Eutrophierung

• Nährstoffüberschuss in Gewässern

• wichtigste Nährstoffe: Phosphor (P) und Stickstoff (N)

• Haupttreiber: menschliche Aktivitäten

• Folge: Verschlechterung der Gewässerqualität und der Ökosystemleistungen

• sind häufig die limitierenden Nährstoffe für Algen-/Pflanzenwachstum

• zu hohe Einträge → übermäßiges Algenwachstum und Folgekaskaden

• Ziel: bis 2027 alle Gewässer in „gutem“ ökologischem Zustand (bzw. Potenzial)

• Status (Beispiel aus den Folien): 2021 nur 8 % der Flüsse „gut“/„sehr gut“

• fast 2/3 der Gewässer mit zu hohem Phosphor-Gehalt

• Phosphor gilt als zentraler Treiber für Eutrophierungsprobleme

• See (stehend): weniger O₂, höhere Wassertemperatur, eher anfällig; „Nährstoffkreislauf“

• Fluss (strömend): mehr O₂, niedrigere Wassertemperatur, tendenziell weniger anfällig; „Nährstoffspirale“

• überschüssige Nährstoffe gelangen ins Gewässer

• Algenblüte/übermäßiges Pflanzenwachstum

• Licht wird knapp, Organismen sterben ab

• Zersetzung verbraucht Sauerstoff

• Risiko von Sauerstoffmangel bis hin zu „Systemkollaps“/Absterben empfindlicher Organismen

• gewässereigener Mechanismus zur Reduktion von Nähr-/Schadstoffen

• spielt sich stark im hyporheischen Interstitial ab (Kieslückensystem)

• außerdem: wichtige Lebensraumfunktion

• durchströmter, belebter Porenraum der Gewässersohle

• Verbindung von Flusswasser („fließende Welle“) und Grundwasser

• Ort für Abbauprozesse und Lebensraum (z. B. Laich-/Rückzugsräume)

• mikrobieller Abbau organischer Substanz → Freisetzung von NH₄⁺ (Ammonium)

• sauerstoffreiche Bereiche: Nitrifikation NH₄⁺ → NO₃⁻

• sauerstoffarme Bereiche: Denitrifikation NO₃⁻ → N₂ (gasförmig)

• erhöhte Nährstoffeinträge (N, P) → übermäßiges Algenwachstum

• Versiegelung/Verstopfung der Kiesschicht → Kolmation

• Veränderung von Stoffflüssen; in den Folien: DNRA wird genannt

• möglich: Freisetzung von NH₃ (Ammoniak)

• „dissimilatorische Nitratreduktion zu Ammonium“

• Prozess im gestörten System, bei dem Nitrat eher zu Ammonium statt zu N₂ umgewandelt wird

• kann Eutrophierung verstärken (mehr pflanzenverfügbarer N)

• insgesamt nur geringer Anteil an der Gesamtbelastung

• Eintrag durch:

  • Verwitterung von Gestein

  • Auswaschung zersetzten organischen Materials

  • atmosphärische Deposition

  • biologische Fixierung durch Mikroorganismen

• natürliche Mechanik: biologische Selbstreinigung

• Industrie

• Landwirtschaft

• Abwässer

• atmosphärische Stickstoffdeposition

• Landnutzungsänderung

• Düngemittel, Auswaschung & Bodenerosion

• kommunale und industrielle Abwässer

• permanente lokale Eintragspfade

• vergleichsweise gut zu kontrollieren

• v. a. landwirtschaftliche Nutzung

• Düngemittel, Bodenauswaschung, Erosion durch Bodenbearbeitung

• schwer zu kontrollieren (flächenhaft, variabel)

• Oberflächenabfluss von versiegelten städtischen und landwirtschaftlichen Flächen

