Wasser als Lebensraum: Beeinträchtigung und Schädigung

Wasser als Lebensraum: Beeinträchtigung und Schädigung

 

In einer Landschaft kommt Flüssen eine besondere Bedeutung zu, da sie Ökosysteme miteinander verbinden. Diese Gewässer stellen also eine wichtige natürliche Kommunikations- und Transportschiene dar, in der beispielsweise Nährstoffe, aber auch Belastungen wie etwa Schadstoffe weitergegeben werden. Die natürliche Dynamik der Flüsse hat darüber hinaus landschaftsgestaltenden Charakter. Diese Dynamik, die beispielsweise dazu führte, dass ein Fluss ständig sein Bett änderte, sich in unzählige Arme aufteilte oder breit mäandrierend durch ein Tal floss, veranlasste die Menschen im Kampf gegen die Naturgewalt, die Flüsse so intensiv umzubauen, dass es heute in Mitteleuropa kaum noch einen naturnahen Flussverlauf gibt. Flüsse sind aber nicht nur durch Eingriffe in den Flussverlauf bedroht, sondern auch durch übermäßige Wasserentnahme (zum Beispiel als Trinkwasser, zur Bewässerung oder für industrielle Zwecke) und durch eine immense Schadstoffeinleitung. Da letztlich alle Schadstoffe durch die Flüsse in das Weltmeer gelangen, ergibt sich hierdurch auch eine zunehmende Belastung der Ozeane, die in Randmeeren wie Nord- und Ostsee oder dem Mittelmeer bereits zu ernsten Umweltkrisen geführt hat.

 

 Ziele der Flussbegradigung

 

Seit Jahrhunderten werden Flüsse in großem Ausmaß eingedämmt und begradigt, wenn die Bevölkerung eine bestimmte Siedlungsdichte erreicht hat, regelmäßig große Ackerflächen oder Siedlungen durch Hochwasser bedroht werden oder es die unzureichenden Schifffahrtsmöglichkeiten erfordern. Dies geschieht beispielsweise durch Uferbefestigungen, Ausbaggern von Schifffahrtsrinnen, Entwässerung von angrenzenden Sumpfgebieten oder Abtrennung von Seitenarmen. Im Endzustand wird so aus einem dynamischen Fluss in einer reich gestalteten Landschaft ein gerader und monotoner Kanal. Eine Serie von Staustufen zur Schiffbarmachung kann ein Fließgewässer in eine Seenkette verwandeln, sodass sich wie zum Beispiel bei Mosel, Lech oder Isar auch der Charakter einer Landschaft völlig ändert. Vor allem die reduzierte Fließgeschwindigkeit stört das Gleichgewicht zwischen Erosion und Sedimentnachlieferung empfindlich. Dadurch sinkt der Grundwasserspiegel, wovon dann auch weiter entfernte Lebensräume beispielsweise durch Versteppung betroffen sind.

 

 Die Rheinbegradigung

 

Die Rheinbegradigung in Süddeutschland ist ein besonders drastisches Beispiel für die Intensität der Landschaftsveränderung. Sie wurde durch den badischen Wasserbauingenieur Johann Gottfried Tulla 1817 begonnen und 1876 beendet. In dieser Zeit wurde die Flusslänge zwischen Basel und Mannheim um ein Viertel verkürzt, sodass sich Gefälle und Tiefenerosion entsprechend verstärkten. In seinem neu eingedeichten Bett von 200 bis 300 Metern Breite grub sich der Rhein stellenweise bis acht Meter tief ein. Die Folge waren dramatische Grundwasserabsenkungen, die ein Austrocknen der ehemals feuchten Auwälder bewirkten. Ferner wurden die meisten Seitenarme durch Dämme abgetrennt und trockengelegt, sodass der zuvor weit verzweigt mäandrierende Fluss nun in einem kanalartigen Bett verläuft.

 

Diese Maßnahmen erlaubten eine Ausweitung der landwirtschaftlich genutzten Flächen und der Siedlungsbereiche bis an das neue Flussufer, vernichteten jedoch gleichzeitig die meisten Feuchtwiesen, Sümpfe und Auwälder. 1925 wurde mit dem Bau des Rheinseitenkanals begonnen, der den Wassermangel weiter verschärfte und dem Rhein an einzelnen Stellen bis zu 99 Prozent des Wassers entzog. Der Grundwasserspiegel sank erneut großräumig ab und in den ehemaligen Auwäldern sind nun für Trockenstandorte typische Gehölze wie Weißdorn, Schlehe und Sanddorn anzutreffen. Wo Forstwirtschaft betrieben wird, erfolgten in trockenen Bereichen Aufforstungen mit Kiefern, in feuchteren Gebieten mit Hybridpappeln. Heute leiden aber auch viele Landwirtschaftsflächen unter dem tiefen Grundwasserspiegel und müssen daher mit viel Aufwand künstlich bewässert werden.

