Seen

Seen bieten mit ihren Uferzonen, dem freien Wasserkörper und dem Seeboden unterschiedliche Lebensräume für verschiedenste Tier- und Pflanzenarten. Die meisten natürlichen Seen Deutschlands befinden sich in der norddeutschen Tiefebene, im Alpenvorland und in den Alpen und sind dort mit landschaftsprägend. Darüber hinaus gibt es zahlreiche künstliche Seen (Tagebauseen, Bagger- oder Abgrabungsseen im Zuge der Ton-, Sand- und Kiesgewinnung, Talsperren und Flachlandspeicher). Vor allem der zunehmende Nutzungsdruck durch Erholungssuchende, aber auch durch Nährstoffeinträge ist für die empfindlichen Seeökosysteme problematisch.

Der größte deutsche See ist der im Dreiländereck Deutschland-Schweiz-Österreich gelegene Bodensee. Am Einzugsgebiet von 11 477 km² hat Deutschland einen Anteil von 28 %. Mit 254 m Maximaltiefe ist der Bodensee der tiefste See Deutschlands. Der flächenmäßig zweitgrößte See ist die inmitten der Mecklenburger Seenplatte gelegene Müritz. Extrem flach ist mit 2,9 m Maximaltiefe und einer mittleren Tiefe von 1,3 m das niedersächsische Steinhuder Meer (siehe Abb. „Seetypen in Deutschland“). Die wichtigsten morphologischen und hydrologischen Kenndaten für diese und weitere Seen, deren Daten im Rahmen des Bund-Länder-Datenaustausches an das Umweltbundesamt übermittelt werden, sind in der Tabelle „Kenndaten ausgewählter Seen Deutschlands“ dargestellt.

Der übermäßige Nährstoffeintrag und die daraus resultierende Überdüngung stellen für Seen ein großes Problem dar. Da das Wasser in stehenden Gewässern nur langsam ausgetauscht wird und im Sediment gespeicherte Nährstoffe unter bestimmten Bedingungen wieder freigesetzt werden, reagieren Seen auf eine Reduzierung der Nährstoffeinträge nur sehr langsam. Die angestrebte Verringerung des Algenwachstums stellt sich dadurch oftmals erst spät nach einer Reduzierung der Nährstoffeinträge ein.

Die Umsetzung der vorhandenen Nährstoffe in pflanzliche Biomasse (Trophie) hängt außer von der Konzentration der Nährstoffe, auch von der Seebeckengestalt und -lage, sowie von der Hydrologie des Gewässers ab. Ob dabei Phosphor oder Stickstoff der limitierende Faktor ist, ist in der Regel vom Verhältnis der Nährstoffkonzentrationen und weniger von der Gesamtkonzentration des einzelnen Stoffes abhängig. Der am wenigsten zur Verfügung stehende Nährstoff ist der limitierende Faktor (Liebigsches Minimumgesetz). In den meisten Fällen ist Phosphor der wachstumsbegrenzende Nährstoff. Phytoplankton braucht für den Aufbau seiner Biomasse im Allgemeinen ein N:P-Verhältnis von 7:1. Ist einer der beiden Nährstoffe in deutlich geringerer Menge vorhanden als dem Redfield-Verhältnis entspricht, dann ist er mit großer Wahrscheinlichkeit zumindest für einige biomassemäßig vorherrschenden Algenarten limitierend. Daher wird die Zusammensetzung der Planktonbiomasse (N-P-Verhältnis) als Indikator für den Nährstoffstatus eines Sees benutzt und man kann Rückschlüsse auf die dominierenden Algengruppen ziehen. Enthält ein See mehr als das siebenfache an Nitrat und Ammonium gegenüber Orthophosphat, dann liegt eine typische Phosphorlimitation vor und es dominieren Grünalgen. Sind die Verhältnisse umgekehrt, ist also der See stickstofflimitiert, kommen im Sommer im Allgemeinen überwiegend stickstoffbindende Cyanobakterien (Blaualgen) vor. Diese benötigen für ein optimales Wachstum höhere Wassertemperaturen. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass N-fixierende Arten nicht generell häufiger in Seen mit relativ niedrigen Stickstoffkonzentrationen vorkommen.

