5

Seen und Flüsse im Klimawandel Hitze setzt den Süßgewässern empfindlich zu

Nicht nur die Meere, auch Seen und Flüsse leiden unter dem Klimawandel. Steigen die Temperaturen, kann das vor allem in Seen verheerende Folgen haben. Bei uns sind die ersten schon nachzuweisen.

Stand: 12.03.2021

Der Klimawandel lässt auch die Temperaturen in Seen und Flüssen steigen.  | Bild: picture-alliance/dpa/Bildagentur-online/Widmann

Wenn immer mehr CO2 ausgestoßen wird und die Temperaturen an Land und im Wasser steigen, macht der Klimawandel nicht nur den Meeren und ihren Bewohnern zu schaffen, sondern in besonderem Maße auch den Seen und Flüssen. Süßwasser-Ökosysteme gehören zu den am stärksten gefährdeten Ökosystemen der Erde, warnt das "World Climate Statement", das mehr als hundert Fachgesellschaften für Wasserforschung aus der ganzen Welt im September 2020 veröffentlichten: Seen und Flüsse bedeckten zwar weniger als ein Prozent der Erdoberfläche, seien aber Lebensraum für ein Drittel der Wirbeltierarten und zehn Prozent aller Arten. Die weltweiten Wasserressourcen seien derzeit der stärksten Bedrohung in der Geschichte der Menschheit ausgesetzt.

Gleichgewicht in den Ökosystemen See und Fluss wird gestört

Die Temperatur ist für viele biologische und chemische Prozesse ein entscheidender Faktor und beeinflusst so unterschiedliche Dinge wie die Größe eines Organismus, die Verbreitung einer Art, ihre Fortpflanzungsrate oder auch den Zeitpunkt zur Fortpflanzung. Sich ändernde Temperaturen haben oft eklatante Auswirkungen auf Pflanzen- und Tierarten, die sich dem Tempo der globalen Erwärmung nicht schnell genug anpassen können. Die Ökosysteme geraten aus dem Gleichgewicht.

Seen und Flüsse erwärmen und verändern sich

Fische sind temperaturempfindlich

Ab 29 Grad Celsius können Weißfische wie Karpfen, Rotaugen, Hecht und Zander ersticken. Salmonide wie Forellen, Äschen oder Huchen vertragen nicht mehr als 20 Grad.

Höhere Temperaturen und ausgeprägtere Dürreperioden führen zum Beispiel dazu, dass sich die Menge und Qualität des Wassers verändern. Algen treten vermehrt auf, der Sauerstoffgehalt im Wasser sinkt, invasive Arten breiten sich aus und verdrängen heimische Arten. Dies bedroht nicht nur den Artenreichtum in Seen und Flüssen - auch die Nahrungsgrundlage von Millionen Menschen ist in Gefahr. Gerade auf kälteliebende Arten haben schon geringe Temperaturveränderungen erhebliche Auswirkungen.

Seen erwärmen sich um vier Grad und wechseln den Klimatyp

Vor allem das Ökosystem See reagiert sehr sensibel auf veränderte Wassertemperaturen. Die dort lebenden Arten können nämlich nicht einfach räumlich ausweichen, um sich einen anderen, besseren Lebensraum zu suchen. Wird es einem Fisch in einem See zu warm, kann er schlecht auswandern, seine Nahrungsgrundlage aber vielleicht schon. Seen sind daher besonders empfindliche Lebensräume. Im derzeit schlimmsten angenommenen Klimaszenario könnte sich die Wassertemperatur der Süßwasserseen bis zum Jahr 2100 weltweit um vier Grad erhöhen.

Forscher definierten 2020 neun verschiedene See-Klimatypen, die sich hinsichtlich ihrer Jahresdurchschnittstemperatur und Temperaturschwankungen im Jahresverlauf voneinander unterscheiden. Diese See-Klimatypen kombinierten sie mit verschiedenen, bis zum Jahr 2100 angenommenen Klimaszenarien. Zwei Drittel aller Seen weltweit könnten sich dann in den nächstwärmeren Klimatyp entwickeln - so, als ob sie näher an den Äquator gerutscht wären. Selbst im günstigsten Szenario würden zwölf Prozent den Klimatyp wechseln. Zu diesem Schluss kommt eine Studie vom britischen Zentrum für Ökologie und Hydrologie (UKCEH) im März 2020.

