Der Begriff Eutrophierung bezeichnet einen Anstieg der Nährstoffzufuhr (Trophierung) meist in Gewässern. Durch diesen Anstieg verändert sich die Trophiestufe des Gewässers (von oligotroph über mesotroph, eutroph bis zu hypertroph) und damit auch der Aufbau des Ökosystems.
Eutrophierung von Gewässern
Die Steigerung der Nährstoffzufuhr (häufig durch Düngemittel bedingt, die in das Gewässer ausgewaschen werden) führt zu erhöhter Algenproduktion. Diese produzieren Sauerstoff, der allerdings zumeist an die Atmosphäre abgegeben wird, da photosyntheseaktive Algen vermehrt an der Seeoberfläche wachsen.
Eine Zunahme von Algen kann zunächst eine Sauerstoff- und Nahrungsanreicherung für das Gewässer bedeuten. Nachts (d.h. während der Dunkelreaktion ohne Photosynthese) verbrauchen Algen allerdings selbst Sauerstoff. Durch die Zunahme des von den Grünalgen produzierten Sauerstoffs finden Konsumenten optimale Wachstumsbedingungen vor. Sie vermehren sich explosionsartig und verbrauchen so einen Großteil des Sauerstoffs.
Die Sauerstoffverknappung führt zum Sterben der Organismen, somit fällt Biomasse auf den Grund (Hypolimnion) und bildet dort den Detritus-Faulschlamm. Dieser wird bakteriell abgebaut, was zuerst noch auf aerobe Weise, also unter Sauerstoffverbrauch geschieht. Das führt schließlich zu einer völligen Sauerstoffarmut, sodass die Biomasse nur noch von anaeroben Destruenten abgebaut werden kann. Hierbei entstehen Ammoniak und Schwefelwasserstoff, welche Zellgifte darstellen. Bei Vollzirkulation können diese Giftstoffe auch in die obere Wasserschicht gelangen.
Im Kurz nach der Frühjahrs-Vollzirkulation ist die Wachstumsrate von Algen auf Grund der steigenden Temperaturen, besseren Lichtverhältnsse und ausreichender Versorgung mit Nährsalzen aus dem Hypolimnion sehr hoch, was im Epilimnion zur Wassereintrübung (Algenblüte) führt. Dadruch ist in den unteren Schichten des Epilimnions nicht mehr genügend Licht vorhanden, es kommt hier zum Absterben der Algen.
Oligotrophe und eutrophe Seen befinden sich im Gleichgewicht, aber auf unterschiedlichem Niveau des Biomasse-Umsatzes:
Schwankungen der Umweltbedingungen können bis zu einer gewissen Grenze der Belastung ausgeglichen werden („Selbstreinigungskraft“ der Gewässer). Ist die Störung des Gleichgewichtes so groß, dass sie nicht mehr rückgängig gemacht werden kann, geht der See in einen anderen Zustand über, wobei die Hypertrophierung der stabilste Zustand ist, da ein umgekipptes Gewässer ohne Einfluss von außen nicht mehr in einen oligo- oder eutrophen Zustand zurückkehren kann.
Gegenmaßnahmen:
- Sauerstoffzufuhr: Kurzfristig erfolgreich, da das Artensterben ausbleibt. Langfristig erhöht sich allerdings dadurch auch die Menge des Detritus, wodurch das Gewässer wieder eutroph wird ("positive Rückkopplung").
- Nährstoffzufuhr einschränken: z.B. durch das Einleiten von Abwässern in andere Gewässer
- Entfernung von Faulschlamm durch Ausbaggern
- Entfernung der Algen
Als Nährstoffe gelten z.B. Phosphate, Nitrate und andere organische und anorganische Stoffe. Sie gelangen durch Düngung landwirtschaftlicher Flächen oder über Abwässer in die Gewässer.
Siehe auch
Ökosystem See, Gewässergüte, Trophiensystem, Trophie, Verlandung