Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein
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Klimawandel und Fließgewässer in
Schleswig-Holstein
➢ Matthias Brunke
Zusammenfassung
Der Klimawandel bewirkt ökologisch bedeut-
same Veränderungen in der Hydrologie, der
Morphologie und im Temperaturregime von
Fließgewässern. Starkregenereignisse führen
zu häufigeren Hochwässern und längere Tro-
ckenwetterphasen zu ausgeprägteren Niedrig-
wasserabflüssen bis hin zur Austrocknung von
Bächen. Die Erhöhung der Wassertemperatur
führt zu Veränderungen in den Lebenszyklen
und gefährdet Arten, die auf geringe Tempera-
turen angewiesen sind.
In Schleswig-Holstein sind von den hydrologi-
schen Veränderungen insbesondere Bäche be-
troffen, die durch einen geringen grundwas-
serbürtigen Anteil am Abfluss charakterisiert
sind. Durch eine Typisierung des Abflussre-
gimes in sieben Typen wurden die potenziell
betroffenen Gebiete identifiziert und kartogra-
fisch dargestellt. Sensitive Bäche entspringen
in der Hohen Geest und dem östlichen Hügel-
land, wie z. B. am Bungsberggebiet.
Die prognostizierte Erwärmung zeigt sich spä-
testens seit den 1970-er Jahren auch in Bä-
chen und Flüssen in Schleswig-Holstein. An
der Treene hat sich die mittlere Jahreswasser-
temperatur seit 1970 um ca. 2°C erhöht. Ins-
besondere im Frühjahr ist der Temperaturan-
stieg besonders markant; der Anstieg im April
beträgt ca. 4°C, das heißt etwa 1 Grad pro
Jahrzehnt.
Um die Auswirkungen des Klimawandels auf
die aquatische Biodiversität zu lindern, ist es
wichtig, bereits bekannte Belastungen zu re-
duzieren und die resilienten Eigenschaften von
Fließgewässern zu stärken. Unter „resilient“
sind die `elastischen´ Eigenschaften zu verste-
hen, die neben der „Resistenz“ die Stabilität
von Biozönosen charakterisieren. Hierzu gehö-
ren der Erhalt und die Förderung von Uferwäl-
dern, die Verringerung der Nährstoffeinträge,
morphologische Restaurationsmaßnahmen zur
Förderung der Entwicklungsfähigkeit und der
quantitative und qualitative Schutz des Grund-
wassers.
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 47
1. Einleitung ganze Reihe direkter und indirekter Folgen auf
Ein umfassendes Verständnis für die Folgen physikalische, chemische und biologische Ei-
des Klimawandels auf die Funktionsfähigkeit genschaften der Gewässer. Aufgrund der bis-
von Fließgewässerökosystemen zu erreichen, herigen Prognosen werden im Allgemeinen
ist eine große fachliche Herausforderung. steigende Oberflächen- und Grundwassertem-
Prognosen über klimatische Veränderungen peraturen, abnehmende Sauerstoffgehalte so-
sind mit vielen Unsicherheiten verbunden und wie eine erhöhte Toxizität von chemischen
gerade die ökosystemaren Auswirkungen sind Substanzen die Gewässerökosysteme beein-
aufgrund der komplexeren abiotischen und trächtigen (FICKE et al. 2007).
biotischen Wechselwirkungen problematisch
(JACKSON et al. 2001). In Fließgewässern werden sich die Habitatbe-
dingungen und der Stofftransport bedingt
Global betrachtet ist unter allen Ökosystemen durch ein variables Abflussregime ändern.
die Biodiversität von Fließgewässern am Während die Wasserführung unter anderem
stärksten gefährdet (JENKINS 2003, DUDGEON et die Zusammensetzung der Gewässersedimen-
al. 2006). Die Folgen klimatischer Veränderun- te - der Lebensraum der meisten Fließgewäs-
gen für Fließgewässer lassen sich kaum sepa- serarten - bestimmt, beeinflusst die Wasser-
rat betrachten, da sie neben zahlreichen ande- temperatur zahlreiche physiologische
ren anthropogenen Belastungen, wie Prozesse, die sich auf populationsbiologischer
beispielsweise dem Gewässerausbau, auftre- und ökosystemarer Ebene auswirken.
