Massiver Algenwuchs in Seen Fadenalgen – eine Gefahr für Badegäste und Ökosysteme

Grüne Gewächse sind nicht immer förderlich für die Natur. So bedroht etwa die starke Ausbreitung der Fadenalge ganze Ökosysteme – wo früher klare Seen waren, ist heute das Wasser grün getrübt. Forscher des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben in einer internationalen Übersichtsstudie die Ursachen des Algenwuchses untersucht sowie mögliche gefahren für Mensch und Umwelt aufgezeigt.

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Leibniz-Institut für Gewässer- ökologie und Binnen- fischerei (IGB)

Berlin – Viele der bekannten klaren Seen der Welt verschlechtern sich in alarmierendem Tempo: In Ufernähe, wo sich Menschen aufhalten und schwimmen, ist der Seeboden mit grünen Algenteppichen bedeckt. Es sind Massenansammlungen von Fadenalgen, die mittlerweile sogar in abgelegenen Bergseen sowie in einigen großen Seen wie dem amerikanischen Lake Tahoe und dem russischen Baikalsee auftreten.

Fadenalgenblüten in solchen nährstoffarmen, klaren Seen sind ungewöhnlich – und die Ursachen oft komplex und weitgehend unbekannt. Eine internationale Gruppe von Seenforschern unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat mögliche Gründe zusammengetragen und möchte auf das Problem aufmerksam machen. Sie diskutieren lokale und globale Einflüsse: zunehmende Nährstoffeinträge, der Verlust fadenalgenfressender Wassertiere, der Klimawandel und invasive Arten.

Risikofaktor Alge – so kann sie Mensch und Tier schaden

Fadenalgen sind keine einzelne Art, viele verschiedene Arten werden aufgrund ihres Aussehens unter diesem Begriff zusammengefasst. Die Massenansammlungen von Fadenalgen können Gemeinschaften anderer Lebewesen auf dem Seeboden gefährden und die Nahrungsnetze verändern; viele der möglichen Auswirkungen kennen die Forscher jedoch noch nicht.

Für Badende sind die grünen Algenteppiche nicht nur unansehnlich – in ihnen können sich auch Giftstoffe von Cyanobakterien anreichern. Hunde scheinen von dem fischigen Geruch der Algen angezogen und laufen Gefahr, die Giftstoffe aufzunehmen. „Auch in Deutschland gibt es Probleme mit Massenentwicklungen von Fadenalgen an einigen Seen“, sagt IGB-Forscherin Dr. Sabine Hilt, Co-Autorin der Studie.

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Abwässer aus Landwirtschaft sind nur ein Teil des Problems

Massenentwicklungen von Algen waren bislang v. a. ein Phänomen in Seen mit hohen Einträgen an Stickstoff und Phosphor. Diese Nährstoffe gelangen meist über die Landwirtschaft oder städtische Abflüsse in Gewässer und fördern das Algenwachstum. Als typisch für klare und nährstoffarme Seen hingegen galten Algenarten, die unscheinbar sind – langsam und in tieferen Gewässerschichten wachsen, wo aufgrund der Klarheit des Wassers immer noch genug Licht hinkommt. „Wir sind sehr erstaunt, dass Seen, um die wir uns als Ökologinnen und Ökologen bisher kaum Sorgen machen mussten, nun von Fadenalgenblüten in der flachen Uferzone betroffen sind“, äußert Hilt.

Fadenalgen haben einen höheren Nährstoffbedarf, insbesondere für Nitrat und Ammonium als die kleineren, langsam wachsenden Arten, die sie ersetzen. Tatsächlich ist es so, dass in einigen ehemals klaren und nährstoffarmen Seen in den vergangenen Jahren die Nährstoffzufuhr zugenommen hat. Ein Beispiel ist der Baikalsee in Sibirien – bekannt für seinen unvergleichlichen Reichtum an Tier- und Pflanzenarten. Diese Artenvielfalt ist bedroht, denn die Masse an Fadenalgen hat sich in seit 2010 etwa verfünffacht. Ein möglicher Grund dafür sind Stickstoff- und Phosphoreinträge aus unbehandelten menschlichen Abwässern, die in den See eingeleitet werden. Auch Waldbrände haben bewirkt, dass mehr Nährstoffe aus dem Umland in den See gelangten.

