3. Eutrophierung und Gesundheit (1/5)

Eutrophierung

In diesem Kapitel werden Sie lernen, was passiert, wenn wir zu viel N (Stickstoff) und P (Phosphor) in die Küstenmeere einbringen. Die Folgen können von Satelliten beobachtet werden. Manchmal können uns Satelliten warnen, wenn die Nahrung aus dem Meer möglicherweise gefährdet ist.

In der Natur handelt es sich bei der Eutrophierung um eine bekannte Erscheinung, die in Süßwasser-Ökosystemen und Salzwasser-Flussmündungen (den Ästuaren) auftritt und tatsächlich Teil des normalen Jahreszyklus vieler Seen und Teiche ist. Die Nährstoffversorgung ist in jedem See oder Teich und jedem Ästuar unterschiedlich. Gewässer, die natürlicherweise mit nährstoffreichem Wasser aus einem Fluss, einem Bach oder einer anderen Quelle gespeist werden, werden als "eutroph" bezeichnet. Das bedeutet, dass sie nährstoffreich sind und daher viele Tiere und Pflanzen beherbergen. Eine Eutrophierung muss nicht notwendigerweise schlecht oder schädlich sein; der Begriff selbst wird oft als "gut ernährt" oder "gute Nahrung" aus dem Griechischen übersetzt. Eine Eutrophierung kann jedoch künstlich beschleunigt werden, worunter der See oder das Küstengebiet mit seinen Bewohnern schließlich leidet, wenn der Nährstoffeintrag die natürliche Kapazität des Gebiets deutlich überschreitet.

In nährstoffreichen Gewässern können viele Pflanzen und Tiere vorkommen.
Quelle: Friends Revolution

Die Rolle des Menschen bei der Eutrophierung

Menschliche Aktivitäten haben in den letzten Jahrzehnten (etwa seit Mitte des 20. Jahrhunderts) zu einem dramatischen Anstieg der Menge an N und P in vielen aquatischen Systemen geführt.

Anthropogene Stickstoff- und Phosphorquellen

In der Landwirtschaft, auf Golfplätzen und in Gärten eingesetzte Düngemittel
Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzter Stickstoff
Abfluss aufgrund von Bodenerosion
Abwässer von Kläranlagen

Diese Graphik veranschaulicht die komplexen Auswirkungen verschiedener anthropogener Quellen der Eutrophierung im Bereich der Küste: Abfluss aus Stadt- und Wohngebieten, Abfluss von ackerbaulich und für die Viehhaltung genutzten Flächen, Abwässer, Niederschläge.
Quelle: Universität North Carolina

Auswirkungen auf Ökosysteme der Küste

Obwohl Pflanzen Nährstoffe zum Überleben brauchen, kann ein zu hoher Nährstoffgehalt des Wassers zu verschiedenen Problemen führen. Eine zu starke Erhöhung löst eine Reihe komplexer biologischer und chemischer Reaktionen aus, welche die Wasserqualität - und damit auch die Artenvielfalt - ernsthaft bedrohen können. Es kann auch zu Gefährdungen der menschlichen Gesundheit kommen. Die mit einer Eutrophierung einhergehenden Prozesse und Auswirkungen auf die Küste sind gut dokumentiert und gehören zu den größten Gefährdungen der Gesundheit mariner Ökosysteme.

Die Primärproduktion wird üblicherweise durch die Verfügbarkeit von Licht und Nährstoffen limitiert. Bei einer Nährstoffanreicherung steigt die Primärproduktion durch das Phytoplankton, wodurch sich die Biomasse erhöht. Dies kann sogar zu Algenblüten führen, was wiederum zu einer Verringerung der Transparenz und somit zur Verminderung der euphotischen Tiefe in der Wassersäule führt.

Die grüne Färbung des Wassers wird durch eine Algenblüte verursacht. Die Blüte hat sich durch Nährstoffeinträge aus landwirtschaftlichen Nutzflächen gebildet.
Quelle: ANRA

Folgen der Euthrophierung

Zu den wesentlichen Folgen der Eutrophierung zählen Änderungen der Struktur und Funktionsweise des gesamten marinen Ökosystems sowie eine verminderte Stabilität des Systems. Zunehmende Nährstoffeinträge führen zu folgenen chemischen Reaktionen:

Entsprechende Zunahme der Nährstoffkonzentrationen in der Wassersäule
Änderung des Verhältnisses zwischen gelöstem anorganischen Stickstoff (DIN, vom Englischen 'Dissolved inorganic nitrogen') und gelöstem anorganischen Phosphor (DIP, vom Englischen 'Dissolved inorganic phosphorus') im Wasser

Was ist das DIN:DIP-Verhältnis?

Antwort ↓

Reaktionen auf die Nährstoffanreicherung (in pelagischen Ökosystemen) umfassen einen graduellen Übergang hingehend zu:

Erhöhte Primärproduktion des Planktons im Vergleich zur benthischen Produktion
Mikrobielle Nahrungsnetze dominieren gegenüber geradlinigen planktischen Nahrungsketten
Nicht-kieselsäurehaltige Arten des Phytoplanktons dominieren gegenüber Diatomeen-Arten
Gallertartiges Zooplankton (Quallen) dominiert gegenüber Krebstier-Zooplankton

Die Folgen der Eutrophierung werden oft in drei Gruppen unterteilt:

Kausative (verursachende) Faktoren: Einträge, erhöhte Nährstoffkonzentrationen, Abweichungen vom Redfield-Verhältnis
Direkte Effekte: Primärproduzenten, d.h. Phytoplankton und Wasserpflanzen
Indirekte (sekundäre) Effekte : bezogen auf Zooplankton, Fische und wirbellose benthische Fauna (die am Meeresgrund lebenden Tiere).

In der SEOS-Lerneinheit Verschmutzung der Meere erfahren Sie mehr über Eutrophierung und über schädliche Algenblüten.