ten (MALMQVIST & RUNDLE 2002). Es wird prog-
nostiziert, dass bei Flüssen mit abnehmenden
Abflüssen 4 bis 22% (maximal bis 75%) der 3. Ökologische Folgen des Klimawandels
lokalen Biodiversität an Fischen bis 2070 ver- auf den Lebensraum Fließgewässer
schwindet, aufgrund der kombinierten Wir-
kung von Wasserverbrauch und Klimaverände-
rung (XENOPOLOUS et al. 2008). 3.1. Hochwasser
Die Morphologie der Fließgewässer kann
durch die sich ändernden hydrologischen Be-
2. Klima, Hydrologie und Fließgewässer dingungen ökologisch gravierenden Verände-
Die ökologischen Eigenschaften von Fließge- rungen unterworfen sein. Durch Starkregener-
wässern werden erheblich von ihrer Umge- eignisse können Feinsedimente mit einem
bung bestimmt. Der ober- und unterirdische hohen organischen Anteil durch Oberflächen-
Abfluss wird durch die Klimaerwärmung gra- erosion, insbesondere nach längerer Austrock-
vierenden Veränderungen unterliegen, da er nung des Bodens, in die Gewässer gelangen.
durch die erwartete Zunahme von Starkregen- Überhöhte Anteile von Feinsedimenten haben
ereignissen und des Niederschlags im Winter- schädliche Effekte auf das Makrozoobenthos
halbjahr sowie durch längere niederschlags- und die Fischfauna (BRUNKE 1999).
freie oder -arme Perioden im Sommerhalbjahr
maßgeblich beeinflusst wird. Häufigere, schwerere Hochwässer führen zu
einer schnelleren und verstärkten Umlagerung
Die sich daraus ergebenden Veränderungen in der Gewässersedimente. Gerade in den lauf-
Fließgewässerökosystemen sind vielfältig. Ver- verkürzten Gewässern besteht die Möglich-
ändertes zeitliches Auftreten von Niederschlä- keit, dass die Sedimenttransportkapazität
gen wirkt sich auf den zeitlichen Verlauf von durch ein intensiveres Hochwasserregime ver-
Abflussganglinien hinsichtlich der Stärke und größert wird und es damit zu einer Tiefenero-
Dauer sowie Saisonalität von Hochwässern sion kommt. Die Habitate werden durch das
oder Trockenperioden aus. Dabei sind deutli- intensivere Hochwasserregime in kürzeren,
che Unterschiede zwischen kleinen und gro- zufälligen Abständen stärker als bisher umge-
ßen Einzugsgebieten bzw. zwischen Bächen lagert. Die veränderten hydrologischen und hy-
und Flüssen zu erwarten. draulischen Bedingungen im Fließgewässer
mit häufigeren und stärkeren Hochwässern
Die hydrologischen Veränderungen sind mögli- führen zu Veränderungen in den Lebensge-
cherweise ökologisch schwerwiegender als meinschaften.
thermische Veränderungen; sie haben eine
48 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08
3.2. Niedrigwasser und Austrocknung (2) In der Poolphase steht Wasser isoliert nur
In Tieflandgewässern führt eine längere som- noch in den Vertiefungen der Sohle.
merliche Trockenwetterphase zu verstärktem (3) Selbst in den Sohlvertiefungen verbleibt
Wachstum submerser Makrophyten, die das kein Wasser, jedoch sind die Sedimente
Gerinne einengen. Ebenso können seitliche noch feucht bis gesättigt.
Flachwasserhabitate (Altarme, Erlenbruch, (4) Auch die Sohlsedimente trocknen aus.