Tiefe Seen mit stabiler sommerlicher Temperaturschichtung, kleinem Einzugsgebiet und geringem Wasseraustausch sind natürlicherweise gering produktiv, das heißt der „potenziell natürliche“ oder „Referenzzustand“ ist oligotroph (=nährstoffarm), während flache, ständig durchmischte Seen mit großem Einzugsgebiet hohe Nährstoffeinträge haben und diese durch intensiven Kontakt mit dem Sediment zusätzlich effektiver umsetzen, das heißt der Referenzzustand solcher Seen ist eutroph (=nährstoffreich). Ein bundeseinheitliches Bewertungssystem für den Trophiezustand von Seen wurde von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) 1999 erarbeitet. Dieses basiert auf der Abweichung des tatsächlichen Trophiezustandes vom potenziell natürlichen Trophiezustand (Referenzzustand). Die Beurteilung zeigt, dass fast bei allen Seen der Ist-Zustand mindestens eine Trophiestufe höher liegt als der Referenzzustand (siehe Tab. “Trophiebewertung ausgewählter Seen Deutschlands“). Die Bewertungszahlen spiegeln ein siebenstufiges Bewertungssystem von Stufe 1 (keine Nährstoffbelastung) bis Stufe 7 (übermäßig hohe Nährstoffbelastung) wider (siehe Tab. „Bewertung der Trophie von natürlicher Seen“).

Alpenseen und Voralpenseen

Der im Voralpenland gelegene Starnberger See weist heute eine mittlere P-Konzentration von weniger als 10 µg/l auf. Der Starnberger See hat eine maximale Tiefe von 128 Metern und ist der fünftgrößte See Deutschlands. Aufgrund der Errichtung einer Ringkanalisation in den 1970er Jahren und Umstellung der Landwirtschaft auf extensive Grünlandnutzung, reduzierte sich die Phosphorkonzentration in den vergangenen Jahren deutlich. Durch die lange Austauschzeit des Wassers (Retentionszeit) von 21 Jahren wird aber der angestrebte natürliche oligotrophe Zustand erst in einigen Jahren erreicht sein. Phosphor wirkt im Starnberger See limitierend (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Starnberger Sees“). Das N:P-Verhältnis liegt deutlich über dem optimalen Verhältnis von 7:1.

Der Chiemsee, in der Fläche der drittgrößte See Deutschlands, hat im Gegensatz zum Starnberger See nur eine relativ kurze Retentionszeit von einem Jahr. Aufgrund der guten Durchmischung des Wasserkörpers und dessen geringer Tiefe verbesserte sich die Nährstoffsituation schnell.

Bis Ende der 1980er Jahre wurden Abwässer in den See geleitet. Durch Verbesserung der Klärtechnik und die Errichtung einer Ringkanalisation konnte der See in einen schwach eutrophen Zustand übergehen. Heute befindet sich der See im Übergang zum mesotrophen Zustand. Wie beim Starnberger See ist Phosphor der limitierende Faktor (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Chiemsees“).

Seen der Mittelgebirge

Der Brombachsee, ein Stausee in der Fränkischen Seenlandschaft, ist phosphorlimitiert. Der Zustand des Sees verbesserte sich in den letzten zehn Jahren deutlich. Die Nitratkonzentration liegt heute etwa bei 0,2 mg/l im Jahresdurchschnitt (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Brombachsees“).

1994 wurde eine Kläranlage nahe dem Brombachsee errichtet und eine Ringkanalisation gebaut, um zu verhindern, dass ungeklärte Abwässer in den See gelangen. Der See ist heute ein wichtiges Naherholungsgebiet für den Ballungsraum Nürnberg und dient dem Hochwasserschutz im Altmühltal.

Die Edertalsperre, ein Stausee in Hessen, wird zur Wasserbereitstellung für den Mittellandkanal und die Oberweser sowie als Naherholungsgebiet und zur Stromerzeugung genutzt. Auch in dieses Gewässer gelangten lange Zeit Abwässer und Einträge der angrenzenden landwirtschaftlichen Flächen. Die Nitratkonzentration liegt unverändert hoch bei durchschnittlich 2,2 mg/l. Neue Kläranlagen und Verbesserung der Klärtechnik sollen die Nährstoffkonzentrationen im See dauerhaft senken (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit der Edertalsperre“). Leichte Verbesserungen sind bereits erkennbar.

