Süßgewässer verlieren unter dem Einfluss zahlreicher gleichzeitiger Belastungen schneller Arten als jedes andere Ökosystem. Ein Forschungsteam um Biolog:innen der Universität Duisburg-Essen hat nun erstmals weltweit vergleichend untersucht, wie verschiedene Stressfaktoren auf fünf zentrale Gruppen von Flussorganismen wirken. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Nature Ecology & Evolution, liefern eine wichtige Grundlage für künftige Vorhersagen im Gewässerschutz.
Erste weltweite Auswertung
Landwirtschaft, Abwassereinträge, Staudämme, die Abschwemmung feiner Sedimente von Äckern sowie der Klimawandel mit steigenden Wassertemperaturen verändern Qualität und Struktur von Süßwasserökosystemen – insbesondere von Flüssen. Bislang fehlte jedoch ein klares Bild davon, wie einzelne menschengemachte Stressfaktoren unterschiedliche Organismengruppen beeinflussen.
Diese Lücke schließt nun ein Team um Erstautor Dr. Willem Kaijser von der Arbeitsgruppe Aquatische Ökologie der Universität Duisburg-Essen (UDE). Die Forschenden sichteten mehr als 22.000 Fachartikel und analysierten 1.332 Datensätze aus 276 Studien. Daraus entstand die erste globale Übersicht, die Belastungsfaktoren mit den Reaktionen von fünf wichtigen Organismengruppen in Fließgewässern verknüpft: Mikroorganismen, Algen, Wasserpflanzen, wirbellose Tiere und Fische.
Über alle Gruppen hinweg zeigt sich ein besonders starker Zusammenhang zwischen dem Verlust an Artenvielfalt und drei Belastungen: erhöhtem Salzgehalt, Sauerstoffmangel und übermäßigen Sedimentablagerungen. Diese Stressfaktoren treten häufig gemeinsam auf und verschlechtern die Lebensbedingungen deutlich – etwa durch Stoffwechselstress oder verschlammte Lebensräume.
Andere Einflüsse wie Nährstoffanreicherung und Erwärmung wirken hingegen je nach Artengruppe unterschiedlich. Manche Algen profitieren von moderaten Nährstoffmengen, die ihr Wachstum und ihre Artenvielfalt fördern können. Höhere Wasserpflanzen verlieren dagegen an Vielfalt, wenn Salzgehalt oder Nährstoffeinträge steigen. Wirbellose Tiere und Fische reagieren besonders empfindlich auf Sauerstoffmangel und feine Sedimente, die ihre Lebensräume überdecken.
Mithilfe statistischer Modelle und Wahrscheinlichkeitsanalysen machten die Forschenden diese Zusammenhänge sichtbar und identifizierten Wechselwirkungen zwischen den Stressoren. Denn Belastungen wirken häufig gemeinsam, und ihre Effekte unterscheiden sich teils deutlich zwischen Regionen und Organismengruppen. Dennoch zeichnen sich klare Muster ab, die für den Gewässerschutz von großer Bedeutung sind.„Salz, Sedimente und Sauerstoffmangel schaden fast immer“, fasst Prof. Dr. Daniel Hering zusammen. „Unsere Analysen ermöglichen es erstmals, diese Zusammenhänge zu quantifizieren und für Vorhersagen nutzbar zu machen.“
Die Studie entstand im Sonderforschungsbereich RESIST der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der an der Universität Duisburg-Essen koordiniert wird.
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