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Thema: Gewässerökologie > Seen > Zukünftige Veränderungen

Seen
Zukünftige Veränderungen


Zirkulation und Schichtungsverhalten in einem See

Abb.: Zirkulation und Schichtungsverhalten in einem See
© Bayerisches LfU

Ein Temperaturanstieg des Oberflächenwassers bis zum Jahr 2100 um 1,5 - 2,5°C in großen Seen und 0,8 – 1,3°in Alpenseen ist zu erwarten. Für das Tiefenwasser (Hypolimnion) gibt es widersprüchliche Aussagen. Die langfristige Erwärmung der Luft führt zu einem Temperaturanstieg des Hypolimnions um 0,1- 0,2 °C pro Dekade. Extreme Hitzesommer werden bei tiefen Seen teilweise zur Abkühlung des Hypolimnions durch verminderten Wärmeaustausch führen. Die Eisbedeckung wird sich verringern bzw. nicht mehr bilden (  Hydrologie > Wassertemperatur ).

Tiefere Seen zeichnen sich im Sommer durch unterschiedlich warme Wasserschichten aus: oberflächennahes warmes Wasser schichtet sich über das kalte Tiefenwasser. In der kalten Jahreszeit wird diese Schichtung aufgehoben, die Seen sind durchmischt. Durch die Folgen des Klimawandels verlängert sich die Schichtungsdauer. Die Schichtung beginnt früher im Jahr und wird stabiler. Der vertikale Austausch zwischen den Schichten nimmt ab.

Ein Eintrag von Sauerstoff in das Tiefenwasser kann nur bei Zirkulation stattfinden. Während der Schichtungsphase wird nur das Oberflächenwasser mit atmosphärischem Sauerstoff versorgt. Im Tiefenwasser verbleibt lediglich der Sauerstoff, der nicht durch Zehrung verbraucht wird. Durch höhere Temperaturen und Nährstoffkonzentrationen werden im Oberflächenwasser größere Biomassen durch Algen gebildet. Diese sinken nach Ihrem Absterben in das Tiefenwasser und werden dort unter Sauerstoffverbrauch zersetzt. Der so erhöhte Sauerstoffbedarf führt früher zu Sauerstoffmangel und zu längeren anaeroben (sauerstofffreien) Phasen in der Tiefenzone.

Ein Haupteffekt des Klimawandels ist vermutlich auch die Verstärkung der Eutrophierungswirkung. Der Pflanzennährstoff Phosphor gelangt von außen beispielsweise in Form von abgeschwemmten Bodenteilchen in die Seen („diffuse Phosphoreinträge“). Dieser Prozess wird möglicherweise durch den Klimawandel verstärkt, da extreme Wetterereignisse, wie Starkregen (  Klima > Starkregen ), vermutlich häufiger werden und damit mehr Phosphor mobilisiert werden kann. Das Hypolimnion als eine interne Phosphorquelle für das Epilimnion wird durch den Klimawandel ebenfalls verstärkt. Unter sauerstofffreien Bedingungen (Anoxie) im Hypolimnion werden durch Rücklösungsprozesse Nährstoffe aus dem Sediment freigesetzt, die bei einer nächsten Vollzirkulation zusätzlich der Algenproduktion im Epilimnion zugeführt werden.

Freiwasserzone
Die Erwärmung des Oberflächenwassers und der frühere Beginn der Schichtung führen zu früher auftretenden Frühjahrsblüten von Algen. Es kann zu einer Verschiebung des Artgefüges kommen, da z.B. die wärmeliebenderen Cyanobakterien länger und die kälteliebenderen Kieselalgen kürzer blühen. Davon abhängig werden Verschiebungen bei der Zooplanktonentwicklung (tierische Kleinstlebewesen) erwartet. Dies kann dazu führen, dass die Wassertrübung zeitiger als gewöhnlich im Jahr zurückgeht und die sogenannten Klarwasserstadien früher eintreten. Diese wiederum hätten Effekte auf die Entwicklung der höheren Wasserpflanzen, die bei Klarwasser Entwicklungsvorteile gegenüber dem Phytoplankton haben. Treten Klarwasserstadien zu früh auf, ist ggf. die Wassertemperatur für bestimmte Pflanzenarten noch nicht optimal für deren Entwicklung, sodass die Wassertrübung nach der Klarwasserphase Vorteile für die Algen bringt.

Der Ammersee

Abb.: Ufer des Ammersees bei Niedrigwasser
© Jochen Schaumburg

Es sind Veränderungen der Zooplanktonartenzusammensetzung und davon abhängig auch Veränderungen bei der Fischbiozönose (Arten/Mengen) zu erwarten. Durch Spezialisierungen auf bestimmte Futterorganismen und zeitliche Verschiebungen in deren Auftreten können Mangelsituationen z. B. bei Fischen eintreten. Die hohe Komplexität der Abhängigkeiten führt hier zu einer niedrigen Prognosesicherheit.

Uferzone
Zunehmende Hoch- und Niedrigwassersereignisse und die Erwärmung des Flachwassers führen zu extremeren Lebensverhältnissen im Uferbereich. Für die dort lebenden Biozönosen (Lebensgemeinschaften) der höheren Wasserpflanzen, der benthischen Algen, der aquatischen Wirbellosen sowie der Fische sind Artenverschiebungen zu erwarten. Wärmeliebende Arten breiten sich aus, kälteliebende Arten verschwinden. Neobiota (  Flora und Fauna ) werden ggf. gefördert. Diese Veränderungen werden sich auch auf die Biozönosen des Übergangsbereiches Wasser-Land auswirken. Das betrifft dann z.B. Amphibien, Reptilien, Vögel und weitere Organismen dieser Lebensräume.