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News: Turbulente Zukunft

Die Klimaerwärmung bringt so manches Ökosystem durcheinander. Auch flache, nährstoffreiche Seen unserer Breiten gehören dazu, denn mit den steigenden Temperaturen verändert sich ihr Verhalten im Jahresverlauf: Während sie sich bisher das ganze Jahr über ständig durchmischten, zeichnet sich in den letzten Jahrzehnten ein Hang zur stabilen Schichtung ab. Denn sie zeigen häufiger und früher ein so genanntes Klarwasserstadium, hervorgerufen durch das Zooplankton, das die Algenblüte des Frühjahrs vertilgt.
Im Frühjahr und im Herbst geht es im Leben eines typischen mitteleuropäischen Sees so richtig rund. In dieser Zeit sind die Temperaturen in allen Tiefen annähernd gleich, sodass sich der gesamte Wasserkörper durchmischen kann. Dabei gelangen Nährstoffe vom Grund an die Oberfläche und Sauerstoff in die Tiefe. Wenn sich dann im Sommer das Oberflächenwasser erwärmt beziehungsweise im Winter abkühlt, bilden sich wieder stabile Schichten aus, die jeglichen Austausch verhindern.

Die Algen in den oberen Schichten reagieren auf die Nährstoffspritze im Frühjahr mit vehementem Wachstum – der See blüht. Doch schon nach wenigen Wochen folgt in der Regel das so genannte Klarwasserstadium, wenn sich die zahlreichen kleinen Zooplankter im Wasser das reichliche Futter einverleibt haben. Kaum dringt das Licht nun wieder in größere Tiefe vor, sprießen Wasserpflanzen und andere Algenarten, die vorher im Konkurrenzkampf unterlegen waren.

Besonders flache und sehr nährstoffreiche Seen, wie sie beispielsweise in den Niederlanden häufig sind, folgen diesem Zyklus jedoch nicht. Sie bleiben das ganze Jahr über turbulent durchmischt und zeigen dementsprechend auch nur selten Klarwasserstadien.

Marten Scheffer von der Wageningen University und seine Kollegen haben sich nun die Wahrscheinlichkeit für ein Klarwasserstadium einmal genauer angesehen. Sie analysierten die monatlichen Chlorophyll-a-Gehalte von 71 niederländischen Seen aus den Jahren von 1975 bis 1991. Diese Werte sind ein Maß für die Algendichte in den Gewässern. Fielen sie unter fünf Mikrogramm pro Liter, ordneten die Forscher das als Klarwasserstadium ein. Zusätzlich werteten sie Daten zur Sichttiefe von 28 mitteleuropäischen Seen aus.

Anhand einer langjährigen Messreihe stellten die Wissenschaftler zunächst einmal fest, dass die Jahresdurchschnittstemperatur der niederländischen Gewässer seit 1960 um mehr als ein Grad Celsius angestiegen ist. Die jährlichen Schwankungen korrelierten deutlich mit den Bedingungen der Nordatlantischen Oszillation (NAO) – einem großräumigen Klimaphänomen, das die Verhältnisse in West- und Mitteleuropa entscheidend beeinflusst. Als Maß diente Scheffer und seinen Kollegen der winterliche NAO-Index, der die Luftdruckunterschiede zwischen dem Azorenhoch und Islandtief beschreibt: Ein positiver Index bedeutet milde Winter in unseren Breiten, negative Werte zeigen hingegen kalte, trockene Bedingungen an.

Doch nicht nur die Temperaturen, auch das Auftreten von Klarwasserstadien hängt offenbar eng mit der NAO zusammen. Denn je höher der Index im Winter lag, desto eher trat auch im folgenden Frühjahr ein Klarwasserstadium ein. Die milderen Temperaturen sorgten dafür, dass sich pro Grad Temperaturanstieg diese Phase um eine Woche nach vorn verschob. Zudem erhöhte sich auch die Wahrscheinlichkeit, dass überhaupt eine solche Phase einsetzte.

Für die eutrophierten Flachwasserseen bedeutet das ganz entscheidende Einschnitte in ihrem bisherigen Zyklus. Denn wenn mit zunehmenden Temperaturen häufiger Klarwasserstadien auftreten, ändern sich die Lebensbedingungen in den Seen grundlegend. So können in dieser Zeit beispielsweise Wasserpflanzen die Ufer und den Seegrund neu besiedeln – ein erster Schritt zu einer vielfältigeren Lebensgemeinschaft in diesen oft schwer geschädigten Ökosystemen.

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