Müggelsee in Berlin zeigen sogar eine Erhöhung der sommerlichen Temperaturen von 0.6 Grad pro Dekade zwischen 1978 und 2020.

Neben den langfristigen Temperaturtrends sind aber mindestens drei weitere Faktoren entscheidend. Da ist erstens das Mischungsregime. In Seen unserer Breiten wird der gesamte Wasserkörper normalerweise zweimal im Jahr vollständig durchmischt. Das geschieht im Frühling und im Herbst. Im Sommer und Winter hingegen bleiben die beiden Schichten scharf voneinander getrennt. In einigen größeren Seen bei uns, wie beispielsweise dem Stechlin, wird die Erwärmung dazu führen, dass im Winter keine Schichtung mehr auftritt. Das zeigen die Modelle unserer Seenphysiker. In der kühlen Jahreszeit werden diese Seen also durchgehend gemischt und bekommen dadurch einen grundlegend anderen Charakter. Eine Temperatuerhöhung von 1,5 bis 2 Grad im Winter macht hier einen großen Unterschied.

„Der jahreszeitliche Zyklus von Seenschichtung und Durchmischung verändert sich in unseren Breitengraden deutlich. Seen bekommen dadurch einen grundlegend anderen Charakter.“ – Mark Gessner

Daran gekoppelt sind Einflüsse auf den Chemismus und die Biologie. Nehmen Sie die Sauerstoffverhältnisse. Das ist der zweite wichtige Aspekt, den ich ansprechen wollte. In  der warmen Jahreszeit verlängert sich die Schichtungsphase und das führt zu verstärkter Sauerstoffzehrung im Tiefenwasser. Bei vollständiger Aufzehrung des Sauerstoffs, wie wir sie im Stechlinsee jetzt unterhalb von 40 Metern Tiefe sehen, sind die Auswirkungen auf Fische und andere Organismen enorm und das gilt auch für  die Nährstoffdynamik im See.

Zusätzlich zu solchen langjährigen Temperatur- und Sauerstofftrends dürfen wir außerdem extreme Wetterereignisse nicht vergessen. Für die Zukunft wird eine Zunahme der Häufigkeit und Intensität solcher Ereignisse. Dazu gehören Hitzewellen genauso wie Stürme. Das ist ein dritter wesentlicher Aspekt, den wir beachten müssen, wenn wir Vorhersagen über die Reaktion von Seen auf den Klimawandel machen wollen. Hitzewellen können Massenentwicklung potenziell giftiger Blaualgen auslösen, ebenso wie Fischsterben. Und auch Stürme können eine Ursache für solche Entwicklungen sein. Am Stechlinsee haben wir solche Beobachtungen dokumentiert und auch in einem großen Freilandversuch nachvollziehen können. Dabei haben wir gesehen, dass wahrscheinlich gerade vom Menschen wenig beeinflusste oder restaurierte Klarwasserseen von Sturmereignissen besonders betroffen sind.“

-Pressemitteilung IGB-