Die Ostsee, ein empfindliches und einzigartiges Ökosystem, kämpft seit vielen Jahrzehnten gegen die Folgen von Überdüngung, die durch den Eintrag von Phosphor und Stickstoff aus landwirtschaftlichen und städtischen Quellen verursacht wird. Trotz erheblicher Fortschritte bei der Reduzierung dieser Nährstoffe durch verschiedene Umweltschutzmaßnahmen, darunter der „Baltic Sea Action Plan“ der Helsinki-Kommission, zeigt sich bis heute keine signifikante Verbesserung der Wasserqualität. Eine neue Übersichtsarbeit des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) beleuchtet die komplexen Wechselwirkungen zwischen Nährstoffrückständen, internen Stoffkreisläufen und den Auswirkungen des Klimawandels und bietet Einblicke in die Herausforderungen, vor denen das Ostsee-Management steht.
Die Bemühungen, die Nährstoffbelastung in der Ostsee zu reduzieren, haben bereits zu einem Rückgang der Phosphor- und Stickstoffeinträge aus Flüssen geführt. So sank die Phosphorzufuhr seit den 1980er Jahren um etwa 50 %, während die Stickstoffeinträge um rund 30 % zurückgegangen sind. Trotz dieser positiven Entwicklungen bleibt die Wasserqualität der Ostsee besorgniserregend. Algenblüten und Sauerstoffmangel sind nach wie vor weit verbreitet, was auf die Tatsache hinweist, dass die Ökosystemprozesse der Ostsee stark miteinander verknüpft sind und die Erholung des Meeres erheblich verlangsamen.
Die neue Studie des IOW fasst Erkenntnisse aus mehr als 60 Jahren Ostseeforschung zusammen und kombiniert Langzeitdaten mit umfassenden Literaturanalysen. Durch das Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse und aktuelle Modellentwicklungen wird ein Gesamtbild der sich verändernden Ostsee gezeichnet. Ein zentrales Thema ist die Schichtung des Brackwassers: Das salzärmere Oberflächenwasser schwimmt über dem dichteren, salzreicheren Wasser in den Tiefen, was den Austausch von Sauerstoff aus der Atmosphäre erschwert. Die Erwärmung der Ostsee aufgrund des Klimawandels hat diesen Zustand noch verschärft. Seit 1960 sind die Oberflächentemperaturen im zentralen Gotland-Becken um fast 2 °C gestiegen. Diese Erwärmung reduziert die Fähigkeit des Wassers, Sauerstoff zu lösen, was die Situation in den tiefen Wasserschichten weiter verschlechtert.
Ein weiterer kritischer Punkt ist der Phosphorkreislauf, der eine Hauptursache für die anhaltende Eutrophierung darstellt. Unter anoxischen Bedingungen, wenn Sauerstoff fehlt, wird Phosphat aus dem Sediment freigesetzt und reichert sich im Wasser an. Diese Prozesse werden durch das Fehlen oxidierter Eisenverbindungen begünstigt, die normalerweise dazu beitragen würden, Phosphat im Sediment zu binden. Langzeitmessungen zeigen, dass die Phosphatkonzentrationen im Tiefenwasser zwischen den Einstromereignissen stark ansteigen können. Diese internen Phosphorquellen sind mittlerweile so erheblich, dass sie die Reduzierung der externen Phosphateinträge weitgehend ausgleichen. Selbst große Einstromereignisse, die normalerweise dazu dienen, die Nährstoffkonzentrationen zu senken, können diese Werte nur begrenzt reduzieren.
Das Review hebt auch die Bedeutung kleiner, hochsauerstoffhaltiger Wasserschichten hervor, die in das geschichtete Wassermassensystem eindringen. Diese so genannten „lateralen Intrusionen“ transportieren langfristig deutlich mehr Sauerstoff als die großen Einstromereignisse, die nur selten auftreten. Dennoch werden diese Prozesse in bisherigen Modellen oft nicht ausreichend berücksichtigt, was darauf hinweist, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft ihre Ansätze zur Modellierung überdenken sollte.
Die Veränderungen im Phosphorkreislauf haben auch Auswirkungen auf das Phytoplankton in der Ostsee. Ein gestörtes Verhältnis von Stickstoff zu Phosphor begünstigt das Wachstum von Blaualgen, die an der Wasseroberfläche blühen und nach ihrem Absterben organische Substanz absenken, die wiederum zur Sauerstoffzehrung am Meeresboden beiträgt. Diese Prozesse verdeutlichen, dass die Reduzierung externer Nährstoffe nicht automatisch zu einer Verbesserung der Wasserqualität führt, da die Ostsee auch eine „Nährstoffhypothek“ aus der Vergangenheit in sich trägt.
Die IOW-Forscher betonen, dass für ein erfolgreiches Ostsee-Management ein langfristiger Ansatz erforderlich ist, der sowohl die externen
