Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen

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1 Der allgegenwärtige Landschafts- und Klimawandel hat vielfältige Auswirkungen auf unsere Umwelt. Wie beein ussen wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen in Regionen und Flusseinzugsgebieten Deutschlands diese Auswirkungen? Antworten und Lösungen werden in diesem Band präsentiert. Anhand praktischer Beispiele zeigen die Autoren, dass der Klimawandel real ist und wir auf Jahrzehnte hinaus mit diesem Problem konfrontiert sein werden. Weil die Klimaveränderung nicht beherrschbar ist, muss sich die Gesellschaft anpassen. Notwendige Anpassungsmaßnahmen zur Erhaltung der Ressource Wasser erweisen sich als regionale und lokale Herausforderung. Sie erfordern Handeln auf verschiedenen Ebenen: auf lokaler Ebene und im Bereich der Flüsse und Flusseinzugsgebiete; deshalb bedarf es der Abstimmung zwischen Bund, Land und Kommunen. Die Autoren stellen dar, welche Maßnahmen z.b. in der brandenburgischen Lausitz durch Braunkohlebergbau wasser- und stoffhaushaltlich nachhaltig beeinträchtigt umgesetzt werden, und verdeutlichen, dass der Klimawandel weiteren Handlungsbedarf erforderlich macht. Notwendige und optionale WassermanagementMaßnahmen werden am Beispiel des Rheins und der Elbe aufgezeigt und anhand der gegenwärtigen und der künftigen Ziel-Situation u.a. im wasserrei- chen Freistaat Bayern und im wasserarmen Nordostdeutschland umfassend diskutiert. Die Autoren erörtern ausführlich neue Ansätze und Instrumente zur gesellschaftlichen Steuerung wasserbezogener Anpassungsmaßnahmen, z.b. in Form intensiver Öffentlichkeitsbeteiligung und einer angepassten Infrastruktur der regionalen Wasserversorgung. Zahlreiche aktuelle Beispiele für die technische, wirtschaftliche und infrastrukturelle Gestaltung dieses Wandels u. a. durch angepasste Verfahren in der Bewässerung, des ökologischen Waldbaus, der Wasseraufbereitung und -versorgung sowie des Hochwasserrisikomanagements vervollständigen die angestellten Überlegungen. Dieser Band richtet sich an Akteure und Entscheidungsträger in Wissenschaft, Politik, Institutionen, Behörden, Verwaltungen und Verbänden sowie an die interessierte Öffentlichkeit. Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel U. Grünewald et al. Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel U. Grünewald, O. Bens, H. Fischer, R.F. Hüttl, K. Kaiser, A. Knierim (Hrsg.) ISBN eschweizerbart_xxx Schweizerbart

2 Inhalt Uwe Grünewald, Oliver Bens, Holger Fischer, Reinhard F. Hüttl, Knut Kaiser, Andrea Knierim Vorwort III Kapitel 1 Einführung Uwe Grünewald Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel in Deutschland eine Einführung Kapitel 2 Landschaftswandel, globaler Wandel und regionale Anpassung: Perspektiven Hans von Storch Globaler Wandel, Klimawandel und regionale Anpassung Gunnar Lischeid Globaler Wandel und Adaptation: Effekte, Wirkungen und Nebenwirkungen auf den Landschaftswasser- und Stoffhaushalt Klement Tockner, Jörn Gessner, Martin Pusch, Christian Wolter Domestizierte Ökosysteme und neuartige Lebensgemeinschaften: Herausforderungen für das Gewässermanagement Kapitel 3 Landschaftswandel und wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen am Beispiel der Region Lausitz Uwe Grünewald Landschaftswandel in der Lausitz: Bergbau(folgen) und Wasser gestern, heute und morgen Rolf Kuhn Landschaftswandel in der Lausitz: IBA Fürst-Pückler Land Andrea Schapp, Jörg Walther, Petra Fleischhammel, Kai Mazur, Detlef Biemelt Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Auswirkungen von Klimawandel auf die Bewirtschaftung von Bergbaufolgeseen Kathleen Lünich KliWES Abschätzung der für Sachsen prognostizierten Klimaänderungen auf den Wasser- und Stoffhaushalt in den Einzugsgebieten sächsischer Gewässer, Wasserhaushalt Methodik und erste Ergebnisse Anne Gädeke, Ina Pohle, Herwig Hölzel, Hagen Koch, Uwe Grünewald Analyse zum Einfluss des Landschafts- und Klimawandels auf den Wasserhaushalt in einem Teileinzugsgebiet der Spree

3 VI Inhalt Kapitel 4 Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen in Regionen und Flusseinzugsgebieten Anne Schulte-Wülwer-Leidig, Hans Moser, Enno Nilson Stand der Arbeiten zum Klimawandel in der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR) Frank Wechsung Veränderungen der Stadt-Land-Fluss Beziehung im Klimawandel Ergebnisse einer Szenarienstudie für das deutsch-tschechische Flussgebiet der Elbe Christian Korndörfer Anpassung der Landeshauptstadt Dresden an eine Zukunft mit verändertem Klima und knappen Ressourcen Ottfried Dietrich, Ute Appel, Marcus Fahle, Gunnar Lischeid, Jörg Steidl Grundlagen für eine flexible und ressourcenschonende Wasserbewirtschaftung in Niederungsgebieten zur verbesserten Anpassung an den Klimawandel Knut Kaiser, Jörn Friedrich, Silke Oldorff, Sonja Germer, Rüdiger Mauersberger, Marco Natkhin, Michael Hupfer, Anke Pingel, Jörg Schönfelder, Volker Spicher, Peter Stüve, Franziska Vedder, Oliver Bens, Olaf Mietz, Reinhard F. Hüttl Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland: Wasserspiegeltrends, ökologische Konsequenzen, Handlungsmöglichkeiten Thomas Henschel Chancen und Risiken wasserbezogener Anpassungsmaßnahmen in Bayern Kapitel 5 Ansätze und Instrumente zur gesellschaftlichen Steuerung wasserbezogener Anpassungsmaßnahmen Ortwin Renn Öffentlichkeitsbeteiligung Aktueller Forschungsstand und Folgerungen für die praktische Umsetzung Ann Kathrin Buchs Die Rolle der Ökonomie bei der nachhaltigen Bewirtschaftung von Gewässern Herausforderungen und Grenzen Timothy Moss Regionale Wasserinfrastrukturen und globaler Wandel: Überlagerte Herausforderungen und entkoppelte Diskurse in der Region Berlin-Brandenburg Andrea Knierim, Sonja Siart Ansätze und Instrumente zur gesellschaftlichen Steuerung von wasserbezogenen Anpassungsmaßnahmen Heide Stephani-Pessel, Bettina Geiger, Uta Steinhardt Von kommunalen Anpassungsmaßnahmen zu einer regionalen Strategie eines adaptiven Wassermanagements Heidi Kreibich, Florian Elmer, Andreas Gericke, Bruno Merz Veränderungen des Hochwasserrisikos und Konsequenzen für das Risikomanagement