Tümpel) austrocknen. Geringere Wasserfüh-
rung während der Trockenwetterphase führt Auch Elritzen und Forellen als Kaltwasserfi-
zu räumlich ausgedehnten Sedimentationspro- sche sind von den Austrocknungsphänome-
zessen, die zumeist die typischen Biozönosen nen betroffen. Die Überlebenschancen steigen
negativ beeinflussen und artenarme Feinsedi- mit der Größe eines Kolkes, da bei größeren
mentzönosen fördern. Restwasserbecken der letale Temperaturbe-
reich von 25°C nicht so bald erreicht wird und
Austrocknende bzw. temporäre Fließgewässer die Sauerstoffgehalte höher als bei kleineren
sind ein natürliches Phänomen bei wenig er- Becken sind (ELLIOTT 2000a). Bereits während
giebigen Grundwasserleitern. Während der ab- der ersten Phase der Austrocknung ver-
nehmenden Wasserführung verschlechtert schlechtern sich auch die Lebensbedingungen
sich in der Regel auch die Wasserqualität, z. für Forellen zwischen den Altersklassen, da
B. bezüglich Wassertemperatur, Sauerstoff- die driftfressenden kleinen und mittelgroßen
und Ammoniumgehalt. Bei dem Austrock- Forellen kaum noch Nahrung aufnehmen kön-
nungsprozess können vier Phasen unterschie- nen (ELLIOTT 2006). Insgesamt ist die Dauer
den werden: der Austrocknung für die ökologischen Auswir-
(1) Das Gerinne wird kontinuierlich über- kungen entscheidend. Der Klimawandel er-
strömt, jedoch sinkt der Wasserstand bis höht die Wahrscheinlichkeit von längeren som-
auf wenige cm und die Fließgeschwindig- merlichen Trockenwetterphasen.
keit ist stark reduziert (Foto 1).
Foto 1: In der ersten Phase der Austrocknung ist die Ausdehnung des Lebensraumes bereits erheblich verkleinert – hier der Lachsbach
bei Sandfeld
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 49
3.3. Temperatur 23°C beginnt die letale Wirkung. Bei Plötzen
Aus physiologischer Sicht erleiden bei erhöh- hingegen beginnt die letale Wirkung erst ab
ter Temperatur Eiweißbausteine (Proteine) Hit- ca. 36°C (KÜTTEL et al. 2002).
zeschäden, so dass der Stoffhaushalt der be-
troffenen Tiere sukzessive bis zum Absterben Temperatursensitive, kälteliebende Arten der
gestört wird. Die Wassertemperatur ist auch Quellen und Oberläufe, z. B. verschiedene
für die Sauerstoffversorgung bedeutend. Wäh- Steinfliegenarten, erfahren eine Verkleinerung
rend die Löslichkeit von Sauerstoff mit stei- des besiedelbaren Areals oder sind lokal vom
gender Wassertemperatur abnimmt, steigt die Aussterben bedroht. Andererseits werden
Stoffwechselrate von Kaltwassertieren. Da- auch viele als euryök geltende Arten (also sol-
durch entsteht für die Tiere die problemati- che, die von ihren Ansprüchen her nicht so
sche Situation, dass der Sauerstoffbedarf zu- festgelegt sind) insbesondere in Flachwasser-
nimmt, während die Verfügbarkeit abnimmt bereichen bei 30°C bereits an ihrem oberen
(FICKE et al. 2007). Adulte bzw. juvenile Bach- Toleranzbereich angelangt sein. Im Allgemei-
forellen bevorzugen Temperaturen zwischen nen werden jedoch eurytherme Arten ihre
14 und 17°C bzw. 8 und 13°C, bei 25°C bzw. Areale vergrößern.
Foto 2: Kälteliebende Fischarten wie die Quappe können von einer Erwärmung der Gewässer stark beeinträchtigt werden; die Quappe be-
nötigt zur Laichzeit im Winter eine Wassertemperatur zwischen 0 und 4 °C (Foto: F. Hecker)
50 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08
3.4. Krankheiten der Temperatur nimmt allerdings die Respirati-
Hohe Temperaturen, niedrige Wasserstände on schneller zu als die Photosynthese, so dass
und geringe Sauerstoffgehalte erzeugen bei tagesperiodische Sauerstoffschwankungen
Wassertieren eine Stresssituation. In diesen und -minima zunehmen können (ALLAN et al.
