Konsequenzen des Klimawandels für die Küstengewässer und ihre touristische Nutzung

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1 Interdisziplinäre Ringvorlesung Die Ostseeküste Eine Region im Wandel 8. Juli 2008, Universität Rostock Konsequenzen des Klimawandels für die Küstengewässer und ihre touristische Nutzung Gerald Schernewski Leibniz-Institut für Ostseeforschung

2 Temperatur-Szenario für das Stettiner Haff (Ueckermünde A1B, WettReg) 25,0 20,0 15,0 Mittlere Temperatur Mittlere Temperatur C 10,0 5,0 0,0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat Die mittleren Temperaturen sollen von 8,3 C auf 10,6 C steigen, Werte wie wir sie aktuell in Süddeutschland finden (Karlsruhe)

3 Niederschlags-Szenario für das Oder-Einzugsgebiet (A1B, WettReg) mm % Niederschlag Niederschlag Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat Presseberichte: Trockenheit bedroht Getreideernte (Schweriner Volkszeitung, 03. Mai 2007) Trockenheit treibt Lebensmittelpreise in die Höhe (PR Online, 06. Mai 2007) Bauern fordert wegen Trockenheit neues Wassermanagement (Hamburger Abendblatt, 07. Mai 2007) Seehofer schlägt Ernteversicherung für Bauern vor (mdr.de, 07. Mai 2007) Der mittlere Niederschlag soll von 628 auf 555 mm (-12 %) fallen, eine Situation wie aktuell in zentralen Rumänien

4 Konsequenzen des Klimawandels für die Küstengewässer und ihre touristische Nutzung 1. Ansprüche der Badetouristen 2. Mögliche Probleme in Badegewässern durch Klimawandel Quallen - ein Problem in der Ostsee? Badewasserqualität durch Klimawandel gefährdet? Eutrophierung - Blaualgenblüten Eutrophierung - Sauerstoffarmut (Hypoxie) und Fischsterben 3. Globaler Wandel und Gewässerqualität: Die Oderregion

5 Wünsche der Badetouristen Hohe Wassertemperatur Klares Wasser Saubere Stände Ruhe Flaches Wasser Sandstrände Keine Wellen Rettungsdienst Kein Segeln und Surfen Kein Schiffsverkehr Sehr wichtig Usedom Stettiner Haff Nicht wichtig Sehr wichtig: warmes, klares Wasser und saubere, sandige Strände! nach Dolch (2002)

6 Wie wichtig ist eine gute Wasserqualität?uality? % Usedom Stettiner Haff 10 0 Sehr wichtig nicht wichtig nach Dolch (2002)

7 Was stört Badetouristen? % Quallen Öl Tote Tiere Abfall Algenschaum Seegrasakkumulation nach Dolch (2002)

9 Ostseezeitung 2000

10 Quallen Erhöhte Wassertemperaturen ein Problem in der begünstigen Ostsee? Beispiel: Quallen! Die Rippenqualle (Mnemiopsis leidyi) Ohrenqualle (Aurelia) Charakteristika: bis zu 10 cm groß (in gemäßigten Breiten), über 90% aus Seewasser bestehend Keine Nesseltiere (Cnidarier) Biolumniszenz Täglicher Nahrungsbedarf: ca. 300 Copepoden bzw. äquivalentes Futter (Fischeier, junge Fischlarven) Nahrungskonkurrenten: Heringe, Sprotten, Schirmquallen Feinde: Rippenqualle Beroe spp., Dorsche Zwitter (600 bis 1000 Nachkommen pro Tag) Hohes Regenerationsvermögen (1/8 Tier!) Übersteht Hungerperioden Absterben nach Fortpflanzung Aus: L. Postel, S. Kube & T. Neumann (2008): 18.Meeresumwelt-Symposium, Hamburg, 2008 Photo: L. Postel

