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5 Die Küsten – ein wertvoller Lebensraum unter Druck

Küsten unter Druck

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Das Ende eines Muschelparadieses

Wie die Fischerei einen geradezu paradiesischen Lebensraum zerstören kann, konnten Meeresbiologen anhand einzigartiger historischer Datensätze für die Doggerbank dokumentieren, ein vergleichsweise flaches Gebiet in der Nordsee. Die Doggerbank wird erst seit Mitte des vorigen Jahrhunderts durch die Fischerei genutzt, vor allen Dingen zum Fang von Sandaalen, die zu Fischmehl verarbeitet werden. Dank einer ausführlichen Studie britischer Forscher aus den 1920er-Jahren ist der damalige unberührte Zustand dieser Region bekannt. Damals fanden die Forscher am Meeresboden der Doggerbank ausgedehnte Muschelbänke vor, in denen eine Vielzahl von großen Muschelarten lebte: die dickschalige Gedrungene Trogmuschel oder die bis zu 6 Zentimeter lange Bunte Trogmuschel. Auch die Glänzende Mondschnecke, die sich als Räuber von den beiden Muschelarten ernährt, kam häufig vor. Auf den Muschelbänken siedelten in großer Zahl Moostierchen und bunt schimmernde Seeanemonen. Hinzu kamen verschiedene Krebs- und Fischarten, die in diesem Lebensraum auf Jagd gingen. Durch die intensive Sandaalfischerei sind die Muschelbänke verschwunden, stattdessen herrschen monotone sandige Gebiete vor. Vergleichende Untersuchungen aus den vergangenen Jahren zeigen, dass beide Trogmuschelarten heute höchstens noch als Jungtiere vorkommen. Diese entwickeln sich aus Larven, die mit der Strömung aus anderen Gebieten der Nordsee zur Doggerbank getragen werden. Ausgewachsene Individuen findet man so gut wie gar nicht mehr. Stattdessen werden die Lebensgemeinschaften heute von kleinen unempfindlichen Arten dominiert, kleinen Flohkrebsen, der kleinen Tellmuschel oder von Schlangensternen, einer besonderen Form von Seesternen mit langen dünnen Armen.
2.43 > Baumkurren sind Grundschleppnetze, die an einem schweren Metall­gestänge über den Meeresboden geschleift werden. Viele auf und im Boden lebende Tiere werden dadurch getötet.
Abb. 2.43: Baumkurren sind Grundschleppnetze, die an einem schweren Metall­gestänge über den Meeresboden geschleift werden. Viele auf und im Boden lebende Tiere werden dadurch getötet. © maribus