Phasen sind verschiedene Arten offensichtlich 2005).
anfälliger für Krankheiten, die durch Parasiten
verursacht werden. Bei Bachforellen wurde Die Auswirkungen der Kombination von verrin-
nachgewiesen, dass bei Wassertemperaturen gertem Abfluss und erhöhten Konzentrationen
über 15°C nach einem Zeitraum von 14 Tagen verschiedenster Substanzen auf die Lebensge-
die infektiöse proliferate Nierenkrankheit aus- meinschaften sind vielfältig und umfangreich.
bricht (sofern der Erreger im Gewässersystem So führen bei temporären Gewässern im länd-
vorhanden ist), die insbesondere bei Jungfi- lichen Raum ausgewaschene Pestizide in sub-
schen tödlich verläuft (FISCHNETZ 2004). In der letalen Konzentrationen zu einer verlängerten
Folge fehlt den erkrankten Populationen der Individualentwicklung bei Köcherfliegen. Be-
Nachwuchs. Vergleichbares wurde auch bei dingt hierdurch können die Köcherfliegen im
Großmuscheln, die durch Trematoden parasi- Puppenstadium absterben, wenn die Gewäs-
tiert werden, nachgewiesen (JOKELA et al. ser austrocknen (LIESS & SCHULZ 1996).
2005).
4. Auswirkungen auf Fließgewässer in
3.5. Synchronität Schleswig-Holstein
Das Klima bzw. Wetterparameter, wie z. B.
Temperatur und Niederschlag, wirken als syn-
chronisierende Faktoren für Tierwanderungen 4.1. Austrocknung
und auf Entwicklungszyklen. In diese Abhän- Die klimabedingten hydrologischen Verände-
gigkeiten werden klimatische Veränderungen rungen haben die größte ökologische Bedeu-
tief einschneiden, wobei auch Verbindungen tung über die Ausprägung der sommerlichen
innerhalb des Nahrungsnetzes gestört werden Niedrigwasserphase. Grundsätzlich sind dabei
(STENSETH et al. 2002). Insbesondere die Ent- solche Gewässer stärker betroffen, deren Ab-
wicklungszyklen von Arten, die von Tempera- fluss vom Oberflächen- und Bodenwasserab-
tursummen (Tagesgraden) bestimmt werden, fluss abhängt als solche, bei denen der grund-
sind verkürzt. Auch eine Veränderung des Ab- wasserbürtige Anteil, der so genannte
flussregimes kann Fließgewässerökosysteme Basisabfluss, eine stärkere Komponente aus-
schwerwiegend verändern, da viele Arten an macht. Bei einem geringen grundwasserbürti-
die Saisonalität von Hoch- und Niedrigwasser- gen Anteil steigt die Gefahr der Austrocknung
phasen angepasst sind (POFF et al. 1997). während der niederschlagsarmen Jahreszeit.
Der grundwasserbürtige Anteil ist bei den Ge-
wässern in der Niederen Geest im Allgemei-
3.6. Stoffhaushalt und Ökotoxikologie nen hoch. Dagegen ist er in den Bächen der
Bei sinkenden Abflüssen und bei gleich blei- Hohen Geest und im östlichen Hügelland ge-
benden Belastungen (bzw. Nutzungsintensitä- ring. Beispielsweise hat der in der Niederen
ten der Einzugsgebiete) durch Nährstoffe, Pes- Geest fließende Schafflunder Mühlenstrom ei-
tizide und Abwässer wird die Wasserqualität nen hohen Grundwasserabfluss (Abbildung 1).
besonders durch Spitzenbelastungen zum Die Gieselau als Bach der Hohen Geest hat
Ende einer Trockenperiode beeinträchtigt. Die nur einen geringen Grundwasseranteil, so
Temperaturabhängigkeit biologischer Prozesse dass die Abflussganglinie deutlich durch Nie-
führt zu einem schnelleren Abbau des organi- derschlagsereignisse und häufige Hochwas-
schen Materials, so dass sich Produktivität serpulse geprägt ist (Abbildung 2). Im beson-
und Gesamtbiomasse ändern. Eine Intensivie- ders trockenen Sommer 2003 hatten viele
rung der biogeochemischen Umsätze im Ufer- kleine Bäche der Hohen Geest und des östli-
bereich, verursacht durch schneller wechseln- chen Hügellands ausgeprägte Niedrigwasser-
de Wasserstände und die damit verknüpften abflüsse. Insbesondere im Bungsberggebiet
schwankenden Redoxgradienten, verändern des östlichen Hügellands trockneten viele
den Nährstoffeintrag in Fließgewässer. Die Pri- Oberläufe aus, wie z. B. an der Farver Au, der
märproduktion von Phytoplankton in Flüssen Kremper Au und am Lachsbach (Foto 2).