11 Einwanderung als Folge des Klimawandels? Faasse and Bayha (2006): August November, 2006), 2001??? 2 Boersma et al.,(2007): November - Dezember, 2006) 0,1 Ind./m³, 3 Hansson (2006): später August, 2006: Tausende pro Fang 4 Oliveira (2007): Oslofjord, 5 Javidpour et al. (2006) erster Nachweis 17.Oktober 2006, 109 ind/m³ im November, Rückgang im März 2007 auf 0.2 Ind./m³ 6 Kube et al. (2007) : erste Berichte vom Sommer 2006, ohne zu wissen, das es sich um M.l. handelt, im Oktober Sicherheit, Überwinterung in Tiefen der südl. Ostsee und küstennahen Bereichen der westlichen Ostsee 7 Lehtiniemi, et al., (2007) im späten Sommer 2007 (Halokline) 8 Janas und Zgrundo (2007) Danziger Bucht 9 Tendal et al. (2007) Dänische Gewässer 10 Lehtiniemi, et al., (2008) Überwinterung in Tiefen der Åland Sea (13 Ind./m³) Aus: L. Postel, S. Kube & T. Neumann (2008): 18.Meeresumwelt-Symposium, Hamburg, 2008

12 Besteht die Gefahr von Massenentwicklungen? Mittl. Salzgehalt Maximale Größe Helgoland: 3 cm Bornholm B.: 2 cm Bottn. MB: 1 cm Kieler Förde: 6 cm Meckl. Bucht: 6 cm Narragansett Bay: 6 cm Schwarzes Meer: 18 cm Ägäis: 10 cm Marmara Meer: 27 cm Max. Temperatur C Rippenquallen bleiben in kühlen Regionen klein (Optimum >25 C) Je größer die Quallen desto mehr Nachkommen Je wärmer das Wasser desto größer die Quallen und umso höher der Nahrungsbedarf (Copepoden, Fischeier und larven) In Ostsee hoher Anteil (bis 80%) an sehr kleinen Exemplaren (< 0,5 cm) Fischeier und -larven sowie Mnemiopsis müssen sich räumlich und zeitlich treffen Frühjahrshering laicht im März / April jahreszeitlicher Peak von Mnemiopsis ist im August / September Aus: L. Postel, S. Kube & T. Neumann (2008): 18.Meeresumwelt-Symposium, Hamburg, 2008

13 Phänologische Verschiebungen durch Klimawandel Tag des ersten Auftretens Untersuchungsgebiet: Narragansett Bay Jahr Aus: J. H. COSTELLO, B. K. SULLIVAN AND D. J. GIFFORD (2006)

14 Der Klimawandel begünstigt Klimawandel Quallen & Quallen in der Ostsee! Ohrenqualle (Aurelia) Höhere Wassertemperaturen begünstigen das Überleben im Winter fördern Massenentwicklungen im Sommer Begünstigen Fremdarten Verringern das Nahrungsangebot (Zooplankton) für Fisch, Ernähren sich von Fischeiern und larven Fremdarten verändern das Ökosystem Quallen können ein Problem für Fischerei und Tourismus darstellen Rippenqualle Mnemiopsis, Warnemünde, Herbst 2006 Quelle: Postel/IOW davidbyrne.typepad.com Jellyfish plague on Spanish beaches (Reuters 07/2006) Jellyfish force bathing restrictions as thousands stung (ThinkSpain 08/2006) Spanish Mediterranean coast invaded by jellyfish (Euroresidents 08/2005) swimatyourownrisk.com

15 Quallen - ein Problem für den Tourismus? Quallen stellen (wie auch der Anwurf von Seegras) vor allem ein Wahrnehmungsproblem dar. Feuerquallen können eine Gefahr für Badende darstellen. Ihr Auftreten in der Ostsee wird durch das Vordringen von salzreichem Nordseewasser bestimmt. Wie sich der Klimawandel darauf auswirken wird, ist derzeit noch unklar. Aurelia aurita Foto: L. Postel

