Eutrophierung der Nordsee

Die deutsche Nordsee ist überdüngt. Phytoplanktonblüten trüben oft das Wasser und der Lichtmangel beeinträchtigt die Seegraswiesen. Sauerstoffmangel schadet den Lebewesen am Meeresboden. Die Flüsse tragen seit Mitte der 1980er Jahren zwar weniger Stickstoff und Phosphor in die Nordsee ein, jedoch sind weitere Reduktionen der Nährstoffeinträge, vor allem aus der Landwirtschaft, erforderlich.

Nährstoffe verändern Leben in der Nordsee

Eutrophierung ist die durch menschliche Aktivitäten verursachte Überdüngung des Wassers mit Nährstoffen wie Phosphor und Stickstoff. Diese Nährstoffüberschüsse bewirken ein beschleunigtes Wachstum von mikroskopisch kleinen schwebenden Algen (dem Phytoplankton) und großen, festsitzenden Algen (den Makrophyten). Hohe Algendichten können jedoch zu Lichtmangel führen und der mikrobielle Abbau der im Überschuss gebildeten pflanzlichen Biomasse zu Sauerstoffmangel. Beide Effekte senken die Qualität des Wassers. Beschattung infolge von Lichtmangel hindert insbesondere die am Boden lebenden Pflanzen am Wachstum. Sauerstoffmangel sowie das Auftreten giftigen Schwefelwasserstoffs führen bei im Wasser beweglichen Tieren zu Fluchtreaktionen und bei fest sitzenden Tieren zum Absterben.

Nährstoffeinträge

Die Nährstoffeinträge über Flüsse und die Atmosphäre sind im Laufe des 20. Jahrhundert bis zur Mitte der 1980er Jahre erheblich angestiegen. Sie stammen vor allem aus der Düngung landwirtschaftlicher Flächen und der Tierproduktion als auch von kommunalen und industriellen Abwässern sowie aus Verbrennungsprozessen (konventionelle Kraftwerke, Schifffahrt, Straßenverkehr). Doch immerhin: Zwischen den Jahren 1985 bis 2005 sanken die Nährstoffeinträge in die Oberflächengewässer im deutschen Einzugsgebiet der Nordsee für Phosphor um 74 Prozent (%) und für Stickstoff um 48 %. Im Zeitraum 2006 bis 2008 ist hingegen wieder eine leichte Zunahme der Einträge zu beobachten. Diese Zunahme hat wohl zwei Gründe: Die drei Jahre waren im Mittel relativ regenreich, was hohe Abflüsse zur Folge hatte. Darüber hinaus könnte es durch den verstärkten Anbau von Energiepflanzen für die Biogaserzeugung insbesondere auf Flächen, auf denen Grünland umgebrochen wurde, zu erhöhten Nährstoffeinträgen in die Oberflächengewässer gekommen sein.

Hohe Nährstoffgehalte treten insbesondere noch immer in den Flussmündungen und Küstengewässern auf: Im Jahr 2010 gelangten 214.783 Tonnen (t) Stickstoff und 7.527 t Phosphor in die deutsche Nordsee – das entspricht 3.580 beziehungsweise 125 Güterwaggons mit einer Ladekapazität von 60 t. 66 % dieser Frachten stammten aus der Elbe, 23 % aus der Weser, 9 % aus der Ems und 2 % aus der Eider. Die Folge ist, dass die Nährstoffgehalte vor allem im Wattenmeer immer noch zu hoch sind und dort die Zielwerte des Übereinkommens zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik (OSPAR) für anorganischen gelösten Stickstoff (DIN) um mehr als das Dreifache überschreiten (siehe Abb. „DIN- und Phosphatkonzentrationen und Standardabweichungen im Winter in der Deutschen Bucht im Vergleich mit den OSPAR-Zielwerten“).

