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In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017

Erwärmt sich ein großer See, intensiviert sich seine Farbe. Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben Satellitendaten von 188 großen Seen weltweit ausgewertet. Seen, die viel Phytoplankton produzieren und deswegen grün sind, werden in warmen Jahren grüner, weil ihr Gehalt an Phytoplankton ansteigt. Klare, blaue Seen mit wenig Phytoplankton hingegen neigen dazu, in warmen Jahren noch blauer zu werden – der Gehalt an Phytoplankton in diesen Seen sinkt weiter ab. Entgegen bisheriger Annahmen verstärkt die Erwärmung eines Sees also dessen Reichtum oder Armut an Phytoplankton.

Seenforscher Dr. Benjamin Kraemer und sein Team nutzten frei zugängliche Satellitenbilder der NASA aus den Jahren 2002 bis 2016, um zu untersuchen, welche Zusammenhänge zwischen der Temperatur und dem Gehalt an Phytoplankton in 188 der größten Seen der Erde bestehen.


Globale Chlorophyll_a-Karte, die das Team für seine Analysen verwendet hat. Blau und Grün zeigen einen niedrigen Phytoplanktongehalt an, während Rot für einen hohen Phytoplanktongehalt steht.

Karte zur freien Verwendung von NASA's OceanColor Web: https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/l3/A20021852017090.L3m_CU_CHL_chlor_a_4km.nc.png?sub=img

Ausgehend von bestehenden wissenschaftlichen Erkenntnissen erwarteten die WissenschaftlerInnen, dass die Erwärmung zu einer Abnahme von Phytoplankton in den Seen dieser Welt führen würde. Die Analysen zeigten jedoch, dass in warmen Jahren größere Phytoplanktonmengen in den meisten (68 Prozent) der analysierten Seen auftraten.

Kraemer erklärt diesen Prozess so: „Die Erwärmung kann zu einer Zunahme von Phytoplankton führen, weil etwa die Wachstumsphasen länger werden oder weil sich die Zahl jener Tiere reduziert, die sich von Phytoplankton ernähren.“

Weniger ist nicht immer mehr…

In Seen mit geringem Phytoplanktongehalt gingen Phasen der Erwärmung mit einer weiteren Reduktion des Phytoplanktons einher. Dies hängt insbesondere mit der thermischen Schichtung eines Sees zusammen, die durch Erwärmung stabiler werden kann:

„In phytoplanktonarmen Seen führt die Erwärmung des Oberflächenwassers mitunter dazu, dass Nährstoffe unterhalb dieser Schicht ‚gefangen‘ sind und nicht aufsteigen können. Das macht diese Stoffe für Phytoplankton unerreichbar und führt zu dessen Reduzierung und in der Folge zu einem blaueren See“, erklärt Kraemer. Was sich im ersten Moment nach einer Verbesserung anhört, kann allerdings Herausforderungen für das Management solcher Seen nach sich ziehen, beispielsweise im Hinblick auf deren Fischproduktivität.

…und die Reichen werden immer reicher

In Seen mit ohnehin viel Phytoplankton wiederum – und noch mehr in wärmeren Jahren – müsste die Nährstoffzufuhr reduziert werden, um auch bei steigenden Temperaturen die (bisherige) Wasserqualität zu bewahren. Die Intensivierung der Farbe eines Sees kann also als Indikator dienen, um Maßnahmen gegen mögliche Verschlechterungen zu ergreifen, wenn sich ein See erwärmt.

Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Analyse ausweiten und mehr und vor allem kleinere Seen über längere Zeitabschnitte untersuchen. Da die meisten Seen auf der Erde eher klein sind, ist ein besseres Verständnis darüber, wie sie auf Erwärmung reagieren, wichtig für das Management von Seen. Kleinere Seen neigen zu einer stärkeren Produktivität und könnten deswegen stärker vom Klimawandel betroffen sein als große Seen.

Studie:

Benjamin M. Kraemer, Thomas Mehner, Rita Adrian (2017): Reconciling the opposing effects of warming on phytoplankton biomass in 188 large lakes, Scientific Reports 7, Article number: 10762 (2017), doi:10.1038/s41598-017-11167-3. Zur Studie > https://www.nature.com/articles/s41598-017-11167-3

Ansprechpartner:

Dr. Benjamin Kraemer, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Abt. Ökosystemforschung, bkraemer@igb-berlin.de

Katharina Bunk, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, bunk@igb-berlin.de, T +49 (0)30 641 81 631, M +49 (0)170 45 49 034

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):

Das IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin/Brandenburg und weltweit. Das IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft. http://www.igb-berlin.de/

Weitere Informationen:

https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/l3/A20021852017090.L3m_CU_CHL_chlor_a_4km.n... Globale Chlorophyll_a-Karte, die das Team für seine Analysen verwendet hat. Blau und Grün zeigen einen niedrigen Phytoplanktongehalt an, während Rot für einen hohen Phytoplanktongehalt steht. Karte zur freien Verwendung von NASA's OceanColor Web.

Katharina Bunk | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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