Blüte nach dem Seesturm  

Text: NADJA NEUMANN & querFELDein

Algenblüten in Seen werden grundsätzlich durch zwei Faktoren begünstigt: ein hoher Anteil an Nährstoffen im Wasser sowie langanhaltend hohe Temperaturen. Letztere kurbeln den Stoffwechsel von Bakterien und Mikroben an, was die Zersetzung unter anderem von Algen- und Pflanzenresten am Seegrund beschleunigt. Dabei kommt es zur Freisetzung besonders vieler Nährstoffe, darunter auch Phosphor und Stickstoff. Dies sind zwei der wichtigsten Nährstoffe für das Wachstum von Pflanzen – und somit auch von Algen.

Dieser Prozess ist gerade in flachen, nährstoffreichen Seen leicht nachzuvollziehen, da ein höherer Anteil der Wassersäule von den Sonnenstrahlen durchdrungen wird und viel Licht für die Photosynthese vorhanden ist. In tiefen und klaren Seen, in denen mit zunehmender Tiefe das Sonnenlicht stark abnimmt, ist es etwas komplizierter. In der Vergangenheit zeigten Beobachtungsstudien, dass gerade nach heftigen Winden Algenblüten auch in tiefen Seen auftreten. Dabei war es jedoch schwierig, die Auswirkungen der Stürme von anderen Faktoren zu trennen, beispielsweise den Eintrag von Nährstoffen durch Abwässer und Landwirtschaft.

Forschung im Freiland ohne den See zu beeinflussen

Das „Seelabor“ des Leibniz-IGB macht diese Trennung möglich: Gebaut im Stechlinsee, siegeln darin 24 Seebecken mit einem Durchmesser von jeweils 9 Metern und einer Tiefe von ca. 20 Metern ihre Wassersäulen vom übrigen See ab. Der IGB-Forscher Dr. Jens Nejstgaard entwickelte eine Methodik, um den Sturm zu simulieren und das Wasser in einigen Becken zu durchmischen. „Da die anderen Umweltbedingungen in allen Becken gleich waren, ermöglichte das Experiment mehrere Wiederholungen mit und ohne Durchmischung. Das ist ein einzigartiger experimenteller Aufbau. Der Stechlinsee selbst blieb von den Veränderungen unberührt“, so der Wissenschaftler.

Kaskade von länger anhaltenden ökologischen Veränderungen

Der simulierte Sturm in den Seebecken transportierte Nährstoffe und Phytoplankton aus dem Tiefenwasser an die sonnenbeschienene Oberfläche, was zu einem sprunghaften Anstieg der Algenbiomasse führte. „In tiefen, klaren Seen wie dem Stechlinsee können bestimmte Algen auch in tieferen Wasserschichten verweilen, da dorthin gerade ausreichend Sonnenlicht durchdringt, aber mehr Nährstoffe vorhanden sind. Werden diese Algen und die Nährstoffe durch einen Sturm nach oben gewirbelt, können sie sich aufgrund der besseren Licht- und Nährstoffbedingungen massenhaft vermehren“, erläutert die IGB-Forscherin Dr. Stella Berger, die die Versuche im Seelabor zusammen mit ihrem Kollegen Nejstgaard koordinierte.

Die Zusammensetzung der Algenarten und Mikroorganismen veränderte sich ebenfalls: Einige Algenarten wurden von Kleinstlebewesen gefressen, andere sanken zum Gewässergrund. Übrig blieben fädige Cyanobakterien, die sich infolge der Durchmischung massenhaft vermehrten – eine Algenblüte entstand. Cyanobakterien können für Mensch und Tier giftig sein.

Klimawandel: Auch in tiefen, klaren Seen steigt das Risiko von Algenblüten

Das Thema wird mit dem Klimawandel immer relevanter, da mit ihm auch Sommerstürme zunehmen. „Durch die Erwärmung von Seen im Klimawandel steigt also nicht nur das Risiko von Algenblüten in nährstoffreichen flachen Seen. Auch tiefe, klare Seen sind durch zunehmende Sommerstürme in Gefahr, wie unsere Ergebnisse zeigen“, sagt IGB-Forscher Prof. Hans-Peter Grossart, Erstautor einer Studie. „Gerade diese Seen haben häufig einen besonderen Naturschutzwert, da sie in der Vergangenheit weniger von menschlichen Einflüssen betroffen waren beziehungsweise sich von diesen erholt haben.“