"Man sollte sich für ein biologisches Management einsetzen, bei dem die Klimaentwicklung berücksichtigt wird"
Im münsterschen Aasee sind vor einigen Tagen mehr als 20 Tonnen Fische verendet. Die Ursache war den Behörden zufolge Sauerstoffmangel infolge eines Grünalgensterbens, ausgelöst durch die anhaltend hohen Temperaturen der vergangenen Wochen. Prof. Dr. Elisabeth Meyer, Leiterin der Abteilung Limnologie am Institut für Evolution und Biodiversität der WWU Münster, ordnet das Geschehen im Interview mit Christina Heimken ein und erklärt, welche Maßnahmen künftig getroffen werden könnten, um Fälle wie diesen zu vermeiden.
Hätte man das Sterben im Aasee verhindern oder zumindest das Ausmaß begrenzen können?
Eine kontinuierliche Beobachtung des Temperaturverlaufs und im besten Fall auch der Sauerstoffkonzentrationen im See lässt einige Rückschlüsse über das allgemeine Temperaturregime des Gewässers, und damit verbunden des Sauerstoffhaushalts, zu. Vorausschauend hätte man sich bei Kenntnis dieser Daten eventuell ein Szenario vorstellen können, das Handlungsbedarf erfordert. Tage zuvor gab es ja in den Medien bereits vereinzelte Meldungen über tote Fische und Rettungsaktionen in anderen Gewässern. Ich bin mir jedoch sicher, dass die städtischen Behörden die Lage ständig überprüfen.
Der Zustand des Sees hat offensichtlich einen Kipp-Punkt erreicht, und das System hat dann plötzlich reagiert. Auch eine unserer Institutsmitarbeiterinnen hat am vergangenen Donnerstag tote Fische am Mensa-Ufer entdeckt. Zwei meiner Mitarbeiter haben dann unmittelbar Messungen vorgenommen und dabei keinen Sauerstoff mehr nachweisen können. Sie haben daraufhin sofort über den Fischereiverband die Behörden informiert. Ich selbst kenne solche niedrigen Messwerte nur von Tiefenzonen einiger Seen.
Warum kommt es überhaupt zu einem Fischsterben?
Entscheidend sind die Sauerstoff-Schwellenwerte. Werden sie einmal unterschritten, können sie kritisch für die Organismen sein, je nach Art und deren Anpassungsfähigkeit. Fische sind besonders empfindlich. Wann die Minimumwerte erreicht werden, ob sie überhaupt in einen kritischen Bereich gelangen und wie lange dieser anhält, ist für die einzelnen Gewässer unterschiedlich. Hier spielen neben der Temperatur, die die Löslichkeit des Sauerstoffs beeinflusst, auch die Nährstoffsituation sowie beispielsweise die Tiefe und die Größe des Gewässers eine Rolle.
Wir wissen aus tagesperiodischen Messungen an kleineren Fließgewässern des Tieflandes, dass insbesondere die nächtlichen Sauerstoff-Konzentrationen teils auf wenige Milligramm pro Liter fallen, oft in den frühen Morgenstunden. Solche Defizite können nicht durch Sauerstoff-Überproduktionen während des Tages kompensiert werden. In einem natürlichen See ist die Situation grundsätzlich anders. Der Temperaturaustausch mit der Atmosphäre an der Wasseroberfläche geschieht ja bei einem großen Wasserkörper sehr langsam und erfolgt daher auch nicht im Tagesrhythmus.
Welche Rolle spielt dabei die Tatsache, dass der Aasee kein natürlicher See, sondern ein aufgestauter See ist?
Hohe Nährstoffversorgung, hohe Temperaturen und hoher Lichteintrag fördern die pflanzliche Primärproduktion, die in Seen durch das Phytoplankton bewerkstelligt wird. Alles abgestorbene Material, sei es eingespült oder nach Absterben und Absinken des Phyto- und Zooplanktons, wird unter Sauerstoffverbrauch zersetzt und unter anaeroben Bedingungen wieder rückgelöst. Somit kommt es zusätzlich zur externen Nährstoffzufuhr zu einer "internen Düngung", zu einer vermehrten Biomasseproduktion und wiederum zu Sauerstoff verbrauchenden Zehrungsprozessen.
Da der Aasee sehr flach ist, sind die Wege kurz. Das organische See-Sediment ist sehr mächtig und bildet daher ein ergiebiges Reservoir für Nährstoffrücklösungen. Es ist also ein ständiger Kreislauf. Zu besonders kritischen Zeiten kommt es zu Algenblüten, vor allem Blaualgen, die auch jüngst in bestimmten Uferbereichen wieder zu beobachten waren.
