Wer hätte das gedacht: Die Klimaerwärmung wirkt sich auch auf unsere Binnenseen aus - und das Leben darin. Waren die Seen noch in den Neunziger Jahren geschützt und saniert worden und die Düngemitteleinleitungen durch umsichtigere Landwirtschaft reduziert worden, zeigen sich jetzt an ihnen die Auswirkungen der Erderwärmung auch bei uns. Die Seen durchmischen sich nicht genügend und giftige Algen können besser wachsen. Das wiesen jetzt Forscher der Universität Zürich am Beispiel des Zürichsees nach.
Algenblüte im Griff
Weil viele grosse Seen in Mitteleuropa im 20. Jahrhundert durch Abwässer stark überdüngt wurden, entstanden in der Folge Algenblüten und Cyanobakterien (photosynthetische Bakterien). Deren Giftstoffe sind problematisch für Nutzung des Seewassers als Trink- und Brauchwasser. Und absterbende Algenblüten verbrauchen viel Sauerstoff, reduzieren den Sauerstoffgehalt im See mit negativen Folgen für die Fischbestände.
Das Problem bei der Überdüngung war nicht nur die absolute Menge von Stickstoff und Phosphor, den beiden wichtigsten Nährstoffen für Algen. Der Mensch hat auch das Verhältnis der beiden Nährstoffe zueinander verändert. So wurden die Phosphorfrachten in Seen in den letzten Jahrzehnten massiv reduziert, die Belastung mit Stickstoffverbindungen wurde jedoch nicht im selben Ausmass verringert. Das derzeitige Verhältnis zwischen den Nährstoffen kann daher ein Massenauftreten gewisser Cyanobakterienarten auslösen, sogar in Seen, die bislang als saniert galten.
Burgunderblutalgen wachsen stärker
«Das heutige Grundproblem liegt darin, dass der Mensch zwei sensible Eigenschaften von Seen gleichzeitig verändert, nämlich die Nährstoffverhältnisse und mit der Klimaerwärmung die Wassertemperatur», erklärt Thomas Posch, Limnologe an der Universität Zürich. Er hat in Zusammenarbeit mit der Wasserversorgung Zürich in einer Studie Daten aus 40 Jahren analysiert, die jetzt in «Nature Climate Change» veröffentlicht wurde.
Die Auswertung dieser Langzeitdaten zum Zürichsee zeigt, dass das Cyanobakterium «Planktothrix rubescens», besser bekannt als Burgunderblutalge, in den letzten 40 Jahren zunehmend dichtere «Blüten» ausbildet. Wie viele andere Cyanobakterien besitzt Planktothrix Giftstoffe, um sich vor dem Frass durch Kleinkrebse zu schützen. Die Burgunderblutalge wurde im Zürichsee erstmals im Jahr 1899 beschrieben, und ist für die Wasserversorgung Zürich ein seit langem bekanntes Phänomen. Daher wird das Seewasser für die Trinkwasserversorgung aufwändig aufbereitet, wobei der Organismus und die Giftstoffe vollständig aus dem Rohwasser entfernt werden.
Wärmerer See durchmischt sich zu wenig
Doch warum wächst Planktothrix immer besser? Die wichtigste natürliche Kontrolle der Cyanobakterienblüten erfolgt im Frühjahr, nachdem sich der gesamte See im Winter stark abgekühlt hat. Intensive Winde führen zu einer Durchmischung des Oberflächen- mit dem Tiefenwasser. Ist die Durchmischung vollständig, sterben viele Cyanobakterien in der Tiefe des Zürichsees ab, da sie dem hohen Druck, immerhin 13 bar in 130 Meter Wassertiefe, nicht standhalten.
Ein zweiter positiver Effekt dieser Durchmischung ist der Transport von frischem Sauerstoff in die Tiefe. Doch auch hier hat sich die Situation im Zürichsee in den letzten vier Jahrzehnten drastisch verändert. Die Klimaerwärmung bewirkt eine zunehmende Erwärmung der Wasseroberfläche. Die derzeitigen Werte liegen bei 0.6 bis 1.2 °C über dem 40-Jahresmittel. Die Winter waren vermehrt zu warm und der See durchmischte nur noch unvollständig, da der Temperaturunterschied zwischen Oberfläche und Tiefe eine physikalische Barriere darstellte. Die Folgen sind grössere Sauerstoffdefizite über längere Zeit im Tiefenwasser des Sees und eine unzureichende Reduktion der Blüten der Burgunderblutalge.