Kleine Gewässer, dh natürliche Teiche, Kessellöcher und Tümpel, machen 30 bis 50 % des weltweiten stehenden Wassers aus. Aufgrund ihrer Größe wurde die Bedeutung kleiner Gewässer jedoch lange Zeit unterschätzt. Daher werden sie in Verordnungen und Rechtsvorschriften kaum erwähnt. Inzwischen ist jedoch bekannt, dass kleine Gewässer aufgrund ihrer Fülle, Heterogenität, außergewöhnlichen Biodiversität und biogeochemischen Potenz eine wichtige Rolle in Einzugsgebieten, Landschaften und möglicherweise sogar auf kontinentaler Ebene spielen, die in keinem Verhältnis zu ihrer geringen Größe steht . Anlässlich des Weltwassertages am 22. März werfen Experten des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) mit uns einen Blick auf diese eher unterschätzten Ökosysteme. Fünf Antworten auf fünf Fragen:
Herr Mehner, in Ihrem neu gestarteten EU-Projekt PONDERFUL dreht sich alles um kleine Süßwasserökosysteme. Dabei nehmen Sie ein Gebiet im Nordosten Deutschlands unter die Lupe. Wie vorteilhaft sind Kessellöcher und Pools nicht nur dort, sondern auch anderswo?
In der seenreichen Landschaft Nordostdeutschlands werden Kleingewässer wie Kessellöcher, Tümpel, Pfützen und Teiche oft übersehen oder als wenig wertvoll empfunden. Dies ist jedoch nicht der Fall. Schließlich sind sie der Schlüssel zur aquatischen Biodiversität, zum Beispiel als Trittsteinlebensräume für fast 70 % der regionalen Süßwasserarten in Europa. Sie schaffen inselartige Verbindungen zwischen verstreuten Lebensräumen und ermöglichen es Tieren, Lebensräume wieder zu besiedeln oder neu zu besiedeln. Darüber hinaus spielen diese kleinen Gewässer eine wichtige Rolle bei der Minderung von Klimaauswirkungen und bei der Klimaanpassung. Sie erbringen vielfältige Ökosystemleistungen, darunter die Regulierung des Kohlenstoffkreislaufs, die Wasserversorgung, den Hochwasserschutz, die Grundwasserneubildung und die Naherholung. In unserer Region haben wir jedoch 70 bis 80 % der Kessellöcher und Pfützen durch Austrocknung verloren – teilweise als Folge der jüngsten Sommerdürren. Welche Auswirkungen dies auf Biodiversität und Ökosystemleistungen haben wird, ist noch unklar.
Frau Wollrab, Sie beschäftigen sich mit der Modellierung der räumlichen Verteilung von Arten in der Landschaft. Wie wichtig ist ein Netz kleiner Gewässer? Werden wir Arten und Populationen verlieren, wenn die Anzahl kleiner Süßgewässer dramatisch abnimmt?
Kleingewässer wie Kessellöcher bieten im Nordosten Deutschlands Lebensraum für viele Arten und erhöhen die Artenvielfalt in der Landschaft erheblich. Die Anzahl kleiner Gewässer und deren Entfernung zueinander haben einen großen Einfluss auf die Artenvielfalt. Je weniger Gewässer vorhanden sind und je größer die Entfernung zwischen ihnen ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Arten diese Gewässer erreichen. Die Gewässerdichte hat einen besonders großen Einfluss auf passiv verbreitete Arten wie Planktonorganismen oder Arten mit geringem Verbreitungsgebiet. Ein Verlust von Kleingewässern durch Austrocknung oder andere Faktoren hat daher immer den Verlust wichtiger Lebensräume zur Folge. Da wir davon ausgehen müssen, dass kleine Gewässer in Zukunft im Zuge der Erderwärmung häufiger austrocknen oder dauerhaft austrocknen werden, wird sich dies auch negativ auf die Artenzahl und -häufigkeit auswirken. Tatsächlich deuten unsere Modellanalysen darauf hin, dass es kritische Schwellenwerte für die Verfügbarkeit von Lebensräumen gibt, die vom Verbreitungsgebiet einzelner Arten abhängen. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um spezifische Schwellenwerte zu bestimmen. Kleine Gewässer sind nicht nur Lebensraum für Wasserorganismen, sondern auch eine wichtige Wasserquelle für Landtiere. Es ist daher sehr wichtig, diesen Lebensraum zu schützen.
Frau Bizic, Sie haben kürzlich auch an kleinen Gewässern in einer nordostdeutschen Agrarlandschaft geforscht und dabei mithilfe von Umwelt-RNA untersucht, wie sich die Art der Landnutzung auf die Lebensgemeinschaften im Wasser auswirkt. Was hast du entdeckt?