kann zunehmen (Eutrophierung). Mit steigen-
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 51
Foto 3: Der Abfluss des Lachsbaches ist im Sommerhalbjahr stark von Trockenwetterphasen beeinflusst. Abbildung 1: Abflussganglinie des Schafflunder Mühlenstroms mit einem ausgepräg- ten Grundwasser- abfluss (Pegel Spöl- bek). 52 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08
Abbildung 2:
Abflussganglinie
der Gieselau mit ei-
nem geringen
Grundwasserab-
fluss (Pegel Wenn-
büttel) und einer
großen Bedeutung
häufiger Hochwas-
serpulse.
Mittels einer Regionalisierung wurde für mit einer geringen Grundwasserbürtigkeit be-
Schleswig-Holstein eine Karte der Grundwas- finden sich im Naturraum des östlichen Hügel-
serbürtigkeitstypen erstellt. Grundlage für die lands in Angeln, Bungsberggebiet und im Süd-
Berechnung war der Basisabflussindex (Ba- Osten des Landes sowie im Naturraum der
seflow-Index, BFI), der das Verhältnis von mitt- Hohen Geest in den Einzugsgebieten von Krü-
lerem Basisabfluss zu mittlerem Gesamtab- ckau, Pinnau, Papenau und Gieselau (Abbil-
fluss bezeichnet (WILLEMS et al. 2004). Gebiete dung 3).
(a) (b)
Abbildung 3: Räumliche Verteilung des regionalisierten Basisabflussindex BFI (a) und der daraus folgenden Grundwasserbürtigkeit einge-
teilt in die Kategorien niedrig, mittel und hoch (b) in Schleswig-Holstein. Die drei Grundwasserbürtigkeitskategorien wurden
anhand des BFI unterschieden: BFI < 0,781: oberflächenabflussgeprägt, d.h. geringe Grundwasserbürtigkeit; BFI zwischen
0,781 und 0,799: Mischtyp, d.h. mittlere Grundwasserbürtigkeit; BFI > 0,799: grundwasserabflussgeprägt, d.h. starke
Grundwasserbürtigkeit.
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 53Foto 4: Die Larven
der Köcherfliege
Beraea maura bau-
en ihre Köcher aus
Sandkörnern; sie
lebt in Quellen und
kann so von einer
zunehmenden Aus-
trocknung und Er-
wärmung betroffen
sein
(Foto: K. Grabow)
Die hydrologische Differenzierung der Einzugs- wird und nicht aufgrund der Überschreitung
gebiete aufgrund der Grundwasserbürtigkeit der Infiltrationskapazität des Bodens (WILLEMS
wurde durch die Entwicklung von Abflussre- et al. 2004).
gimetypen verfeinert, die genauere Hinweise
liefern, welche Gewässersysteme stärker von Insgesamt wurden anhand statistischer Ver-
Trockenwetterphasen betroffen sein könnten. fahren bei der Regionalisierung sieben Re-
Die Abflussregimetypen liefern Informationen gimetypen beschrieben (Tabelle 1). Ausgehend
über die Herkunftswege des Abflusses. Ne- von den drei Typen der Grundwasserbürtigkeit
ben der Betrachtung des mittleren Basis- und unterscheiden sich die sieben Regimetypen
Gesamtabflusses für die Berechnung des BFI noch durch die Höhen des Sättigungsabfluss-
wurden für die Entwicklung von Abflussre- anteils und Grundwasserflurabstands sowie
gimetypen noch folgende Informationen be- durch die Geschwindigkeit der Speicherentlee-
rücksichtigt: der Grundwasserflurabstand, die rung.
