Flüsse und Seen: Schwankende Wasserstände gehören zur Natur

Dass Flüsse hierzulande immer weniger Wasser führen, ist oft gar nicht deutlich sichtbar. Denn viele Flüsse sind strömungsreguliert. Das bedeutet, dass die Ufer befestigt sind, das Flussbett als Fahrrinne ausgebaggert wurde und Schleusen und Wehre den Zu- und Abfluss regulieren.

„So wird ein immer gleichbleibender Wasserstand als Normalzustand wahrgenommen“, sagt der Geoökologe Tobias Goldhammer. Ein Beispiel dafür ist der Berliner Teil der Spree. Ihr Wasserstand ist durch Schleusen stark reguliert. „Ohne diese Anpassung würde die Spree im Sommer örtlich weniger als halb so viel Wasser führen“, sagt der Forscher.

Der ohnehin niedrige Wasserstand der Spree wird sich durch das Ende des Tagebaus in der Lausitz in Zukunft weiter sinken. Über mehr als ein Jahrhundert wurde der Abfluss durch den Bergbau künstlich erhöht, indem abgepumptes Grundwasser in die Spree geleitet wurde.

Mit dem Ende dieser Einleitungen droht eine zunehmende Wasserknappheit, die durch den Klimawandel zusätzlich verschärft wird – ein Problem, das auch andere Fließgewässer betrifft.

Immer mehr Flüsse fallen temporär trocken

Viele Fließgewässer fallen zeitweise trocken, weltweit sind es mehr als die Hälfte aller Flüsse. Die Lebewesen in diesen Flüssen sind an natürliche Schwankungen und jahreszeitliche Rhythmen angepasst.

„Ein wechselnder Wasserstand kann beispielsweise ein wichtiger Umweltreiz für das Verhalten und den Lebenszyklus sein, etwa für die Wanderung oder die Fortpflanzung von Arten. Doch die steigende Tendenz ist besorgniserregend“, sagt die Professorin Sonja Jähnig.

Häufigkeit, Dauer und Ausmaß des Trockenfallens haben als Folge des Klimawandels, der starken Flussbegradigungen, des Verlusts von Rückhalteräumen wie Auen und des steigenden menschlichen Wasserbedarfs bereits drastisch zugenommen. In ariden und semiariden Regionen – also Gegenden, in denen es höchstens drei bis fünf feuchte Monate pro Jahr gibt – sind intermittierende Fließgewässer der vorherrschende Typ von Oberflächengewässern.

Wenn größere Fließgewässer weniger Wasser führen oder einzelne Abschnitte austrocknen, steht aquatischen und semi-aquatischen Tieren weniger Lebensraum zur Verfügung. „Austrocknende Flussabschnitte können auch zu ökologischen Fallen werden. Umso wichtiger ist dann die physische Längsdurchgängigkeit, also dass der Fluss nicht durch menschliche Querbauwerke wie Wehre und Dämme dauerhaft unterbrochen wird“, sagt Franz Hölker, Ökologe am IGB.

Seine Arbeitsgruppe hat das Verhalten italienischer Südströmer (Telestes muticellus), einer endemischen karpfenartigen Spezies in Norditalien in einem intermittierenden Gebirgsfluss vor, während und nach zwei schweren Trockenperioden untersucht. Ein hoher Anteil der Fische überlebte das austrocknende Flussbett, indem sie flussaufwärts wanderten. In relativ natürlichen Systemen kann die Fauna so Refugien aufsuchen, um Trockenperioden zu überstehen. Interessanterweise vergrößerten die Fische ihre Reichweite während Hochwasserereignissen, was darauf hindeutet, dass diese für die flussab- und flussaufwärts gerichtete Ausbreitung in kleinen Gebirgsbächen eine wichtige Rolle spielen.

Neue Situation: Auch Tieflandbäche in den gemäßigten Breiten zunehmend betroffen

Inzwischen sind zunehmend auch Tieflandfließgewässer in den gemäßigten Breiten von Trockenheit betroffen. In großen, mehrjährigen Freilandversuchen untersucht die Professorin Dörthe Tetzlaff an einem solchen Tieflandgewässer, dem Demnitzer Mühlenfließ in Brandenburg, den Wasserhaushalt der Landschaft. Dabei helfen die Langzeitdaten, die das IGB in dieser Region in den letzten 30 Jahren erhoben hat. „Vergleicht man die heutigen Daten mit den 1990er Jahren, so fällt dieses grundwassergespeiste Fließgewässer über immer längere Zeiträume und immer häufiger trocken. In den Jahren 2019 und 2022 lag die abflussfreie Zeit im Demnitzer Mühlenfließ bereits bei über 150 Tagen im Jahr. Und wir sehen Ähnliches in mehr und mehr Brandenburger Fließgewässern“, erläutert die Ökohydrologin.

Grund dafür sind die geringere Bodenfeuchte und die sinkenden Grundwasserspiegel. Bei grundwassergespeisten, kleineren Fließgewässern gibt es im normalen jahreszeitlichen Rhythmus drei typische Perioden: Im Winter sind sie zusammenhängend, Grundwasser- und Bodenspeicher werden aufgefüllt. Im Frühjahr beginnen sie stellenweise trockenzufallen, da vor allem über die Vegetation in dieser aktiven Wachstumsphase viel Wasser aufgenommen und verdunstet wird. Heftiger Regen im Sommer führt zwar kurzfristig zu höherer Bodenfeuchte in den oberen Bodenschichten, erhöht aber nicht den Grundwasserspiegel, sodass das Oberflächenwasser kaum davon gespeist wird. Viel Wasser fließt während solcher Starkregenereignisse schnell oberflächlich über künstliche Drainagesysteme ab. Erst im Herbst und Winter, bei anhaltenden Regenfällen, werden solche Fließgewässer über das steigende Grundwasser wieder zusammenhängend gespeist. Mittlerweile fallen viele solcher Gewässer aber auch über die Wintermonate trocken, wie im Dürrejahr 2022, als das Demnitzer Mühlenfließ vom Frühjahr 2022 bis Ende Januar 2023 gar kein Wasser führte.

Weniger Wasser führt auch zu schlechterer Wasserqualität

Ein solcher Wassermangel hat oft auch eine schlechtere Wasserqualität zur Folge. Die Forschung von Dörthe Tetzlaff zeigt, dass die intermittierenden Tieflandflüsse in Mitteleuropa zunehmend nährstoffbelastet und sauerstoffarm sind. „Durch den Klimawandel verändert sich die Rolle der Flüsse: Anstatt Stoffe und Biomasse zu transportieren, werden sie zu einem stehenden Reaktor, in dem ganz andere Stoffwechselprozesse ablaufen“, erklärt die Forscherin. Auf den austrocknenden Flächen der umgebenden Landschaft sowie beim Vorgang der Wiedervernässung werden zudem vermehrt Treibhausgase freigesetzt.