Studie zeigt, dass große Regenfälle schließlich große Algenblüten bringen

In den seenreichen Regionen der Welt sind Algenblüten ein wachsendes Problem. Der schwimmende grüne Schaum ist nicht nur ein Ärgernis für jeden, der das Wasser genießen möchte, er kann auch giftig werden und die öffentliche Gesundheit gefährden.

Der Haupttreiber hinter diesen Blüten ist Phosphor, ein Element, das in der Landwirtschaft häufig zur Düngung von Feldfrüchten verwendet wird und das vom Land in Seen gelangen kann – insbesondere bei starken Regenfällen. Eine neue Studie der University of Wisconsin-Madison zeigt, wie bald nach einem Sturm die Phosphor-„Beladung“ Algenexplosionen auslöst, beschreibt aber auch die vielen anderen Faktoren, die belasten, wann und ob der See einen Wendepunkt erreicht.

„Die Tatsache, dass Sie gerade einen großen Sturm hatten, bedeutet nicht, dass Sie jetzt einen großen bekommen werden [algae] blühen. Die Blüten sind viel komplizierter“, sagt Steve Carpenter, Hauptautor eines in der veröffentlichten Berichts Proceedings of the National Academy of the Sciences.

Carpenter, emeritierter Direktor am UW-Madison Center for Limnology und emeritierter Professor für integrative Biologie, leitete ein Forscherteam bei einem tiefen Einblick in Langzeitdatensätze, die am Lake Mendota, Madisons größtem und am längsten untersuchten Gewässer, gesammelt wurden.

Die Wissenschaftler wussten, dass nur eine Handvoll der stärksten Niederschlagsstürme jedes Jahr etwa drei Viertel des Phosphors in den See lieferten. In anderen Seen hatten frühere Untersuchungen große Algenblüten nach großen Stürmen dokumentiert.

Aber in Lake Mendota ist diese Dynamik komplexer. Während Phosphor zweifellos der Schlüsselbestandteil für eine Algenblüte ist, kann Lake Mendota eine ganze Weile schmoren, bevor er eine hervorbringt. Tatsächlich stellte der Bericht fest, dass die durchschnittliche Verzögerungszeit von einem großen Sturm bis zu einer großen Blüte 15 Tage beträgt, wobei einige Verzögerungen zwischen einem starken, Phosphor liefernden Regenereignis und einer bemerkenswerten Algenblüte bis zu zwei Monate dauern.

So was ist los? Es stellt sich heraus, dass Phosphor nur ein Teil des Algenblütenrezepts ist. Carpenter identifiziert drei weitere Schlüsselfaktoren, die eine Rolle spielen: ruhige Winde, warmes Oberflächenwasser und ein geringes Vorkommen winziger Krebstiere, die als Zooplankton bezeichnet werden.

Ähnlich wie das jährliche „Ergrünen“, das an Land auftritt, wenn der Winter in den Frühling übergeht, erleben Seen eine Explosion des Wachstums, insbesondere Algen, wenn sich ihr Wasser erwärmt. Wenn es windig ist, werden diese Algen in die Wassersäule gemischt, aber wenn der Wind nachlässt, können sie an die Oberfläche schwimmen und eine Blüte bilden. Und all dies kann nur geschehen, wenn die Populationen von algenfressendem Zooplankton klein sind. Wenn die Zooplanktonzahlen hoch sind, können sie genug Algen fressen, um eine Blüte in Schach zu halten.

Carpenter weist auf Zeiträume im Lake Mendota-Datensatz hin, in denen diese Variablen den phosphorreichen See in Schach hielten. Hohe Zooplanktonmengen von den 1980er bis Anfang der 2000er Jahre hielten das Wasser im Durchschnitt viel klarer. Darüber hinaus hielt ein kühler, grauer, wolkiger Sommer 1993 die Oberflächenwassertemperaturen niedriger, was zu bemerkenswert wenigen Blüten führte, obwohl der See durch heftige Frühlings- und Sommerregen mit Phosphor belastet war.

Das Zusammenspiel dieser Variablen wird es schwierig machen, einen Punkt zu erreichen, an dem wir Algenblüten mit einiger Genauigkeit vorhersagen können, sagt Carpenter. Sie sind auch außerhalb der menschlichen Kontrolle. Das lässt den Forschern zufolge eine klare Option für Menschen übrig, die die Wasserqualität tendenziell in eine bessere Richtung bringen und zukünftige Algenblüten verhindern möchten: Den Phosphorhahn zudrehen.

Eine drastische Verringerung des Phosphorverbrauchs an Land wird dazu führen, dass weniger davon in unsere Gewässer gelangt. Während es einige Zeit dauern wird, bis der Phosphor, der sich bereits in einem See befindet, durch das System zirkuliert, werden natürliche Prozesse die Belastung schließlich verringern. Es ist keine schnelle Lösung, sagt Carpenter, aber es ist derzeit die einzige Option auf dem Tisch.

„Die Sonne wird scheinen, der Wind wird wehen, die Weidetiere werden mit dem Nahrungsnetz und Arteninvasionen schwanken“, sagt er, „Das einzige, was Sie wirklich kontrollieren können, ist, dass Sie den Phosphor niedrig halten können.“