"Die Resilienz von Artengemeinschaften in Seen wird zurzeit weltweit intensiv untersucht. Dazu zählt auch die Frage, ob ein einzelnes Event schon ausreicht, um einen See nachhaltig zu stören. Die Frage ist also noch nicht beantwortet. Wir haben aber sicher alle noch Bilder vom Sommer 2018 im Kopf, als wir viele tote Fische bei hohen Wassertemperaturen beobachtet haben. Daher wissen wir also schon, dass es für manche Organismen in einigen Lebensräumen auch bei einem einzelnen Event zu warm werden kann."

Lutz Becks, Professor für Limnologie und Leiter der Arbeitsgruppe Aquatische Ökologie und Evolutionsbiologie, Universität Konstanz

Hitzewellen in Seen werden intensiver und dauern länger

Seen leiden jedoch nicht nur an einer langfristigen Temperaturerhöhung. Es gibt auch kurzfristige Erwärmungen, sogenannte Hitzewellen, die wir auch an Land kennen. Ein Team vom ESA Climate Office hat im Januar 2021 untersucht, wie sich Hitzewellen weltweit auf 702 Seen mit einer Tiefe von zwei bis 60 Metern auswirken. Bleiben die Treibhausgasemissionen weiterhin so hoch, könnten sich die Intensität und Dauer der Hitzewellen in den Seen immens steigern: Durchschnittlich könnten die Temperaturen während einer solchen Phase nicht mehr um 3,7 Grad Celsius, sondern um 5,4 Grad Celsius höher liegen als die mittleren Temperaturen der Seen. Die durchschnittliche Dauer der Hitzewellen in Seen könnte sich von rund einer Woche auf mehr als drei Monate verlängern. Einige der Gewässer könnten sogar "in einen permanenten Hitzezustand geraten".

"Organismen haben unterschiedliche Temperaturoptima, sie unterscheiden sich auch in ihrer Toleranz hinsichtlich Maximal-Temperaturen. Hitzewellen können also dazu führen, dass bestimmte Arten bevorzugt werden, während andere benachteiligt oder sogar aussterben werden. So kann es zu Verschiebungen bei der Zusammensetzung der Artengemeinschaften kommen. Da Arten auch immer mit anderen Arten in Wechselwirkung stehen, sind diese Verschiebungen bei den Artenzusammensetzungen komplex: So kann eine Art eine hohe Toleranz gegenüber Hitzewellen haben, ihre Beute aber zum Beispiel nicht, was wiederum zum Aussterben des Beutegreifers/Räubers führen kann."

Lutz Becks, Professor für Limnologie und Leiter der Arbeitsgruppe Aquatische Ökologie und Evolutionsbiologie, Universität Konstanz

Der Stechlinsee in Brandenburg

Schon jetzt kann man die Auswirkungen des Klimawandels ganz konkret beobachten - am bis zu 70 Meter tiefen Stechlinsee in Brandenburg zum Beispiel. Die Wassertemperatur an der Oberfläche ist in den vergangenen Jahren um gut zwei Grad gestiegen (Studie von Ende 2020). In einem derart tiefen See sind die Temperaturunterschiede zwischen der Wasseroberfläche und den tieferen Schichten groß: 18,4 Grad Celsius an der Oberfläche, 5,3 Grad Celsius in 45 Metern Tiefe. Normalerweise mischen sich im Herbst und Frühjahr die oberen und unteren Wasserschichten. Wegen des Klimawandels verkürzen sich diese Phasen jedoch. Damit gelangt auch weniger Sauerstoff in die Tiefe. Der Sauerstoffgehalt ist nämlich ebenfalls unterschiedlich hoch: gut hundert Prozent Sättigung an der Wasseroberfläche, nur noch 2,7 Prozent Sättigung in 45 Metern Tiefe.