4 Inhalt VII Monika von Haaren Der Kulturlandschaftsverband neue Wege zur Anpassung der Kulturlandschaft an den Klimawandel Kapitel 6 Technische, wirtschaftliche und infrastrukturelle Gestaltung des Wandels Rolf Gimbel, Stefan Panglisch Zukunftsperspektiven der Wasseraufbereitung unter den Bedingungen des globalen Wandels Mike Ramelow, Steven Böttcher, Ralf Dannowski, Christoph Merz, Jörg Steidl, Björn Thomas Bausteine eines transdisziplinären Konzeptes zur Stabilisierung der Abflussverhältnisse am Fredersdorfer Mühlenfließ Julius Jacob, Thorsten Rocksch, Uwe Schmidt Innovatives Bewässerungsmanagement für gärtnerische Kulturen angepasste Tropfbewässerung beim Spargelanbau in der Region Berlin/Brandenburg Petra Lasch, Felicitas Suckow, Martin Gutsch, Christopher Reyer Waldumbau in Brandenburg: Grundwasserneubildung unter Klimawandel Jürgen Müller Auswirkungen von waldstrukturellen Veränderungen auf die hydroökologischen Bedingungen in den Beständen im Zuge des Waldumbaus Jochen Stemplewski, Michael Becker, Ulrike Raasch Ein Wasserwirtschaftsverband im Bundesland Nordrhein-Westfalen passt sich dem Landnutzungs- und Klimawandel an

5 Wasserbezogene Anpassungsmaßnahmen an den Landschafts- und Klimawandel, Stuttgart, Juli 2012 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland: Wasserspiegeltrends, ökologische Konsequenzen, Handlungsmöglichkeiten Knut Kaiser 1, Jörn Friedrich 2, Silke Oldorff 3, Sonja Germer 4, Rüdiger Mauersberger 5, Marco Natkhin 6, Michael Hupfer 7, Anke Pingel 3, Jörg Schönfelder 3, Volker Spicher 8, Peter Stüve 9, Franziska Vedder 2, Oliver Bens 1, Olaf Mietz 2, Reinhard F. Hüttl 1 1 Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ), Potsdam 2 Institut für angewandte Gewässerökologie GmbH, Seddiner See 3 Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (LUGV) Brandenburg, Potsdam 4 Leibniz-Institut für Agrartechnik (ATB), Potsdam-Bornim 5 Förderverein Feldberg-Uckermärkische Seenlandschaft e.v., Templin 6 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.v., Müncheberg 7 Leibniz-Insitut für Gewässerökologie und Binnenfi scherei, Berlin 8 Nationalparkamt Müritz, Hohenzieritz 9 Staatliches Amt für Landwirtschaft und Umwelt Mecklenburgische Seenplatte, Neubrandenburg kaiserk@gfz-potsdam.de Zusammenfassung: Seit etwa 25 Jahren werden in Nordostdeutschland fallende oder verstärkt schwankende Seespiegel beobachtet. Dies betrifft vor allem Grundwasserseen und Endseen, die von Natur aus abflusslos sind. Darüber hinaus gibt es Seen (zumeist staugeregelt) die einen konstanten Seespiegel aufweisen und auch solche mit ansteigendem Seespiegel. Am Beispiel von sieben Seen werden jeweils die Seespiegeldynamik der letzten Dekaden beschrieben und die Ursachen von hydrologischen Veränderungen diskutiert. In den Seen mit Wasserspiegelabsenkung findet eine Reihe von ufermorphologischen und ökologischen Veränderungen statt; z. B. Freilegung ehemals subaquatischer Sedimente/Strandbildung, Rückgang von submersen Makrophyten und Eutrophierung. Projektionen der künftigen Seespiegelentwicklung deuten auf eine weitere Abnahme bzw. Verstärkung der Fluktuation der Seespiegel hin. Forschungsbedarf besteht schwerpunktmäßig für die Aspekte hydrologisches Langzeitverhalten von Seen und die Optimierung integrierter Bewirtschaftungsstrategien von Seen. Schlüsselwörter: Seespiegel, Grundwasser, Trend, Landschaftswasserhaushalt, Eutrophierung, Revitalisierung. Abstract: Lake levels in Northeast Germany partly have decreased or intensively fluctuated over the last approx. 25 years. In particular groundwater lakes and endorheic lakes, having mostly no natural outlet, are influenced by this dynamics. Furthermore there are artificially dammed lakes with quasi-constant water level and those showing an increasing water level after implementation of measures to stabilise the local water budget. Lake level dynamics of the last decades and factors of hydrological change are discussed, 2012 E. Schweizerbart sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, Germany / $ 5.75

6 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland 149 using seven exemplary lakes. Lakes with decreasing water level are characterised by several geomorphological and ecological changes; e.g. exposition of former subaquatic sediments/formation of beaches, recession of submersed macrophytes and eutrophication. Rising lakes show contrary processes. Projections of future lake-level development indicate further decrease and intensification of fluctuations, respectively. Research is required in order to understand the long-term hydrological characteristics of lakes and to optimise management strategies of lakes. Keywords: lake level, groundwater, trend, landscape water budget, eutrophication, revitalisation. 1. Einführung Die natürlichen Seen im nordostdeutschen Jungmoränengebiet von Brandenburg-Berlin und Mecklenburg-Vorpommern sind wie alle anderen Ökosysteme in der Region auch im starken Maß durch anthropogen verursachte Veränderungen seit Jahrhunderten beeinflusst worden. Waren es bis in das 19. Jahrhundert vor allem Veränderungen der Seeufer und des Wasserhaushalts z. B. durch die Errichtung von Siedlungen, die Landnutzung in den Einzugsgebieten und den Aufstau von Seen zum Betrieb von Wassermühlen (Driescher 2003, Kaiser et al. 2012) so war das 20. Jahrhundert von einer historisch beispielslosen Eutrophierung der Still- und Fließgewässer geprägt (z. B. Mathes et al. 2003, Grüneberg et al. 2011). Diese führte großräumig zu einer Minderung der Gewässer-, Lebensraum- und Nutzungsqualität. Mit dem umweltpolitischen und strukturellen Wandel in den neuen Bundesländern seit 1990 (Komar et al. 1993) besserte sich auch in Nordostdeutschland die Wasserbeschaffenheit vieler Seen und Fließgewässer erheblich. Die durch hohe Investitionen bei der Fernhaltung von Laststoffen (z. B. Bau von Kläranlagen) ermöglichten und durch die Reduzierung industriell-gewerblicher Aktivitäten quasi gratis unterstützten Gewässerschutzmaßnahmen waren vielfach wie gewünscht wirksam (BMU 2006). Seit etwa dem Jahr 2000 wird nun ein zuvor nur von wenigen Experten wahrgenommenes regionales Phänomen erstmals in Wissenschaft, Umweltpolitik und Öffentlichkeit thematisiert: sinkende Grundwasser- und Seespiegel. Parallel befassten sich Naturschutz, Klimafolgenforschung und Umweltbehörden mit diesem Thema zunächst in Brandenburg, wo die Problematik besonders augenfällig war und weiterhin auch ist (z. B. Freude 2001, Landgraf & Krone 2002, Bronstert et al. 2003, Gerstengarbe et al. 2003). In jüngerer Zeit findet das Thema eine verstärkte Aufmerksamkeit bei wissenschaftlichen und praktischen Akteuren in ganz Nordostdeutschland. Verschiedene Projekte zum Teil eingebettet in die Klimafolgen-/ Anpassungsforschung widmen sich seiner Erforschung, der Konzeption von Lösungsmöglichkeiten und deren Umsetzung (z. B. Roithmeier 2008, Nixdorf et al. 2009, Kaiser et al. 2010, Mauersberger 2010, Germer et al. 2010, Natkhin 2010, Lischeid & Natkhin 2011). Dieser hydrologische Wandel (Bronstert et al. 2009) von Seen wird flankiert von ökologischen Veränderungen (z. B. Wilhelm 2007, Oldorff & Vohland 2009, van de Weyer et al. 2009, Kasprzak et al. 2010, Hupfer & N ixdorf 2011, Hupfer et al. 2011). Für beides wird die globale Klimaerwärmung mitverantwortlich gemacht. Diskontinuierlich, beispielsweise anlässlich saisonaler Trockenperioden in der letzten Dekade oder im Umfeld wissenschaftlicher Veranstaltungen, berichteten auch die Medien über das Thema und dies in der Regel mit zugespitzten Schlagzeilen so z. B. im Jahr 2010: Seen trocknen aus (3sat, ), Land der Seen auf dem Trockenen (Nordkurier, ) oder Schrumpfende Seen, sinkende Pegel (Schweriner Volkszeitung, ). Doch nicht nur in Nordostdeutschland werden seit einiger Zeit fallende oder verstärkt schwankende Seespiegel beobachtet oder für die Zukunft angenommen. Auch für andere Regionen in Mitteleuropa und darüber hinaus liegen entsprechende Befunde vor (z. B. Süddeutschland/Bodensee: Ostendorp et al. 2007; Niederösterreich: Ledolter 2008; Nordpolen: Dąbrowski 2004; Weißrussland: Danilovich & Lopuch 2006; Baltikum: Taminskas et al.

