Laut Bericht müssen Flüsse und Seen besser geschützt werden

Die Auswirkungen des Klimawandels wirken sich zunehmend auf Flüsse und Seen aus und bedrohen das ökologische Gleichgewicht dieser Gewässer. Anpassungsmaßnahmen sind erforderlich. Um sie aber zielgerichtet einzusetzen, bedarf es weiterer Kenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen in aquatischen Ökosystemen.

Auch für die europäische Wasserrahmenrichtlinie, die einen „guten ökologischen Zustand“ der Gewässer anstrebt, werden Anpassungen empfohlen. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des Leibniz-Instituts für ökologische Stadt- und Regionalentwicklung und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Projekt GewässerKlima.

Starkregen und Überschwemmungen, lange Hitzeperioden und ausgedehnte Dürren, lokale Stürme – der Klimawandel wird von vielen Extremereignissen begleitet, die bereits heute das ökologische Gleichgewicht von Oberflächengewässern wie Flüssen und Seen negativ beeinflussen. Aber auch schleichende Veränderungen wie steigende Temperaturen, höhere Sonneneinstrahlung, weniger Schneefall und Eisbedeckung im Winter sowie jahreszeitliche Niederschlagsverschiebungen wirken sich auf die Gewässer aus.

Forschende des Leibniz-Instituts für ökologische Stadt- und Regionalentwicklung (IOER) und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben nun im Projekt GewässerKlima (Entwicklung der ökologischen Qualität von Oberflächengewässern) die konkreten Folgen für Flüsse und Seen untersucht im Angesicht des Klimawandels) für das Umweltbundesamt.

Sie gingen auch der Frage nach, inwieweit die Bewertungsverfahren der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) angesichts des Klimawandels noch eine verlässliche Einschätzung des ökologischen Zustands von Gewässern erlauben. Grundlage der Recherche war eine umfassende Literaturrecherche zu den bereits heute absehbaren Auswirkungen des Klimawandels sowie ein Meinungsaustausch mit Experten aus Wasserwirtschaftsbehörden, Wissenschaft und Praxis.

Bedrohungen für die Wasserqualität und Biodiversität

Anhand verschiedener Wirkungspfade demonstrieren die Forscher die vielfältigen Auswirkungen, die der Klimawandel direkt und indirekt auf Seen und Flüsse haben kann. So können beispielsweise steigende Temperaturen, Niedrigwasser oder die Austrocknung von Gewässern die Wasserqualität ebenso negativ beeinflussen wie lokale Starkregenereignisse, die Sedimente und Schadstoffe in die Gewässer spülen können.

Im Allgemeinen kann sich das Mischungsregime von Seen dramatisch ändern. Erhöhte Schichtung und verringerte Durchmischung haben Folgen für die Nährstoffverfügbarkeit, aber auch für den Austausch von sauerstoffreichem Oberflächenwasser mit tieferen Wasserschichten. Höhere Temperaturen erhöhen die biologische Aktivität in Gewässern und damit den Sauerstoffverbrauch, während die Löslichkeit von Sauerstoff verringert wird.

Ohne ausreichend Sauerstoff können viele Wasserorganismen nicht überleben. Niedrigwasser kann auch zu hohen Konzentrationen von Salzen und Phosphatverbindungen im Wasser führen – der pH-Wert des Wassers kann aus dem Gleichgewicht geraten. Diese Entwicklungen wirken sich auf unterschiedliche Weise auf die in den Gewässern lebenden Organismen aus. Es gibt Gewinner und Verlierer. Auch dazu haben die Forscher vielfältige Erkenntnisse zusammengetragen.

Für kälteliebende Arten können die Auswirkungen des Klimawandels auf Flüsse und Seen ihr Untergang sein. Wärmeliebende Arten sind dagegen im Vorteil. Veränderte Bedingungen in Gewässern können somit zu erheblichen Veränderungen in Lebensgemeinschaften führen. Der Klimawandel kann ebenfalls die Ausbreitung invasiver Arten oder neuer Krankheiten und Parasiten begünstigen – mit unklaren Folgen für die aquatische Biodiversität.

Gewässer besser schützen: Handlungsempfehlungen formuliert

„Vor dem Hintergrund dieser vielfältigen Herausforderungen ist es umso wichtiger, dass wir für einen guten Schutz unserer Gewässer sorgen“, erklärt Projektleiter Dr. Marco Neubert vom IÖR. „Deshalb haben wir im Projekt untersucht, inwieweit sich die Methoden und Bewertungssysteme der EU-Wasserrahmenrichtlinie unter den veränderten klimatischen Randbedingungen als brauchbar erweisen.“

Die EU-WRRL bildet seit dem Jahr 2000 die Grundlage für den Gewässerschutz in allen europäischen Mitgliedsstaaten. Ihr Ziel ist es unter anderem, einen guten ökologischen Zustand der Gewässer sicherzustellen. Dies ist bisher kaum gelungen. Aus Sicht der Forscher würde die Richtlinie von Anpassungen profitieren, die veränderte klimatische Randbedingungen berücksichtigen.

„Wirksame Überwachungs- und Bewertungssysteme bilden die Grundlage, um die Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf den ökologischen Zustand von Oberflächengewässern zu ermitteln und geeignete Bewirtschaftungsmaßnahmen umzusetzen, um die Ziele der EU-WRRL zu erreichen“, schreiben die Forscher.

Darin formulieren sie umfangreiche Handlungsempfehlungen. Entscheidend ist eine gute Datengrundlage. Hier müssen Lücken geschlossen werden. Die Forscher empfehlen unter anderem, zusätzliche Indikatoren in das Gewässermonitoring aufzunehmen, die Auswirkungen des Klimawandels aufzeigen könnten. Beispiele sind die Sichtweite als Maß für Wassertransparenz oder -trübung in Seen oder die konsequente Beprobung von Zooplankton, also kleinsten tierischen Organismen, in Gewässern, die ein wichtiges Bindeglied zwischen pflanzlichem Plankton und höheren Organismen wie Fischen darstellen.

Um eine höhere Messfrequenz zu erreichen, könnte die Datenerfassung modernste Technologien wie vor Ort installierte Multiparametersensoren und Fernerkundungsdaten verwenden, empfahlen die Forscher ebenfalls. Die Forscherinnen und Forscher von IÖR und IGB haben ihre Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen in der Zeitschrift zusammengefasst KW Korrespondenz Wasserwirtschaft. Der ausführliche Abschlussbericht zum Projekt GewässerKlima ist unter der Nummer 139/2022 in der Reihe TEXTE des Umweltbundesamtes erschienen.