Ein See im Stresstest

Dem Bodensee scheint es wieder gut zu gehen. Keine Algenwatten trüben den Badespaß, die Wasserqualität ist hervorragend. Wer mit einem Probeschöpfer Wasser aus der Tiefe holt, kann es unbedenklich ohne jegliche weitere Aufbereitung trinken. Weltweit gilt der Bodensee als Vorbild: Er zeigt, dass es auch in einer dicht besiedelten, landwirtschaftlich und industriell intensiv genutzten Region im Herzen Europas ein sauberes Stehgewässer geben kann. Weil Politik und Bevölkerung sich inzwischen bemühen, Nährstoffe und schädliche Verbindungen wie Pflanzenschutzmittel, Industriechemikalien und Arzneimittel möglichst vom See und seinen Zuflüssen fernzuhalten, kann sich die Selbstheilungskraft des Gewässers voll entfalten.

Doch diese Resilienz fordert weit mehr als die Bewältigung der Eutrophierungsperiode nach dem Zweiten Weltkrieg. Denn die Belastungen in den vergangenen Jahrzehnten sind nicht weniger, sondern nur anders geworden. An erster Stelle steht der Klimawandel. Aber auch mit Mauern verbaute Uferbereiche und andere menschliche Nutzungen sowie eingewanderte Tier- und Pflanzenarten stellen das Ökosystem vor neue Probleme. Wie der See darauf reagiert, wird intensiv in dem großen Forschungsprojekt „Seewandel: Leben im Bodensee – gestern, heute und morgen“ untersucht. Dabei gehen die Wissenschaftler vor allem der Frage nach, wie Stressfaktoren auf die Biodiversität und Funktionsweise des Sees wirken.

„Wir wollen verstehen, wie der Bodensee auf die sich verändernden Umweltbedingungen reagiert“, sagt Piet Spaak, der Leiter des Projekts. Für den Experten für Aquatische Ökologie, Plankton und Sedimente an der schweizerischen Gewässerinstitution Eawag geht es dabei um einen möglichst umfassenden, ganzheitlichen Blick. „Wichtig ist eine interdisziplinäre Herangehensweise, denn die Umweltbedingungen treten nicht nebeneinander auf, sondern stehen miteinander in Wechselwirkungen.“ Dabei hilft den Forschern, dass der Bodensee einer der am besten und längsten untersuchten Seen der Welt ist. „Von den Langzeit-Datenreihen profitiert das Seewandel-Projekt enorm“, betont Spaak. Aufschluss geben neben den „Büchern“ des Sees, den Sedimentkernen, vor allem die seit Jahrzehnten monatlich im Auftrag der Internationalen Gewässerschutzkommission für den Bodensee (IGKB) durchgeführten Messungen und Analysen an der tiefsten Stelle des Sees sowie an ausgewählten weiteren Orten.

Der See braucht kalte Winter

Und die zeigen leider auch Entwicklungen auf, die den Gewässerfachleuten Sorgen bereiten. So bewirkt die zunehmende Erwärmung des Wassers zwar angenehmere Badetemperaturen im Sommer – was die Attraktion des Bodensees für Touristen erhöht –, gleichzeitig aber hat sie bedenkliche Folgen: Dem See droht erneut Sauerstoffmangel in der Tiefe – diesmal nicht wegen eines übermäßigen Wachstums von Wasserpflanzen und pflanzlichem Plankton, sondern weil die Wasserzirkulation im Winterhalbjahr erschwert wird.

Wasser hat bei etwa vier Grad Celsius seine größte Dichte. Die meiste Zeit des Jahres ist der See aber deutlich wärmer und deshalb stabil geschichtet mit einer zwischen vier und fünf Grad kalten Schicht in der Tiefe. Erst wenn es im Winter abkühlt und gleiche Temperaturen in weiten Teilen des Sees herrschen, können lang anhaltende Winde und vor allem winterliche Stürme frisches, sauerstoffhaltiges Wasser nach unten transportieren – und der See kann Sauerstoff tanken.

Da die Winter aber wärmer geworden sind, kühlt das Wasser nicht mehr richtig aus, sodass die Zirkulation oft nicht den gesamten See bis in 251 Meter Tiefe erfasst. Und es gibt noch ein Problem: „Das Zeitfenster für eine tiefgreifende Zirkulation wird immer kleiner, weil sich der See im Herbst später abkühlt und sich im Frühjahr zeitiger erwärmt“, berichtet Harald Hetzenauer, Leiter des Instituts für Seenforschung, das zur Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg gehört. Die tieferen Schichten werden nur dann gut mit Sauerstoff versorgt, wenn es im Winter und vor allem im Februar und März knackig kalt ist und es zudem kräftig stürmt.