Die mittleren gelösten anorganischen Stickstoffverbindungen (DIN)-Konzentrationen im Winter in der Deutschen Bucht nehmen seit 1991 ab, überschreiten aber 2013 immer noch die OSPAR-Zielwerte um mehr als das Dreifache.
DIN- und Phosphatkonzentrationen und Standardabweichungen im Winter in der Deutschen Bucht ...
Quelle: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrologie Diagramm als PDF

Folgen der überdüngten Nordsee

  • Im Wattenmeer treten oft Blüten der Schaumalge Phaeocystis auf. Stirbt diese einzellige Alge, schlagen Wellen die Gelantineschicht, in der sie lebt, zu Schaum auf, der durch den Wind an den Strand geweht wird (siehe Foto „Schaumalgen“).
  • Im niedersächsischen Wattenmeer kommen immer wieder höhere Zelldichten an Dinophysis-Einzellern, einem Dinoflagellaten, vor. Sie bilden ein Gift, das beim Menschen nach dem Verzehr von Miesmuscheln, die das Gift anreichern, Durchfall und Erbrechen verursachen kann.
  • Grünalgen bedecken häufig mattenartig den Wattboden und beeinträchtigen Bodenfauna und Seegraswiesen (siehe Foto „Grünalgen auf Wattflächen“). Seit den 1990er Jahren nahm jedoch die Ausdehnung der Grünalgenteppiche im schleswig-holsteinischen und niedersächsischen Wattenmeer ab (siehe Abb. „Mit Grünalgen bedeckte Wattflächen nach Befliegungen im schleswig-holsteinischen Wattenmeer" und Abb. „Mit Grünalgen bedeckte Wattflächen nach Befliegungen im niedersächsischen Wattenmeer“).
  • Die Seegrasbestände verringerten sich infolge des Lichtmangels im Wattenmeer. Sie erholen sich im schleswig-holsteinischen Wattenmeer zwar seit 1994 wieder, nicht aber im Gezeitenbereich der niedersächsischen Küste bis zum Jahr 2008 (siehe Abb. „Mit Seegraswiesen bedeckte Wattflächen nach Befliegungen im schleswig-holsteinischen Watt“).
  • In der Deutschen Bucht tritt im Sommer immer wieder Sauerstoffmangel (Konzentrationen < 6 mg/l) in bodennahen Wasserschichten ein (siehe Abb. „Sauerstoffmangel in der Deutschen Bucht“). Er wird durch Absinken und mikrobiellen Abbau abgestorbener Algenbiomasse unter Sauerstoffverbrauch verursacht. Am Boden lebende, insbesondere sesshafte Tiere, werden dadurch geschädigt.
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Harmonisierte Bewertung der Eutrophierung

Die 15 Vertragsstaaten des Übereinkommens zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik (OSPAR) einigten sich im Jahr 2001 auf eine einheitliche Bewertung des Eutrophierungszustands. Die gemeinsamen Bewertungskriterien umfassen physikalisch-chemische und biologische Parameter (siehe Tab. „OSPAR-Kriterien zur Bewertung des Nährstoffzustands"). Sie stehen in der „Common Procedure for the Identification of the Eutrophication Status of the Maritime Area“. Die Anrainerstaaten des Nordostatlantiks stufen anhand dieser Kriterien die Gewässer in drei Klassen ein: in Problemgebiete, potenzielle Problemgebiete oder Nicht-Problemgebiete.

Bund und Länder überwachen im Rahmen des Bund/Länder-Messprogramms (BLMP) den Eutrophierungszustand der Nordsee. Feste Bojen messen im Dauereinsatz hydrografische und physiko-chemische Werte. Mit Schiffen werden biologische, physikalisch-chemische sowie hydrografische Daten erfasst. Und aus Flugzeugen wird die großräumige Verteilung etwa von Großalgen oder von Seegras beobachtet. Mit einigen dieser Messungen erfüllt Deutschland auch die Vorgaben des OSPAR-Übereinkommens.