Funktionseinheit Lebensgemeinschaft

Inwieweit solche Veränderungen als intolerabel oder als vertretbar zu betrachten sind, ist eine Frage der Perspektive. Einerseits kann man den Verlust ursprünglicher Lebensgemeinschaften durchaus bedauern. Andererseits, sagen Ökologen, sei es in erster Linie wichtig, dass ein Lebensraum in seiner Gesamtheit weiter funktioniert. Experten sprechen in diesem Zusammenhang von Biodiversity and Ecosystem Functioning (BEF) – dem Funktionieren eines Lebensraums samt seinem sich möglicherweise verändernden Arteninventar. Ein Beispiel für eine solche Funktion ist die Reinigungsleistung, die Muscheln erbringen, indem sie das Meerwasser einsaugen und filtern. Diese Reinigungsleistung können sowohl kleine als auch große Muscheln erbringen. Für die Doggerbank bedeutet das, dass heute viele kleine Tellmuscheln die Reinigungsleistung der deutlich größeren Trogmuscheln von damals übernehmen. Die Funktion „Reinigung“ bleibt erhalten, obwohl sich der Lebensraum stark verändert hat. Wie die aktuellen Untersuchungen auf der Doggerbank zeigen, werden die Lebensgemeinschaften dort inzwischen aber nicht mehr nur durch die Fischerei, sondern auch durch den Klimawandel verändert. Arten aus südlichen Breiten wandern langsam in kühlere nördliche Meeresgebiete wie die Nordsee ein. Inwieweit so eine Einwanderung das BEF des Gebiets beeinflusst, bleibt abzuwarten.
2.44 > Muschelgrab in der finnischen Ostsee: Nachdem der Sauerstoffgehalt des Wassers unter einen kritischen Wert gesunken war, haben sich Sandklaffmuscheln aus dem Boden gegraben, um an frisches Wasser zu gelangen. Wegen der niedrigen Sauerstoffwerte aber sind die Tiere trotzdem verendet.
Abb. 2.44: Muschelgrab in der finnischen Ostsee: Nachdem der Sauerstoffgehalt des Wassers unter einen kritischen Wert gesunken war, haben sich Sandklaffmuscheln aus dem Boden gegraben, um an frisches Wasser zu gelangen. Wegen der niedrigen Sauerstoffwerte aber sind die Tiere trotzdem verendet. © Alf Norkko/Publication: © A. Norkko, A. Villnäs, J. Norkko, S. Valanko, C. Pilditch. 2013. Size matters: © impli- cations of the loss of large individuals for ecosystem function.

Nährstoffe bringen das Ökosystem aus dem Gleichgewicht

Lebensräume verlieren ihre Funktion, wenn durch Veränderungen Belastungsgrenzen überschritten werden. Eine starke Belastung stellt heute in vielen Gebieten die Eutrophierung dar – die Überdüngung der Gewässer mit Nährstoffen. Diese stammen aus Abwässern, die mit Fäkalien belastetet sind, oder gelangen in Form von Pflanzendüngern von Feldern über die Flüsse ins Meer. Da sich beim Überangebot an Nährstoffen Algen stark entwickeln, kommt es zu Algenblüten. Je mehr Algen vorhanden sind, desto mehr sterben später ab und desto intensiver ist der Abbau durch Mikroorganismen, die Sauerstoff zehren, mithin der Sauerstoffverbrauch. Dadurch können in den Küstengewässern sauerstoffarme oder gar -freie Zonen entstehen, in denen Fische, Krebse oder Muscheln nicht mehr leben können.
Solche Zonen treten seit einigen Jahrzehnten an vielen Stellen weltweit auf – an der Westküste Indiens, in der Chesapeake Bay an der Ostküste der USA oder im Golf von Bohai an der Ostküste Chinas. Oftmals bilden sich die sauerstofffreien Zonen in größerer Wassertiefe, weil dort Wind und Wellen das Wasser nicht durchmischen und mit Sauerstoff aus der Atmosphäre anreichern können. An der deutschen Ostseeküste findet man diese Zonen seit einigen Jahren im Sommer aber auch in nur wenigen Meter Wassertiefe in Küstennähe. Woran das liegt, ist noch nicht geklärt. Die Sauerstoffarmut in den flachen Küstenbereichen aber ist besonders problematisch, weil auch Lebewesen im Meeresboden absterben, die durch ihre Aktivität normalerweise zum Abbau von Nährstoffen im Meer beitragen und damit der Eutrophierung entgegenwirken. Dazu gehören Muscheln und Würmer, die im Boden vergraben in Gängen leben und frisches Wasser einstrudeln. Durch die vielen Gänge vergrößert sich die Fläche, an der Mikroorganismen im Boden die Stickstoffverbindungen abbauen. Sterben die Würmer und Muscheln nun aber ab, versagt auch diese Filterfunktion. Dadurch ergibt sich für die sauerstoffarmen Gebiete an der Küste eine negative Rückkopplung: Die Sauerstoffarmut führt zum Absterben der Bodenorganismen, wodurch die Reinigungsleistung des Bodens beeinträchtigt wird und sich die Wasserqualität weiter verschlechtert.