• starke Variation von Nährstoffmengen/-zusammensetzung

• besonders relevant bei Starkregenereignissen

• ebenfalls schwer zu kontrollieren

• weltweit: > 63 % der Flüsse > 1.000 km sind nicht mehr frei fließend

• Unterbrechung der Konnektivität beeinflusst Prozesse/Belastungen im Flussnetz

• Fragmentierung (DOF)

• Regulierung (DOR)

• Sedimentrückhalt (SED)

• Wasserentnahme (USE)

• Urbanisierung (URB)

• sinkender Sauerstoffgehalt, geringere Lichtdurchlässigkeit

• Sauerstoffbedarf steigt (v. a. durch Zersetzung)

• Anstieg der N- und P-Konzentrationen

• zusätzliche Anreicherung mit weiteren schädlichen Substanzen

• veränderte Wärmeaustauschdynamik Wasseroberfläche ↔ Atmosphäre

• unzureichender Austausch zwischen fließender Welle und Grundwasser

• übermäßiges Wachstum eutropher Pflanzen → Konkurrenz um Nährstoffe/Raum/Licht

• Kolmation des Kieslückensystems → Verlust von Lebensraum & Laichplätzen

• betroffen: Fische, Insektenlarven, Makrozoobenthos

• Verdrängung Einheimischer durch invasive Arten

• Zerstörung natürlicher Artenzusammensetzung

• Absterben von Nahrungspflanzen

• Verlust von Tourismuseinnahmen (schlechte Wasserqualität)

• hohe Kosten für Trinkwasseraufbereitung

• Fischereieinbußen

• Gesundheitsrisiken

• Verlust von Erholungswert und Lebensqualität für Anwohner

• in den Folien allgemein genannt (ohne Detailmechanismus)

• typische Bezüge: Nutzungseinschränkungen (z. B. Baden verboten), Risiken durch Wasserqualitätsverschlechterung

• viele Nährstoffquellen → Kombination von Maßnahmen nötig

• Betrachtung von Einzugsgebiet und Gewässerraum

• angepasste Düngung

• Erosionsschutz

• Zwischenfrüchte

• Grünlandextensivierung

Sturmwassermanagement (Regen-/Abfluss besser zurückhalten/steuern)

• strukturverbessernde Maßnahmen

• Flussrenaturierung

• Eutrophierungskontrolle durch Biomanipulation

• fangen angeschwemmte Bodenpartikel ab

• verlangsamen Oberflächenabfluss

• ermöglichen erweiterte Nährstoffaufnahme (Filter-/Pufferfunktion)

• verbessert Rückhalt/Abbau durch längere Verweilzeiten und mehr Kontakt zu Vegetation/Boden

• wirkt zusammen mit Pufferzonen als Nährstoffsenke im Gewässerraum

• verbessert Struktur/Habitate

• kann Selbstreinigung und Stoffrückhaltprozesse unterstützen (zusammen mit Maßnahmen im Einzugsgebiet)

• mehr Fische (Beispiel: Döbel) → höherer Fraßdruck auf kleine Fische

• dadurch mehr Weidegänger (Grazers)

• Weidegänger fressen mehr Algenbiomasse

• Ergebnis: weniger Algen, „guter Lebensraum“

• flächenhaft verteilt, viele Eintragspfade

• stark abhängig von Bewirtschaftung & Wetter (z. B. Starkregen)

• Kontrolle nicht an einem „Rohr“ möglich (anders als Punktquellen)

• Hauptursachen: Industrie, Abwässer, Landwirtschaft

• Klimawandel verschärft: höhere Temperaturen, intensivere Niederschläge/Extremwetter → mehr Nährstoffeintrag & Algenblüten, höheres O₂-Mangel-Risiko

• Eutrophierung verschlechtert Ökosystemqualität (Selbstreinigung, Nahrungs-/Lebensraum, Biodiversität)

• Handeln nötig, um WRRL-Ziele zu erreichen; Hoffnung durch Renaturierung, Pufferzonen, Biomanipulation