 

Auch im Flussbereich selbst zeigten sich unerwünschte Nebenwirkungen der Tulla'schen Rheinbegradigung. In den Folgejahren wurden daher zusätzliche Maßnahmen wie weitere Uferverbauungen, Buhnen, Schwellen und Staustufen nötig. So werden beispielsweise seit 1978 bei Iffezheim jährlich 170 000 Kubikmeter Sediment in den Rhein gekippt, um die Tiefenerosion zu stoppen. Trotzdem beträgt die Erosionsrate im nördlichen Oberrhein noch einen Zentimeter jährlich. Als Abschluss der Rheinbegradigung wurde die gesamte Fahrrinne schließlich in den 1970er-Jahren auf eine Tiefe von 2,10 Metern ausgebaggert, 1978 wurde dann der Rheinausbau offiziell als beendet erklärt.

 

 Die Hochwasser werden flussabwärts verlagert

 

Ein wesentliches Ziel der Rheinbegradigung war die Bannung der Hochwassergefahr. Wie wir heute wissen, konnte dieses Ziel nicht erreicht werden, denn die Hochwasser wurden nicht beseitigt, sondern nur flussabwärts verlagert, sodass Städte wie Köln, Bonn oder Koblenz nun regelmäßig schwere Hochwasser erleben. In Kenntnis der ökologischen Zusammenhänge wissen wir heute beispielsweise auch, dass einem Fluss bei Hochwasser mehr Raum zum Überfluten zur Verfügung stehen muss. Vereinzelt wurden daher bereits Hochwasserdämme zurückgesetzt und einzelne Flächen zur gelegentlichen Überflutung vorgesehen. Nun zeigt sich aber ein Dilemma, denn Kiefernwälder vertragen die regelmäßigen Überflutungen nicht und nur gelegentliche Hochwasser können die Existenz echter Auwälder nicht ermöglichen. Neuerdings mehren sich daher die Stimmen, die die Renaturierung der alten Rheinauen fordern. Hierbei würden aber weitere Probleme, beispielsweise durch die inzwischen recht dichte Besiedlung und die Landnutzung, auftreten. Vermutlich ist es also heute schon nicht mehr möglich, einen solch einschneidenden Vorgang wie die Tulla'sche Rheinbegradigung auch nur teilweise wieder rückgängig zu machen.

 

 Mehr als die Hälfte der Flüsse sind ausgebaut oder kanalisiert

 

In Mitteleuropa sind inzwischen fast alle Flüsse reguliert. Als letzter großer Fluss soll nach der deutschen Wiedervereinigung noch die Elbe mit 20 Staustufen bis zur tschechischen Grenze schiffbar gemacht werden; mit ersten Uferverbauungen ist bereits begonnen worden. Ähnlich wie beim Rhein würden Auwälder und andere Feuchtgebiete verschwinden und zahlreiche Nebenwirkungen wären zu erwarten. Berücksichtigt man alle ökologischen Folgekosten, dürfte sich auch kaum ein nennenswerter volkswirtschaftlicher Nutzen ergeben.

 

Auch wenn dieser letzte Großausbau nicht stattfinden sollte, ist eine Bilanz der Naturnähe unserer Fließgewässer deprimierend. Ende der 1980er-Jahre waren in den alten Bundesländern Deutschlands 63 Prozent der 6500 Kilometer Flusslänge für die Schifffahrt ausgebaut und meist kanalisiert. Bereits in den 1960er-Jahren wurden 25 000 Kilometer Bäche betoniert. In den Alpen ist heute die Mehrzahl der Wildbäche verbaut. Wasserwirtschaftsämter und vergleichbare Institutionen haben hierbei einen ähnlich unheilvollen Einfluss auf die Landschaft gehabt wie die Flurbereinigungsbehörden in der Landwirtschaftszone. Frei fließende Gewässer, die große Gebiete regelmäßig überfluten dürfen, ihr Flussbett verändern können und Kies-, Sand- und Schlammbänke oder Steilküsten gestalten, kommen in Mitteleuropa kaum noch vor.