Nährstofffrachten aus der Aquakultur

Während es in den meisten Ländern vor allem Nährstoffe aus der Landwirtschaft sind, die in die Küstengewässer gelangen, trägt in vielen Regionen zusätzlich eine intensive Aquakultur zur Überdüngung bei. Dies ist vor allem in den Küstengebieten Chinas der Fall, wo sich eine Aquakulturanlage an die andere reiht – beispielsweise auf der Insel Hainan, einer Sonderwirtschaftszone, die im tropischen Süden Chinas liegt und das Ziel vieler inländischer Touristen ist.
Hainan ist mit einer Fläche von rund 34 000 Quadratkilometern größer als Sizilien und die größte Insel der Volksrepublik. Natürlicherweise befindet sich an der Küste ein breiter Mangrovengürtel, an den sich zum Meer hin flache sandige Bereiche mit Seegraswiesen anschließen. Davor liegen ausgedehnte Korallenriffe. Diese natürliche Zonierung von Mangroven, Seegras und Korallen wurde in den vergangenen Jahren durch den Ausbau der Aquakultur teils massiv verändert. Dadurch, dass die Mangroven gerodet wurden, ging nicht nur ein ganzer artenreicher Lebensraum verloren, auch die Nährstoffe aus den Aquakulturanlagen, vor allem Kot und Futterreste, können jetzt direkt ins Meer fließen. Wo normalerweise Mangroven sehr viele Nährstoffe über ihre Wurzeln aufnehmen, strömt die Nährstofffracht jetzt unmittelbar in die Areale der Seegraswiesen.
Bekannt ist, dass sich bei starker Nährstoffzufuhr kleine Algen vermehren, die das Seegras überwuchern und absterben lassen. Zudem führt der durch Eutrophierung verursachte Sauerstoffmangel dazu, dass nicht nur in der Wassersäule, sondern auch im Meeresboden der Sauerstoffgehalt sinkt. Unter diesen Bedingungen bilden sich dann im Sediment giftige Schwefelverbindungen, die das Seegras zugrunde gehen lassen können. Welches Ausmaß das Sterben der Seegraswiesen im Raum Hainan bereits erreicht hat oder künftig erreichen könnte, wird aktuell untersucht.
Eine offene Frage ist auch, wie viel von der Nährstofffracht die Seegraswiesen überhaupt aufnehmen können. Denn diese Aufnahmekapazität ist für die Korallenriffe überlebenswichtig, weil die Seegraswiesen wie ein Puffer zwischen ihnen und dem Land wirken. Korallen könnten durch ein Zuviel an Nährstoffen und vor allem durch ein daraus resultierendes Übermaß an Algenwachstum geschädigt werden und absterben. Da die Korallenriffe von Hainan, ähnlich wie im Spermonde-Archipel, ohnehin von Über­fischung, Zynanid- und Dynamitfischerei betroffen sind, sind sie dadurch zusätzlich gefährdet.

Abb. 2.45: Jahrzehntelang wurden quecksilberhaltige Abwässer In die Bucht vor dem japanischen Fischerort Minamata geleitet. Über die Nahrungskette gelangte das Gift bis in menschliche Körper. © W. Eugene Smith/Magnum Photos/Agentur Focus

2.45 > Jahrzehntelang wurden quecksilberhaltige Abwässer In die Bucht vor dem japanischen Fischerort Minamata geleitet. Über die Nahrungskette gelangte das Gift bis in menschliche Körper.

