Die globale Erwärmung wirkt sich auch auf Seen aus. Anhand des Zürichsees belegen Forscher der Universität Zürich, dass der See im Winter zu wenig Wasser enthält und die schädlichen Burgunder-Blutalgen zunehmend gedeihen. Die wärmeren Temperaturen beeinträchtigen somit die erfolgreichen Seesäuberungen der letzten Jahrzehnte.
Viele große Seen in Mitteleuropa wurden im 20. Jahrhundert durch Abwasser stark überdüngt. Infolgedessen entwickelten sich Algenblüten und Cyanobakterien (photosynthetische Bakterien) traten besonders häufig auf. Einige dieser Organismen bilden Toxine, die die Nutzung des Seewassers beeinträchtigen können. Absterbende Algenblüten verbrauchen viel Sauerstoff und verringern so den Sauerstoffgehalt im See, was sich negativ auf die Fischbestände auswirkt.
Im Herbst dreht sich das Gewässer bereits in einer Tiefe zwischen null und 20 Metern um und der Planktothrix kommt aus 15 Metern Tiefe an die Oberfläche. Es kann sichtbare Massen (Blüten) an der Oberfläche bilden. (Bild: Limnologische Station, UZH)
Das Problem bei der Überdüngung war nicht nur die absolute Menge an Sauerstoff und Phosphor, den beiden wichtigsten Nährstoffen für Algen. Auch das Verhältnis der beiden Nährstoffe hat die Menschheit verändert: Die Phosphorbelastung in Seen hat sich in den letzten Jahrzehnten stark verringert, die Belastung mit Stickstoffverbindungen ist jedoch nicht in gleichem Maße zurückgegangen. Das aktuelle Verhältnis zwischen den Nährstoffen kann somit ein Massenauftreten bestimmter Cyanobakterien auslösen, auch in Seen, die als „wiederhergestellt“ gelten.
Burgunder-Blutalgen wachsen schneller
„Das Problem ist heute, dass die Menschheit gleichzeitig zwei sensible Seeneigenschaften verändert, nämlich die Nährstoffverhältnisse und bei globaler Erwärmung die Wassertemperatur“, erklärt Thomas Posch, Limnologe an der Universität Zürich. In Zusammenarbeit mit der Wasserversorgung Zürich analysierte er in einer kürzlich in Nature Climate Change veröffentlichten Studie Daten aus 40 Jahren.
Die Auswertung dieser historischen Daten zum Zürichsee zeigt, dass die Cyanobakterien Planktothrix rubescens, besser bekannt als Burgunder-Blutalgen, in den letzten 40 Jahren immer dichter werdende Blüten entwickelt haben. Wie viele andere Cyanobakterien enthält Planktothrix Giftstoffe, um sich vor dem Verzehr durch kleine Krabben zu schützen. Burgunder-Blutalgen wurden erstmals 1899 im Zürichsee beschrieben und sind ein bekanntes Phänomen der Zürcher Wasserversorgung. Infolgedessen wird das Seewasser für die Trinkwasserversorgung sorgfältig aufbereitet, um den Organismus und die Giftstoffe vollständig aus dem Rohwasser zu entfernen.
Die Cyanobakterien Planktothrix rubescens (Burgunder-Blutalgen) im Zürichsee. Die Fäden sind nur 0,005 mal zwei Millimeter groß, bilden aber in erster Linie eine Masse in einer Wassertiefe von 12 bis 15 Metern. (Bild: Limnologische Station, UZH)
Wärmeren Seen haben einen unzureichenden Wasserumsatz
Aber warum gedeiht Planktothrix immer mehr? Die wichtigste natürliche Bekämpfung der Cyanobakterienblüte erfolgt im Frühjahr, wenn der gesamte See im Winter stark abgekühlt ist. Intensive Winde lösen die Umwälzung der Oberfläche und des tiefen Wassers aus. Wenn der Umsatz abgeschlossen ist, sterben viele Cyanobakterien in den tiefen Gewässern des Zürichsees ab, da sie dem hohen Druck von immer noch 13 bar in 130 Metern Tiefe nicht standhalten können. Ein weiterer positiver Effekt dieses Umsatzes ist der Transport von frischem Sauerstoff in die Tiefe. Aber auch die Situation am Zürichsee hat sich in den letzten vier Jahrzehnten stark verändert. Die globale Erwärmung führt zu steigenden Temperaturen an der Wasseroberfläche. Die aktuellen Werte liegen zwischen 0,6 und 1,2 Grad Celsius über dem 40-jährigen Durchschnitt. Die Winter wurden zunehmend zu warm und das Seewasser konnte sich nicht vollständig drehen, da der Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und Tiefe eine physikalische Barriere darstellte. Die Folge sind längere Sauerstoffdefizite im tiefen Wasser des Sees und eine unzureichende Reduzierung der Blutalgenblüte im Burgund.
Hoffe auf kalte, windige Winter
„Leider erleben wir derzeit ein Paradoxon. Obwohl wir dachten, wir hätten das Nährstoffproblem teilweise gelöst, wirkt die globale Erwärmung in einigen Seen den Sanierungsmaßnahmen entgegen. Deshalb brauchen wir vor allem wieder kalte Winter mit starkem Wind “, sagt Posch. Für die Forscher war der Winter 2011/12 genau das, was der Arzt befohlen hatte: Die niedrigen Temperaturen und die starken Stürme ließen den See vollständig umschlagen und führten letztendlich zu einer Verringerung des Planktothrix.
Nachdruck mit freundlicher Genehmigung der Universität Zürich.