Wesentlich mehr Phosphor im Stechlinsee

Der Phosphor-Gehalt im See hat sich in den letzten zehn Jahren laut Mark Gessner, Leiter des Seelabors am Stechlinsee, vervierfacht. In der Folge vermehren sich Organismen, die im Wasser schweben, sehr stark: Bakterien, Algen, Pilze oder winzige Krebstiere. Sie trüben das Wasser ein und der Sauerstoffanteil sinkt weiter. Das könnte laut Mark Gessner auf Dauer das Aus bedeuten für eine Fischart, die nur im Stechlinsee vorkommt - die Fontane-Maräne.

Fische ersticken auch in Flüssen

Steigen die Temperaturen in Gewässern, fehlt den Fischen lebensnotwendiger Sauerstoff - und sie können tatsächlich ersticken. Um zwei Grad haben sich viele Flüsse in Bayern bereits erwärmt. Besonders warm kann es in langsam fließenden Flüssen und in breiten, seichten Flussbetten werden. "Ab 20 Grad Wassertemperatur beginnt eine Phase, wo es wirklich heikel wird für viele. Je nach Art kommt ab 22, 23, 24 Grad eine Phase, wo die Fische tatsächlich sterben", erklärte Fischereibiologe Oliver Born in Unkraut im Juni 2020. In der Iller sei es zum Beispiel schon kritisch geworden. "Am Bodenseeabfluss, dem Hochrhein, kam es 2018 zu einem riesigen Äschensterben - bei Wassertemperaturen von 25 Grad und mehr", weiß Oliver Born.

In Bayern sind Fische vom Aussterben bedroht

Damit bekommen Fische ein weiteres Problem - in vielen Flüssen setzen ihnen bereits Dämme, Begradigungen oder eine zunehmende Verschlammung zu. Bei uns ist der Bestand einiger Fischarten in den vergangenen 30 Jahren so stark zurückgegangen, dass sie vom Aussterben bedroht sind. Bei Äsche oder Hasel ist dies zum Beispiel laut einer Studie der Technischen Universität München von 2018 der Fall. Die Forscher untersuchten die in Bayern gelegenenen Abschnitte der Donau, Elbe und des Mains. Statt heimischer Arten entdeckten sie immer mehr fremde Arten wie Regenbogenforelle, Blaubandbärbling oder Schwarmeergrundel - Generalisten, die nur geringe Ansprüche an ihren Lebensraum stellen und sich ausbreiten.

Flüsse trocknen aus

Bei Flüssen besteht sogar die Gefahr, dass sie im Zuge des Klimawandels austrocknen. Bei kleineren Flüssen passiert das im Sommer schon teilweise. Dann ist nicht nur der Fischbestand bedroht. Besonders hart trifft es seltene Arten wie die Flussperlmuschel. Im Landkreis Hof zum Beispiel mussten in den vergangenen Jahren bereits LKW Wasser herbeischaffen, um die Flüsse zu retten. "Das ist natürlich kein Dauerzustand", sagt Professor Jürgen Geist, Professor für Aquatische Systembiologie an der TU München.

Hilfsmaßnahmen für Flüsse und Seen

Flüsse und Seen müssten laut Jürgen Geist widerstandsfähig gemacht werden gegen den Klimawandel. Gegen das Austrocknen helfe es zum Beispiel, Entwässerungssysteme aus Feuchtgebieten wieder zu entfernen. Flüsse müssten außerdem wieder durchgängig gemacht werden. Fische, die in Flüsse eingesetzt werden, sollten gezielter ausgewählt werden. Im "World Climate Statement" schlagen die Wissenschafter vor, Feuchtgebiete wie Torfmoore oder Seegraswiesen, die CO2 binden, weiterzuentwickeln und zu schützen. Außerdem fordern die Gewässerökologen - wie andere Wissenschaftler und Umweltschützer auch - eine schnelle und drastische Eindämmung der Treibhausgasemissionen.


5