Rückgangskonstante der Abflussganglinie zur
Kennzeichnung der Geschwindigkeit der Ent- Die kartografische Darstellung der sieben Ab-
leerung des Grundwasserspeichers in Trocken- flussregimetypen liefert bei der räumlichen Be-
zeiten und der topographische Index (Topoin- trachtung der Verteilung der Regimetypen G1,
dex) zur Kennzeichnung, inwieweit der G2 und M1 ein genaueres Bild der austrock-
Direktabfluss als Sättigungsabfluss gebildet nungsgefährdeten Gewässer (Abbildung 4).
54 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08Tabelle 1: Sieben Abflussregimetypen in Schleswig-Holstein aufgrund der Grundwasserbürtigkeit, des Sättigungs-
abflussanteils, des Grundwasserflurabstandes und der Speicherentleerung.
Grundwasserbürtigkeit Untertyp Typenname
Hoch Sättigungsabflussanteil hoch
Grundwasserflurabstand gering H2
Speicherentleerung langsam
Hoch Sättigungsabflussanteil gering
Grundwasserflurabstand mittel H1
Speicherentleerung langsam
Mittel Sättigungsabflussanteil sehr hoch
Grundwasserflurabstand sehr gering M3
Speicherentleerung mittelschnell
Mittel Sättigungsabflussanteil mittel
Grundwasserflurabstand mittel M2
Speicherentleerung mittelschnell
Mittel Sättigungsabflussanteil sehr gering
Grundwasserflurabstand sehr hoch M1
Speicherentleerung mittelschnell
Gering Sättigungsabflussanteil hoch
Grundwasserflurabstand mittel G2
Speicherentleerung schnell
Gering Sättigungsabflussanteil mittel
Grundwasserflurabstand mittel G1
Speicherentleerung sehr schnell
Abbildung 4:
Räumliche Vertei-
lung der sieben Ab-
flussregimetypen in
Schleswig-Holstein.
Von den Typen H2
bis G1 nimmt das
Risiko der Aus-
trocknung während
der sommerlichen
Trockenwetter-
phase zu.
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 554.2. Erwärmung Werte, die je nach Monat über- oder unter-
In den letzten 20 Jahren betrug die Erwär- schritten werden. Es erscheint daher plausi-
mung in Deutschland im Sommer- und Winter- bel, die gesamte Zeitreihe beider Temperatur-
halbjahr etwa 0,5 bzw. 1,5 °C. Auf Grundlage logger auszuwerten.
des regionalen Klimamodells REMO vom Max-
Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg Bei einer Betrachtung der gesamten Zeitreihe
wird für Schleswig-Holstein eine Erhöhung der hat sich innerhalb von 40 Jahren die mittlere
Jahresmitteltemperatur bis zum Ende 2100 Jahrestemperatur des Wassers um etwa
um 2-3 °C angenommen. Diese Entwicklung 2,2°C erhöht. Die Erwärmung war im Frühjahr
zeigt sich bereits rückwirkend auch in der am größten und im Winter am geringsten (Ta-
Wassertemperatur der Fließgewässer in belle 2).
Schleswig-Holstein am Beispiel der Treene
(Abbildung 5). Seit 1970 wurde an der Treene Im Trend zeigt sich an der Treene eine mittlere
am Pegel Treia neben dem Abfluss auch die Erwärmung um 0,5°C pro Dekade. Die bisheri-
Temperatur aufgezeichnet. Anlagebedingt wur- ge Entwicklung deutet daher an, dass die
de der Temperaturlogger im Jahre 2001 ge- Prognose des Klimamodells REMO deutlich
wechselt; verglichen mit der Temperatur des übertroffen werden könnte. Die Datenreihe
Vorjahres sinkt die Temperatur in diesem Jahr, legt nahe, dass die Auswirkungen einer Tem-
steigt jedoch in den Folgejahren wieder in den peraturerhöhung auf das Ökosystem bereits
Schwankungsbereich der vorhergehenden schleichend stattfinden.