Doch solche Winter sind selten geworden. Auch wenn der vergangene schneereiche Winter gefühlt recht kalt war, lagen die durchschnittlichen Lufttemperaturen bei 1,8 Grad Celsius – und damit 1,6 Grad über der Referenzperiode von 1961 bis 1990. Auch im Vergleich zum Zeitraum 1991 bis 2020 war es 0,4 Grad zu warm. Hinzu kam, dass 2020 die durchschnittliche Wassertemperatur an der tiefsten Stelle im Bodensee mit 4,9 Grad einen neuen Rekordwert erreichte. Da brachten auch die eisigen Temperaturen im Februar nicht eine vollständige Durchmischung, wie sie zum letzten Mal am Ende des Winterhalbjahrs 2017/18 registriert wurde.

Noch kann der See dies recht gut verkraften – dank der milliardenteuren Reinhaltemaßnahmen der vergangenen Jahrzehnte. Weil wegen des geringen Nährstoffgehalts im Vergleich zu früher viel weniger Algen wachsen und absterben, reichen die Sauerstoffvorräte in der Tiefe einige Jahre aus, damit die anfallenden Biomasse abgebaut werden kann. „Aber wenn der See mehrere warme Winter hintereinander verkraften muss und nicht genügend Sauerstoff tanken kann, dann könnte es kritisch werden“, gibt Hetzenauer zu bedenken, der auch stellvertretender Leiter des Seewandel-Projekts ist. „Deshalb ist es wichtig, den Nährstoffgehalt des Sees auf dem derzeitigen natürlichen Niveau zu halten.“ Ein gesundes Sauerstoffniveau im Tiefenwasser ist auch deshalb von so großer Bedeutung, weil die Erwärmung des Sees offensichtlich schneller voranschreitet als lange gedacht – die Gefahr mangelnder Durchmischung also weiter zunimmt.

Fischer in Bedrängnis

Doch der Erfolg bei der Reinhaltung des Bodensees hat für die Fischer eine bittere Kehrseite: Die Fangmengen sind in den letzten Jahren kontinuierlich zurückgegangen, vor allem beim Felchen, dem „Brotfisch“ der Berufsfischer. Zwar wurden 2020 im Bodensee-Obersee insgesamt 87 Tonnen mehr Fisch gefangen als 2019, als der historisch geringste Fangertrag von gerade einmal 208 Tonnen zu verzeichnen war. Doch das ist immer noch weit weniger als in den 1970er- und 1980er-Jahren, als zum Höhepunkt der Eutrophierung zeitweise mehr als 1800 Tonnen in die Netze gingen.

Weniger Nährstoffe, weniger Fische – das klingt einleuchtend, aber ganz so einfach ist es nicht. Was den Fischern das Leben zusätzlich schwer macht, sind die vielen Kormorane. Der lange Zeit stark bedrohte Vogel hat sich dank strenger Schutzvorschriften wieder gut vermehrt – zur Freude der Vogelkundler und zum Ärger der Fischer. Unbestritten ist, dass die schwarzen Vögel täglich eine ordentliche Fischration erbeuten. Die Angaben schwanken zwischen 300 und 500 Gramm, was zum einen von der Jahreszeit abhängt, zum anderen davon, wer untersucht. Gestritten wird seit Jahren heftig darüber, ob die Einbußen der Fischer so groß sind, dass die Vogelart deswegen bejagt werden sollte.

Und inzwischen ist ein weiteres Problem aufgetaucht: der Stichling. Zwar wurde der maximal zehn Zentimeter große Fisch bereits 1951 im See sicher nachgewiesen, doch er blieb lange Zeit unauffällig. Das änderte sich 2012 schlagartig. Seither hat der Stichling das Freiwasser des Bodensees in atemberaubendem Tempo erobert. „Uns ist weltweit kein anderes Beispiel bekannt, dass der Stichling das Freiwasser eines so großen und nährstoffarmen Sees wie das des Bodensees in so kurzer Zeit dominieren kann“, sagt Alexander Brinker, Chef der baden-württembergischen Fischereiforschungsanstalt in Langenargen. Wie und warum die Stichlinge das geschafft haben, ist für die Fachleute nach wie vor ein Rätsel. Bemerkenswert ist eine Änderung in ihrem Verhalten: Waren Stichling früher fast nur am Ufer zu finden, machen sie heute zeitweise mehr als 90 Prozent der Fische im Freiwasser aus.