Fehlende Fressfeinde und zunehmender Klimawandel

Ein anderer möglicher Grund ist der Rückgang von Fressfeinden der Fadenalgen: Kleinstlebewesen im Gewässer könnten durch den weit verbreiteten Einsatz von Pestiziden oder anderen Stressfaktoren abgetötet werden, vermutet die Hauptautorin Dr. Yvonne Vadeboncoeur von der amerikanischen Wright State University.

Auch steigende Wassertemperaturen und länger werdende Sommer haben dafür gesorgt, dass sich die Algen etwa in klaren Bergseen im Westen der USA ausgebreitet haben. Im Lake Tahoe hängt das zunehmende Vorkommen ausgedehnter Fadenalgenblüten in den flachen Uferzonen mit der kürzeren Schneebedeckung und den Veränderungen des unterirdischen Wasserflusses durch den Klimawandel zusammen. Diverse indirekte Effekte, beispielsweise auf die Struktur von Nahrungsnetzen, sind dabei oft stärker in ihren Auswirkungen als die direkt durch die Temperatur verursachten Veränderungen.

Alge profitiert von anderen Eindringlingen

Sogar ein anderer Eindringling im klaren Seewasser scheint der Fadenalge in die Hände zu spielen: die Zebramuschel. Sie hat sich vor 30 Jahren in Nordamerika als invasive Spezies ausgebreitet und erleichtert den Fadenalgen das Leben, indem sie Nährstoffe aus dem Plankton für die Alge zugänglich macht. Die starke Ausbreitung der Zebramuschel ging daher mit Massenentwicklungen von Fadenalgen in den Uferzonen einher.

„Unsere Übersichtsstudie legt nahe, dass vielfältige Umweltstressoren das Phänomen beeinflussen“, sagt Hilt. Noch wissen die Forscher aber zu wenig darüber, wo und in welchem Ausmaß sich Fadenalgen stark ausbreiten. „Für die meisten Langzeituntersuchungen werden Wasserproben in der Mitte des Sees entnommen und hinsichtlich des Planktons untersucht, während das Ufer bisher weniger im Fokus stand. Das muss sich ändern“, meint die Forscherin. Fadenalgenentwicklungen sind jedoch schwer nachzuverfolgen, da ihre Vorkommen heterogen und oft lokal begrenzt sind. Hilt hofft hier auf die Hilfe der Bevölkerung: „Laienforscher bzw. Citizen Scientists könnten ihre Beobachtungen per Handy teilen. Auch die Nutzung von Fernerkundungsmethoden wird sicher an Bedeutung gewinnen.“

Originalpublikation: Yvonne Vadeboncoeur, Marianne V Moore, Simon D Stewart, Sudeep Chandra, Karen S Atkins, Jill S Baron, Keith Bouma-Gregson, Soren Brothers, Steven N Francoeur, Laurel Genzoli, Scott N Higgins, Sabine Hilt, Leon R Katona, David Kelly, Isabella A Oleksy, Ted Ozersky, Mary E Power, Derek Roberts, Adrianne P Smits, Oleg Timoshkin, Flavia Tromboni, M Jake Vander Zanden, Ekaterina A Volkova, Sean Waters, Susanna A Wood, Masumi Yamamuro: Blue Waters, Green Bottoms: Benthic Filamentous Algal Blooms Are an Emerging Threat to Clear Lakes Worldwide, BioScience, 07 July 2021; DOI: 10.1093/biosci/biab049

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