Tieflandseen

Durch verbesserte Klärtechnik und die Einführung phosphatfreier Waschmittel hat auch in den neuen Bundesländern der Einfluss von Abwasser als Eutrophierungsursache in den letzten Jahren erheblich abgenommen.

So wurden der Plauer See und der Kummerower See (beide in Mecklenburg-Vorpommern), durch Nährstoffeinträge infolge unzureichender Abwassertechnik sowie durch diffuse Einträge aus der Landwirtschaft in der Vergangenheit stark belastet (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Kummerower Sees“).

Beide Seen sind Flachseen mit einer mittleren Tiefe von 6 Metern (Plauer See) bzw. 8 Metern (Kummerower See) und besitzen eine kurze Retentionszeit. In den großen Einzugsgebieten von je rund 1 200 km² dominiert die landwirtschaftliche Nutzung. Die seit den 1970er Jahren im Plauer See betriebene Forellenzucht trug mit zur Eutrophierung des Sees bei. Heute ist der Plauer See stickstofflimitiert (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Plauer Sees“). Der Kummerower See ist Teil des Naturparks „Mecklenburgische Schweiz und Kummerower See“ und Rastplatz für viele Zugvögel. Außerdem kommen hier die seltenen See-, Fisch-, und Schreiadler vor, sowie Bach- und Flussneunaugen (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Kummerower Sees“).

Die Oberhavel ist ein seeartige Erweiterung der Havel in Berlin, die den Abfluss des Tegeler Sees aufnimmt. Aufgrund starker Eutrophierung des Tegeler Sees durch Rieselfeldabwässer in den 1970ern und 1980er Jahren, erreichte die Oberhavel noch in der darauffolgenden Dekade hohe Phosphorkonzentrationen (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit der Oberhavel“).

Die in den 80er Jahren eingerichtete Phosphatfällung des Zuflusses zum Tegeler See (Tegeler Fließ) verbesserte die Verhältnisse in Tegeler See und Havel erheblich. Die 1995 installierte Tiefenbelüftung im Tegeler See führte dann Ende der 1990er Jahre eher zu einer Verschlechterung der Gesamtphosphorgehalte, da durch die Umwälzung im Tiefenwasser des Sees während des Sommers festgehaltene Phosphate nun im See verteilt wurden. Die Stickstoffbelastung verbesserte sich in den letzten 15 Jahren und liegt heute bei durchschnittlich 0,7 mg/l. Der See ist phosphorlimitiert.

Der Zeuthener See, an der Landesgrenze zwischen Berlin und Brandenburg, ist ein stickstofflimitierter Flachsee, dessen Austauschzeit nur 11 Tage beträgt. Es handelt sich um einen nährstoffreichen, polytrophen See mit einer hohen Phytoplanktonproduktion. Die geringen Nitrat- Werte von 0,7 mg/l (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Zeuthener Sees“) sind auf die Limitierung des Stickstoffs zurückzuführen, bei vergleichsweise hohen Phosphorkonzentrationen (N:P < 7). Der Referenzzustand des Sees ist eutroph.

Der ebenfalls stickstofflimitierte Schweriner See in Mecklenburg Vorpommern wurde durch Abwassereinleitungen, intensive Landwirtschaft und Forellenzucht stark eutrophiert. In den 1970er Jahren betrug die höchste gemessene Phosphorkonzentration 2 mg/l. Die Folgen der starken Nährstoffbelastung waren Sauerstoffschwund im Tiefenwasser und damit verbundenes Fischsterben, Schilfsterben, sowie große Vorkommen von Blaualgen. Erst mit dem Bau moderner Kläranlagen 1990 sank die Nährstoffzufuhr deutlich. Die Retentionszeit beträgt 10 Jahre, weshalb erst um die Jahrtausendwende ein merklicher Phosphorrückgang zu beobachten war (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit des Schweriner Sees“). Aufgrund geringer Tiefe ist der Schweriner See gut durchmischt, was eine Sauerstoffzehrung am Grund und damit Phosphorfreisetzung verhindert. Der Schweriner See ist als FFH-Gebiet ausgewiesen und besitzt somit eine große Bedeutung für Naturschutz in der Region.