OSPAR-Bewertungen

OSPAR hat im Juni 2003 den ersten und im Juni 2008 den zweiten Bericht zum Nährstoffzustand des Nordostatlantiks und der Nordsee veröffentlicht (OSPAR, 2003 & OSPAR, 2008). In beiden Berichten war die Nordsee jene Region, die am meisten unter Überdüngung litt. Dieses wird vor allem auf die intensive landwirtschaftliche Bewirtschaftung im Einzugsgebiet zurückgeführt. So mussten die OSPAR-Vertragsstaaten im zweiten Zustandsbericht von 204 bewerteten Gebieten 106 als Problemgebiete einstufen (erster Zustandsbericht: 188 Gebiete bewertet, 81 Problemgebiete). Es waren meist küstennahe Gewässer der südlichen Nordsee bis hoch zur Südküste Norwegens sowie die schwedischen Skagerrak- und Kattegat-Küsten und auch kleinere Abschnitte an der Küste Großbritanniens. Der zweite Bericht zeigte auch, dass Nährstoffgehalte entlang der Küsten sanken. Diese Abnahme spiegelte sich aber noch nicht in einem selteneren Auftreten von übermäßigem Wachstum von Phytoplankton wider (siehe Karte „OSPAR Eutrophierungsstatus 2007 in der Nordsee“). Der dritte OSPAR-Zustandsbericht ist für das Jahr 2017 vorgesehen.

Der letzte nationale OSPAR-Bericht zeigt, dass im deutschen Nordseegebiet zwischen den Jahren 2001 und 2005 vor allem der küstennahe Bereich eutrophiert war (siehe Karte „OSPAR Eutrophierungsstatus in der Deutschen Bucht und der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone 2007“). Die meisten Nährstoffeinträge kamen aus den Flüssen Elbe, Weser, Ems und Eider. Ein Teil der Nährstoffe gelangte über den Ferntransport von der englischen Küste und den Rhein an die deutsche Küste. Auch Einträge aus der Atmosphäre spielten eine Rolle: Über den Luftpfad gelangten rund 30 Prozent (%) der Stickstoffeinträge in die Küstengewässer.

Im Rahmen der trilateralen Zusammenarbeit zum Schutz des Wattenmeeres haben Dänemark, Deutschland und die Niederlande im Jahre 2003 ihre Wattenmeere nach Anwendung des OSPAR-Ausweisungsverfahrens als eutrophiert eingestuft. Im aktuellen Qualitätszustandsbericht des Wattenmeers von 2009 (van Beusekom et.al., 2009) haben die drei Wattenmeerstaaten zwar einige Verbesserungen festgestellt. Doch das Ziel - ein Wattenmeer ohne Eutrophierung - ist noch nicht erreicht.

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Bewertung gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)

Gemäß der 2000 in Kraft getretenen Wasserrahmenrichtlinie der EU bewerten die Länder die Eutrophierung nicht direkt, sondern ihre Auswirkungen auf den ökologischen Zustand anhand der biologischen Qualitätskomponenten Mikroalgen (Phytoplankton), Großalgen und Blütenpflanzen (Makrophyten) sowie wirbellose Bodentiere (Makrozoobenthos).

Aufgrund von Eutrophierungseffekten verfehlten 2008 alle der 28 Wasserkörper den „guten Zustand“ (siehe Artikel „Ökologischer Zustand der Küstengewässer der Nordsee“).

Bewertung gemäß EU-Meeresstrategierahmenrichtlinie (MSRL)

Im Juli 2008 trat die Meeresstrategierahmenrichtlinieder Europäischen Union Kraft. In ihr legten die EU-Mitgliedsstaaten das Ziel fest, dass sich alle europäischen Meere bis zum Jahr 2020 in einem guten Umweltzustand befinden. Dieser gute Zustand wird durch elf qualitative Deskriptoren beschrieben, der fünfte betrifft die Eutrophierung. Danach ist die vom Menschen verursachte Eutrophierung auf ein Minimum zu senken. Bis Juli 2012 mussten die EU-Mitgliedsstaaten den Umweltzustand der Meere bewerten. Deutschland kommt in dieser Anfangsbewertung zum Schluss, dass die Anreicherung mit Nährstoffen und organischem Material in der Nordsee weiterhin zu hoch und das Ökosystem dort erheblich beeinträchtigt ist. Deutschland hat sich im gleichen Jahr auch Umweltziele für die deutsche Nordsee gesetzt. Das übergeordnete Ziel lautet: Bis zum Jahr 2020 eine Nordsee „ohne Beeinträchtigung durch vom Menschen verursachte Eutrophierung“ zu erreichen. Ob dies möglich ist, hängt davon ab, ob es in Deutschland und den anderen Nordseeanrainerstaaten gelingt, die Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft deutlich zu senken.

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