Küstengewässer als Klärbecken

ie Küstengewässer werden nicht nur durch ein Zuviel an Nährstoffen belastet, sondern auch durch ungeklärte Abwässer und Schadstoffe aus der Industrie. Während die Klärtechnik in den Industrieländern heute meist hoch entwickelt ist und einen großen Teil der Verschmutzungen aus dem Abwasser entfernt, ehe es in die Flüsse oder ins Meer gelangt, gibt es in den Entwicklungsländern viele Regionen, in denen die Abwasserreinigung unzureichend ist.
So werden in Afrika nach Angaben der Weltbank nur etwa 10 Prozent der Abwässer in Klärwerken aufbereitet. Für die ghanaische Hauptstadt Accra zeigen Studien, dass durch ungeklärte Abwässer vor allem Flüsse und Gewässer, aus denen die Bevölkerung ihr Trinkwasser bezieht, mit Bakterien und Viren belastet sind. Häufige Durchfallerkrankungen sind die Folge. Etwa ein Viertel aller Sterbefälle von Kindern unter fünf Jahren im Großraum Accra wird darauf zurückgeführt. Zudem gibt es immer wieder Fälle von Cholera.
Zur Bedrohung durch Krankheitserreger kommt in vielen Regionen eine Belastung durch Schadstoffe hinzu, die über die Flüsse oder über Abwasserleitungen direkt ins Meer gelangen. Dazu zählen Schwermetalle, beispielsweise aus Minen oder aus der Metallproduktion, und zahlreiche Verbindungen aus der chemischen Industrie. Mehrere Umweltkatastrophen haben deutlich gemacht, wie gefährlich diese Substanzen sein können. Das zeigt das Beispiel von Minamata, einer Hafenstadt im Westen Japans. In den 1950er-Jahren wurden quecksilberhaltige Abwässer aus einer Fabrik vor Ort ins Meer geleitet. Zunächst nahmen Algen das Gift auf. Die Algen wiederum wurden von Fischen gefressen, die bei den einheimischen Menschen als Speisefische besonders geschätzt waren. Die Quecksilberkonzentration in den Fischen war so hoch, dass mehr als 10 000 Menschen eine Quecksilbervergiftung erlitten. Tausende Menschen starben daran. Diese Art der Quecksilbervergiftung wird heute als Minamata-Krankheit bezeichnet.

Weit mehr als ein Dreckiges Dutzend

Nach Angaben der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD) werden weltweit etwa 100 000 unterschiedliche chemische Substanzen produziert, allein in Europa circa 10 000 in einer Größenordnung von jeweils mehr als 10 Tonnen pro Jahr. Schätzungsweise bis zu 3 Prozent der weltweiten Produktion sind problematisch. Zu diesen umweltrelevanten Schadstoffen zählen beispielsweise Verbindungen mit Blei, Quecksilber und anderen Schwermetallen, die im Bergbau, in industriellen Herstellungsprozessen oder bei der Verbrennung von Heizöl anfallen.
Besonders kritisch sind auch die persis­tenten, organischen Schadstoffe, die sogenannten POPs (persistent organic pollutants). Sie sind dadurch definiert, dass sie folgende problematische Eigenschaften haben: Sie sind langlebig (persistent), giftig, reichern sich in Organismen an und können sich außerdem über die Luft und über weite Strecken verbreiten. Da POPs in der Natur kaum abgebaut werden, können sie über viele Jahre aus der Umwelt in die Nahrungskette gelangen. Zwölf besonders gefährliche Verbindungen dieser Art, die als Dreckiges Dutzend (englisch: Dirty Dozen) bezeichnet werden, waren die ersten, die nach dem Stockholmer Übereinkommen weltweit verboten wurden. Zu ihnen zählen auch die polychlorierten Biphenyle (PCB). Insgesamt sind heute nach dem Übereinkommen 24 Substanzen verboten.

Den Teufel mit dem Beelzebub austreiben?