Schutzlos ausgeliefert

Diese Seeregion war bisher die Domäne der Felchen. Die haben nun nicht nur einen massiven Konkurrenten um die Nahrung – kleine Zooplankter wie Wasserflöhe –, sondern auch einen direkten Feind. Die Fischereiforscher haben nachgewiesen, dass die Stichlinge die Larven und Eier der Felchen fressen und damit deren Bestände dezimieren. Schlimmer noch: Die Felchenlarven sind den Räubern schutzlos ausgeliefert, weil sie es bisher nicht nötig hatten, irgendeine Abwehrstrategie zu entwickeln – schließlich gab es für sie im Freiwasser keine Feinde. „Wenn ein Stichling kommt, schwimmen sie nicht weg, sondern lassen sich widerstandslos fressen“, so Brinker.

Nährstoffreduktion, Kormorane, Stichlinge: Diese Kombination hat die Fangzahlen der Felchen in den vergangenen Jahren massiv einbrechen lassen. „Den Fischern bleibt heute am Obersee nur noch etwa ein Viertel des Felchenertrags, den sie früher hatten – Tendenz fallend“, resümiert Brinker. Dabei dürfte der verringerte Nährstoffgehalt bis etwa 2010 zu etwa 50 Prozent für diese Entwicklung verantwortlich sein – doch seither beeinflussen neben der Klimaerwärmung zunehmend biologische Faktoren das Ökosystem und damit auch die Fischernte. Und ihre Bedeutung könnte noch wachsen, weil inzwischen eine weitere zugewanderte Art den Felchen und vielen anderen Tieren im Bodensee als Konkurrent um die begrenzten Nahrungsressourcen das Leben schwer macht: die Quagga-Muschel Dreissena rostriformis bugensis. Seit Taucher sie 2016 entdeckt haben, hat sie sich rasend schnell im See verbreitet. Die Muschel dringt in große Tiefen vor und kann auch weichen Untergrund besiedeln, was ihr entscheidende Vorteile bringt – und das Ökosystem vor eine massive Belastungsprobe stellt.

Ursprünglich stammt sie aus dem Schwarzmeerraum und angrenzenden Regionen. Sie ist inzwischen aber in vielen Teilen der Welt zu finden, unter anderem in den Großen Seen Nordamerikas. Im Lake Michigan zum Beispiel hat sie sich innerhalb von 10 bis 15 Jahren zu einer massiven Plage für die dortigen Lebensgemeinschaften entwickelt. Ob dies auch am Bodensee droht, wird derzeit im Rahmen des Seewandel-Projekts erforscht. So wird der See an 50 Stellen auf die Verbreitung der Quagga hin untersucht, unter anderem mit einer Unterwasserkamera und einem speziellen Sedimentgreifer, wie er auch in den Großen Seen verwendet wird. Die Untersuchungen sollen künftig regelmäßig wiederholt werden, denn: „Erst nach vielen Jahren ist die langfristige Entwicklung sichtbar“, so Piet Spaak.

Auch wenn Larven und erwachsene Muscheln inzwischen bis in die größte Tiefe hinab gefunden werden, so ist der Seegrund zum Glück noch nicht flächendeckend davon besiedelt. „Ich sage: noch nicht“, betont Spaak. „Aber ich brauche Forschungsergebnisse, um zu wissen, ob es so kommen wird wie in Nordamerika – oder ob der Bodensee doch in gewissen Aspekten anders ist und es nicht so schlimm wird. Aber wir haben die Befürchtung“, so der Ökologe.

Die Trinkwasserversorger wappnen sich schon jetzt gegen die Angriffe der Muschel auf ihre Anlagen. Zwar stellen die Tiere keine direkte Gefahr für die Qualität des aus dem Bodensee gewonnenen Trinkwassers da, weil die Larven im Zuge der Wasseraufbereitung herausgefiltert werden. Doch sie können über die Entnahmerohre für das Rohwasser in die Aufbereitungsanlagen gelangen, sich dort festsetzen, zu Muscheln heranwachsen und dann die Leitungen verstopfen. Die Bodenseewasserversorgung, die rund vier Millionen Menschen in Baden-Württemberg Trinkwasser liefert, will dies mit einer Reihe von Maßnahmen verhindern, etwa mit Ultrafiltrationstechnologie. Doch das erfordert millionenschwere Investitionen.

Den Limnologen wird die Arbeit jedenfalls nicht ausgehen. Und sie können sicher sein, dass ihre Erkenntnisse auch für das Management vieler anderer Seen in der Welt von großer Bedeutung sind.