7 150 Knut Kaiser et al. 2007; Niederlande: Mooij et al. 2005). Unterschiedlich sind dabei je nach anthropogenem Einfluss, Klima, Landschaftstyp und hydrologischem Seetyp die Beträge und die Ursachen der Seespiegelveränderungen, die ökologischen Auswirkungen und die Handlungsmöglichkeiten. Ziel des vorliegenden Beitrages ist es, anhand von Beispielen einen Überblick zur aktuellen hydrologischen Entwicklung der Seen in Nordostdeutschland zu geben, die ökologischen Konsequenzen der Wasserspiegelveränderungen zu skizzieren und die Handlungsmöglichkeiten zur Stabilisierung des lokalen Seewasserhaushalts wie auch den thematischen Forschungsbedarf aufzuzeigen. Dabei werden nicht nur aktuell sinkende Seen vorgestellt, sondern auch Fälle, in denen aus Naturschutzfonds finanzierte Maßnahmen zur Stabilisierung des lokalen Wasserhaushalts einen Seespiegelanstieg zur Folge hatten. Entsprechend den gravierenden Kenntnislücken zur Thematik können einige Aspekte nur als Hypoth esen bzw. als Aufforderung zu ihrer weiteren Erforschung formuliert werden. Dies betrifft insbesondere die ökologischen Folgen von Wasserspiegelveränderungen. 2. Regionale hydrologische Charakteristik von Seen Seen sind ein Charakteristikum von Nordostdeutschland und als natürliche, d. h. überwiegend glazial entstandene Gewässer vor allem im Jungmoränengebiet dieser Region verbreitet. Die gesamte natürliche Seenfläche beträgt hier ca km 2 (Korczynski et al. 2005). Hinzu kommt im Altmoränengebiet der Niederlausitz (Brandenburg) eine Fläche von ca. 250 km 2 aktuell entstehender Seen, die sich mit der Flutung von Braunkohle-Tagebaurestlöchern bilden (Fleischhammel et al. 2010). Ergänzend ist für Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern noch eine Gesamtfläche von ca. 13 km 2 an Stauseen zu nennen. Verschiedene Systeme aus z. B. limnologischer, fischereilicher, geomorphologischer oder landschaftsökologischer Perspektive werden genutzt, um Seen für bestimmte Zwecke bzw. Fragestellungen zu klassifizieren. Für unser Thema ist die regionale hydrologische Seenklassifikation nach Mauersberger (2006) von Bedeutung, da diese die hydrologische Einbindung eines Sees in das Einzugsgebiet sowie die dominierende Wasserspeisung und Entwässerung beschreibt. Letztere beide sind die Summe aus jeweils unterschiedlichen Komponenten (Niederschlag; oberirdischer Zufluss in Form von Fließgewässern und Quellrinnsalen; zufließendes Grundwasser; Verdunstung von der Wasserfläche und durch die Wasservegetation; oberirdischer Abfluss als permanentes Fließgewässer, periodisches Gerinne oder Durchströmungsmoor; Versickerung in das Grundwasser). Die Wasserspeisung bestimmt maßgeblich den Stoffeintrag aus der terrestrischen Umgebung und damit auch die limnochemischen Eigenschaften eines Sees als Lebensraum mit. Charakteristische Merkmalsmuster der genannten Komponenten lassen sich als hydrologische Seentypen darstellen. Diese sieben Typen (1) Flusssee, (2) Fließsee, (3) Quellsee, (4) Endsee, (5) Grundwassersee, (6) Kesselsee und (7) Himmelsee sind idealisiert; es gibt auch Übergangsformen. Von besonderer Bedeutung im Rahmen dieses Aufsatzes sind die sogenannten Grundwasserseen. Diese sind in den seenreichen Sanderlandschaften der Region am häufigsten. Sie repräsentieren zumeist das örtliche Niveau des obersten unbedeckten Grundwasserleiters und werden neben dem Niederschlag auf den See vor allem durch das Grundwasser gespeist. Unter ihnen sind die aus der Sicht des Gewässer- und Naturschutzes sehr wertvollen nährstoffarmen, zumeist mesotrophen Klarwasserseen besonders zahlreich. Es gibt Befunde, die darauf hinweisen, dass bei diesem Seetyp Wasserspiegelschwankungen in mehrjährigen Zyklen charakteristisch sind (Mauersberger & Mauersberger 1996). Vor Anlage der Mühlenstau- und Meliorationssysteme seit dem 12./13. Jahrhundert, die viele isolierte (Binnen-) Einzugsgebiete oberirdisch verbanden (Kaiser 1996, Driescher 2003), bildeten die Grundwasserseen den mit Abstand häufigsten hydrologischen Seentyp in Nordostdeutschland. Die meisten wurden in Fließseen umgewandelt, nur wenige haben in ihrem natürlichen Speisungszustand bis heute überdauert (Mauersberger 2006).