Unsere Arbeit im Rahmen des Projekts Bridging in Biodiversity Science (BIBS) umfasste die Verwendung von Umwelt-DNA und -RNA, um ein ganzheitliches Bild der Biodiversität im Untersuchungsgebiet zu erhalten. Neben der Verwendung von Tiefensequenzierung von Markergenen, um die Verteilung von Organismen – von Bakterien bis zu Säugetieren – in kleinen Gewässern und ihrer Umgebung zu verfolgen, haben wir auch die Identitäts- und Genexpressionsmuster aktiver Gemeinschaften aus den RNA-Daten extrahiert. Der Vergleich der DNA-Ergebnisse des Teichwassers mit denen des Sediments lehrte uns, dass es früher wichtig war, ob ein kleines Gewässer von Wald, Grünland oder Ackerland umgeben war, während es heute, nach Jahrzehnten intensiver Landnutzung, um die Biodiversität geht oder weniger homogen. Die RNA-Arbeit hat uns gezeigt, dass diese homogene Gemeinschaft zumindest für eine Weile weiterhin auf Eingaben aus ihrer Umgebung, wie z. B. Felddüngung, reagiert. Obwohl die intensive Landwirtschaft in den letzten Jahrzehnten bereits den früheren Zustand der Biodiversität verändert hat, reagieren die Gemeinden weiterhin auf die Landbewirtschaftung. Um eine weitere Verschlechterung der biologischen Vielfalt zu verhindern, ist es daher unerlässlich, die unmittelbaren Auswirkungen lokaler landwirtschaftlicher Praktiken auf kleine Gewässer zu verstehen. Umwelt-RNA (eRNA) bietet ein wertvolles Instrumentarium für diese Aufgabe.
Herr Wolter, im Gegensatz zu Ihren Kollegen arbeiten Sie bisher hauptsächlich an kleinen urbanen Gewässern – genauer gesagt an den über 400 Berliner Teichen, kleinen Seen und Gräben. Welche Rolle spielen diese Systeme für das Stadtklima, die Naherholung und die Regenwasserbewirtschaftung? Und was bedeutet das für die zukünftige Stadtentwicklung?
Kleine städtische Gewässer sind sehr vielfältig und reichen von gepflegten Parkteichen bis hin zu fast vergessenen, eingezäunten Teichen. Daher haben einige einen größeren Freizeitnutzen als andere. Grundsätzlich wirken Gewässer immer als Magnet für Wanderer und Erholungssuchende. Darüber hinaus sind kleine städtische Gewässer für viele Städter die erste oder sogar einzige Begegnung mit der Natur. Innerstädtische Kleingewässer sind nicht unbedingt Hotspots der Biodiversität, aber sehr wichtige Orte des Naturerlebnisses für die Bewohner. Und sie wirken sich positiv auf das Stadtklima aus – in Kombination mit einer üppigen oder nicht üppigen Ufervegetation erzeugen sie Verdunstungskälte, die die lokale Temperatur senkt. Die Wasserrückhaltung in der Landschaft ist eine weitere Schlüsselfunktion der Kleingewässer, die in Berlin verbessert werden könnte. Vielerorts wird Regenwasser über die Kanalisation abgeleitet und steht dann nicht mehr für Frischwassersysteme zur Verfügung. Aus diesem Grund sind in den Trockenjahren 2018 bis 2020 viele Kleingewässer in Berlin ganz oder fast vollständig ausgetrocknet. Die Stadtplanung muss daher verstärkt den Rückbau von versiegelten Flächen im Einzugsgebiet, nicht nur von Kleingewässern, fördern lokales Versickern von Dachentwässerungen etc.
Herr Großart, kleine Gewässer sind besonders von sinkenden Wasserständen durch Versiegelung, Entwässerung und Trockenheit betroffen. Was passiert, wenn Teiche zeitweise austrocknen, und wie widerstandsfähig sind sie gegen Wetterextreme?
Die Vereinten Nationen prognostizieren, dass in zehn Jahren 1,1 Milliarden Menschen mehr in urbanisierten Gebieten leben werden. Damit einher gehen eine Versiegelung der Landschaft und starke anthropogene Eingriffe in die Hydrologie der Gewässer. Das ist problematisch, weil kleinere Gewässer in Ballungsgebieten durch höhere Temperaturen und längere Dürreperioden bereits häufiger austrocknen. Wie der Kleingewässerbericht 2020/21 des BUND zeigt, weisen 55,3 % der Berliner Gewässer erhebliche Mängel auf, beispielsweise weil sie trocken oder stark zugewachsen sind. Knapp 10 % der Kleingewässer waren nicht mehr als solche erkennbar. Diese dramatischen Zahlen zeigen, dass viele kleine Gewässer nicht mehr nur vorübergehend austrocknen, sondern ganz verschwinden. Das ist verheerend für die Biodiversität dieser Ökosysteme, denn die Bevölkerungsdichten in urbanen Lebensräumen sind im Allgemeinen oft sehr gering. Besonders an diese Gewässer gebundene Populationen, zB Amphibien, sind durch lokale Aussterbeereignisse deutlich stärker gefährdet als Populationen in größeren und besser angebundenen Gewässern. Somit ist zu befürchten, dass die Artenvielfalt weiter zurückgeht. Mit der Austrocknung von Gewässern und dem Verschwinden von Arten aus der Stadtlandschaft verändern sich auch Ökosystemfunktionen wie die Reinigung von Gewässern, die Bereitstellung von Sauerstoff oder die Remineralisierung von Kohlenstoff. Häufigere Wetterextreme gefährden diese wichtigen Funktionen noch stärker. Verschmutzte, nährstoffreiche Gewässer produzieren deutlich mehr der schädlichen Klimagase Methan und Kohlendioxid. Diesen negativen Folgen muss daher verstärkt durch nachhaltige Maßnahmen entgegengewirkt werden, zB durch eine bessere Wasserrückhaltung in der Landschaft.