Naturnahe Gewässer sind fitter für den Klimawandel. Hilfreich sind namentlich Schatten spendende Ufergehölze.
Text: Hansjakob Baumgartner
© Bild: Markus Thommen | BAFU
Gewässer sind die Hotspots der Biodiversität in unserem Land. Mehr als jede zweite einheimische Pflanzen- und Tierart lebt im oder am Wasser. Die artenreichste ökologische Gruppe ist zugleich die meistbedrohte. 58 Prozent unserer Fischarten sind mehr oder weniger akut gefährdet. Bei den Köcher-, Eintags- und Steinfliegen, die ihr Larvenstadium im Wasser verbringen, sowie bei den Wasserschnecken und Muscheln sind es 40 bis 50 Prozent. Und von den Pflanzen, die in Gewässern oder an deren Ufern grünen, stehen nahezu drei Fünftel auf der Roten Liste.
Der Klimawandel ist nur eine von vielen Ursachen für diese Misere. Doch seine Bedeutung nimmt zu, denn die Temperatur ist ein entscheidender Lebensraumfaktor. Für jede Art gibt es eine bestimmte Bandbreite, innerhalb derer sie konkurrenzfähig ist. Steigt das Thermometer höher, wird es eng für sie.
Das ist heute bei vielen Arten in zahlreichen Gewässern der Fall. Zwischen 1979 und 2018 erhöhten sich die mittleren Wassertemperaturen in 52 Schweizer Flüssen und Bächen um durchschnittlich 0,33 °C pro Jahrzehnt. Noch stärker, nämlich um 0,58 °C pro Dekade, stiegen die Werte im Sommer. 2018 purzelten besonders viele Rekorde. Der Rhein unterhalb des Bodensees, die Limmat bei Baden, die Thur bei Andelfingen und die Rhone beim Ausfluss aus dem Genfersee waren deutlich wärmer als 25 °C. Dieser Trend wird sich fortsetzen. Selbst wenn der Klimaschutz greift, dürften sich die mittleren Jahrestemperaturen in den Fliessgewässern des Mittellands bis 2050 um weitere 0,85 °C erhöhen.
Der Klimawandel wirkt sich auch auf die Abflussverhältnisse aus. Weil die Niederschläge im Winter zunehmen, wobei es mehr regnet und weniger schneit, führen die Bäche und Flüsse in dieser Jahreszeit tendenziell mehr Wasser. Die Sommer werden hingegen trockener mit der Folge, dass dann manch ein Bach zu einem Rinnsal verkümmert oder vorübergehend ganz austrocknet.
Manche mögen es kühl
All dies wird zu einem tief greifenden Umbruch im Artengefüge der Fliessgewässer führen. Das beginnt schon bei den Quellen. Sie sind Lebensraum einer hochinteressanten, spezialisierten Kleintierwelt. Da sie im Mittelland grösstenteils für die Trinkwasserversorgung gefasst wurden, existieren intakte Quellbiotope fast nur noch in den Alpen. Auch sie werden sich erwärmen, und manche alpinen Quellen werden im Sommer vorübergehend versiegen. Welche Auswirkungen wird dies auf die ansässige Fauna haben? Dieser Frage ging ein Forschungsprojekt im Auftrag des BAFU nach. Ergebnis: Von den insgesamt 126 Eintags-, Stein- und Köcherfliegenarten, die hierzulande in alpinen Quellen vorkommen, sind 86 durch den Klimawandel gefährdet. 27 sind gar extreme Kältespezialisten. Unterhalb der Quelle beginnt die Forellenregion. Der für den rasch fliessenden Oberlauf charakteristische Fisch gedeiht am besten bei Temperaturen um 13 °C. Ab 20 °C gerät er unter Stress, mehr als 25 °C erträgt er nur kurze Zeit.
Ein wesentlicher Sterblichkeitsfaktor ist der Parasit, der die Proliferative Nierenkrankheit PKD (proliferative kidney disease) auslöst. Er ist in den hiesigen Bachforellenbeständen weit verbreitet. Bei befallenen Fischen ist die Niere krankhaft vergrössert und funktioniert deshalb nur noch eingeschränkt. Dies ist besonders im wärmeren Wasser fatal, weil der Stoffwechsel dann erhöht und die Niere als Ausscheidungsorgan stärker beansprucht wird.
Herrschen während 2 bis 4 Wochen Temperaturen über 15 °C, kann es zu Ausbrüchen der Seuche kommen, bei denen mehr als 80 Prozent der Fische sterben. Solche kritischen Temperaturzustände treten immer häufiger und in immer mehr Gewässern auf.
Wasserlebewesen im Hitzestress
Der Bachforelle bleiben immerhin noch die kühlen Bergbäche als Rückzugsgebiete. Nicht so der Äsche. Ihr Lebensraum ist der Mittellauf von Flüssen, wo die Strömung nicht mehr so reissend ist. Im Hitzesommer 2003 brachen die Äschenpopulationen im Rhein unterhalb des Bodensees auf 3 Prozent des vorherigen Bestandes zusammen. Es ist zu befürchten, dass die Art ganz aus der Schweiz verschwinden wird.
Auch andere Fische und zahlreiche wirbellose Wassertiere geraten in Existenznot, wenn sich ihr Wohngewässer zu stark erwärmt. Die steigenden Wassertemperaturen sind für etliche Arten der Roten Listen der wichtigste Gefährdungsfaktor.