Tabelle 2: Erwärmung des Wassers an der Treene (Pegel Treia) zwischen 1970 und 2010 (Berechnung mittels li-
nearer Regression der mittleren monatlichen Wassertemperaturen zwischen 1970 bzw. 1971 und 2007
bzw. 2008, je nach Monat).
Monat Erwärmung °C Monat Erwärmung °C
Januar 1,91 Juli 2,15
Februar 1,69 August 2,42
März 2,26 September 2,30
April 3,95 Oktober 1,95
Mai 3,14 November 1,28
Juni 2,12 Dezember 0,92
56 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/0814 20
November Mai
18
12
Wassertemperatur (°C) 16
Wassertemperatur (°C)
10
14
08
12
06
10
04 08
y = 0,078x - 143,5
02 06
y = 0,031x - 57,00
04
00
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr Jahr
14 24
Dezember Juni
12 22
y = 0,022x - 41,17
Wassertemperatur (°C)
Wassertemperatur (°C)
20
10
18
08
16
06
14
04
12
02 10
y = 0,052x - 90,13
00 08
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr
Jahr
14 24
Januar Juli
22
12
y = 0,047x - 91,81
Wassertemperatur (°C)
Wassertemperatur (°C)
20
10
18
08
16
06 14
04 12
10
02 y = 0,053x - 90,37
08
00
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr
Jahr
14 24
Februar August
12 22
y = 0,042x - 80,29 20
Wassertemperatur (°C)
Wassertemperatur (°C)
10
18
08
16
06
14
04
12
02 10
y = 0,060x - 103,9
00 08
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr Jahr
14 22
y = 0,056x - 106,9 März September
12 20
18
Wassertemperatur (°C)
Wassertemperatur (°C)
10
16
08
14
06
12
04
10
02 08
y = 0,057x - 101,2
00 06
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr Jahr
18 18
April Oktober
16 16
Wassertemperatur (°C)
Wassertemperatur (°C)
14 14
12 12
10 10
08 08
06 06
04 04
y = 0,098x - 188,0 y = 0,048x - 87,15
02 02
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
Jahr Jahr
Abbildung 5. Mittelwerte, Minima und Maxima der mittleren Tagestemperaturen der Treene am Pegel Treia (Peri-
ode 1970 bis 2008). Anmerkung: Anlagebedingter Wechsel des Temperaturloggers im Jahre 2001.
Klimawandel und Fließgewässer in Schleswig-Holstein 574.3. Einfluss der Nordatlantischen schwächter Form bei der Jahresmitteltempe-
Oszillation (NAO) ratur zu erkennen. Biologisch bestimmt die
Die Temperatur- und teilweise auch die Ab- NAO den Schlüpfzeitpunkt der Larven der
flussdaten der Treene korrelieren insbesonde- Meerforelle (ELLIOTT et al. 2000b) und kann die
re im Winter mit der NAO (Abbildung 6). Die Reife und Größe anadromer lachsartiger Fi-
Bedeutung der NAO ist zudem auch in abge- sche beeinflussen.
Box 1: Hintergrundinformationen zur wetterbestimmenden Nordatlantischen Oszillation NAO
Die Nordatlantische Oszillation (NAO) bezieht sich auf die Schwankung der Druckverhält-
nisse zwischen dem Islandtief im Norden und dem Azorenhoch im Süden des Nordatlan-
tiks (HURRELL et al. 2003). Sie ist ein Maß für die Stärke der Westwinddrift auf dem Nord-
atlantik, die für das Klima in Europa, besonders im Winter, entscheidend ist. Der hieraus
berechnete NAO-Index bezieht sich zumeist auf die Differenz der standardisierten Luft-
druck-Anomalien zwischen den Azoren und Island. Bei einem positiven NAO-Index sind
sowohl Azorenhoch als auch Islandtief gut ausgebildet. Dies führt zumeist zu einer star-
ken Westdrift, die milde und feuchte Luft, z.T. auch Winterstürme nach Europa führt (HUR-
RELL et al. 2003).