 

 Problemkreis Gewässerverschmutzung und Eutrophierung

 

Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle, Biozide und andere organische Substanzen sowie überschüssige Düngemittel, vor allem Stickstoff und Phosphor, gelangen auf vielfältige Weise in unsere Gewässer. Neben direkter Einleitung gibt es fast immer einen diffusen Eintrag aus unterschiedlichen Quellen oder eine Belastung durch die Atmosphäre. Daher kommt der Gewässerbelastung neben der nationalen Verantwortung auch eine wichtige internationale Komponente zu, denn viele in einem eng begrenzten Gebiet abgegebene Schadstoffe wirken sich unkontrollierbar auch bei den Nachbarn aus.

 

Stickstoff und Phosphor bewirken in den Gewässern eine Eutrophierung, das heißt, das Wachstum der Algen und Wasserpflanzen wird stark gefördert. Diese erhöhte Produktion führt zu mehr Bestandsabfall, der durch Mikroorganismen abgebaut werden muss. Da diese Prozesse Sauerstoff benötigen, sinkt der Sauerstoffgehalt des Wasserkörpers vor allem in tieferen Zonen. Mehr Organismen sterben ab, die organische Belastung erhöht sich und die Sauerstoffzehrung wird noch intensiver. Wenn nun längere Phasen von Sauerstoffmangel auftreten, sind alle Lebewesen der Tiefenzone, später auch des freien Wassers und der oberflächennahen Schichten betroffen und sterben ab. Da sich unter Sauerstoffmangel am Boden anaerobe Mikroorganismen ausbreiten, wird auch noch Schwefelwasserstoff, eines ihrer Stoffwechselprodukte, frei. Dieser ist für alle aeroben Organismen, die Sauerstoff zur Atmung brauchen, hochgiftig. In diesem extremen Fall hat sich also das Gewässer durch übermäßige Belastung mit Düngemitteln von einem aeroben zu einem anaeroben System verändert, in dem Wasserpflanzen und -tiere nicht mehr existieren können: Das Gewässer ist umgekippt, es ist biologisch tot.

 

Glücklicherweise sind in Mitteleuropa biologisch tote Gewässer selten, stark eutrophierte Gewässer kommen aber vor. In Deutschland hat die Belastung der Gewässer Anfang der 1970er-Jahre Extremwerte erreicht, seitdem ist eine spürbare Verbesserung eingetreten. Dennoch sind beispielsweise Teile der Saar, der Emscher oder der Wupper immer noch recht stark verschmutzt.

 

 Auch wirksame Maßnahmen wirken nur langsam

 

Mittels einer ganzen Reihe von Maßnahmen gelang es in den letzten Jahrzehnten, die Belastung von Seen und Fließgewässern durch Schadstoffe zu senken. Maßnahmen auf Produktionsseite, das Verbot direkter Einleitung, Bau und Ausbau von Kläranlagen, Phosphatverbot im Waschpulver und anderes haben recht viel bewirkt. Eine Reduktion der Düngeintensität hat bei einer der Hauptquellen von Stickstoff und Phosphor, der Landwirtschaft, innerhalb von 20 Jahren zu einem deutlichen (aber noch nicht ausreichenden) Rückgang der Belastung geführt. Da gleichzeitig aber der Autoverkehr, der heute für den größten Teil der Stickoxidfreisetzung verantwortlich ist, dramatisch zunahm, finden sich weiterhin viel zu hohe Konzentrationen von Stickstoff in der Umwelt. Die Nährstoffvorräte in den Böden und im Grundwasser sind überall noch recht hoch, sodass auch wirkungsvolle Maßnahmen nur sehr langsam Veränderungen bewirken werden. Derzeit kann daher einerseits ein langsamer Rückgang der Phosphat-Konzentration in großen Seen, so beispielsweise im Bodensee, festgestellt werden, andererseits steigt die Nitrat-Konzentration überall weiterhin an oder stagniert auf viel zu hohem Niveau.

 

 Das Meer als Abfalldeponie

 

Die relative Verbesserung, die sich zumindest für die Gewässer Mitteleuropas in den letzten Jahren ergeben hat, gilt nicht für die Meere. Nach wie vor sammeln sich hier alle Schadstoffe, die über die Fließgewässer vom Festland quasi ausgeschieden werden oder über die Atmosphäre in die Meere gelangen, wie in einer gewaltigen Deponie. Man kann die zunehmend starke Belastung des Weltmeers auch als eine Folge des ungelösten Interessenkonflikts bei der Meeresnutzung sehen. Denn das Meer wird zur Nahrungs- und Rohstoffgewinnung, als Verkehrsweg, als Deponie für viele stark giftige (auch atomare) Abfälle und als Erholungsraum genutzt. Jede dieser Nutzungen beeinträchtigt das Gesamtsystem oder verursacht ihrerseits irgendwelche Nebenwirkungen. So ergibt sich insgesamt ein vielfältiges und einander beeinflussendes Belastungsmuster, das im Grund genommen die vielen sich gegenseitig ausschließenden Nutzungswünsche demonstriert.