8 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland Hydrologische Datengrundlage Wasserstandsdaten von natürlichen Seen in Nordostdeutschland werden für unterschiedliche Zwecke von verschiedenen Einrichtungen erhoben. Generell liegt nur für einen bislang nicht bekannten Bruchteil der Seen überhaupt Datenmaterial vor. Dies lässt sich exemplarisch für die insgesamt jedoch hinsichtlich des Wasserhaushaltsmonitorings besser gestellten regionalen Großschutzgebiete (Nationalparks, Naturparks, Biosphärenreservate) abschätzen. So weist der Müritz-Nationalpark 107 Seen größer 1 ha auf; davon liegen für 28 Seen (26 %) Pegeldaten vor. Für das Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin ist das entsprechende Verhältnis 230 : 80 (35 %), für den Naturpark Uckermärkische Seen 170 : 61 (36 %). Für wenige zumeist staugeregelte (Fluss-) Seen, die Bestandteil von (Bundes-) Wasserstraßen z. B. im Havel-, Spree- und Eldesystem sind, liegen Datenreihen bereits seit dem 19. Jahrhundert vor (Daten bei den Schifffahrtsund Landesumweltämtern). Für weitere Seen sind Pegeldaten seit den 1950er 1980er Jahren verfügbar, die zumeist durch die regionalen Umweltbehörden erhoben und archiviert werden. Die Mehrzahl der Seepegel wurde jedoch erst mit der Einrichtung von Großschutzgebieten durch die entsprechenden Schutzgebietsverwaltungen seit den 1990er Jahren installiert. 4. Wasserspiegeltrends Nur ein sehr geringer Teil des regionalen Bestandes an Seepegeldaten wurde bislang systematisch, z. B. für wissenschaftliche Zwecke oder zur Ableitung von praktischen Maßnahmen ausgewertet (z. B. Richter 1997, Zauft 2003, Germer et al. 2010, Jahn 2010, Kobel & Spicher 2010, Lischeid et al. 2010, Natkhin 2010, Stüve 2010, Wichern et al. 2010, Lischeid et al. 2012); eine statistisch fundierte regionale Übersicht fehlt. Somit können Trends der hydrologischen Entwicklung der Seen aber auch die entsprechenden ökologischen Konsequenzen und Handlungsmöglichkeiten nur exemplarisch dargestellt werden. Gewählt wurden nachfolgend solche Beispiele, die die Bandbreite der Seespiegeltrends von Abnahme Tabelle 1. Merkmale der vorgestellten Seen. Nr. See 1 Gr. Fürstenseer See Höhe 1 [m ü. NN] Größe 1 [ha] max. Tiefe 1 [m] Trophie Hydrologischer Typ aktuell 2 Zotzensee 60, e 4 Fließsee ,9 4 4 m-e 59, m 5 Peetschsee 59, m 6 7 Redernswalder See Gr. Seddiner See Schulzensee Grundwassersee Gr. Stechlinsee Grundwassersee Nutzung im EZG 2 Geologie im EZG Wald Sander Müritz-Nationalpark Müritz-Nationalpark Naturpark Uckermärkische Seen Naturpark Stechlin-Ruppiner Land Naturpark Stechlin-Ruppiner Land Wald-Grünla nd-acker Sander 2004 Wald Sander 1957 Wald Sander 1958 Wald 52, m-e Endsee 1976 Wald 38, e Grundwassersee 1977 Sander- Biosphärenreservat Schorf- Grundmoränheide-Chorin Sander- Naturpark Grundmoräne Nuthe-Nieplitz Wald-Acker- Grünland Grundwassersee Sander- Endmoräne Seepegelinstallation Großschutzgebiet 63, m 3 Grundwassersee 1 Wert ist aufgrund von Wasserspiegelveränderungen als Richtwert zu verstehen (ermittelt zu unterschiedlichen Zeitpunkten); 2 der dominierende Anteil wird zuerst genannt; 3 mesotroph; 4 eutroph

9 152 Knut Kaiser et al. Abbildung 1. Lage der vorgestellten Seen in Nordostdeutschland (Karte im Hintergrund von S. Lorenz & P. Wiese in Kaiser et al. 2012).

10 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland 153 Abbildung 2. Seespiegelzeitreihen der vorgestellten Seen. Zu beachten ist die unterschiedliche Länge der Messperiode (x-achse, Jahreszahl) und die unterschiedliche Skalierung der relativen Wasserstandsänderung (y-achse, Wasserstand in cm).

11 154 Knut Kaiser et al. über Quasikonstanz bis Zunahme widerspiegeln (Abb. 1). Tabelle 1 und Abbildung 2 geben eine Übersicht zu ausgewählten Seemerkmalen bzw. zu den Seespiegeltrends. Weitergehende Analysen z. B. die statistische Auswertung der Seewasserstandsganglinien, die Berücksichtigung seenaher Grundwasserspiegeldaten oder die Einbindung hydrometeorologischer Daten waren im Rahmen dieses Übersichtsbeitrages nicht vorgesehen. Hierfür wird auf die angegebenen Quellen verwiesen. Großer Fürstenseer See Der Gr. Fürstenseer See besitzt zwei künstliche Zu- und Abflüsse die teilweise mindestens seit dem 18. Jahrhundert existieren und für den Betrieb von Wassermühlen, das Flößen von Holz sowie für die Entwässerung von Landwirtschafts- und Forstflächen angelegt wurden. Diese Zu- und Abflüsse waren in den letzten ca. 15 Jahren nicht in Funktion, da einerseits fest etablierte Grabenstaue einen Durchfluss verhinderten und andererseits der lokale Grundwasser- bzw. Seespiegel unter das Niveau der Grabensohlen gesunken war. Die Seespiegelzeitreihe von zeigt einen mehrfachen Wechsel von an- und absteigenden Wasserständen mit einem generellen Trend der Seespiegelabsenkung (Abb. 2). Seit 1988 nahmen die Maxima ab (Ausnahme 2011). Die maximale Schwankungsamplitude in diesem Zeitraum beträgt 1,2 m. Ein Vergleich mit dem ca. 5 km westlich des Sees gelegenen Grundwasserpegel in Klein Trebbow zeigt für den obersten unbedeckten Grundwasserleiter im Zeitraum ein der Seespiegelentwicklung ähnelndes Kurvenbild. Auch der Gang der seit ca. 30 Jahren abnehmenden Kumulativen Klimatischen Wasserbilanz (Station Neustrelitz) entspricht in hohem Maß der Seespiegelkurve für diesen Zeitraum (Abb. 3; Abbildung 3. Synoptische Darstellung der Seespiegelentwicklung des Gr. Fürstenseer Sees, der Grundwasserspiegelentwicklung am ca. 5 km westlich gelegenen Pegel Klein Trebbow (oberster, unbedeckter Aquifer) und der Kumulativen Klimatischen Wasserbilanz nach Daten der Klimastation Neustrelitz (nach Stüve 2010, verändert).

