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1 Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere

Überdüngung

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Eine Trendumkehr ist möglich

Flüsse ins Meer entwickelt hat, lässt sich gut am Beispiel der Nordsee und des Rheins zeigen, da für beide ausführliche Daten vorliegen. Erste Beobachtungen stammen aus der Mitte des 19. Jahrhunderts. Über Jahrzehnte wurden an der deutsch-niederländischen Grenze Wasserproben aus dem Rhein entnommen und analysiert. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts verzeichneten die Forscher in der Nähe des Grenzortes Lobith einen starken Anstieg der Phosphat- und Nitratkonzentrationen. Seit Mitte der 1980er Jahre gehen die Konzentrationen dank geeigneter Maßnahmen wieder kontinuierlich zurück. Ursachen für den Anstieg waren die wachsenden Einträge aus der Landwirtschaft und der Industrie sowie die Einleitung ungeklärter kommunaler Abwässer. Eine bedeutende Phosphatquelle waren Waschmittel, in denen Phosphate zur Entkalkung des Waschwassers eingesetzt wurden. Ein Verbot dieser Waschmittel führte dann bereits in den 1970er Jahren zur Abnahme der Phosphatkonzentration im Wasser des Rheins. Ab den 1980er Jahren sank dann auch die Stickstoffkonzentration im Flusswasser. Das ist zum einen auf verbesserte Düngungsmethoden in der Landwirtschaft zurückzuführen, durch die weniger Nährstoffe aus den Äckern ausgespült werden. Ein zweiter Grund ist die bessere Klärung von industriellen und kommunalen Abwässern. 1987 schließlich einigten sich die Umweltminister der Nordseeanrainerstaaten auf das Ziel, die durch die Flüsse transportierten Phosphat- und Stickstoffmengen zu halbieren. Für die Phosphate wurde dieses Ziel schnell erreicht. Für die Stickstoffverbindungen benötigte man 25 Jahre. Allerdings trägt der Rhein trotz schrumpfender Phosphat- und Stickstoffkonzentrationen im Flusswasser noch immer große Nährstoffmengen in die Nordsee, denn er fließt durch ein agrartechnisch hochentwickeltes und intensiv genutztes Gebiet. Die Nitratfrachten sind daher noch immer höher als in vorindustrieller Zeit vor 150 Jahren. Ähnlich ist die Situation in anderen europäischen Flussgebieten und in den USA.
4.4 > Zur Eutrophierung der Küstengewässer tragen vor allem Nitrate (Stickstoffverbindungen) und Phosphate bei, die durch die großen Flüsse ins Meer gespült werden. Ab der Mitte des vergangenen Jahrhunderts nahm beispielsweise im Rhein in der Nähe des Grenz­ortes Lobith die Konzentration der Nährstoffe enorm zu. Ursachen waren die intensive Nutzung von Kunstdüngern in der Landwirtschaft und die schlechte Klärung von Abwässern. Durch Gegenmaßnahmen wie das Verbot phosphathaltiger Waschmittel und bessere Düngungstechnik konnten die Einträge seit den 1980er Jahren erheblich reduziert werden. In vielen anderen Küstenregionen der Welt hingegen nehmen die Nährstoffkonzentrationen weiter zu.
4.4 > Zur Eutrophierung der Küstengewässer tragen vor allem Nitrate (Stickstoffverbindungen) und Phosphate bei, die durch die großen Flüsse ins Meer gespült werden. Ab der Mitte des vergangenen Jahrhunderts nahm beispielsweise im Rhein in der Nähe des Grenz­ortes Lobith die Konzentration der Nährstoffe enorm zu. Ursachen waren die intensive Nutzung von Kunstdüngern in der Landwirtschaft und die schlechte Klärung von Abwässern. Durch Gegenmaßnahmen wie das Verbot phosphathaltiger Waschmittel und bessere Düngungstechnik konnten die Einträge seit den 1980er Jahren erheblich reduziert werden. In vielen anderen Küstenregionen der Welt hingegen nehmen die Nährstoffkonzentrationen weiter zu. © maribus (nach van Bennekom und Wetsteijn, 1990; www.waterbase.nl)
Für einige Teile Europas haben also politische Entscheidungen zu einer Trendumkehr und einer Abnahme der Nährstoffeinträge ins Meer geführt. Weltweit aber zeichnet sich eine ganz andere Tendenz ab. Modellrechnungen haben ergeben, dass der Einsatz von Düngemitteln aufgrund des Bevölkerungswachstums und der Intensivierung der Landwirtschaft in vielen Regionen zunimmt. Entsprechend steigen in vielen Küstengebieten die Phosphat- und Stickstoffmengen, die über die Flüsse ins Meer eingetragen werden. Vor allem in Südostasien spülen die Flüsse mehr und mehr Nährstoffe ins Meer. Fachleute gehen davon aus, dass diese Mengen weiter ansteigen.