 

Vor allem im Bereich der Küsten dürfte das größte Problem im Eintrag von Düngestoffen liegen, die weltweit sieben bis fünfunddreißig Millionen Tonnen Stickstoff und eine bis vier Millionen Tonnen Phosphat ausmachen. Diese Eutrophierung führt zuerst in den Schelf- und Seitenmeeren des Weltmeers zu großräumigen Algenblüten. Viele der im Wachstum stark geförderten Algen scheiden toxische Substanzen in das Wasser aus. Die toxischen Substanzen und die Sauerstoffarmut, die beim mikrobiellen Abbau entsteht, verursachen Fischsterben. Solche Algenblüten kommen spätestens seit den 1980er-Jahren immer öfter und in immer mehr Meeresteilen der Welt vor, vor allem in Nord- und Ostsee, in der Adria und im Schwarzen Meer.

 

 Besonders problematisch sind Erdöl und verwandte Substanzen

 

Weitere wichtige Verschmutzungsquellen sind kommunale und industrielle Abwässer, Biozide aus der Landwirtschaft, Schadstoffe von Schiffen und die Rohstoffförderung im Meer. Heute bestehen bei steigendem Anteil 70 bis 80 Prozent der über sechs Millionen Tonnen fester Abfälle, die jährlich über Flüsse und Küsten in das Meer gelangen, aus Kunststoffen, die erst nach Jahren zu Bruchstücken zerfallen. Auch wenn die Belastung durch solche direkten Einleitungen gravierend ist, gilt es inzwischen als sicher, dass von vielen Schadstoffen (etwa Blei, Cadmium, Kupfer, Eisen, Zink, Arsen, Nickel, polychlorierte Biphenyle) über 90 Prozent durch die Atmosphäre in das offene Meer gelangen.

 

Erdöl und seine Derivate sind im Meer besonders problematisch. Bereits ein bis zwei Milligramm Öl genügen, um in einem Liter Meerwasser die Hälfte aller Kleintiere zu töten. Von tausenden Ölplattformen werden ständig große Mengen ölhaltiger Förderabwässer und etwa 50 000 Tonnen Rohöl in das Meer gepumpt. Mehr als 50-mal so groß ist jedoch die Gesamtmenge an Öl, die jährlich in das Weltmeer fließt, sei es durch Tankerunfälle, Tankspülungen auf See, Lecks in Pipelines und Tanks, als Abwässer aus Raffinerien oder nach Regenfällen, wenn Reste von Autos und Straßen abgewaschen werden.

 

Viele dieser Stoffe wie Schwermetalle, Biozide, Erdöl oder andere organische Substanzen wirken durch ihre Giftigkeit stark negativ auf das marine Ökosystem ein. Wenn auch in den meisten Fällen die komplexen Wirkungen eines Cocktails weitgehend unbekannter Substanzen nicht abgeschätzt werden können, verursachen viele dennoch sichtbare krankhafte Veränderungen in den Tieren. So lässt neben der Quantität (die durch die Überfischung verursacht wird) auch die Qualität der Fischereierträge, beispielsweise durch vermehrtes Auftreten von Geschwulsten oder durch reduzierte Fruchtbarkeit, weltweit nach. Daneben verursachen viele Substanzen eine allgemeine körperliche Schwächung und setzen die Widerstandsfähigkeit des Immunsystems herab. So sind mit hoher Wahrscheinlichkeit plötzlich ausbrechende Krankheiten zu erklären, die beispielsweise bei Meeressäugern der Nordsee und des Mittelmeers bereits zu verheerenden Populationseinbrüchen geführt haben (Seehund- oder Robbensterben).

 

Prof. Dr. Wolfgang Nentwig

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Wasser als Lebensraum

 

Meere und Ozeane

 

Flüsse und Seen

 

Literatur:

 

Clark, Robert B.: Kranke Meere? Verschmutzung und ihre Folgen. Aus dem Englischen. Heidelberg u. a. 1992.

 

Daten zur Umwelt. Der Zustand der Umwelt in Deutschland, herausgegeben vom Umweltbundesamt. Berlin ⁶1997.

 

Warnsignale aus der Nordsee. Wissenschaftliche Fakten, herausgegeben von José L. Lozán u. a. Berlin u. a. 1990.