Der zweitgrößte See Deutschlands, die Müritz in der Mecklenburger Seenplatte, ist ebenfalls stickstofflimitiert (siehe Abb. „Entwicklung der Wasserbeschaffenheit der Außenmüritz“). Die hohen Phosphorkonzentrationen, verursacht durch Einleiten von Abwässern und intensiver Landwirtschaft in der Vergangenheit, verbesserten sich seit den 1980er Jahren und sind aktuell weiter rückläufig. Heute wird die Müritz als mesotroph bis schwach eutroph eingestuft, wobei in den Buchten noch immer hohe Nährstoffkonzentrationen gemessen werden. Es ist davon auszugehen, dass in den Seesedimenten noch große Mengen an Phosphor gebunden sind, die bei abnehmender Sauerstoffkonzentration wieder frei gesetzt werden können.

Trotz vielerorts immer noch hoher Nährstoffbelastung in den Tieflandseen, zeigte sich durch die verbesserte Abwasserbehandlung in den letzten Jahren bereits eine deutliche Reduzierung der Phosphorkonzentrationen.

Zukünftig müssen Maßnahmen zur Verringerung der Eutrophierung vor allem die diffusen Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft reduzieren. Bei einigen Seetypen wird dabei aber nur durch zusätzliche seeinterne Restaurierungsmaßnahmen eine Verringerung des Trophieniveaus möglich sein. Solche seeinternen Maßnahmen (Tiefenwasserbelüftung, Sedimentbehandlung, Calcitfällung und andere) sind jedoch nur sinnvoll, wenn vorher die Nährstoffeinträge aus dem Einzugsgebiet drastisch reduziert werden.

Hydromorphologische Güte – Seen

Zu den für Seen relevanten Belastungen gehören auch Veränderungen des Wasserregimes durch Regulierung und/oder Wasserentnahmen und Eingriffe in die Uferstruktur.

Bei der Eutrophierung von Seen ist der Zusammenhang zwischen Siedlungsdichte und landwirtschaftlicher Nutzungsintensität im Einzugsgebiet und den Folgen dieses Nährstoffeintrages auf die verschiedenen Organismen des Seeökosystems relativ gut bekannt. Weniger bekannt sind hingegen die Auswirkungen der hydrologischen Veränderungen und der morphologischen Eingriffe in die Seeuferzone auf die Lebensräume von Makrozoobenthos und Wasserpflanzen, die Laichplätze von Fischen und die Brutplätze von Wasservögeln.

Eine erste Erfassung der hydromorphologischen Belastungen der Seen in Deutschland erfolgte 2004 im Rahmen der Bestandsaufnahme der Belastungen nach Art. 5 der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). Die Belastungen wurden anhand folgender Merkmale ermittelt:

• anthropogene Beeinflussung des Wasserstandes
• Veränderungen der Uferstruktur (Verbau, Anschüttungen, Uferneigung)
• Veränderungen der strukturellen Verhältnisse (Nutzung, Bebauung) im näheren Seeumfeld
• Fehlen von Gewässerrandstreifen als Pufferzone zwischen Umland und See

Derzeit wird ein bundeseinheitliches Bewertungsverfahren zur Erfassung der Uferstrukturgüte und der hydromorphologischen Belastungen der Uferbereiche erarbeitet.

Bei einem hohen Verbauungsgrad der Ufer kann es möglicherweise auch bei sehr guter Wasserqualität zu ökologischen Defiziten kommen. Ein Beispiel dafür ist der Bodensee. Hier wurden 59 % der Uferlänge am Obersee und 43 % der Uferlänge am Untersee als nicht naturnah eingestuft. Genauere biologische Untersuchungen müssen nun zeigen, ob sich der See trotzdem in einem „ökologisch guten Zustand“ entsprechend den Vorgaben der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) befindet.