Zusatzinfo Der Mississippi und die Todeszone im Golf von Mexiko

Ein weltweites Problem

Seit den 1960er Jahren treten die Effekte der Eutrophierung deutlich zutage. Forscher entdeckten immer häufiger Algenblüten, sauerstoffarme Zonen in den Küsten­regionen oder Veränderungen der Küstenökosysteme. Inzwischen hat man in vielen Studien die Ursachen der Eutrophierung genauer analysiert. Als sicher gilt, dass es tatsächlich einen direkten Zusammenhang zwischen den Umweltveränderungen und den Nährstoffeinträgen gibt. Wie die Phosphate und Stickstoffe zusammenwirken, darüber waren sich die Forscher aber lange uneins. So nahmen manche Experten an, dass für das Algenwachstum das „Minimumgesetz“ gilt, das der Agrarwissenschaftler Carl Sprengel 1828 formulierte. So benötigt eine Pflanze mehrere Nährstoffe, um zu gedeihen. Fehlt ein Nährstoff, kann sie nicht wachsen. Demnach ist das Wachstum der Pflanzen also immer nur durch den einen Stoff limitiert, der gerade nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Entsprechend dachte man, dass es ausreichend wäre, nur einen Nährstoff aus dem Abwasser und den Flüssen zu entfernen, um das Algenwachstum zu stoppen, also Phosphat oder Stickstoff. Damit hätte man erhebliche Kosten für die Wasseraufbereitung sparen können. Diese Annahme ist jedoch zu simpel, denn immer mehr Experimente und Beobachtungen weisen darauf hin, dass oft mehrere Faktoren zugleich das Pflanzenwachstum limitieren. Experten nennen dieses Phänomen Co-Limitierung. Die Eutrophierung lässt sich demnach nur erfolgreich bekämpfen, wenn Phosphat und Stickstoff zugleich reduziert werden. Das ist jedoch nicht einfach, vor allem, weil sich die Stickstoffe, die in der Landwirtschaft freigesetzt werden, nicht einfach eindämmen lassen. Das Gleiche gilt für Stickstoffe, die aus der Verbrennung von Erdgas, Erdöl oder Kohle stammen und über die Atmosphäre eingetragen werden. Daher dürften Eutrophierungen der Küstengewässer auch künftig auftreten.
Ein Beispiel für stark eutrophierte Gebiete ist die Deutsche Bucht. Vor allem während der 1980er Jahre sank dort die Sauerstoffkonzentration in den tieferen Wasserschich-ten bedenklich. Im Wattenmeer wiederum beobachtete man eine Zunahme der Primärproduktion, des Algenwachstums. Das Seegras verschwand, eine Pflanze, die in der Nordsee und im Wattenmeer einzigartige Lebensräume bildet. Es wurde von wuchernden Grünalgen verdrängt, die sich massenhaft vermehrten. Weltweit sind vor allem Gewässer mit geringem Wasseraustausch von der Eutrophierung betroffen, weil die Nährstoffe kaum fortgetragen werden. Dazu gehören die Bucht von Tokio, der Long-Island-Sound in den USA, die Ostsee oder auch einige Fjorde in Norwegen. Auch im Mittelmeer wurden an verschiedenen Stellen wie der nordöstlichen Adria oder der Bucht von Athen Eutrophierungserscheinungen und eine Zunahme des Phytoplanktons beobachtet. Ein Spezialfall ist der Golf von Mexiko, wo der Mississippi so viele Nährstoffe einträgt, dass entlang der Küste ein ausgedehntes sauerstoffarmes Gebiet entstanden ist.

Ist eine Besserung in Sicht?

Durch gezielte Maßnahmen, wie zum Beispiel die Wasserrahmenrichtlinie aus dem Jahre 2000 oder die
Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie
, die 2008 in Kraft trat, versucht die Europäische Union die Wasserqualität der europäischen Küstengewässer zu verbessern. Wichtige Parameter zur Bewertung der Gewässergüte sind eine ausreichende Sauerstoffkonzentration, geringe Nährstoffmengen sowie das Vorhandensein bestimmter Algenarten und Bodenlebewesen. Wo immer das möglich ist, sollen die ehemals eutrophierten Gewässer in den natürlichen Zustand oder zumindest in einen nur gering beeinflussten Zustand zurückversetzt werden. Zur Überwachung dieser Maßnahmen soll darüber hinaus ein verbessertes Monitoring, eine Langzeitbeobachtung, durchgeführt werden, um Veränderungen und deren Ursachen identifizieren zu können. Aufgrund des Wachstums der Weltbevölkerung wird die Eutrophierung noch über Jahrzehnte ein Problem sein. Eine weltweite Reduzierung der in die Küstengewässer eingetragenen Nährstoffmengen ist nicht in Sicht. Das Dilemma: Für die Menschheit ist die Landwirtschaft und die Produktion von Getreide lebenswichtig. Mit ihr aber gelangen Unmengen von Düngemitteln in die Flüsse und das Meer. Es gilt daher, mithilfe von meist kostenspieligen Reduktionsmaßnahmen eine Balance zwischen dem Nährstoffeintrag aus der Landwirtschaft und den negativen Auswirkungen auf die Küstenökosysteme zu finden.
Besonders problematisch ist, dass sich eutrophierte Küsten­ökosysteme nicht gänzlich in ihren Ursprungszustand zurückversetzen lassen. Die Eutrophierung ist nicht komplett reversibel! So zeigen Studien an mehreren europäischen Küstensystemen, dass eine längere Eutrophierungsperiode nachhaltige Änderungen im Ökosystem bewirkt, die sich nicht einfach durch eine Verringerung der Nährstoffeinträge rückgängig machen lassen. Das Beispiel Wattenmeer aber macht deutlich, dass geeignete Maßnahmen zu einer Abnahme der Nährstoffmengen und zu einer Verbesserung der Meeresumwelt führen können. Im nördlichen Wattenmeer zum Beispiel gibt es Anzeichen dafür, dass sich mit der Abnahme der Nährstoffmengen und der Algenblüten die Seegrasbestände erholt und wieder vergrößert haben. Textende
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