12 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland 155 Stüve 2010). Dies könnte bedeuten, dass der den Seespiegel (mit-)steuernde Grundwasserspiegel stark von einer klimatisch bedingten Verringerung der Grundwasserneubildung in diesem Gebiet abhängig ist. Weitere mögliche Einflussgrößen sind Veränderungen in der Waldstruktur (Alterung und Vergrasung der im Einzugsgebiet dominierenden Kiefernforste) und geohydrologische Auswirkungen einer in den 1970er Jahren erfolgten Hydromelioration der im Grundwasserabstromgebiet des Sees gelegenen Stendlitzwiesen (Hinz & Wernicke 2002). Ein Wasserhaushaltsmodell mit der Bilanzierung der den Seespiegel beeinflussenden Größen steht noch aus. Derzeit laufende Untersuchungen zur Historie und Paläohydrologie des Gr. Fürstenseer Sees ergaben u. a. Hinweise auf einen ca. 1,5 m höheren Wasserstand im 18. Jahrhundert, einen ca. 2,5 3 m höheren Wasserstand im Spätmittelalter / in der Frühen Neuzeit (ca Jahrhundert) und einen ca. 1 m höheren Wasserstand im Frühmittelalter (ca /11. Jahrhundert) gegenüber dem historischen Minimum von Das heißt in den letzten etwa 1000 Jahren ist der Gr. Fürstenseer See durch eine Wasserstandsamplitude von ca. 3 m gekennzeichnet gewesen. Zotzensee Der von der Havel durchflossene und in einer vermoorten Niederung gelegene Zotzensee wurde im 19. und 20. Jahrhundert tiefgreifend von Meliorationsmaßnahmen beeinflusst. Diese verursachten, im Vergleich zum Zustand in der Mitte des 18. Jahrhunderts, durch See- und Grundwasserspiegelsenkung sowie Verlandung eine Abnahme der Seefläche um etwa die Hälfte (von ca. 200 ha um 1754 auf ca. 93 ha um 2003) und durch Torfaufbrauch eine Abnahme der Moorfläche (Torfverbreitung) um ca. 18 % (IBS GmbH 2000, Küster & Kaiser 2010). Im Rahmen des EU-LIFE-Projektes Moore und Große Rohrdommel an der oberen Havel das auf den Moorschutz und die Revitalisierung dieses Feuchtgebietes zielte (Nationalparkamt Müritz 2003) wurde der Wasserstand im Jahr 2003 an einem unmittelbar havelabwärts des Sees gelegenen Wehr um etwa 20 cm angehoben und die vormals cm betragenden jährlichen Wasserstandsschwankungen auf etwa cm reduziert (Abb. 2). Parallel erhöhte sich die Seefläche von ca. 93 ha (2003) auf ca. 110 ha (2004). Die umgebende Moorniederung vernässte wieder. Schulzensee Im seit langem oberirdisch zuflusslosen Schulzensee bei Rutenberg liegt der Seespiegel wegen des tiefen Geländeeinschnitts im Niveau des zweiten Grundwasserleiters, aus dem er auch gespeist wird. Vermutlich in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde ein Entwässerungsgraben angelegt, der den Seespiegel absenkte und die den See umgebenden Moorflächen trockenlegte. Große Teile der Moorflächen lagen inzwischen bis 70 cm höher als der Seespiegel. Im Pflege- und Entwicklungsplan für das Naturschutzgroßprojekt Uckermärkische Seen (I.L.N. 2004, Mauersberger 2010) wurde für die Schulzensee-Niederung als Ziel die Entwicklung von wachsenden Seggen- Röhricht-Mooren und von Erlenbruchwäldern formuliert. Die Umsetzung verlangte eine Wasserstandsanhebung von mindestens 50 cm. Der Entwässerungsgraben wurde im Dezember 2005 abschnittsweise verfüllt und ein Überlauf auf dem Niveau der Mooroberfläche vorbereitet. Seitdem ist ein Anstieg des Seespiegels zu beobachten, wobei die Wasserstandsanhebung zwischen dem Sommer 2005 d. h. unmittelbar vor dem Anstau und dem Sommer 2011 ca. 70 cm beträgt (Abb. 2). Da nunmehr die Überlaufhöhe erreicht und das Überlaufgerinne sehr breit ist, wird die potenzielle Wasserspiegelerhöhung in der Zukunft nur noch wenige Zentimeter betragen. Großer Stechlinsee Der stauregulierte Gr. Stechlinsee weist in der Zeitreihe mit ca. 60 cm Gesamtschwankung eine relativ geringe Wasserstandsamplitude auf (Abb. 2). Mehrjährige Trends ansteigender und abnehmender Seespiegel im Dezimeterbereich werden deutlich. Bereits 1750 wurde der See durch den Bau des Polzowkanals mit dem Nehmitzsee verbunden und somit ein oberirdischer Abfluss

13 156 Knut Kaiser et al. dieser ursprünglich abflusslosen Seen in Richtung Havel geschaffen. Der Gr. Stechlinsee wurde dadurch um 1,1 m abgesenkt (Krausch 1974). Eine weitere Absenkung erfolgte 1961 um 30 cm durch den Bau des Kernkraftwerkes Rheinsberg (in Betrieb von ). Ende der 1980er bis Mitte der 1990er Jahre wurde der Gr. Stechlinsee zur Entwässerung des angrenzenden Tradenmoor zeitweise auf 59,35 m ü. NN abgesenkt (aktuell um 59,6 m ü. NN) wurde durch das Landesumweltamt Brandenburg die Wasserstandsregulierung für den See zwischen 59,65 und 59,75 m ü. NN festgelegt. Die im Rahmen des EU-LIFE-Projektes Stechlin am Seeauslauf des Nehmitzsees neu errichtete Staustufe bewirkt seit 2007 einen steigenden Wasserstand, ohne allerdings das Niveau zu erreichen, das der See vor dem Bau des Kernkraftwerkes aufwies. Resümierend lässt sich feststellen, dass der Wasserspiegel des Gr. Stechlinsees von der Stausteuerung am Seeauslauf abhängt und ein quasikonstantes Niveau besitzt. Durch die Hydromelioration von angrenzenden Moorniederungen (z. B. Tradenmoor , Boberowrinne ) wurde auch die geohydrologische Situation im Einzugsgebiet verändert. Peetschsee Der Peetschsee besitzt oberirdisch weder Zunoch Abflüsse. Der Seespiegel zeigt in der Zeitreihe Schwankungen mit e inem starken Abfall se it Mitte der 1980er Jahre (Abb. 2). Seit etwa 2003 verharrt der See in einem tiefen Niveau. Der Wasserstandsrückgang in der zweiten Hälfte der 1980er Jahre verlief auffällig parallel zur Hydromelioration des angrenzenden Tradenmoores ( ), das noch bis 1987 einen Flachsee mit einer Wasserfläche von 35 ha aufwies. Nach einem wenige Jahre andauernden Anstieg zu Beginn der 1990er Jahre setzte sich die Wasserspiegelsenkung ab 1995 fort. Zeitgleich wurde im Einzugsgebiet das Wasserwerk Dagow in Betrieb genommen, dessen Fördermengen (ab 2000) von ca bis m 3 /a etwa 10 % des modellierten aktuellen Grundwasserzustroms (ArcEGMO) in den Peetschsee entsprechen. Im Jahr 2010 lag der Seespiegel fast 2 m unter dem bislang registrierten Höchstwasserstand von Für das Gesamtvolumen des Sees ergibt sich im Zeitraum eine Abnahme von 22 %. Die Auswertung der Grundwasserganglinien im Einzugsgebiet und der Seespiegelganglinie macht wahrscheinlich, dass sich der Grundwasserzustrom zum See sowohl durch die Hydromelioration des Tradenmoors und weiterer angrenzender Niederungen als auch den Betrieb des Wasserwerkes Dagow verringert hat (unveröff. Material des Landesamtes für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg). Redernswalder See Der abflusslose Redernswalder See weist im Zeitraum eine maximale Seespiegelsenkung von 3,1 m auf (Abb. 2). Er gehört damit zu den Seen in Nordostdeutschland mit den größten bekannten Wasserstandsamplituden, wobei das regionale Schwankungsmaximum mit 5,5 m im Sprockfitzsee bei Feldberg/ Mecklenburg ebenfalls einem Endsee vorliegt (Glatzer 1999). Der Redernswalder See hat in den letzten 25 Jahren infolge der Wasserspiegelsenkung mehr als 50 % seines Volumens verloren. Auf erhebliche Wasserstandsschwankungen des Sees bereits vor 1976 deuten dendrochronologisch analysierte und bis vor kurzem noch subaquatisch gelegene Baumreste an seinen Ufern hin. Diese belegen, dass der Wasserspiegel zwischen den 1920er Jahren und 1952 mindestens ebenso niedrig gewesen sein muss wie heute. Danach scheint er innerhalb von ca. 30 Jahren auf den Höchststand von 1982 gestiegen zu sein, um anschließend wieder abzusinken (I. Heinrich/Potsdam, mdl. Mitt.). Auch auf dem Messtischblatt von 1888 ist der Redernswalder See mit einem Wasserstand angegeben, der damals ca. 2 m unter dem gemessenen Höchststand von 1982 (55,4 m ü. NN) lag. Eine modellgestützte Wasserhaushaltsanalyse (Natkhin 2010, Natkhin et al. 2010) zeigt, dass die beobachteten abnehmenden Wasserstände durch Veränderungen der hydroklimatischen Bedingungen sowie durch Veränderungen der Waldvegetation und damit abnehmender Grundwasserneubildungsraten zu erklären sind. So ist die mittlere Grund-

