Algenblüten in Seen verhindern

Seit Jahrzehn­ten wird disku­tiert, ob ein ver­ringert­er Ein­trag der Stick­stof­fverbindun­gen Nitrat und Ammo­ni­um die Gewässergüte nach­haltig verbessert, obwohl Stick­stoff auch durch Blaual­gen aus der Luft gebun­den wer­den kann. Um das zu klären fehlten Langzeit­beobach­tun­gen von Seen, in denen Stick­stoff ver­ringert wurde – bis jet­zt: Wis­senschaftler vom Leib­niz-Insti­tut für Gewässerökolo­gie und Bin­nen­fis­cherei (IGB) haben nachgewiesen, dass eine Reduzierung von Stick­stoff im Berlin­er Müggelsee der Schlüs­sel zur Ver­mei­dung von Algen­blüten im Som­mer ist.

Bere­its in den 1970ern wur­den Nährstof­fein­träge durch die Land­wirtschaft und Abwasserein­leitun­gen als Hauptverur­sach­er für ein über­mäßiges Pflanzen- und Algenwach­s­tum in Seen und Flüssen erkan­nt. Sei­ther set­zt man im Gewässer­man­age­ment auf eine Ver­ringerung der Phos­pho­r­ein­träge. „Diese Strate­gie ist oft erfol­gre­ich, allerd­ings längst nicht in allen Gewässern: in flachen Seen gibt das Sed­i­ment im Som­mer große Men­gen Phos­phor ab. Dann kön­nte eine Ver­ringerung des Stick­stof­fange­botes helfen, weil die Algen sowohl Phos­phor als auch Stick­stoff zum Wach­sen brauchen. Bish­er fehlten allerd­ings stich­haltige Beweise dafür, dass die – aufwendi­gere und teurere – Reduzierung von Stick­stof­fein­trä­gen langfristig erfol­gre­ich ist“, erk­lärt Dr. Tom Shatwell, Gewässerökologe am IGB, den Aus­gangspunkt der Untersuchung.

Langzeitdaten lassen tief blicken

Für ihre Unter­suchung haben die Wis­senschaftler Dat­en aus 38 Jahren (1979–2016) sta­tis­tisch aus­gew­ertet. Im Rah­men eines Langzeit­pro­gramms wer­den der Müggelsee und seine Zuflüsse seit den 1970ern wöchentlich beprobt und unter anderem die Konzen­tra­tio­nen von Phos­phor und Stick­stoff sowie die Arten­zusam­menset­zung der Algenge­mein­schaften unter­sucht. Der Müggelsee ist ein­er der weni­gen Seen weltweit, dessen Belas­tung mit Phos­phor und Stick­stoff deut­lich abgenom­men hat und der gle­ichzeit­ig schon lange genug unter­sucht wird, um Rückschlüsse auf die Auswirkun­gen ver­ringert­er Stick­stof­fein­träge zu ziehen.

Phos­phor war im Müggelsee jeden Som­mer im Über­fluss vorhan­den, weil er aus den Seesed­i­menten freige­set­zt wurde. Die Algen­menge nahm allein durch die Ver­ringerung des Stick­stof­fange­botes ab – und die Klarheit des Wassers zu. Die Annahme, dass bes­timmte Blaual­ge­narten den fehlen­den Stick­stoff aus den Zuflüssen langfristig durch Luft­stick­stoff erset­zen wür­den, hat sich im Müggelsee nicht bestätigt. Tat­säch­lich haben sich die Blaual­gen nicht ver­mehrt und kaum Stick­stoff aus der Luft gebun­den. „Die Fix­ierung von Luft­stick­stoff erfordert sehr viel mehr Energie als die Nutzung von Nitrat oder Ammo­ni­um aus dem Wass­er. Die Blaual­gen nutzen diese Meth­ode offen­bar nur dann, wenn es unbe­d­ingt nötig ist und wenn aus­re­ichend Sonnenen­ergie zur Ver­fü­gung ste­ht“, erk­lärt Dr. Jan Köh­ler, Mitau­tor und Leit­er der Arbeits­gruppe „Pho­to­syn­these und Wach­s­tum von Algen und Makro­phyten“ am IGB.

Vom Müggelsee lernen

Bis­lang ist der Müggelsee das einzige Fall­beispiel im großen Stil. Allerd­ings ist die starke Freiset­zung von Phos­phor aus dem Sed­i­ment und von Stick­stoff aus dem Wass­er in die Luft typ­isch für Flach­seen im Som­mer, sodass sich viele andere flache Seen ähn­lich ver­hal­ten dürften. „In jedem Fall soll­ten die Ergeb­nisse Ans­porn genug sein, um eine gezielte Reduzierung von Stick­stoff auch für andere Seen zu testen. Unsere Studie ist ein Baustein für ein effek­tiveres Gewässer­man­age­ment“, fasst Tom Shatwell die Rel­e­vanz der Ergeb­nisse zusammen.