17 Gewässerqualiät was ist gemeint? Hygienische Badewasserqualität Indikator: Coliforme Bakterien sowie Verschmutzungen, Färbung, Geruch und Schaumbildung Probleme: Vibrionen (sowie human-pathogene Viren, Eutrophierung und Algenblüten) Ökologische Wasserqualität Indikatoren: Hydrochemie, Chlorophyll a, Phytoplankton, Makrophyten, Makrozoobenthos, Fische Probleme: Eutrophierung und Algenblüten

18 Vibrionen: Eine neue Gefahr durch den Klimawandel? Ostsee: Keime verderben Urlaubsspaß In der Ostsee wuchern aufgrund der hohen Wassertemperaturen die Bakterien. Die Strände sind mittlerweile wieder freigegeben. (Focus ) Klima-Schock: Killer-Keime kommen zu uns (Bild.de, ) Vibrio vulnificus gehören zu einer Gruppe von Bakterien, den Vibrionen, die natürlicherweise in Brackwasser und Meerwasser vorkommen. Bei hohen Wassertemperaturen (> 20 C) kann sich die Konzentration dieser Vibrionen in Meerwasser deutlich erhöhen. Erkrankungen zeichnen sich durch einen sehr ernsthaften Verlauf in Form von schweren Wundinfektionen und Blutvergiftungen (Sepsis) aus. Seit 1993 auftretend, wird Vibrio vulnificus mittlerweile in den meisten Jahren im strandnahen Bereich der Ostsee nachgewiesen und 2006 ist es jeweils zu zwei Erkrankungen an der deutschen Ostseeküste gekommen, von denen eine tödlich verlaufen ist. Auch Vibrio cholerae, der Cholera Erreger, tritt vermehrt in der Ostsee auf. Quelle: Niedersächsischen Landesgesundheitsamt, K. Luden 2007

20 Aland Sea NASA image courtesy Jeff Schmaltz Warme Sommer begünstigen Blaualgenblüten Die Ostsee in Juli 2005 Intense blue-green algal growth is directly linked to high phosphorus concentrations in surface waters. Warm, calm and sunny weather during early July 2005, in combination with the available phosphate, resulted in a widespread and intense bloom... (Helcom, ) Helsinki, Taivallahti Bay Finnish Environment Institute (SYKE)

21 Danish/German Coast 2003 Peter Viskum Jørgensen, DMI Blaualgenblüten an der deutschen Ostseeküste NASA image courtesy Siegel et Jeff al. Schmaltz 2000 Blaualgenblüte vor der dänischen Küste im Juli Die Algen- Schlieren und aufgetriebener Schaum betrafen die Lübecker Bucht und bedrohten einige Tage auch die Region Warnemünde- Kühlungsborn, bevor die Algen durch Winddrehung wieder auf die Ostsee hinausgetrieben wurden. Chronologie in Zeitungsüberschriften: Blaualgen in der Ostsee - Zum Teil giftige Arten (dpa/regioline vom ); Algen-Alarm an der Ostsee - Warnung an Urlauber (Lübecker Nachrichten vom ); Erste Strände wegen Algenpest gesperrt (dpa/online vom ); Ostsee-Strände wegen Blaualgen gesperrt (dpa/serviceline vom ); Keine weitere Vermehrung der Algen in Ostsee - Lage entspannt (dpa/regioline vom ); Keine Gefahr durch Algen (Ostsee Zeitung vom ). Schernewski 2000 Greigswalder Bodden Schernewski 2000

22 Stettiner Haff: Eutrophierung Schernewski (2000, 2001) Warme Sommer begünstigen die negativen Erscheinungen von Eutrophierung!