14 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland 157 wasserneubildung unter den Waldflächen um 71 mm/a ( 48 %) geringer als Klimatisch wirkte sich vor allem der regional abnehmende Niederschlag aus; weiterhin stiegen die Temperatur und die Evapotranspiration. Mit etwa gleichem Anteil wie die klimatischen Veränderungen ( 36 mm/a) wirkten Veränderungen der Waldvegetation. Ein Rückgang der Grundwasserneubildung wurde durch eine Veränderung in der Altersstruktur ( 11 mm/a) und eine zunehmende Vergrasung ( 24 mm/a) verursacht. Großer Seddiner See Seit Beginn der Pegelaufzeichnungen 1977 ist der zuflusslose Gr. Seddiner See durch eine maximale Wasserstandsamplitude von ca. 1,2 m gekennzeichnet (Mietz 1998, Vietinghoff 1998; Abb. 2). In der Tendenz wurde bis etwa 2007 deutlich, dass die Maxima und die Minima fortlaufend geringer ausfielen. Seitdem schwankt der See in einem Wasserstandsintervall um 50 cm. Nach DHI WASY GmbH (2010) sind die Wasserstandsänderungen zu etwa 70 % klimatisch bedingt und werden zu etwa 30 % durch Grundwasserentnahmen im Einzugsgebiet hervorgerufen. Auch im Einzugsgebiet und unmittelbar benachbart davon (Zauche-Hochfläche) wurden seit den 1960er Jahren fallende See- und Grundwasserspiegel in Kleinseen bzw. Mooren festgestellt. Diese werden allerdings vor allem mit Strukturveränderungen in den Waldbeständen und der Hydromelioration im Nuthe-Nieplitz-Tal erklärt (Landgraf & Notni 2003, Landgraf 2005). 5. Ökologische Konsequenzen Mit Ausnahme des Gr. Stechlinsees dieser gehört zu den ökologisch-limnologisch am besten untersuchten Seen der Welt (weiterführende Literatur in Koschel & Adams 2003, Kasprzak et al. 2010) liegt zu den limnologischen Merkmalen der vorgestellten Seen nur stark fragmentarisches Wissen vor. So existiert beispielsweise ein systematisches, zeitlich höher aufgelöstes und langjähriges ökologischlimnologisches Monitoring allein für den Gr. Stechlinsee. Für die anderen Seen sind teils häufiger (z. B. Gr. Seddiner See: mehrfach im Jahr), teils seltener (z. B. Gr. Fürstenseer See: in Abständen von Jahren) gewässerökologische Daten erhoben worden. Auch ist der räumliche Fokus der lokalen Beobachtungen unterschiedlich: Teils stand vor allem der See (z. B. Peetschsee), teils vor allem die Seeumgebung (z. B. Zotzensee) im Mittelpunkt. Entsprechend lässt sich derzeit nur ein eingeschränktes und nicht vergleichend auswertbares Spektrum an Beobachtungen mitteilen, so dass zu einigen Ursache-Wirkungs-Beziehungen nur Hypothesen formuliert werden können. Allgemein wird Wasserspiegelschwankungen in Seen der gemäßigten Breiten obgleich gewöhnlich geringer ausgeprägt als in den semiariden und ariden Gebieten eine bedeutende Rolle für die Funktionen in Seeökosystemen zugewiesen. Dies gilt vor allem für Flachseen mit Maximaltiefen von weniger als 10 m (Coops et al. 2003). Diese reagieren komplex, d.h. mit einer länger oder kürzer anhaltenden Veränderung ihrer physikalischen, chemischen und biologischen Teilsysteme. Relativ extreme Seespiegelveränderungen (> 0,5 1 m) können dabei insbesondere einen Wechsel von einem klaren, Makrophyten-dominierten zu einem trüben, Plankton-dominierten Status bewirken (Hilt et al. 2010). Ähnlich wie in vielen Talsperren mit Stauspiegelschwankungen kann sich keine Makrophytenvegetation etablieren. Dies hat nicht zuletzt Auswirkungen auf die Biodiversität und den Erholungswert eines Sees. Vor allem die Veränderung der biologischen Komponenten, z. B. Plankton, Röhrichte und Invertebraten umfassend, stand bislang im Mittelpunkt von Studien zu den Auswirkungen von Seespiegelschwankungen (z. B. Nõges & Nõges 1999, Schmieder et al. 2004, Brauns et al. 2008). Aber auch chemisch-physikalische Vorgänge werden durch Seespiegelveränderungen erheblich beeinflusst (z. B. Ulrich 1998, Baldwin et al. 2008, Wantzen et al. 2008), wobei eine Tiefen- bzw. eine Volumenabnahme des Sees tendenziell zu einer Beschleunigung der Stoffumsetzungsprozesse führt und damit die Eutrophierung verstärken kann (Hupfer & Nixdorf 2011). Wesentliche Elemente einer allgemeinen Wirkungskette der Grundwasser- und Seespie-

15 158 Knut Kaiser et al. Abbildung 4. Konzeptmodell der allgemeinen Wirkungskette einer Grundwasser- und Seespiegelsenkung auf einen Grundwassersee in Nordostdeutschland.

