Flüsse spielen eine wesentliche Rolle im Ökosystem und der menschlichen Gesellschaft. Sie sind nicht nur Lebensräume für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten, sondern auch wichtige Wasserressourcen und kulturelle Lebensadern. Doch die Belastungen, die durch landwirtschaftliche und industrielle Aktivitäten auf sie einwirken, haben weitreichende negative Konsequenzen. Eine neue Studie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat gezeigt, dass Flüsse zunehmend zu einer bedeutenden Quelle für Treibhausgase werden, was erhebliche Auswirkungen auf das globale Klima hat.
Die Forschung, die über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahrzehnten durchgeführt wurde, befasst sich mit den Auswirkungen des Klimawandels und der menschlichen Landnutzung auf Flusssysteme. Dr. Ralf Kiese, ein führender Wissenschaftler des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung, hebt hervor, dass die Erhöhung der Wassertemperaturen und der Verlust von Sauerstoff in Flüssen alarmierende Trends darstellen. Diese Veränderungen sind vor allem auf mikrobielle biogeochemische Prozesse zurückzuführen. Wenn organische Kohlenstoffe und Nährstoffe aus der Landwirtschaft oder Abwässer in Flüsse gelangen, werden sie in Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan und Lachgas umgewandelt. Diese Gase tragen erheblich zur globalen Erwärmung bei.
Um diese Entwicklungen quantitativ zu erfassen, kombinierten die Wissenschaftler Messdaten von über 1.000 Flussstandorten mit Satellitenbeobachtungen. Diese Daten wurden mit Methoden des Maschinellen Lernens analysiert. Die Forscher entwickelten Modelle, die die Beziehung zwischen verschiedenen Umweltfaktoren wie Vegetation, Strahlung und Topografie und deren Einfluss auf die Wassertemperatur und den Sauerstoffgehalt der Flüsse untersuchten. Mithilfe dieser Modelle konnten sie konsistente Datenreihen für mehr als 5.000 Flüsse weltweit erstellen und die Ergebnisse von 2002 bis 2022 rekonstruieren.
Die Studie zeigt klare globale Trends: Flüsse erwärmen sich, verlieren an Sauerstoff und reichern sich zunehmend mit Treibhausgasen an. Im Durchschnitt sank der Sauerstoffgehalt in Flüssen um 0,058 Milligramm pro Liter und Jahrzehnt, was deutlich schneller ist als in Seen und Ozeanen. Gleichzeitig stiegen die Emissionen von Kohlendioxid, Methan und Lachgas in alarmierendem Maße. Insgesamt schätzen die Forscher, dass die zusätzlichen anthropogenen Emissionen aus Flüssen in diesem Zeitraum etwa 1,5 Milliarden Tonnen CO₂-Äquivalent betragen. Diese Emissionen waren in den bisherigen globalen Treibhausgasbudgets nicht berücksichtigt worden.
Besonders ausgeprägt sind diese Veränderungen in Regionen, in denen die landwirtschaftliche Nutzung und die Urbanisierung zunehmen. Hier trifft die Erhöhung der Wassertemperaturen auf einen Anstieg der Nährstoffeinträge, was zu einer verstärkten mikrobielle Aktivität führt. Diese Hotspots, in denen die Belastungen sich gegenseitig verstärken, führen zu einer weiteren Anreicherung von Treibhausgasen im Wasser. Flüsse in diesen Gebieten können zu besonders starken Emittenten von Treibhausgasen werden.
Die Ergebnisse der Studie verdeutlichen, dass der Schutz der Flüsse eine entscheidende Rolle im Klimaschutz spielt. Dr. Ricky Mwanake, der maßgeblich an den Berechnungen beteiligt war, betont, dass durch die Reduzierung der Nährstoffeinträge und einen besseren Schutz der Flüsse dieser negative Trend umgekehrt werden kann. Der Schutz von Flüssen ist somit nicht nur eine Frage des Naturschutzes, sondern auch eine wichtige Maßnahme zur Bekämpfung des Klimawandels.
Insgesamt zeigt die Forschung des KIT, dass Flüsse als oft übersehene Quellen für Treibhausgase betrachtet werden müssen. Die Erkenntnisse bieten wichtige Hinweise für zukünftige umweltpolitische Maßnahmen und unterstreichen die Notwendigkeit eines integrierten Ansatzes zur Bewirtschaftung von Wasserressourcen. Der Schutz und die Renaturierung von Flüssen sind daher unerlässlich, um die negativen Auswirkungen auf das Klima zu verringern und die Biodiversität in diesen Lebensräumen aufrechtzuerhalten.