Um die Menschen und die Umwelt künftig besser vor der Verschmutzung durch chemische Stoffe zu schützen, trat in der Europäischen Union (EU) 2007 die Chemikalienverordnung REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals; Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) in Kraft, nach der Industrieunternehmen chemische Substanzen, die sie produzieren oder einsetzen möchten, registrieren lassen und deren Unbedenklichkeit nachweisen müssen. Substanzen, die bereits seit Längerem auf dem Markt sind, dürfen Firmen hingegen ohne weitere Nachweise für neue Einsatzgebiete verwenden.
Stoffe, die heute wegen ihrer Giftigkeit verboten werden, können somit durch etablierte Substanzen ersetzt werden, die ähnliche Eigenschaften aufweisen. Doch auch die Ersatzstoffe können problematisch sein. Das zeigt das Beispiel der polybromierten Diphenylether (PBDE), Verbindungen, die lange als Flammschutzmittel verwendet wurden und das Element Brom enthalten. Experten hatten festgestellt, dass PBDE langlebig sind und Krebs auslösen können. Daher wurden sie vor einiger Zeit verboten. Als Alternative für die Industrie griff man dann auf die etablierte Substanz Dechloran Plus zurück, die ursprünglich in den 1970er-Jahren als Insektenvernichtungsmittel verwendet, dann aber in der EU für den Einsatz im Freien verboten worden war. Dechloran Plus ist ebenfalls langlebig, bindet sich im Wasser an Schwebstoffe und lagert sich mit diesen vor allem in den Sedimenten der Küstengewässer ab. Forscher konnten nachweisen, dass Aale in europäischen Küstengewässern mit Dechloran Plus belastet sind.
Das Beispiel zeigt die Schwäche der herkömmlichen Praxis, bei der verbotene Stoffe durch etablierte Substanzen ersetzt werden können, die ebenfalls problematisch sind. Als Konsequenz wird derzeit diskutiert, ob Dechloran Plus nicht auch nach dem Stockholmer Übereinkommen international verboten werden sollte. Dänemark hat eine entsprechende Initiative gestartet.
In der Regel gehen einem Verbot umweltgefährdender Chemikalien Diskussionen voraus, die sich über viele Jahre hinziehen. So sperren sich oftmals jene Länder gegen ein Verbot, in denen die entsprechenden Substanzen produziert oder verarbeitet werden. Allerdings gibt es im Rahmen des Stockholmer Übereinkommens eine Regelung, nach der besonders gefährliche POPs auch schon innerhalb kürzerer Zeit verboten werden können, wenn sie sich extrem stark in Lebewesen anreichern und extrem persistent sind. Diese Stoffe werden als very P/very B (very persistent/very bioaccumulative; sehr persistent/sehr bioakkumulierend) bezeichnet.
Ein Beispiel für solche Substanzen ist die chemische Verbindung PFOS (Perfluoroctansulfonat). Sie wurde vor allem in der Textilindustrie verwendet, beispielsweise in der Herstellung atmungsaktiver Membranen für Outdoorjacken. Aber auch in der Papierindustrie wird sie zur Produktion von schmutz-, fett- und wasserabweisenden Papieren wie Fast-Food-Verpackungen benutzt. Darüber hinaus kam sie bei der Imprägnierung von Möbeln, Teppichen und Bekleidung zum Einsatz. Wegen seiner Lang­lebigkeit hat sich PFOS stark in der Natur angereichert. Es lässt sich in Wasser, Boden, Luft und Lebewesen auf der ganzen Welt nachweisen. In vergleichsweise hohen Konzentrationen kommt es in den Endgliedern der Nahrungskette vor, beispielsweise in Fischen, Robben, Seevögeln oder Eisbären und natürlich auch im Menschen. Nachdem Ende des vergangenen Jahrhunderts deutlich wurde, dass PFOS zu den „very P/very B“-Ver­bindungen zählt, wurde die Substanz verboten. Auch die chemisch eng verwandte Verbindung PFOA (Perfluoroctansäure) wurde vom Markt genommen. Zwischen dem Nachweis der potenziellen Gefährlichkeit, den verschiedene Forschergruppen erbracht hatten, und dem Verbot lagen nur fünf Jahre. Für andere POPs, die nicht zu den „very P/very B“-Verbindungen zählen, kann dieser Prozess bis zu 20 Jahre dauern. >
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