16 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland gelsenkung auf einen Grundwassersee gedacht zur konzeptionellen Einbettung der nachfolgenden Ausführungen stellt die Abbildung 4 dar. Bestimmte Elemente dieses Konzeptmodells sind dabei zur Wahrung einer gewissen Übersichtlichkeit nicht weiter aufgelöst worden. Dies betrifft beispielsweise das Subsystem Mensch. Augenscheinlich sind die starken Wasserspiegelabsenkungen am Gr. Fürstenseer See (Abb. 5), Redernswalder See (Abb. 6) und Peetschsee (Abb. 6). Hier wurden am Ufer, teilweise auch auf Untiefen/Inseln, ehemals subaquatisch gelegene sandige Sedimente freigelegt. Die vormalige Unterwasservegetation aus Laichkraut- und Armleuchteralgenbeständen verschwand an diesen Stellen. Bis zur mehr oder weniger raschen Besiedlung mit Schilfröhrichten, Segenrieden und später mit Pionier- 159 wald aus Birke, Erle und Kiefer sind hier lokal strandartige Flächen vorhanden. Am Gr. Seddiner See bewirkten die Seespiegelabsenkungen die episodische Freilage von Seesanden und -schlämmen (vgl. Abb. 6) sowie den Verlust von jüngst erst wieder etablierten submersen Makrophytenbeständen. Im Jahr 2010 wurde hier ein großflächiges Absterben von Armleuchteralgen aufgrund von trocken gefallenen Flachwasserzonen beobachtet. Makrophyten sind für die Konsolidierung eines guten qualitativen Zustands in diesem See von besonderer Bedeutung: Eine großflächige Etablierung von Makrophytenbeständen vermag die ökologisch und für die Erholungsnutzung angestrebten Klarwasserzustände zu stabilisieren. Der Wasserstand des Gr. Seddiner Sees fiel in der Vergangenheit teilweise innerjährlich so schnell, dass insbesondere Abbildung 5. Zustand des Südostufers des Gr. Fürstenseer Sees bei gleicher Perspektive zu verschiedenen Zeitpunkten. A: Sommer 1981 (Foto: Ansichtskarte); B: Sommer 1987 (Foto: W. Koch); C: Mai 2009 (Foto: K. Kaiser); D: August 2011 (Foto: K. Kaiser). Erkennbar ist die schrittweise Seespiegelabsenkung und Ausbildung einer Strandsituation bis Der relative hohe Wasserstand im August 2011 führte zu einer teilweisen Flutung des Strandes. eschweizerbart_xxx

17 160 Knut Kaiser et al. Abbildung 6. Ufersituation verschiedener Seen nach Wasserspiegelsenkung (A, B, C) und Wasserspiegelanstieg (D). A: Redernswalder See, September 2009 (Foto: K. Kaiser); B: Peetschsee, April 2009 (Foto: S. Oldorff); C: Gr. Seddiner See, September 2009 (Foto: O. Mietz); D: Schulzensee, Mai 2011 (Foto: R. Mauersberger). Muscheln keine Möglichkeit zum Rückzug in die noch wasserführenden Bereiche hatten. Die Muscheln vertrockneten bzw. wurden von Vögeln oder Raubsäugern gefressen. Allein im Jahr 2009 gingen im Gr. Seddiner See mehrere 1000 Großmuscheln verloren (Mietz & Vedder 2010). Dadurch vermindert sich die Reinigungsleistung durch benthische Filtrierer, da Muscheln in Abhängigkeit von der Art ca. 0,5 1 m3 Wasser pro Quadratmeter und Tag filtrieren (Nalepa et al. 1996). Ein weiterer Effekt des Trockenfallens ist die Mineralisierung der organischen Substanz. Im Falle eines Wiederanstieges des Wassers (z. B. temporär in feuchten Jahreszeiten oder bei Starkregen) wird die mineralisierte Substanz im Wasser gelöst und damit der Nährstoffgehalt im Freiwasser erhöht (Ulrich 1998, IaG GmbH 2009). In Abhängigkeit von der Tiefenstruktur kommt es teilweise bei den oben erwähnten Seen vor allem im Redernswalder See zu ei- eschweizerbart_xxx ner zunehmenden Isolation von Teilbecken, die sich dann wie eigenständige Seen verhalten. Mit der Seespiegelsenkung wandert die v. a. physikalisch determinierte Uferzone seewärts. Dadurch kommt es zu einer räumlichen Verschiebung der Besiedlung mit Makrophyten und Makrozoobenthos. Eine Folge von Seespiegelveränderungen mit weitreichenden Konsequenzen ist die Veränderung der Relation von Epilimnion und Hypolimnion in geschichteten Seen. Bei sinkendenden Wasserständen wirkt sich das Sediment stärker auf das kleiner werdende Hypolimnion aus, was zur übermäßigen Stoffanreicherung bzw. zu ausgeprägtem Sauerstoffdefizit führen kann. Bislang geschichtete Seen könnten unter Umständen eine weniger stabile Schichtung aufweisen als zuvor. Ein in der jüngsten Zeit festgestelltes und zumindest teilweise mit den Seespiegelabsenkungen bzw. einem veränderten Grundwasserhaushalt in Verbindung gebrachtes Phänomen

18 Aktuelle hydrologische Veränderungen von Seen in Nordostdeutschland 161 ist das Verschwinden großer Flächen submerser Makrophyten im Gr. Stechlinsee (von um 86 ha = 47 %) und im Peetschsee (von 1992/ um ca. 11 ha = 55 %). Dieser starke Makrophytenrückgang könnte mit der zunehmenden Eutrophierung beider Seen im Zusammenhang stehen. Die Nährstoffeinträge resultierten möglicherweise aus zunehmenden atmosphärischen Depositionen und aus Abwasserbelastungen (letztere historisch nur für den Gr. Stechlinsee; Oldorff & Päzolt 2010). Auch die hydrologischen Veränderungen an den Seen und in ihren Einzugsgebieten könnte eine Rolle spielen (Holzbecher & Nützmann 2000, van de Weyer 2009): Die Wasserhaushaltsbilanz des Gr. Stechlinsees hat sich in den letzten Jahren gegenüber dem langjährigen Mittel ( ) verändert ( 11,6 % Grundwasserneubildung, 4,3 % Gesamtabfluss, +1,8 % Verdunstung). Seit Mitte der 1990er Jahre ist die Kalziumkarbonat-Konzentration im S eewasser stark rückläufig, was für eine geringere Karbonatfällung spricht und seine Ursache in veränderten Stoffeinträgen haben kann. Die Rückläufigkeit dieses Transportmechanismus ist auch in hochaufgelösten Sedimentkernuntersuchungen durch abnehmende Kalzium-Gehalte sichtbar (Hupfer & Nixdorf 2011). Ob damit auch eine geringere Phosphor-Immobilisierung im Wasserkörper und im Sediment stattfindet, ist Gegenstand aktueller Untersuchungen. Hydrogeologische Untersuchungen wiesen in mehreren Seen im Süden des Stechlinseegebietes (südlich des Nehmitzsees) einen Anteil von salinarem Tiefenwasser nach (Kaboth et al. 2008). Das deutet auf eine gewisse Exposition des Gebietes hinsichtlich einer geogenen Versalzungsgefahr hin. Ähnliche Befunde liegen aus der unmittelbaren Nähe des Gr. Seddiner Sees im Potsdamer Raum vor (Nillert et al. 2008). Prinzipiell wirkt das durch hohe Grundwasser- und Seespiegelstände erzeugte Druckpotenzial dem Salzwasseranstieg entgegen. Entsprechend steigt in den exponierten Gebieten die Gefahr eines Salzwasseraufstiegs bei abnehmenden Wasserständen. Hinsichtlich der oben vorgestellten Grundwasser- und Endseen ist anzunehmen, dass mehrjährig-größere und innerjährlich-kleinere Wasserstandsschwankungen generell ein Kennzeichen der natürlichen Dynamik dieser Gewässer sind. Für die Uferzone sind damit auch reguläre und zum Teil reversible Veränderungen in der Zusammensetzung von Biozönosen zu erwarten. Zu vermuten ist jedoch, dass durch nutzungsbedingte Veränderungen am See und in seinem Einzugsgebiet (z. B. Bau künstlicher Zu- und Abflüsse, Entwässerung von Mooren, Zuleitung von Acker- und Grünlanddrainagen, Veränderungen der Vegetationsbedeckung/Kulturarten) diese Dynamik deutlich verstärkt wird. Dies führt zu drastisch höheren (Nähr-) Stoffeinträgen gegenüber dem natürlichen Zustand. Damit kann u. U. die Stabilität des Sees im Sinne einer lebensraumtypischen Makrophytendominanz, insbesondere unter dem Einfluss weiterer, z. B. klimawandelbedingter Faktoren oder durch die Mobilisierung im Sediment fixierter Phosphor-Mengen, nicht (mehr) gewährleistet werden. Daneben kommt es zum (permanenten oder zeitweiligen?) Verlust und Ersatz lebensraumtypischer Unterwasserpflanzenarten (van de Weyer et al. 2009). In den beiden durch künstlichen Aufstau 2003 bzw beeinflussten Flachseen Zotzensee und Schulzensee wurden deutliche Veränderungen im See selbst wie in den umgebenden Moorniederungen festgestellt. Im Zotzensee verbesserte sich durch den Rückhalt von stark mit Nährstoffen angereichertem Oberflächenwasser aus den Mooren der Trophiestatus (von 1998 polytroph 1 zu 2004 eutroph 2 ); die durchschnittliche Sichttiefe erhöhte sich um einige Dezimeter. Ein seit 2002 durchgeführtes Vegetationsmonitoring zeigt zum einen im See die Zunahme der Verbreitung und der Artenzahl von Armleuchteralgenarten. Zum anderen wiesen alle Dauerquadrate in der Moorumgebung eine Erhöhung um eine Wasserstufe auf. Die Anzahl der Dauerquadrate mit potenziell torfbildender Vegetation wie z. B. Großseggen- und Wasserriede erhöhte sich von 7 (2002) auf 17 (2010; Vegelin 2010). Auch das zoologische Monitoring belegt Veränderungen zwischen dem Zustand 2002, d.h. unmittelbar vor dem Aufstau, und 2010 (z. B. Zunahme der Vogel- und Libellenarten). Im Schulzensee sind bislang hinsichtlich der Wasserbeschaffenheit keine Veränderungen erkennbar; vermutlich heben sich die Effekte der Volumenvergröße-