Bei einem negativen NAO-Index sind die Aktionszentren nur schwach ausgeprägt, so
dass auch die Westwinddrift schwach ist. Dies führt in Mitteleuropa zu Kaltlufteinbrüchen
aus Nordosten und so zu kalten Wintern. Dagegen führt die abgeschwächte Westwind-
drift im Mittelmeerraum zu feuchterem Wetter. Bei einem stark negativen NAO befinden
sich das Hoch bei Island und das Tief bei den Azoren. Dann kann kalte, kontinentale Luft
ausgehend vom asiatischen Hoch bis weit nach Mitteleuropa vordringen (sibirische Kälte).
max. Wassertemperatur im Januar (°C)
Abbildung 6:
Korrelation der
mittleren Wasser- 9
temperatur der
Treene (Pegel Treia,
Periode 1970 bis
8
2003) im Januar
und dem Index der
Nordatlantischen
7
Oszillation (NAO)
im Winter (r = 0,7). 6
5
4
3
2
1
0
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
NAO Index Dez/Jan/Feb
58 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/085. Resiliente Systeme sind weniger anfällig For a mitigation of climate change impacts on
gegen klimatische Veränderungen aquatic biodiversity it is important to reduce
Bis 2050 wird erwartet, dass signifikante Ver- known stressors and to strengthen resilient
änderungen in der Biodiversität und in den properties of running waters. The protection
ökosystemaren Dienstleistungen, von denen and promotion of riparian forests, reduction of
die Menschheit profitiert, eingetreten sind nutrient imports, morphological restauration
(JENKINS 2003). Aquatische Ökosysteme verfü- measures to sustain natural processes and the
gen nur über begrenzte Möglichkeiten, sich an quantitative and qualitative protection of
den Klimawandel anzupassen. Die bisherigen ground waters.
Reaktionen auf Belastungen, wie die Verände-
rung der Landnutzung, saurer Regen, Habitat-
degradation sowie verschiedene Verschmut- 7. Zitierte Literatur
zungen führten zu einer Abnahme der ALLAN JD, PALMER MA, POFF NL (2005) Climate
Biodiversität (ALLAN et al. 2005). change and freshwater ecosystems. In: T
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Strategisch ist es wichtig, bereits bekannte and Biodiversity. Yale University Press,
Belastungen zu reduzieren und die resilienten New Haven CT:274-290pp
Eigenschaften von Fließgewässern zu stärken,
um die Auswirkungen des Klimawandels auf BOHLE HW, DIETERICH M, HECHT M, PLOSS E,
die aquatische Biodiversität zu lindern SOMMERHÄUSER M (2002) Temporäre Fließ-
(UNESCO/UNEP 2007). Hierzu gehören der Er- gewässer in Mitteleuropa. Arbeitskreis
halt und die Förderung von Uferwäldern, Ver- “Temporäre Gewässer” der Deutschen Ge-
ringerung der Nährstoffeinträge, morphologi- sellschaft für Limnologie e. V., Herausge-
sche Restaurationsmaßnahmen zur Förderung ber: Naturschutz-Zentrum Hessen. Merk-
der Entwicklungsfähigkeit und der quantitative blätter zum Naturschutz Nr. 16.
und qualitative Schutz des Grundwassers
(POFF et al. 2002). BRUNKE M. 1999. Colmation and depth filtrati-
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and endangers species that are adapted to trout during two summer droughts: trout
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racterized by a small groundwater component. the competitive coexistence between
Those streams have its source in the landsca- brown trout and bullheads in a small
pes “Hohe Geest” and “Östliches Hügel- stream over 34 years. Journal of Animal
land”. Sensitive areas were identified by a ty- Ecology 75:54–63
pology of discharge regimes into seven
distinguished types. ELLIOTT JM, HURLEY MA, MABERLY SC (2000b)
The emergence period of sea trout fry in a
The predicted warming appears at the latest Lake District stream correlates with the
since the seventies of the last century in stre- North Atlantic Oscillation. Journal of Fish
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average annual water temperature of the Tree-
ne river has increased by 2°C since 1970. The FICKE AD, MYRICK CA, HANSEN LJ (2007) Poten-
increase in temperature is particularly promi- tial impacts of global climate change on
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60 Jahresbericht des Landesamtes für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 2007/08Sie können auch lesen