Die toten Fische waren und sind deutlich sichtbar. Sind auch andere, unscheinbarere Wasserorganismen von dem Sterben betroffen?
Die unscheinbaren Wasserorganismen, die Sie ansprechen, sind im See-Sediment zu finden. Viele kommen mit Sauerstoffmangel gut zurecht. Bei Probenahmen findet man regelmäßig rot gefärbte Zuckmückenlarven oder Schlammröhrenwürmer. Die Rotfärbung ist durch das Atmungspigment Hämoglobin bedingt. Sie ist ein deutlicher Hinweis auf eine physiologische Anpassung an Sauerstoffarmut oder Sauerstofflosigkeit in der Umgebung. Die Körperflüssigkeiten – Hämolymphe oder Blut – können somit sehr effizient den noch verfügbaren Restsauerstoff binden. Außerdem werden bestimmte biochemische Prozesse verändert. So ist trotz fehlenden Sauerstoffs noch Atmung, das heißt Energiegewinn für das Überleben, möglich. Diese Organismen können so wochenlange Sauerstofflosigkeit überdauern.
Andere Arten, zum Beispiel Larven der Büschelmücke, befinden sich tags im sauerstofflosen (anoxischen) Bereich und kommen nachts in die oberen Zonen der Gewässer, um ihre Nahrung zu jagen. Viele stehende Gewässer sind natürlicherweise in den tieferen Zonen eine gewisse Zeit anoxisch, vor allem, wenn der Gehalt von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor hoch ist. Die Organismen haben sich evolutiv daran angepasst.
Den genannten Arten vermutlich nicht. Aber wie sieht es bei anderen Arten aus? Das sollte man nun überprüfen. Es kommen ja auch noch andere Arten vor, mit spezifischen Sauerstoffbedürfnissen und Temperaturtoleranzgrenzen. Außerdem müsste man aus limnologischer Sicht beurteilen, wie stark neben den im Sediment vorkommenden Organismen, Zoobenthos genannt, auch das im freien Wasser vorkommende Zooplankton im Aasee betroffen ist. Zudem gilt es, die ökologischen Ansprüche der Algen, insbesondere die Temperaturtoleranzen, zu betrachten. Sie sind ja nicht nur die Sauerstoffproduzenten im See, sondern schließlich auch das Futter für das Zooplankton, von denen wiederum manche Fischarten leben.
Meines Erachtens bietet sich eine konzertierte, vorsorgende Untersuchungskampagne an. Aus langjähriger Forschung an Fließgewässern wissen wir: Physiologische Anpassungen, Verhaltensanpassungen und auch Anpassungen in den Entwicklungszyklen wirbelloser Arten herrschen als Vermeidungs- und Widerstandsstrategien vor. Es gibt zum Beispiel das sogenannte Stress-Schlüpfen bei Insekten. Dabei führen bestimmte Umwelttrigger dazu, dass manche Arten ihre Entwicklung beschleunigen und so der Extremsituation ausweichen können. Aber wie sehen die Anpassungsstrategien bei Arten stehender Gewässer wie dem Aasee aus und wie reagiert das Phytoplankton? Das ist eine interessante Forschungsfrage, unabhängig vom aktuellen Fall.
Der Aasee könnte nach dem Winter mit neuen Fischen besetzt werden. Wäre damit das Problem gelöst?
Man müsste zunächst prüfen, wie viele Fische der See „verträgt“. Ich halte einen runden Tisch für sinnvoll, an dem Vertreter von städtischen Behörden, Landwirtschaft, Naturschutz und Fischerei sowie Fachwissenschaftler teilnehmen. Neben einer Bestandsaufnahme sollte man einen Vergleich mit ähnlichen Gewässern ziehen und sich für ein nachhaltiges, biologisches Management einsetzen, bei dem die Klimaentwicklung berücksichtigt werden sollte.
Wir können nach Meinung vieler Experten davon ausgehen, dass derartige Hitze-Extreme wiederkehren und sich intensivieren. In manchen Gewässern findet eine Biomanipulation zur Regulierung der Nahrungsketten statt. Dabei wird durch Wegfang- oder Besatzmaßnahmen ein ausgewogenes Verhältnis von Raubfischen zu Friedfischen eingestellt. So stellt sich im Weiteren ein natürliches Nahrungsgefüge ein, das auch das Zooplankton und Phytoplankton einschließt. Man hat dies an Stauseen durchgeführt. Möglicherweise bietet sich dieses System auch für den Aasee an, das müssten die Beteiligten klären.
Auch viele andere Maßnahmen sind denkbar, unter anderem eine Reduktion der Nährstoffeinträge. Kurz- und mittelfristig ist auf jeden Fall die sensible, vorausschauende Beobachtung der Klimaentwicklung und der Verhältnisse vor Ort notwendig.