19 162 Knut Kaiser et al. rung und des vergrößerten Stoffeintrags aus den nach dem Seespiegelanstieg überstauten Moorflächen gegenseitig auf. In der Uferzone des Sees jedoch vollzieht sich gerade ein rapider Wandel: Die Ufergehölze aus Erlen mit gering ausgeprägter Bodenvegetation sterben ab; stattdessen entwickeln sich Großseggenriede, die von Wasserschwebergesellschaften durchsetzt sind (Abb. 6). 6. Mögliche zukünftige hydrologische Entwicklung Grundsätzlich gilt, dass die zukünftige hydrologische Situation durch Ungewissheit und Unsicherheit geprägt ist. Es sind prinzipiell immer mehrere Zukunftspfade denkbar. Sichere Prognosen des Wasserhaushalts im Sinne sicherer Zahlen sind aufgrund der Komplexität des an die Klima- und Landnutzungsentwicklung gekoppelten Wasserhaushalts grundsätzlich nicht möglich (Maurer et al. 2011, Merz et al. 2012). Nach dem bisherigen Stand der Forschung kann bei offenkundig weiter fortschreitender Erwärmung für weite Teile von Nordostdeutschland in den kommenden Jahrzehnten mit einer zunehmenden Verdunstung, einem gleich bleibenden bis schwach sinkenden Jahresniederschlag, einer abnehmenden Grundwasserneubildung und einer Zunahme der Extremereignisse (z. B. Starkregen) gerechnet werden (Gerstengarbe et al. 2003, Huang et al. 2010, Lischeid 2010). Das bedeutet für den Landschaftswasserhaushalt teilweise eine Fortschreibung bestehender Trends, z. B. bei der Abnahme des Niveaus des obersten Grundwasserwasserleiters und bei der Abnahme bzw. starken Fluktuation der Seespiegel grundwassergespeister Seen (Germer et al. 2010, 2011). Neben einer Studie zur künftigen hydrologischen Situation von Seen in Deutschland, die speziell für Nordostdeutschland eine mittelstarke bis starke Sensitivität hinsichtlich einer Wasserstands- bzw. Volumenabnahme bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts ergeben hat (Roithmeier 2008), sind für zwei der vorgestellten Seen modellgestützte Szenarios der Wasserspiegelentwicklung verfügbar. Der Redernswalder See wurde insbesondere mit Blick auf mögliche Folgen eines Waldumbaus im Einzugsgebiet analysiert (schrittweise Reduktion des Kiefernanteils von 66 % auf 10 %, Vergrößerung des Laubmischwaldanteils; Natkhin 2010). Für die klimatische Entwicklung wurde dazu das A1B-Emissionszenario und das Klimamodell REMO genutzt (A1B-Merkmale: rasches Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum, ausgewogene Nutzung fossiler und nichtfossiler Energiequellen, globale Erwärmung um 3,7 C bis 2100 bezogen auf das Mittel ; Jacob et al. 2008). Während bei Eintreten des Klimaszenarios A1B und gleichbleibendem Waldzustand von 2006 der Seespiegel um weitere zwei Meter absinken würde, wird mit dem Waldumbau eine positive Wirkung auf die Grundwasserneubildung im Einzugsgebiet und damit auf den Seespiegel (Abb. 7) verbunden. Damit wäre zwar der (negative) klimatische Einfluss gegen Ende des 21. Jahrhunderts nicht völlig zu kompensieren, doch ließe sich das Sinken des Wasserstandes wesentlich reduzieren. Im Gr. Seddiner See wurde für eine angenommene Erwärmung um 2 C bei gleichbleibender Einzugsgebietsstruktur die Wasserstandsentwicklung mittels der Modellkombination STAR (Klima) und ArcEGMO (Wasserhaushalt) bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts projiziert (DHI WASY GmbH 2010). Danach könnte sich der Seespiegel in einer mittleren Variante um 0,5 m absenken, in einer extremen Variante sogar bis 2,0 m (Abb. 7). Zusammengefasst deuten die vorliegenden Zukunftsindizien auf eine Verschärfung der heute bereits angespannten Wasserhaushaltssituation in den Seeeinzugsgebieten, konkret auf eine weitere Abnahme bzw. Verstärkung der Fluktuation der Seespiegel hin. Im Rahmen einer stärkeren Kontinentalisierung des Klimas wäre auch durch die Zunahme von Extremereignissen (z. B. Starkregen) und extremer Wetterperioden (z. B. Dürre- und Nassphasen) das Erreichen von ökologischen Kipppunkten bzw. Schwellenwerten mit nachfolgender Systemtransformation in den Seen (Scheffer et al. 2001) möglich.