Fluss-Meer-Systeme: von den Bergen bis ins Meer
Dieser Expertenbeitrag ist im Rahmen der Elbschwimmstaffel des Wissenschaftsjahrs 2016*17 – Meere und Ozeane entstanden. Hier gelangen Sie direkt zur größten Freiwasser-Schwimmstaffel Deutschlands.
Elbe und Nordsee sind von großer ökologischer, wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Bedeutung, sodass ein nachhaltiges Management dringend erforderlich ist. Dafür wird ein fachübergreifendes Wissen über die natürlich ablaufenden Prozesse im gesamten Elbe-Nordsee-System, sowie über die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten inklusive des Klimawandels benötigt.
Die Elbe entspringt im Riesengebirge in der Tschechischen Republik und hat eine Gesamtlänge von ca. 1.100 km. Zwei Drittel dieser Strecke fließt die Elbe durch Deutschland. Dabei passiert sie sieben Bundesländer bevor sie in die Nordsee mündet. Das Einzugsgebiet der Elbe umfasst ca. 150.000 km² und beherbergt ungefähr 25 Millionen Menschen. Elbe und Nordsee bieten den Menschen Lebensraum und dienen als Transportweg, Energiequelle und Industriestandort, sowie als Erholungs- und Tourismusgebiet. Weitere wichtige „Dienstleistungen“ ergeben sich aus der Funktionsweise des Ökosystems, wie z.B. Erhaltung der Wasserqualität, Bereitstellung von Nahrung, sowie Regulierung des Sediment- und Nährstoffeintrags ins Meer.
Dr. Jana Friedrich ist Geochemikerin. Sie beschäftigt sich mit biogeochemischen Prozessen, die zwischen Sediment und Wasser in der Übergangzone von Land und Meer stattfinden. Seit 2016 ist sie Abteilungsleiterin der Arbeitsgruppe „Aquatische Nährstoffkreisläufe“ am Helmholtz-Zentrum Geesthacht. Gemeinsam mit Sina Bold koordiniert sie die Aktivitäten zum Forschungsinfrastrukturvorhaben DANUBIUS-RI im Bereich Elbe-Nordsee. Sina Bold ist Biogeowissenschaftlerin mit Erfahrungen im limnischen und marinen Bereich. Neben biogeochemischen Prozessen in Übergangs- und Küstengewässern, interessiert sie sich für die Wissenschaftskommunikation.
Allerdings werden Elbe und Nordsee stark durch menschliche Aktivitäten beeinflusst: erhöhte Nährstoff- und Schadstoffeinträge durch Landwirtschaft, Industrie und Schifffahrt, veränderte Strömungs- und Sedimentdynamik durch Fahrrinnenvertiefung und Eindämmungen für Schifffahrt und zum Hochwasserschutz, Veränderungen durch Kühlwasserentnahme im Fluss und Offshore-Windparks zur Energiegewinnung, sowie Ausbreitung von nicht-heimischen Arten durch die Schifffahrt. Hinzu kommen Veränderungen durch Klimawandel und Auswirkungen von Extremereignissen.
Obwohl sich der Zustand von Elbe und Nordsee seit den 1990er Jahren enorm verbessert hat, ist er immer noch nicht optimal. Ein großes Problem sind nach wie vor die hohen Nährstoffeinträge (Stickstoff und Phosphor) aus dem gesamten Einzugsgebiet der Elbe. Dies wird z.B. sichtbar durch das massenhafte Wachstum und Absterben von einzelligen Algen. Beim bakteriellen Abbau der abgestorbenen Algen wird viel Sauerstoff im Wasser verbraucht, sodass sauerstoffarme Zonen entstehen, wodurch wiederum Stickstoff-Verbindungen aus den Sedimenten freigesetzt werden. Im warmen Sommer 2014 war der Sauerstoffmangel so ausgeprägt, dass auffallend viele Fische in der Metropolregion Hamburg verendeten. ¬ Dieses Beispiel verdeutlicht, dass für ein nachhaltiges Management der Elbe und Nordsee das gesamte Fluss-Meer-System betrachtet werden muss. Dies erfordert ein Umdenken in Wissenschaft, Politik und Gesellschaft, sowie die Zusammenarbeit verschiedenster Akteure über disziplinäre, regionale und nationale Grenzen hinweg und das Zusammenbringen von wichtigen europäischen Umweltrichtlinien wie z.B. der Wasserrahmenrichtlinie und der Meeresstrategierahmenrichtlinie.
Um Fluss-Meer-Systeme besser zu verstehen und um wissenschaftliche Problemlösungsansätze zu entwickeln, wird derzeit eine langfristige (30+ Jahre), europäische und interdisziplinäre Forschungsinfrastruktur aufgebaut. Die verteilte Infrastruktur „DANUBIUS – International Centre for Advanced Studies on River-Sea-Systems“ wird von einem rumänischen Institut koordiniert und hat zur Zeit Partner in 16 europäischen Ländern. In Deutschland beteiligen sich das Institut für Küstenforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht, die Bundesanstalt für Gewässerkunde, sowie die „Terrestrial Environmental Observatories“ an dem Forschungsinfrastrukturvorhaben. Das Helmholtz-Zentrum Geesthacht koordiniert die Elbe-Nordsee Supersite, eine von derzeit acht Supersites in Europa, an denen beispielhaft große Fluss-Meer-Systeme erforscht werden.
Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2016*17 – Meere und Ozeane.