Reflektierte Wasserqualität auch auf Landschaftsskala

In der hochrangi­gen Fachzeitschrift Earth-Sci­ence Reviews nehmen David Piat­ka von der Friedrich-Alexan­der-Uni­ver­sität Erlan­gen-Nürn­berg und weit­ere Autorin­nen und Autoren aus dem im Bay­erischen Net­zw­erk für Kli­maforschung geförderten Pro­jekt AquaK­lif in ein­er Studie die Rolle des gelösten Sauer­stoffs in Flüssen unter die Lupe. Dessen kon­tinuier­lich­er Ein­trag ist für im Wass­er lebende Organ­is­men notwendig und durch viele Fak­toren gefährdet. Anhand weltweit­er Mess­dat­en zeigt die Studie: Da Flüsse die bio­geo­chemis­chen Infor­ma­tio­nen ganz­er Einzugs­ge­bi­ete inte­gri­eren, kann ihre Sauer­stoff­dy­namik wichtige Hin­weise auf die „Gesund­heit“ der umgeben­den Ökosys­teme und Land­schaften liefern.
Gelöster Sauer­stoff ist eines der wichtig­sten Ele­mente für den Großteil der Lebe­we­sen im Wass­er — aber gle­icher­maßen ein knappes Gut, da seine Lös­lichkeit begren­zt ist. Die Wassertem­per­atur, das Fließge­fälle in Bächen und Flüssen und die angren­zende Land­nutzung bee­in­flussen die Sauer­stof­fge­halte in Fließgewässern und deren Sed­i­menten. Ger­ade die Sed­i­mente am Bach­grund sind für zahlre­iche an und im Wass­er lebende Arten ein wichtiger Leben­sraum, in dem etliche Tiere das Ei- oder Lar­ven­sta­di­um ver­brin­gen. Die Autoren fassen die wichtig­sten Quellen und Senken von gelöstem Sauer­stoff in Flusssys­te­men zusam­men und disku­tieren seine Rolle in angren­zen­den Seen, Stauseen, Böden und Grundwasser.

„Span­nend waren nach der für ein Review-Paper notwendi­gen Lit­er­atur­recherche unsere eige­nen Analy­sen, in denen wir mit zusam­men mit Romy Wild von der TU München über 170.000 Mess­dat­en von gelöstem Sauer­stoff aus der Glob­al Riv­er Chem­istry Daten­bank aus­gew­ertet haben. So erfahren wir nicht nur etwas über die Lebens­be­din­gun­gen im Fluss und an seinem Ufer, son­dern auch wie es an den vie­len kleinen Zuflüssen und in ihrem Umfeld aussieht. Mit dieser Meth­ode kön­nen wir sog­ar für das gesamte Einzugs­ge­bi­et abschätzen, wie intakt die Natur dort ist. Die umfan­gre­iche Auswer­tung der vorhan­de­nen Dat­en lässt erwarten, dass die Kli­maer­wär­mung allein schon auf­grund der gerin­geren Sauer­stof­flös­lichkeit in wärmer wer­den­den Gewässern für aquatis­che Ökosys­teme kri­tisch wer­den kann.“
— David Piat­ka, Hauptautor

Die Forscherin­nen und Forsch­er schla­gen abschließend vor, wie das Mon­i­tor­ing von Flüssen – die oft als „Inte­gra­toren ganz­er Land­schaften“ gese­hen wer­den – weit­er verbessert wer­den kann: Neben hochau­flösenden Konzen­tra­tions­mes­sun­gen sind bessere Ken­nt­nisse über Ver­weil­dauer sowie Quellen und Senken des Sauer­stoffs wichtig. Neuere method­is­che Werkzeuge wie sta­bile Iso­tope, die Analyse von Eisenum­set­zun­gen, biol­o­gis­che Unter­suchun­gen und die Mes­sung von im Wass­er gelöstem Radon­gas kön­nen hier helfen. Diese Tech­niken wer­den aktuell im AquaK­lif Pro­jekt weit­er­en­twick­elt und angewandt.
„Der Artikel bringt viele Fak­ten über gelösten Sauer­stoff in Flüssen erst­mals auf glob­aler und kon­ti­nen­taler Basis ans Licht“ betont Prof. Johannes Barth, in dessen Arbeits­gruppe für Ange­wandte Geolo­gie David Piat­ka pro­moviert. „Eben­so wichtig ist es, die Umset­zung dieses lebenswichti­gen Ele­ments im Detail zu unter­suchen: Wie sehen Bilanzen in kleinen Flüssen aus, wie wird Sauer­stoff in Sed­i­mente trans­portiert und mit welchen Rat­en wird er dort umge­set­zt? Das sind entschei­dende Fra­gen für lokale Funk­tion­sweisen von aquatis­chen Ökosys­te­men.“ Diese wasserge­bun­de­nen Lebens­ge­mein­schaften liegen auch Prof. Jür­gen Geist von der Tech­nis­chen Uni­ver­sität München am Herzen: „Die Ver­füg­barkeit von gelöstem Sauer­stoff ist für die Lebe­we­sen im Gewäss­er von entschei­den­der Bedeu­tung. Mit dem Artikel ist es gelun­gen einen ganzheitlichen und glob­alen Blick auf die Bedeu­tung und die Umset­zung­sprozesse von Sauer­stoff in Gewässern zu bekom­men. Aus dem Ver­ständ­nis dieser Prozesse her­aus kön­nen wichtige Indika­toren für den Zus­tand von Gewässer­sys­te­men abgeleit­et werden.“
„Unser Artikel im renom­mierten Jour­nal Earth-Sci­ence Reviews ist ein gelun­ge­nes Beispiel für gemein­same Ansätze im Ver­bund­pro­jekt, das Exper­tise aus Geowis­senschaften, Hydrolo­gie und Biolo­gie zusam­men­bringt und so inno­v­a­tive method­is­che Ansätze vorschla­gen kann“ freut sich Hydrologe Prof. Dr. Ste­fan Peif­fer von der Uni­ver­sität Bayreuth, der das AquaK­lif-Pro­jekt als Sprech­er vertritt.