24 Fischsterben an der deutschen Ostseeküste (2000) Zettler (1999) Sauerstoffmangel hat in der Lübecker Bucht zu einen großen Fischsterben geführt. Nach Mitteilung des Kieler Umweltministeriums wurden am Donnerstag mehrere tausend tote Fische an das Ufer der Ostsee gespült. Dabei handelte es sich überwiegend um Dorsch, aber auch um Aalmutter und Butt...(3Sat, 2000) Oder Lagoon in May 2000 (Schernewski 2000)

25 Stettiner Haff: Steigende Probleme durch interne Eutrophierung? Mediane Phosphat- Konzentrationen [µmol PO 4 -P/l] ( ) Data: German/Polish monitoring programme by LUNG and WIOSZ 1.5 Mai Mediane Phosphat- Konzentrationen [µmol PO 4 -P/l] ( ) Data: German/Polish monitoring programme by LUNG and WIOSZ August Hohe Wassertemperaturen und ruhiges Sommerwetter begünstigen Schichtungen und Anoxie. Phophatfreisetzung aus dem Sediment unter Anoxie kann bis zu 400 t P im Sommer freisetzen (die Oderfracht von 3 Monaten). Die Effekte für das Haff sind begrenzt. Interne Eutrophierung begünstigt aber Nährstofftranporte in die küstennahe Ostsee. Interne Eutrophierung behindert alle Nährstoffreduktionsmaßnahmen.

26 Ostseezeitung 6. Sept Baltic Sea suffers from oxygen depletion

28 Langfristige Entwicklung der Oderfrachten Pt [t/a] Pdiffus [t/a] backgr Nt [t/a] Ndiffus [t/a] ? backgr. Aus: Behrendt et al (Moneris)

29 Stickstoffemissionen in die Oder Anteile der verschiedenen Quellen in Prozent ( ) Basierend auf Modellrechnungen mit MONERIS Punktquellen Diffuse Quellen Grundwasser Drainagen Erosion Oberflächenabfluss Atm. Deposition Siedlungsgebiete Aus: Behrendt et al. (2005)

30 Das Einzugsgebiet der Oder Stickstoff-Emissionen durch Grundwasser Behrendt et al. (2005)

31 Das Einzugsgebiet der Oder Stickstoff-Emissionen durch Drainagen Behrendt et al. (2005)

32 Auswirkungen der Flussfrachten in den Küstengewässern Mittlere (mediane) Nitrat-N Konzentrationen (µmol/l) zwischen April und Oktober zwischen (Daten: LUNG & WIOS) Schernewski, Behrendt & Neumann (submitted)

33 [mm³/l] Überraschungen sind zu erwarten! Beispiel: Verringerte sommerliche Algenblüten im Stettiner Haff in Zukunft? Andere Dinophyceae Chlorophyceae Cyanobacteria Bacillariophyceae Cyanobakteria Chlorophyceae Data: LUNG, Güstrow Dinophyceae Cryptophyceae Sonstige Die sommerlichen Phytoplanktonkonzentrationen sind in den letzten Jahren gesunken. Diatomeen und Blaualgen zeigen eine stärkere Dominanz. Verringerte Nähstofffrachten durch trockenere Sommer könnten die Stickstofflimitierung im Haff verstärkt haben. Diese Situation könnte durch den Klimawandel weiter verstärkt werden.? Cryptophyceae Cyanobacteria Bacillariophyceae

34 Zusammenfassung Klimawandel wird unsere Küstengewässer in vielerlei Hinsicht verändern. Überraschungen sind dabei zu erwarten. Klimawandel begünstigt den Küstentourismus durch erhöhte Wassertemperaturen und eine verlängerte Badesaison. Probleme könnten durch verstärkte Eutrophierungserscheinungen und Wasserqualitätsprobleme entstehen. Bezüglich Eutrophierung ist Klimawandel weniger bedeutend als Effekte des Globalen Wandels (z.b. Transformationsprozesse in der Landwirtschaft), die sich in den Einzugsgebieten zeigen. Weitere Informationen unter: