Durch den Klimawandel erhöhen sich die Wassertemperaturen in Seen, wodurch zahlreiche biologische Prozesse beschleunigt werden. Algen wachsen früher und intensiver, Mikroorganismen bauen organisches Material schneller ab, und Stickstoff wird rascher umgewandelt und verbraucht.

Zudem verändert sich die jahreszeitliche Schichtung der Seen. Warmes Oberflächenwasser und kaltes Tiefenwasser trennen sich früher im Jahr und bleiben länger stabil. Der Austausch zwischen den Wasserschichten wird dadurch eingeschränkt.

Folgen für Sauerstoff und Nährstoffe

Die verlängerte Schichtung hat direkte Auswirkungen auf die Wasserqualität. Sauerstoff gelangt kaum in tiefere Wasserschichten, während sich Phosphor im Tiefenwasser anreichert. Diese Veränderungen beeinflussen das ökologische Gleichgewicht in Seen erheblich.

Langzeitdaten aus fränkischen Stauseen

Forschende um Prof. Dr. Stefan Peiffer vom Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BAYCEER) analysierten einen Datensatz über neunzehn Jahre (2000–2019). Untersucht wurden Wassertemperatur, Schichtungsdauer, Nährstoffzusammensetzung und Sauerstoffgehalt in vier fränkischen Stauseen: dem flachen Altmühlsee sowie den drei verbundenen Brombach-Talsperren.

„In den Daten zeigt sich eine signifikante Zunahme der Wassertemperatur von bis zu einem Grad Celsius pro Jahrzehnt sowie einen Anstieg der Schichtungsdauer um bis zu achtzehn Tagen pro Jahrzehnt. Auch die Dauer der Sauerstofffreiheit stieg um bis zu fünfunddreißig Tage pro Jahrzehnt“, sagt Peiffer.

Verschiebung des Nährstoffverhältnisses

In allen untersuchten Seen sank der Stickstoffgehalt, während der Phosphorgehalt anstieg. Dieses veränderte Verhältnis begünstigt das Wachstum von Blaualgen.

Da Algen sowohl Stickstoff als auch Phosphor benötigen, begrenzt ein niedriger Stickstoffgehalt normalerweise ihr Wachstum. Blaualgen besitzen jedoch die Fähigkeit, Stickstoff aus der Luft zu binden und sich so einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.

Erhöhtes Risiko für Blaualgenblüten

Die Kombination aus höheren Temperaturen, längerer Schichtung und veränderten Nährstoffverhältnissen erhöht das Risiko für schädliche Blaualgenblüten deutlich.

„Zum ersten Mal konnten wir anhand realer Langzeit-Daten zeigen, dass die erhöhte Wassertemperatur aufgrund des Klimawandels zu einem höheren Risiko für schädliche Blaualgenblüten führt aufgrund der Änderung der Schichtungsdynamik und der Erhöhung der seeinternen Phosphorrücklösung aus dem Sediment. Damit betonen unsere Ergebnisse die Dringlichkeit, Klimafolgen für die Gesundheit und Renaturierung von Seen weltweit zu berücksichtigen, insbesondere vor dem Hintergrund, dass sich der Klimawandel in den kommenden Jahrzehnten verstärken wird“, sagt Peiffer.

Kooperation und Förderung

Die Studie entstand in enger Zusammenarbeit mit dem Wasserwirtschaftsamt Ansbach, das die umfangreichen Messdaten bereitgestellt hat. Gefördert wurde das Projekt über das EU-Programm Horizon 2020 im Rahmen eines Marie-Skłodowska-Curie Grants (813438).

Originalpublikation: K. S. As, M. A. Münch, G. Trommer, A. Pudelko, T. Behrends, S. Peiffer. Global Warming Enhances Nitrogen-Limitation in a Temperate Reservoir System Under Continued External Load. Advancing Earth and Space Sciences (2026). DOI: https://doi.org/10.1029/2025WR040978

Quelle: Universität Bayreuth