Selbst Organismen, die nicht speziell an kühle Gewässer gebunden sind, lässt der Klimawandel nicht kalt. So zum Beispiel den Gewöhnlichen Bachflohkrebs (Gammarus pulex). Er bewohnt hauptsächlich Tieflandbäche und ist ein ökologisch wichtiger Player in diesen Lebensräumen. Seine Rolle ist der Abbau der ins Wasser gefallenen Blätter von ufernahen Laubbäumen. Die Krebschen «schreddern» und verdauen das Laub und machen dessen Nährstoffe für die pflanzlichen Gewässerorganismen verfügbar.
Wie viele wirbellose Wassertiere leiden Bachflohkrebse unter Pestiziden in den Gewässern und dies umso mehr, je höher das Thermometer steigt: Untersuchungen in Bächen Norddeutschlands ergaben, dass bei steigenden Wassertemperaturen die Empfindlichkeit der Tierchen gegenüber diesen Giftstoffen markant zunimmt. Was nebenbei zeigt, dass im Hinblick auf die Erderwärmung auch die Pestizideinträge dringend reduziert werden müssen und der Ausbau der Abwasserreinigungsanlagen an Bedeutung zunimmt.
Eine Adaptionsmassnahme
«Eine Revitalisierung verbauter Bäche und Flüsse könnte die Folgen des Klimawandels für die Gewässerökosysteme abmildern», sagt Markus Thommen von der Sektion Landschaftsmanagement im BAFU. In naturnahen Bächen haben kälteliebende Wasserlebewesen wesentlich bessere Chancen, kommende Wärmezeiten zu überleben. Denn wo Strukturvielfalt herrscht, finden sich auch immer kühlere Bereiche etwa in Vertiefungen, Kolken genannt, an Stellen, wo kaltes Grundwasser einströmt, oder im Schatten von Büschen und Bäumen, deren Geäst über das Wasser ragt.
Bereits 2011 wurde mit der Revision des Gewässerschutzgesetzes ein Langzeitprogramm zur Revitalisierung der hiesigen Bäche und Flüsse lanciert. Vorgesehen ist, bis gegen Ende dieses Jahrhunderts 4000 Kilometer naturferne Gewässerläufe wiederzubeleben.
Lebendige Fliessgewässer sind auch resilienter gegenüber Extremereignissen. Wenn ein Bach sehr warm wird, nur noch spärlich fliesst und stellenweise austrocknet, können seine Bewohner in weniger betroffene Strecken oder Zuflüsse ausweichen und danach wieder einwandern falls die Gewässer gut miteinander vernetzt und alle Wanderhindernisse beseitigt sind. Die Sanierung von Wanderhindernissen an Kraftwerken wird bei fortschreitendem Klimawandel immer wichtiger.
Kühlende Schatten
Ein Merkmal naturnaher Bäche ist eine üppige Ufervegetation. Ihr Schatten hat einen spürbar kühlenden Effekt auf das Gewässer. Das zeigte eine Studie in Südengland, bei der die Wassertemperaturen in bestockten und kahlen Abschnitten zweier Bäche gemessen wurden. Im wärmsten untersuchten Sommer lagen die Temperaturen in den gehölzfreien Strecken an 4 Messpunkten während mehr als 40 Tagen über dem lebensbedrohlichen Limit für Bachforellen. In den beschatteten Abschnitten war dies nur an 1 Stelle und bloss 2 Tage lang der Fall. Schon ein eher schütteres Blätterdach mit 20 bis 40 Prozent Beschattung reichte, um Forellensterben zu verhindern.
«Die Beschattung als eine Möglichkeit, die Erwärmung abzuschwächen, wird künftig an Bedeutung gewinnen zum Beispiel bei Revitalisierungen oder in ausgewählten Gebieten und besonders bei kleineren Fliessgewässern», vermutet Thilo Herold, der in der Abteilung Hydrologie des BAFU für das Thema Wassertemperatur zuständig ist.
Dass erheblicher Handlungsbedarf besteht, zeigt eine Studie aus dem Kanton Aargau. Sie ergab, dass annäherungsweise 480 Kilometer Bäche und Flüsse zu wenig beschattet sind und sich auf mehr als 70 Prozent dieser Strecke die Situation mit dem Pflanzen von Bäumen und Büschen verbessern liesse.
Bestockungs- und Wärmekarten
Das BAFU erstellt derzeit auf der Basis von geografischen Informationssystemen (GIS) eine landesweite Übersichtskarte über die Bestockung unserer Bäche und Flüsse. Zusätzlich soll eine Art Kälte- und Wärmekarte der Fliessgewässer erarbeitet werden. Dazu werden die Gewässer mit Drohnen überflogen und die Wassertemperaturen aus der Luft in hoher Auflösung erfasst. So lassen sich zum Beispiel kühle Stellen oder Kaltwasserzuflüsse lokalisieren und das komplexe, dynamische Temperaturmosaik realitätsnah abbilden.
«Ergänzend zur Bestockungskarte zeigt uns dies, wo es zum Beispiel mithilfe einer Uferbepflanzung besonders sinnvoll ist, noch existierende Kälterefugien zu vernetzen oder deren zukünftige Entwicklung zu bestimmen», erklärt Thilo Herold vom BAFU. Momentan wird die Methode in einem Pilotprojekt an der oberen Emme (BE) getestet.
Die Gewässerökosysteme werden sich klimabedingt verändern, das lässt sich nicht verhindern. Natürliche Gewässer werden mit der Herausforderung Klimawandel aber besser umgehen können als chemisch belastete oder stark verbaute Gewässer.
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Letzte Änderung 25.11.2020
